Βασικές γνώσεις χρωματικής-2

三、Αντιληπτικά χαρακτηριστικά του οπτικού συστήματος

Το ανθρώπινο οπτικό σύστημα έχει πολλά χαρακτηριστικά στην αντίληψη του χρώματος και των χωρικών του λεπτομερειών, όπως οπτικά κατάλοιπα, μη ευαίσθητο σε έντονες αλλαγές στις άκρες και ισχυρότερη αντίληψη της φωτεινότητας από το χρώμα.

Θεωρητικά, κάθε χρώμα στη φύση μπορεί να προσδιοριστεί από τα τρία βασικά χρώματα των R, G και B, έτσι σχηματίζεται το τρισδιάστατο μοντέλο χρωματικού χώρου RGB, το οποίο μπορεί να υπολογιστεί με ακρίβεια με μαθηματικό τύπο.

Σύμφωνα με τα αντιληπτικά χαρακτηριστικά του ανθρώπινου οπτικού συστήματος έως τις χρωματικές και χωρικές αλλαγές και το μοντέλο χρωματικού χώρου, μπορούμε να σχεδιάσουμε όλα τα είδη αλγορίθμων συμπίεσης δεδομένων ψηφιακής εικόνας.

Οπτικό σύστημα του ανθρώπου

• • Πιστεύεται ότι το χρώμα είναι το αποτέλεσμα της αντίληψης του οπτικού συστήματος για το ορατό φως.
• Ο ανθρώπινος αμφιβληστροειδής έχει τρία είδη κωνικών κυττάρων με διαφορετική ευαισθησία στα κόκκινα, πράσινα και μπλε χρώματα και ένα κύτταρο σε σχήμα ράβδου που λειτουργεί μόνο υπό συνθήκες εξαιρετικά χαμηλής ισχύος φωτός. Επομένως, το χρώμα υπάρχει μόνο στα μάτια και τον εγκέφαλο. Οι ράβδοι δεν παίζουν ρόλο στην επεξεργασία εικόνας στον υπολογιστή.
• Το ορατό φως είναι ένα ηλεκτρομαγνητικό κύμα με μήκος κύματος 380 ~ 780 nm. Το μεγαλύτερο μέρος του φωτός που βλέπουμε δεν είναι φως ενός μήκους κύματος, αλλά ένας συνδυασμός πολλών διαφορετικών μηκών κύματος.
• Ο ανθρώπινος αμφιβληστροειδής αισθάνεται το χρώμα του εξωτερικού κόσμου μέσω των νευρώνων. Κάθε νευρώνας είναι είτε ένας ευαίσθητος στο χρώμα κώνος είτε μια ράβδος χωρίς ευαισθησία στο χρώμαΑντιληπτικά χαρακτηριστικά της όρασης:
  • Τα κόκκινα, πράσινα και μπλε κωνικά κύτταρα έχουν διαφορετική αντίληψη για διαφορετικές συχνότητες φωτός και διαφορετική φωτεινότητα.
  • Οποιοδήποτε χρώμα στη φύση μπορεί να προσδιοριστεί από το άθροισμα των R, G και B, τα οποία αποτελούν έναν τρισδιάστατο διανυσματικό χώρο RGB.
  • Αντιληπτικά χαρακτηριστικά της όρασης:

    Μια ομάδα δειγμάτων χρώματος έχει το ίδιο χρώμα κάτω από το φως του ήλιου ή μια συγκεκριμένη πηγή φωτός, αλλά όταν τοποθετούνται κάτω από άλλη πηγή φωτός, το χρώμα είναι διαφορετικό

    四、Χρωματική λειτουργία

    • Λειτουργία ανάμειξης χρώματος πρόσθετου RGB
    • CMY αφαιρετική λειτουργία ανάμειξης χρωμάτων
    • Λειτουργία HSB
    • Λειτουργία εργαστηρίου

