Podstawowa wiedza z zakresu chromatyki-2

Charakterystyka percepcyjna układu wzrokowego

Ludzki układ wzrokowy ma wiele cech w zakresie postrzegania koloru i jego szczegółów przestrzennych, takich jak pozostałości wzrokowe, niewrażliwość na ostre zmiany krawędzi i silniejsze postrzeganie jasności niż koloru.

Teoretycznie każdy kolor w przyrodzie można wyznaczyć za pomocą trzech podstawowych kolorów R, G i B, w ten sposób powstaje trójwymiarowy model przestrzeni barw RGB, który można dokładnie obliczyć za pomocą wzoru matematycznego.

W oparciu o charakterystykę percepcyjną ludzkiego układu wzrokowego, zmiany koloru i przestrzeni oraz model przestrzeni barw, możemy zaprojektować wszelkiego rodzaju algorytmy kompresji danych obrazu cyfrowego.

System wizualny człowieka

• Uważa się, że kolor jest wynikiem postrzegania światła widzialnego przez system wzrokowy.
W ludzkiej siatkówce znajdują się trzy rodzaje komórek czopkowych o różnej wrażliwości na kolory czerwony, zielony i niebieski oraz komórka w kształcie pręcika, która działa tylko pod warunkiem bardzo małej mocy światła. Dlatego kolor istnieje tylko w oczach i mózgu. Pręciki nie odgrywają roli w komputerowym przetwarzaniu obrazu.
Światło widzialne to fala elektromagnetyczna o długości fali 380 ~ 780 nm. Większość światła, które widzimy, nie jest światłem o jednej długości fali, ale kombinacją wielu różnych długości fal.
Ludzka siatkówka wyczuwa kolor świata zewnętrznego poprzez neurony. Każdy neuron jest albo czopkiem wrażliwym na kolor, albo pręcikiem niewrażliwym na kolorPercepcyjne cechy wzroku:
- Czerwone, zielone i niebieskie komórki stożkowe mają różną percepcję różnych częstotliwości światła i różną jasność.
- Każdy kolor w przyrodzie można określić za pomocą sumy R, G i B, które tworzą trójwymiarową przestrzeń wektorową RGB.
- Percepcyjne cechy wzroku:
  Grupa próbek kolorów ma ten sam kolor w świetle słonecznym lub określonym źródle światła, ale po umieszczeniu ich pod innym źródłem światła kolor jest inny
  
  四, Tryb koloru
  - Tryb mieszania kolorów dodatku RGB
  - Tryb subtraktywnego mieszania kolorów CMY
  - Tryb HSB
  - Tryb laboratoryjny
  Tryb RGB
  - Tryb RGB opiera się na zasadzie mieszania trzech podstawowych kolorów natury. Kolory podstawowe: czerwony, zielony i niebieski przydzielane są w każdej skali barw według wartości jasności od 0 (czarny) do 255 (biały), tak aby określić ich kolorystykę. Po zmieszaniu kolorów podstawowych o różnej jasności powstanie 256 * 256 * 256 rodzajów kolorów, około 16,7 miliona. Na przykład jasna czerwień może mieć wartość R wynoszącą 246, wartość G wynoszącą 20 i wartość B wynoszącą 50. Gdy wartości jasności trzech kolorów podstawowych są równe, generowany jest szary; Gdy wszystkie trzy wartości jasności wynoszą 255, generowana jest czysta biel; Gdy wszystkie wartości luminancji wynoszą 0, generowana jest czysta czerń. Kiedy kolor generowany przez zmieszanie trzech rodzajów światła kolorowego jest na ogół wyższy niż pierwotna wartość jasności koloru, wówczas metoda generowania koloru w trybie RGB nazywana jest również metodą dodatku światła kolorowego.
  Tryb CMYK, znany również jako tryb koloru drukowania, jest trybem przetworzonym, jak sama nazwa wskazuje.
  - Różni się bardzo od RGB. Tryb RGB to tryb jasnych kolorów, a zawartość ekranu jest nadal widoczna w ciemnym pomieszczeniu
  - CMYK to tryb kolorów oparty na odbiciu. Jak ludzie czytają treść gazet? To światło słoneczne lub światło padające na gazetę, a następnie odbijane w naszych oczach, pozwala nam zobaczyć treść. Potrzebuje zewnętrznego źródła światła. Jeśli jesteś w ciemnym pokoju, nie możesz czytać gazet
  - O ile obraz wyświetlany na ekranie jest wyrażony w trybie RGB. Dopóki obraz jest widoczny na papierze, jest on reprezentowany w trybie CMYK. Drukowane i przetwarzane są np. periodyki, czasopisma, gazety, plakaty itp., więc jest to model CMYK.
  - Podobnie jak RGB, CMY to inicjały trzech nazw atramentów: Cyjan, magenta i Żółty. K bierze ostatnią czarną literę. Powodem, dla którego nie bierze się pierwszej litery, jest uniknięcie pomylenia z niebieskim. Teoretycznie wystarczą tylko trzy rodzaje atramentów CMY. Po zsumowaniu powinny stać się czarne. Jednakże, ponieważ obecny proces produkcyjny nie umożliwia wytworzenia atramentów o wysokiej czystości, efektem dodania CMY jest w rzeczywistości ciemnoczerwony kolor, dlatego w celu pogodzenia należy dodać specjalny czarny atrament.
  - Kiedy C, M, Y i K zostaną zmieszane w kolorze, wraz ze wzrostem C, m, Y i K, światło odbijane przez ludzkie oczy będzie coraz mniejsze, a jasność światła będzie coraz mniejsza. Metoda generowania koloru we wszystkich trybach CMYK nazywana jest również odejmowaniem kolorów.
  Tryb HSB
  
