المعرفة الأساسية للونيات -2

3. الخصائص الإدراكية للنظام البصري

يتمتع الجهاز البصري لدى الإنسان بالعديد من الخصائص في إدراك اللون وتفاصيله المكانية، مثل البقايا البصرية، وعدم الحساسية للتغيرات الحادة في الحواف، وإدراك السطوع أقوى من اللون.

من الناحية النظرية، يمكن تحديد كل لون في الطبيعة من خلال الألوان الأساسية الثلاثة R وG وB، وبالتالي يتم تشكيل نموذج مساحة الألوان ثلاثي الأبعاد RGB، والذي يمكن حسابه بدقة من خلال صيغة رياضية.

وفقا للخصائص الإدراكية للنظام البصري البشري للتغيرات اللونية والمكانية ونموذج مساحة اللون، يمكننا تصميم جميع أنواع خوارزميات ضغط بيانات الصور الرقمية.

النظام البصري للإنسان

• • يُعتقد أن اللون هو نتيجة إدراك الجهاز البصري للضوء المرئي.
• تحتوي شبكية العين البشرية على ثلاثة أنواع من الخلايا المخروطية ذات حساسية مختلفة للألوان الأحمر والأخضر والأزرق، وخلية على شكل قضيب لا تعمل إلا في حالة قوة ضوء منخفضة للغاية. لذلك، اللون موجود فقط في العين والدماغ. لا تلعب الخلايا العصوية دورًا في معالجة الصور بالكمبيوتر.
• الضوء المرئي عبارة عن موجة كهرومغناطيسية يبلغ طولها الموجي 380 ~ 780 نانومتر. معظم الضوء الذي نراه ليس ضوءًا ذا طول موجي واحد، بل هو مزيج من العديد من الأطوال الموجية المختلفة.
• تستشعر شبكية العين البشرية لون العالم الخارجي من خلال الخلايا العصبية. كل خلية عصبية هي إما مخروط حساس للون أو قضيب غير حساس للونالخصائص الإدراكية للرؤية:
  • تتمتع الخلايا المخروطية الحمراء والخضراء والزرقاء بإدراك مختلف لترددات مختلفة من الضوء وسطوع مختلف.
  • يمكن تحديد أي لون في الطبيعة من خلال مجموع R وG وB، والتي تشكل مساحة متجهة ثلاثية الأبعاد RGB.
  • الخصائص الإدراكية للرؤية:

    مجموعة من عينات الألوان لها نفس اللون تحت ضوء الشمس أو مصدر ضوء معين، ولكن عند وضعها تحت مصدر ضوء آخر يختلف اللون

    四، وضع اللون

    • وضع خلط الألوان المضافة RGB
    • وضع خلط الألوان الطرحي CMY
    • وضع اتش اس بي
    • وضع المختبر

    وضع RGB

    • يعتمد وضع RGB على مبدأ المزج بين ثلاثة ألوان أساسية في الطبيعة. يتم تخصيص الألوان الأساسية وهي الأحمر والأخضر والأزرق في كل مقياس لوني حسب قيمة السطوع من 0 (أسود) إلى 255 (أبيض)، وذلك لتحديد ألوانها. عندما يتم خلط الألوان الأساسية ذات السطوع المختلف، سيتم إنتاج 256 * 256 * 256 نوعًا من الألوان، أي حوالي 16.7 مليونًا. على سبيل المثال، قد يكون للون الأحمر الساطع قيمة R تبلغ 246، وقيمة G تبلغ 20، وقيمة B تبلغ 50. عندما تكون قيم السطوع للألوان الأساسية الثلاثة متساوية، يتم إنشاء اللون الرمادي؛ عندما تكون قيم السطوع الثلاثة جميعها 255، يتم إنشاء اللون الأبيض النقي؛ عندما تكون كافة قيم النصوع 0، يتم إنشاء أسود نقي. عندما يكون اللون الناتج عن خلط ثلاثة أنواع من ضوء الألوان أعلى بشكل عام من قيمة سطوع اللون الأصلي، فإن طريقة توليد اللون في وضع RGB تسمى أيضًا طريقة إضافة ضوء اللون.

    وضع CMYK، المعروف أيضًا باسم وضع ألوان الطباعة، هو وضع معالجة كما يوحي الاسم.