    Λειτουργία RGB

    • Η λειτουργία RGB βασίζεται στην αρχή μίξης τριών βασικών χρωμάτων στη φύση. Τα κύρια χρώματα του κόκκινου, του πράσινου και του μπλε κατανέμονται σε κάθε κλίμακα χρώματος σύμφωνα με την τιμή φωτεινότητας από 0 (μαύρο) έως 255 (λευκό), ώστε να καθοριστούν τα χρώματά τους. Όταν αναμειχθούν τα κύρια χρώματα με διαφορετική φωτεινότητα, θα παραχθούν 256 * 256 * 256 είδη χρωμάτων, περίπου 16,7 εκατομμύρια. Για παράδειγμα, ένα έντονο κόκκινο μπορεί να έχει τιμή R 246, τιμή G 20 και τιμή B 50. Όταν οι τιμές φωτεινότητας των τριών βασικών χρωμάτων είναι ίσες, δημιουργείται γκρι. Όταν και οι τρεις τιμές φωτεινότητας είναι 255, δημιουργείται καθαρό λευκό. Όταν όλες οι τιμές φωτεινότητας είναι 0, δημιουργείται καθαρό μαύρο. Όταν το χρώμα που δημιουργείται από την ανάμειξη τριών ειδών έγχρωμου φωτός είναι γενικά υψηλότερο από την αρχική τιμή φωτεινότητας χρώματος, έτσι η μέθοδος δημιουργίας χρώματος σε λειτουργία RGB ονομάζεται επίσης μέθοδος πρόσθετου φωτός χρώματος.

    Η λειτουργία CMYK, επίσης γνωστή ως λειτουργία έγχρωμης εκτύπωσης, είναι μια λειτουργία επεξεργασίας όπως υποδηλώνει το όνομα.

    • Είναι πολύ διαφορετικό από το RGB. Η λειτουργία RGB είναι μια λειτουργία φωτεινού χρώματος και το περιεχόμενο στην οθόνη εξακολουθεί να εμφανίζεται σε ένα σκοτεινό δωμάτιο
    • Το CMYK είναι μια λειτουργία χρώματος που βασίζεται στην αντανάκλαση. Πώς διαβάζουν οι άνθρωποι το περιεχόμενο των εφημερίδων; Είναι το φως του ήλιου ή το φως που λάμπει στην εφημερίδα και μετά αντανακλάται στα μάτια μας που μπορούμε να δούμε το περιεχόμενο. Χρειάζεται εξωτερική πηγή φωτός. Εάν βρίσκεστε σε ένα σκοτεινό δωμάτιο, δεν μπορείτε να διαβάσετε εφημερίδες
    • Αρκεί η εικόνα που εμφανίζεται στην οθόνη να εκφράζεται σε λειτουργία RGB. Εφόσον η εικόνα εμφανίζεται στο έντυπο υλικό, αντιπροσωπεύεται από τη λειτουργία CMYK. Για παράδειγμα, περιοδικά, περιοδικά, εφημερίδες, αφίσες κ.λπ. εκτυπώνονται και επεξεργάζονται, άρα είναι το μοντέλο CMYK.
    • Παρόμοια με το RGB, το CMY είναι τα αρχικά τριών ονομάτων μελανιού: Cyan, magenta και Yellow. Το Κ παίρνει το τελευταίο γράμμα του μαύρου. Ο λόγος για τον οποίο δεν παίρνει το αρχικό γράμμα είναι για να αποφευχθεί η σύγχυση με το μπλε. Θεωρητικά, μόνο τρία είδη μελανιών CMY είναι αρκετά. Όταν προστεθούν, πρέπει να μαυρίσουν. Ωστόσο, επειδή η τρέχουσα διαδικασία κατασκευής δεν μπορεί να παράγει μελάνια υψηλής καθαρότητας, το αποτέλεσμα της προσθήκης CMY είναι στην πραγματικότητα ένα σκούρο κόκκινο, επομένως πρέπει να προστεθεί ένα ειδικό μαύρο μελάνι για να εναρμονιστεί.
    • Όταν τα C, M, Y και K αναμειγνύονται σε χρώμα, με την αύξηση των C, m, Y και K, το φως που αντανακλάται στα ανθρώπινα μάτια θα είναι όλο και λιγότερο και η φωτεινότητα του φωτός θα είναι όλο και μικρότερη. Η μέθοδος δημιουργίας χρώματος σε όλες τις λειτουργίες CMYK ονομάζεται επίσης αφαίρεση χρώματος.

    Λειτουργία HSB

    Η λειτουργία HSB ορίζεται με βάση την παρατήρηση του χρώματος από τα ανθρώπινα μάτια. Σε αυτήν τη λειτουργία, όλα τα χρώματα περιγράφονται με αποχρώσεις, κορεσμό και φωτεινότητα.

