三、Caratteristiche percettive del sistema visivo
Il sistema visivo umano ha molte caratteristiche nella percezione del colore e dei suoi dettagli spaziali, come residuo visivo, insensibilità ai cambiamenti bruschi dei bordi e percezione più forte della luminosità rispetto al colore.
Teoricamente, ogni colore in natura può essere determinato dai tre colori primari R, G e B, così si forma il modello di spazio colore tridimensionale RGB, che può essere calcolato accuratamente tramite formula matematica.
In base alle caratteristiche percettive del sistema visivo umano, ai cambiamenti di colore e spaziali e al modello dello spazio colore, possiamo progettare tutti i tipi di algoritmi di compressione dei dati delle immagini digitali.
Sistema visivo dell'essere umano
- • Si ritiene che il colore sia il risultato della percezione della luce visibile da parte del sistema visivo.
- La retina umana ha tre tipi di cellule coniche con diversa sensibilità ai colori rosso, verde e blu, e una cellula a forma di bastoncino che funziona solo in condizioni di potenza luminosa estremamente bassa. Pertanto, il colore esiste solo negli occhi e nel cervello. I bastoncelli non svolgono un ruolo nell'elaborazione delle immagini del computer.
- La luce visibile è un'onda elettromagnetica con una lunghezza d'onda di 380 ~ 780 nm. La maggior parte della luce che vediamo non è luce di una lunghezza d'onda, ma una combinazione di molte lunghezze d'onda diverse.
- La retina umana percepisce il colore del mondo esterno attraverso i neuroni. Ogni neurone è un cono sensibile al colore o un bastoncino insensibile al colore
Caratteristiche percettive della visione:- I coni rossi, verdi e blu hanno una percezione diversa delle diverse frequenze della luce e della diversa luminosità.
- Qualsiasi colore in natura può essere determinato dalla somma di R, G e B, che costituiscono uno spazio vettoriale RGB tridimensionale.
Caratteristiche percettive della visione:Un gruppo di campioni di colore ha lo stesso colore sotto la luce del sole o sotto una determinata fonte di luce, ma quando viene posizionato sotto un'altra fonte di luce, il colore è diverso
四、Modalità colore
- Modalità di miscelazione cromatica additiva RGB
- Modalità di miscelazione colore sottrattiva CMY
- Modalità HSB
- Modalità laboratorio
Modalità RGB
- La modalità RGB si basa sul principio di miscelazione dei tre colori primari presenti in natura. I colori primari rosso, verde e blu sono assegnati in ciascuna scala di colori in base al valore di luminosità da 0 (nero) a 255 (bianco), in modo da specificarne i colori. Quando si mescolano i colori primari con luminosità diversa, verranno prodotti 256 * 256 * 256 tipi di colore, circa 16,7 milioni. Ad esempio, un rosso brillante può avere un valore R di 246, un valore G di 20 e un valore B di 50. Quando i valori di luminosità dei tre colori primari sono uguali, viene generato il grigio; Quando tutti e tre i valori di luminosità sono 255, viene generato il bianco puro; Quando tutti i valori di luminanza sono 0, viene generato il nero puro. Quando il colore generato dalla miscelazione di tre tipi di luce colorata è generalmente superiore al valore di luminosità del colore originale, il metodo di generazione del colore in modalità RGB è anche chiamato metodo additivo della luce colorata.
La modalità CMYK, nota anche come modalità colore di stampa, è una modalità elaborata, come suggerisce il nome.
- È molto diverso dall'RGB. La modalità RGB è una modalità colore luminoso e il contenuto sullo schermo può ancora essere visto in una stanza buia
- CMYK è una modalità colore che si basa sulla riflessione. Come le persone leggono il contenuto dei giornali? È la luce del sole o la luce che splende sul giornale e poi riflessa nei nostri occhi che possiamo vederne il contenuto. Necessita di una fonte di luce esterna. Se sei in una stanza buia, non puoi leggere i giornali
- Purché l'immagine visualizzata sullo schermo sia espressa in modalità RGB. Finché l'immagine è visibile sul materiale stampato, è rappresentata in modalità CMYK. Ad esempio, periodici, riviste, giornali, poster, ecc. vengono stampati ed elaborati, quindi è il modello CMYK.
- Simile a RGB, CMY è le iniziali di tre nomi di inchiostri: ciano, magenta e giallo. K prende l'ultima lettera del nero. Il motivo per cui non ci vuole la lettera iniziale è per evitare confusione con il blu. In teoria sono sufficienti solo tre tipi di inchiostri CMY. Quando vengono sommati insieme, dovrebbero diventare neri. Tuttavia, poiché l'attuale processo di produzione non è in grado di produrre inchiostri ad elevata purezza, il risultato dell'aggiunta CMY è in realtà un rosso scuro, quindi è necessario aggiungere uno speciale inchiostro nero per riconciliare.
- Quando C, M, Y e K si mescolano nel colore, con l'aumento di C, m, Y e K, la luce riflessa agli occhi umani sarà sempre meno e la luminosità della luce sarà sempre più bassa. Il metodo per generare il colore in tutte le modalità CMYK è anche chiamato sottrazione del colore.
Modalità HSB
La modalità HSB è definita in base all'osservazione del colore da parte dell'occhio umano. In questa modalità, tutti i colori sono descritti da tonalità, saturazione e luminosità.
- Le tonalità si riferiscono al colore riflesso o trasmesso attraverso un oggetto. Sulla ruota dei colori standard da 0 ~ 360 gradi, la tonalità viene misurata in base alla posizione. Nell'uso normale, la tonalità è identificata dal nome del colore, come rosso, arancione, verde, ecc. È un attributo dell'apparenza.