    • إنه مختلف تمامًا عن RGB. وضع RGB هو وضع ألوان مضيء، ولا يزال من الممكن رؤية المحتوى الموجود على الشاشة في غرفة مظلمة
    • CMYK هو وضع ألوان يعتمد على الانعكاس. كيف يقرأ الناس محتويات الصحف؟ إن ضوء الشمس أو الضوء الذي يسطع على الصحيفة ثم ينعكس في أعيننا هو ما يمكننا من رؤية المحتوى. ويحتاج إلى مصدر ضوء خارجي. إذا كنت في غرفة مظلمة، فلا يمكنك قراءة الصحف
    • طالما أن الصورة المعروضة على الشاشة يتم التعبير عنها في وضع RGB. وطالما أن الصورة مرئية على المادة المطبوعة، فسيتم تمثيلها بوضع CMYK. على سبيل المثال، تتم طباعة ومعالجة الدوريات والمجلات والصحف والملصقات وما إلى ذلك، لذلك فهو نموذج CMYK.
    • كما هو الحال مع RGB، فإن CMY هو الأحرف الأولى من ثلاثة أسماء حبر: سماوي وأرجواني وأصفر. يأخذ K الحرف الأخير من اللون الأسود. السبب في عدم أخذ الحرف الأول هو تجنب الخلط بينه وبين اللون الأزرق. من الناحية النظرية، ثلاثة أنواع فقط من أحبار CMY كافية. عندما يتم إضافتها معًا، يجب أن تحصل على اللون الأسود. ومع ذلك، نظرًا لأن عملية التصنيع الحالية لا يمكنها إنتاج أحبار عالية النقاء، فإن نتيجة إضافة CMY هي في الواقع أحمر داكن، لذلك يجب إضافة حبر أسود خاص للتوفيق.
    • عندما يتم خلط C وM وY وK في اللون، مع زيادة C وm وY وK، فإن الضوء المنعكس على عيون الإنسان سيكون أقل وأقل، وسيكون سطوع الضوء أقل وأقل. تسمى طريقة توليد اللون في جميع أوضاع CMYK أيضًا بطرح اللون.

    وضع اتش اس بي

    يتم تعريف وضع HSB بناءً على مراقبة اللون بالعين البشرية. في هذا الوضع، يتم وصف جميع الألوان من خلال الأشكال والتشبع والسطوع.

    • تشير الأشكال إلى اللون المنعكس من كائن ما أو المنقول من خلاله. على عجلة الألوان القياسية 0 ~ 360 درجة، يتم قياس درجة اللون حسب الموضع. في الاستخدام العادي، يتم تحديد الصبغة من خلال اسم اللون، مثل الأحمر والبرتقالي والأخضر وما إلى ذلك، وهي سمة من سمات المظهر.
    • ويشير التشبع إلى شدة اللون أو نقاءه، وهو ما يشير إلى نسبة مكونات اللون الرمادي في الصبغة. يتم التعبير عنه بنسبة 0% (رمادي نقي) - 100% (لون مشبع بالكامل). على عجلة الألوان القياسية، يتزايد التشبع من موضع المركز إلى موضع الحافة.
    • السطوع هو السطوع النسبي للون. يتم قياسه عادةً بنسبة 0% (أسود) - 100% (أبيض). العيب: نظرًا لمحدودية المعدات، فمن الضروري التحويل إلى وضع RGB عند عرضه على شاشة الكمبيوتر ووضع CMYK عند طباعته. وهذا يحد من استخدام وضع HSB إلى حد معين. في نظام CIE XYZ، يتم التعبير عن السطوع بقيمة Y، والتي يمكن قياسها. ويتم التعبير عنها من خلال شدة الضوء المنعكس أو المنبعث لكل وحدة مساحة. يتم قياس السطوع بوحدات مثل ضوء الشموع لكل متر مربع (cd/m2).

    تعريف CIE للخفة: هي القيمة المقابلة لإدراك النظام البصري للأشخاص للسطوع الإشعاعي، والتي يتم التعبير عنها بواسطة L *.

    وضع المختبر

    النموذج الأولي لوضع المختبر هو معيار لقياس الألوان صاغته جمعية CIE في عام 1931. وتمت إعادة تعريفه وتسميته CIELab في عام 1976.

    وضع RGB هو وضع إضافة لون للشاشة المضيئة، ووضع CMYK هو وضع طباعة عاكسة للألوان. لا يعتمد وضع Lab على الضوء أو الصبغة. وهو وضع الألوان الذي تحدده منظمة CIE، والذي يتضمن نظريًا جميع الألوان التي يمكن رؤيتها بالعين البشرية. يعوض الوضع Lab أوجه القصور في أوضاع الألوان RGB وCMYK

    يتم تمثيل لون المختبر بمكون سطوع واحد L ومكونين لونيين a وb. نطاق قيمة L هو 0-100، ويمثل المكون a التغير الطيفي من الأخضر إلى الأحمر، بينما يمثل المكون b التغير الطيفي من الأزرق إلى الأصفر، ويتراوح نطاق قيمة a وb بين -120 ~ 120.