    • Οι αποχρώσεις αναφέρονται στο χρώμα που αντανακλάται ή μεταδίδεται μέσω ενός αντικειμένου. Στον τυπικό χρωματικό τροχό 0 ~ 360 μοιρών, η απόχρωση μετράται με βάση τη θέση. Σε κανονική χρήση, η απόχρωση προσδιορίζεται από το όνομα του χρώματος, όπως κόκκινο, πορτοκαλί, πράσινο κ.λπ. Είναι χαρακτηριστικό της εμφάνισης.
    • Ο κορεσμός αναφέρεται στην ένταση ή την καθαρότητα του χρώματος, που υποδεικνύει την αναλογία των γκρι συστατικών στην απόχρωση. Εκφράζεται σε 0% (καθαρό γκρι) - 100% (πλήρως κορεσμένο χρώμα). Στον τυπικό τροχό χρωμάτων, ο κορεσμός από την κεντρική θέση στη θέση της άκρης αυξάνεται.
    • Η φωτεινότητα είναι η σχετική φωτεινότητα ενός χρώματος. Συνήθως μετριέται με 0% (μαύρο) - 100% (λευκό). Ελάττωμα: λόγω του περιορισμού του εξοπλισμού, είναι απαραίτητο να μετατραπεί σε λειτουργία RGB όταν εμφανίζεται στην οθόνη του υπολογιστή και σε λειτουργία CMYK όταν εκτυπώνεται. Αυτό περιορίζει τη χρήση της λειτουργίας HSB σε κάποιο βαθμό. Στο σύστημα CIE XYZ, η φωτεινότητα εκφράζεται με την τιμή του Y, η οποία μπορεί να μετρηθεί. Εκφράζεται από την ένταση του ανακλώμενου ή εκπεμπόμενου φωτός ανά μονάδα επιφάνειας. Η φωτεινότητα μετριέται σε μονάδες όπως το φως των κεριών ανά τετραγωνικό μέτρο (cd/m2).

    Ορισμός CIE της ελαφρότητας: είναι η αντίστοιχη τιμή της αντίληψης του οπτικού συστήματος των ανθρώπων για τη φωτεινότητα ακτινοβολίας, η οποία εκφράζεται με L *.

    Λειτουργία εργαστηρίου

    Το πρωτότυπο της λειτουργίας εργαστηρίου είναι ένα πρότυπο για τη μέτρηση χρώματος που διατυπώθηκε από την Ένωση CIE το 1931. Επαναπροσδιορίστηκε και ονομάστηκε CIELab το 1976.

    Η λειτουργία RGB είναι μια λειτουργία προσθήκης χρώματος της φωτεινής οθόνης και η λειτουργία CMYK είναι μια λειτουργία αφαίρεσης έγχρωμης ανακλαστικής εκτύπωσης. Η λειτουργία Lab δεν βασίζεται σε φως ή χρωστική ουσία. Είναι μια λειτουργία χρώματος που καθορίζεται από τον οργανισμό CIE, η οποία περιλαμβάνει θεωρητικά όλα τα χρώματα που μπορούν να δουν τα ανθρώπινα μάτια. Η λειτουργία εργαστηρίου καλύπτει τις ελλείψεις των χρωματικών λειτουργιών RGB και CMYK

    Το χρώμα του εργαστηρίου αντιπροσωπεύεται από ένα στοιχείο φωτεινότητας L και δύο χρωματικά στοιχεία α και β. Το εύρος τιμών του L είναι 0-100, το συστατικό α αντιπροσωπεύει τη φασματική αλλαγή από πράσινο σε κόκκινο, ενώ το στοιχείο b αντιπροσωπεύει τη φασματική αλλαγή από μπλε σε κίτρινο και τα εύρη τιμών των a και b είναι -120 ~ 120.

    五、CIE1976 Lab χρωματισμός χώρου και χρωματική φόρμουλα

    Έγχρωμη γλώσσα επικοινωνίας

    1) Γλώσσα επικοινωνίας όταν αλλάζει η απόχρωση: γλώσσα επικοινωνίας: κόκκινο, κίτρινο, πράσινο, μπλε, λιγότερο κόκκινο, λιγότερο κίτρινο και ούτω καθεξής

    2） Γλώσσα επικοινωνίας όταν αλλάζει η φωτεινότητα: Η φωτεινότητα χρησιμοποιεί κυρίως φωτεινότερη ή πιο σκούρα για να περιγράψει τη διαφορά μεταξύ τους.

    3） Γλώσσα επικοινωνίας όταν αλλάζει ο κορεσμός: Ο κορεσμός περιγράφεται από ισχυρούς ή αδύναμους.