  Tryb HSB definiowany jest na podstawie obserwacji koloru przez ludzkie oko. W tym trybie wszystkie kolory opisywane są poprzez barwy, nasycenie i jasność.
  - Odcienie odnoszą się do koloru odbitego od obiektu lub przez niego transmitowanego. Na standardowym kole kolorów 0 ~ 360 stopni odcień jest mierzony według pozycji. W normalnym użyciu odcień jest identyfikowany przez nazwę koloru, np. czerwony, pomarańczowy, zielony itp. Jest to cecha wyglądu.
  - Nasycenie odnosi się do intensywności lub czystości koloru, co wskazuje na proporcję szarych składników w odcieniu. Wyraża się go skalą 0% (czysta szarość) - 100% (kolor w pełni nasycony). Na standardowym kole kolorów nasycenie od pozycji środkowej do pozycji brzegowej rośnie.
  - Jasność to względna jasność koloru. Zwykle mierzy się go w przedziale 0% (czarny) - 100% (biały). Wada: ze względu na ograniczenia sprzętowe konieczna jest konwersja do trybu RGB w przypadku wyświetlania na ekranie komputera i trybu CMYK w przypadku wydruku. Ogranicza to w pewnym stopniu wykorzystanie trybu HSB. W systemie CIE XYZ jasność wyrażona jest wartością Y, którą można zmierzyć. Wyraża się go natężeniem odbitego lub emitowanego światła na jednostkę powierzchni. Jasność mierzy się w jednostkach takich jak światło świecy na metr kwadratowy (cd/m2).
  Definicja lekkości CIE: jest to odpowiednia wartość postrzegania przez układ wzrokowy człowieka jasności promienistej, wyrażona przez L*.
  
  Tryb laboratoryjny
  
  Prototypem trybu laboratoryjnego jest standard pomiaru koloru opracowany przez Stowarzyszenie CIE w 1931 roku. Został on na nowo zdefiniowany i nazwany CIELab w 1976 roku.
  
  Tryb RGB to tryb dodawania kolorów świetlistego ekranu, a tryb CMYK to tryb odejmowania druku odbijającego kolory. Tryb Lab nie opiera się na świetle ani pigmentze. Jest to tryb barwny określony przez organizację CIE, który teoretycznie obejmuje wszystkie kolory, które ludzkie oko może dostrzec. Tryb laboratoryjny rekompensuje niedociągnięcia trybów kolorów RGB i CMYK
  
  Kolor laboratoryjny jest reprezentowany przez jedną składową jasności L i dwie składowe koloru aib. Zakres wartości L wynosi 0-100, składnik a reprezentuje zmianę widma z zielonego na czerwony, podczas gdy składnik b reprezentuje zmianę widma z niebieskiego na żółty, a zakresy wartości aib wynoszą -120 ~ 120.
  