    五、CIE1976 مساحة اللونية في المختبر وصيغة اختلاف اللون

    لغة التواصل بالألوان

    1) لغة الاتصال عندما يتغير اللون: لغة الاتصال: أحمر، أصفر، أخضر، أزرق، أحمر أقل، أصفر أقل، وما إلى ذلك

    2) لغة الاتصال عند تغير السطوع: يستخدم السطوع في الغالب أكثر سطوعًا أو أغمق لوصف الفرق بينهما؛

    3) لغة التواصل عند تغير التشبع: يوصف التشبع بالقوي أو الضعيف؛

    ● وحدة الألوان

    • هندسة المراقبة

    تؤثر الزاوية المختلفة لفحص المراقب أيضًا على اختلاف لون المنتج. في بعض الأحيان، من أجل التوصل إلى اتفاق مع العميل، من الضروري مراقبة الكائن من نفس الزاوية. توصي ASTM (الجمعية الأمريكية للاختبار والمواد) D1729-89 بظروف الإضاءة والمراقبة بنسبة 0/45. تظهر طريقة الملاحظة في الشكل التالي:

    إضاءات قياسية

    • تشير الإضاءة القياسية إلى مصدر الضوء الاصطناعي الذي يحاكي الإضاءة المحيطة المختلفة، بحيث يمكن لمحطة الإنتاج أو المختبر الحصول على تأثير الإضاءة المتوافق بشكل أساسي مع مصدر الضوء في هذه البيئات المحددة خارج الموقع. عادةً ما يتم تثبيت الإضاءة القياسية في صندوق الإضاءة القياسي وأداة قياس الألوان. يتم استخدامه بشكل أساسي للكشف عن انحراف اللون في العناصر، والذي يجب أن يتوافق مع معيار CIE الخاص بمجتمع الإضاءة الدولي.
    • إن بيئة الجدار الداخلي لصندوق الإضاءة القياسي لها تأثير كبير على أجهزة الإضاءة القياسية. يجب أن يكون سطحًا قياسيًا باللون الرمادي الداكن غير اللامع لضمان عدم تأثره بالضوء المنعكس للبيئة.

    إضاءات قياسية مشتركة

    محاكاة ضوء الشمس الأزرق - مصدر ضوء D65، درجة حرارة اللون (CT): 6500 كلفن

    محاكاة ضوء المتجر الأوروبي - مصدر الضوء TL84، درجة حرارة اللون (CT): 4000 كلفن

    محاكاة ضوء المتجر الأمريكي - مصدر ضوء CWF، درجة حرارة اللون (CT): 4100 كلفن

    محاكاة الإضاءة الملونة الدافئة للعائلة أو الفندق - مصدر الضوء F، درجة حرارة اللون (CT): 2700 ك

    ● صيغة حساب الانحراف اللوني

    • + L مشرق - L داكن
    • + أحمر - أخضر
    • + ب أصفر - ب أزرق
    • △E( الانحراف اللوني الإجمالي )=√ (△a)²+(△ب) ²+(△L) ²
    • △أ(الانحراف اللوني)=a2-a1
    • △ب(انحراف لوني)=b2-b1
    • △L (انحراف الخفة) = L2-L1

    ●تطبيق صيغة الانحراف اللوني

    • مؤشران مهمان:

    1. التوحيد مهم جدا.

    2. يجب أن يكون نطاق الرقم المحدد قادرًا على تأكيد قبول الاختلاف البصري.

    • نطاق التسامح △ E في معايير الصناعة

    0 - 0.25: صغير جدًا أو لا شيء؛ مطابقة مثالية

    0.25 - 0.5: دقيقة؛ مباراة مقبولة

    0.5 - 1.0: صغير إلى متوسط؛ مقبول في بعض التطبيقات

    1.0 - 2.0: متوسط؛ مقبول في تطبيقات محددة

    2.0 - 4.0: واضح؛ مقبول في تطبيقات محددة

    4.0- أكثر: كبير جدًا؛ غير مقبول في معظم التطبيقات

    (بعض الصور من الانترنت. في حالة وجود مخالفة يرجى الاتصال وحذفها فورا)