    ●Μονάδα χρώματος

    • Γεωμετρία παρατήρησης

    Η διαφορετική γωνία επιθεώρησης παρατηρητή επηρεάζει επίσης τη διαφορά του χρώματος του προϊόντος. Μερικές φορές, για να επιτευχθεί συμφωνία με τον πελάτη, είναι απαραίτητο να παρατηρήσετε το αντικείμενο από την ίδια γωνία. Η ASTM (Αμερικανική Εταιρεία δοκιμών και υλικών) D1729-89 συνιστά συνθήκες φωτισμού και παρατήρησης 0 / 45. Η μέθοδος παρατήρησης φαίνεται στο παρακάτω σχήμα:

    Τυπικά Φωτιστικά

    • Το Standard Illuminants αναφέρεται στην πηγή τεχνητού φωτός που προσομοιώνει διάφορα περιβαλλοντικά φώτα, έτσι ώστε το εργοστάσιο παραγωγής ή το εργαστήριο να μπορεί να αποκτήσει το εφέ φωτισμού που είναι βασικά σύμφωνο με την πηγή φωτός σε αυτά τα συγκεκριμένα περιβάλλοντα εκτός εγκατάστασης. Τα τυπικά Illuminants εγκαθίστανται συνήθως στο τυπικό κουτί Illuminants και στο όργανο μέτρησης χρώματος. Χρησιμοποιείται κυρίως για την ανίχνευση της χρωματικής απόκλισης των αντικειμένων, η οποία πρέπει να συμμορφώνεται με το πρότυπο CIE της διεθνούς εταιρείας φωτισμού.
    • Το περιβάλλον του εσωτερικού τοίχου του τυπικού κουτιού Illuminants έχει μεγάλη επίδραση στα τυπικά Illuminants. Πρέπει να είναι μια τυπική σκούρα γκρι ματ επιφάνεια για να διασφαλίζεται ότι δεν επηρεάζεται από το ανακλώμενο φως του περιβάλλοντος.

    Κοινά τυπικά Φωτιστικά

    Προσομοίωση ηλιακού φωτός μπλε ουρανού -- Πηγή φωτός D65, θερμοκρασία χρώματος (CT): 6500K

    Προσομοιωμένο Ευρωπαϊκό φως αποθήκευσης -- Πηγή φωτός TL84, θερμοκρασία χρώματος (CT): 4000K

    Προσομοίωση αμερικανικού φωτός αποθήκευσης -- Πηγή φωτός CWF, θερμοκρασία χρώματος (CT): 4100K

    Προσομοίωση ζεστού χρώματος φωτισμού οικογένειας ή ξενοδοχείου -- Πηγή φωτός F, θερμοκρασία χρώματος (CT): 2700k

    ●Τύπος υπολογισμού χρωματικής εκτροπής

    • + L φωτεινό - L σκοτεινό
    • + ένα κόκκινο - ένα πράσινο
    • + β κίτρινο - β μπλε
    • △E( ολική χρωματική εκτροπή )=√ (△a)²+(△β) ²+(△L) ²
    • △a (χρωματική εκτροπή )=a2-a1
    • △b(χρωματική εκτροπή )=b2-b1
    • △L (εκτροπή ελαφρότητας)=L2-L1

    ●Εφαρμογή της φόρμουλας χρωματικής εκτροπής

    • Δύο σημαντικοί δείκτες:

    1. Η ομοιομορφία είναι πολύ σημαντική.

    2. Το εύρος του σετ αριθμού πρέπει να μπορεί να επιβεβαιώνει την αποδοχή της οπτικής διαφοράς.

    • Εύρος ανοχής △ E στο βιομηχανικό πρότυπο

    0 - 0,25: πολύ μικρό ή καθόλου. Ιδανικό ταίριασμα

    0,25 - 0,5: λεπτό; Αποδεκτό ταίριασμα

    0,5 - 1,0: μικρό έως μεσαίο. Αποδεκτό σε ορισμένες εφαρμογές

    1,0 - 2,0: μεσαίο; Αποδεκτό σε συγκεκριμένες εφαρμογές

    2,0 - 4,0: προφανές. Αποδεκτό σε συγκεκριμένες εφαρμογές

    4.0- περισσότερα: πολύ μεγάλο. Απαράδεκτο στις περισσότερες εφαρμογές

    (Ορισμένες φωτογραφίες προέρχονται από το Διαδίκτυο. Εάν υπάρχει παράβαση, επικοινωνήστε και διαγράψτε την αμέσως)