  五、CIE1976 Lab przestrzeń chromatyczności i wzór na różnicę kolorów
  
  Kolorowy język komunikacji
  
  1) Język komunikacji przy zmianie odcienia: język komunikacji: czerwony, żółty, zielony, niebieski, mniej czerwonego, mniej żółtego i tak dalej
  
  2) Język komunikacji, gdy zmienia się jasność: Jasność najczęściej używa jaśniejszego lub ciemniejszego, aby opisać różnicę między nimi;
  
  3) Język komunikacji, gdy zmienia się nasycenie: Nasycenie określa się jako mocne lub słabe;
  
  ●Moduł kolorów
  - Geometria obserwacji
  Różny kąt obserwacji obserwatora wpływa również na różnicę koloru produktu. Czasami, aby dojść do porozumienia z klientem, konieczna jest obserwacja obiektu pod tym samym kątem. ASTM (Amerykańskie Towarzystwo ds. Testowania i Materiałów) D1729-89 zaleca warunki oświetlenia i obserwacji 0/45. Metodę obserwacji pokazano na poniższym rysunku:
  
  Standardowe źródła światła
  - Standardowe źródła światła odnoszą się do sztucznych źródeł światła symulujących różne światło otoczenia, dzięki czemu zakład produkcyjny lub laboratorium może uzyskać efekt świetlny zasadniczo zgodny ze źródłem światła w tych specyficznych środowiskach poza terenem zakładu. Standardowe źródła światła są zwykle instalowane w standardowej skrzynce oświetlaczy i przyrządzie do pomiaru koloru. Stosowany jest głównie do wykrywania odchyleń kolorów artykułów, które muszą być zgodne ze standardem CIE międzynarodowego towarzystwa oświetleniowego.
  - Środowisko wewnętrznej ściany standardowego pudełka z iluminantami ma ogromny wpływ na standardowe iluminanty. Musi to być standardowa ciemnoszara, matowa powierzchnia, aby zapewnić, że odbite światło otoczenia nie będzie na nią wpływać.
  Wspólne standardowe źródła światła
  
  Symulowane światło słoneczne błękitnego nieba — źródło światła D65, temperatura barwowa (CT): 6500 K
  
  Symulowane europejskie oświetlenie sklepowe — źródło światła TL84, temperatura barwowa (CT): 4000K
  
  Symulowane amerykańskie światło sklepowe — źródło światła CWF, temperatura barwowa (CT): 4100K
  
  Symuluj oświetlenie rodziny lub hotelu w ciepłych kolorach — źródło światła F, temperatura barwowa (CT): 2700 K
  
  ●Wzór obliczeniowy aberracji chromatycznej
  - + L jasny - L ciemny
  - + czerwony - zielony
  - + b żółty - b niebieski
  - △E (całkowita aberracja chromatyczna) = √ (△a)²+(△b)²+(△L)²
  - △a(aberracja chromatyczna)=a2-a1
  - △b(aberracja chromatyczna)=b2-b1
  - △L (aberracja jasności) = L2-L1
  ●Zastosowanie wzoru na aberrację chromatyczną
  - Dwa ważne indeksy:
  1. Jednolitość jest bardzo ważna.
  
  2. Zakres ustawionej liczby musi potwierdzać akceptowalność różnicy wizualnej.
  - Zakres tolerancji △ E w standardzie branżowym
  0 - 0,25: bardzo mały lub żaden; Idealne dopasowanie
  
  0,25 - 0,5: minuta; Dopuszczalne dopasowanie
  
  0,5 - 1,0: mały do średniego; Dopuszczalne w niektórych zastosowaniach
  
  1,0 - 2,0: średni; Dopuszczalne w określonych zastosowaniach
  
  2,0 - 4,0: oczywiste; Dopuszczalne w określonych zastosowaniach
  
  4,0- więcej: bardzo duży; Niedopuszczalne w większości zastosowań
  
  (Niektóre zdjęcia pochodzą z Internetu. W przypadku naruszenia prosimy o kontakt i natychmiastowe usunięcie)

Czas publikacji: 5 maja 2023 r