- La saturazione si riferisce all'intensità o alla purezza del colore, che indica la proporzione dei componenti grigi nella tonalità. È espresso da 0% (grigio puro) - 100% (colore completamente saturo). Sulla ruota dei colori standard, la saturazione dalla posizione centrale alla posizione laterale aumenta.
- La luminosità è la luminosità relativa di un colore. Di solito viene misurato da 0% (nero) - 100% (bianco). Difetto: a causa delle limitazioni dell'attrezzatura, è necessario passare alla modalità RGB quando viene visualizzato sullo schermo del computer e alla modalità CMYK quando viene stampato. Ciò limita in una certa misura l'uso della modalità HSB. Nel sistema CIE XYZ, la luminosità è espressa dal valore di Y, che può essere misurato. È espressa dall'intensità della luce riflessa o emessa per unità di superficie. La luminosità viene misurata in unità come la luce di una candela per metro quadrato (cd/m2).
Definizione CIE di luminosità: è il valore corrispondente alla percezione della luminosità radiante da parte del sistema visivo delle persone, che è espresso da L*.
Modalità laboratorio
Il prototipo della modalità laboratorio è uno standard per la misurazione del colore formulato dall'Associazione CIE nel 1931. È stato ridefinito e denominato CIELab nel 1976.
La modalità RGB è una modalità di aggiunta del colore dello schermo luminoso e la modalità CMYK è una modalità di sottrazione della stampa riflettente del colore. La modalità Lab non si basa sulla luce o sul pigmento. È una modalità colore determinata dall'organizzazione CIE, che teoricamente include tutti i colori che possono essere visti dall'occhio umano. La modalità Lab compensa le carenze delle modalità colore RGB e CMYK
Il colore Lab è rappresentato da un componente di luminosità L e due componenti di colore a e b. L'intervallo di valori di L è 0-100, il componente a rappresenta la variazione spettrale da verde a rosso, mentre il componente b rappresenta la variazione spettrale da blu a giallo e gli intervalli di valori di a e b sono -120 ~ 120.
五、CIE1976 Lab Spazio cromatico e formula di differenza cromatica
Linguaggio comunicativo del colore
1) Linguaggio di comunicazione quando cambia la tonalità: linguaggio di comunicazione: rosso, giallo, verde, blu, meno rosso, meno giallo e così via
2） Linguaggio di comunicazione quando la luminosità cambia: la luminosità utilizza principalmente più chiaro o più scuro per descrivere la differenza tra loro;
3） Linguaggio di comunicazione quando cambia la saturazione: la saturazione è descritta da forte o debole;
●Modulo colore
- Geometria dell'osservazione
Il diverso angolo di ispezione dell'osservatore influisce anche sulla differenza di colore del prodotto. A volte, per raggiungere un accordo con il cliente, è necessario osservare l'oggetto dalla stessa angolazione. ASTM (American Society for testing and materials) D1729-89 raccomanda condizioni di illuminazione e osservazione 0/45. Il metodo di osservazione è mostrato nella figura seguente:
Illuminanti standard
- Gli illuminanti standard si riferiscono alla sorgente di luce artificiale che simula varie luci ambientali, in modo che l'impianto di produzione o il laboratorio possano ottenere l'effetto di illuminazione sostanzialmente coerente con la sorgente luminosa in questi ambienti specifici fuori sede. Gli illuminanti standard vengono solitamente installati nella scatola degli illuminanti standard e nello strumento di misurazione del colore. Viene utilizzato principalmente per rilevare la deviazione cromatica degli articoli, che devono essere conformi allo standard CIE della società internazionale di illuminazione.
- L'ambiente della parete interna della scatola degli illuminanti standard ha un grande impatto sugli illuminanti standard. Deve essere una superficie standard grigio scuro opaca per garantire che non venga influenzata dalla luce riflessa dell'ambiente.
Illuminanti standard comuni
Luce solare simulata nel cielo blu: sorgente luminosa D65, temperatura di colore (CT): 6500 K
Luce simulata per negozio europeo: sorgente luminosa TL84, temperatura di colore (CT): 4000K
Luce simulata di un negozio americano - Sorgente luminosa CWF, temperatura di colore (CT): 4100K
Simula l'illuminazione a colori caldi della famiglia o dell'hotel - Sorgente luminosa F, temperatura colore (CT): 2700k
●Formula di calcolo dell'aberrazione cromatica
- + L chiaro - L scuro
- + un rosso - un verde
- + b giallo - b blu
- △E( aberrazione cromatica totale )=√ (△a)2+(△b) 2+(△L) 2
- △a(aberrazione cromatica)=a2-a1
- △b(aberrazione cromatica)=b2-b1
- △L(aberrazione della luminosità)=L2-L1
●Applicazione della formula di aberrazione cromatica
- Due indici importanti:
1. L'uniformità è molto importante.
2. L'intervallo del numero impostato deve essere in grado di confermare l'accettabilità della differenza visiva.
- Intervallo di tolleranza di △ E nello standard industriale
0 - 0,25: molto piccolo o nessuno; Abbinamento ideale
0,25 - 0,5: minuto; Corrispondenza accettabile
0,5 - 1,0: da piccolo a medio; Accettabile in alcune applicazioni
1,0 - 2,0: medio; Accettabile in applicazioni specifiche
2.0 - 4.0: ovvio; Accettabile in applicazioni specifiche
4.0- in più: molto grande; Inaccettabile nella maggior parte delle applicazioni
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Orario di pubblicazione: 05-maggio-2023