Come descriviamo i colori? Modelli di colore indipendenti

Nel 1931, su richiesta della "Commission Internationale de l’Eclairage" (Commissione internazionale per l’illuminazione) è stato sviluppato un modello di colore indipendente dai dispositivi. Nasce sulla base di ricerche condotte su un gruppo di una ventina di persone che hanno saputo distinguere correttamente i colori. A questo gruppo sono stati mostrati, in un campo visivo molto ristretto (2o), diversi colori e ha avuto il compito di differenziarli. L’analisi statistica delle risposte ha permesso di sviluppare un modello di osservazione standard. Mostra le capacità umane medie in termini di percezione del colore (ad es. Gamma di lunghezze d’onda, sensibilità, ecc.). Sulla base del modello di osservazione standard, è stato sviluppato il modello CIE XYZ, il primo modello di colore indipendente dal dispositivo. Il metodo CIE XYZ è indicato come uno spazio colore che viene preso come riferimento e standard per altri spazi colore creati dalla "Commission Internationale de l’Eclairage" (CIE LUV, CIE Lab). Il concetto dei valori tricromatici di XYZ si basa sull’idea di vedere i colori, che dice che l’occhio è composto da tre tipi di fotorecettori che ti consentono di vedere i tre colori di base (rosso, verde, blu), mentre tutti i colori sono miscele dei tre colori di base. Quindi, il colore è descritto nelle coordinate tricromatiche X, Y, Z. Queste coordinate corrispondono alle rispettive percentuali dei tre colori fondamentali R (rosso), G (verde) e B (blu).

La descrizione tridimensionale di CIE XYZ è stato trasformato in uno spazio CIE xyY bidimensionale. Converte le componenti del colore X, Y, Z nelle coordinate tricromatiche x, y, Y. Le coordinate xey sono responsabili della cromaticità e Y della luminosità. Lo spazio xyY è rappresentato nello spazio colore, che è il grafico della cromaticità, come un triangolo di Maxwell o un triangolo di colore. Questo è presentato come un’area racchiusa da due linee: una curva di colore monocromatica e una linea dritta viola. Come risultato del lavoro sul tema della percezione della differenza di colore, condotto da Wright, MacAdam e Stiles, è stato creato il problema dell’uniformità dello spazio colore. Quando lo spazio CIE XYZ determina gli intervalli di differenza di percezione del colore (Fig. Sotto), appariranno ellissi di diverse dimensioni (la cosiddetta ellisse di MacAdam). Si formeranno in aree verdi, come ellissi con un diametro relativamente grande e in aree blu, ma qui con un diametro relativamente piccolo. Quindi, quando segniamo due punti in un racconto spazio, l’occhio umano può percepirli per tonalità soggettivamente diverse. D’altra parte, due punti ugualmente distanti nella gamma dei colori verdi, possono determinare i colori tra i quali l’occhio umano non noterà la differenza, cioè un colore determinato soggettivamente. Grazie alla ricerca sull’uniformità dello spazio colore, CIE LUV e CIE Lab sono stati anche creato. Il modello CIE LUV è stato creato (nel 1960) come risultato della trasformazione delle variabili xy in variabili uv. Dovevano riflettere meglio le differenze tra i colori. Durante ulteriori ricerche, tuttavia, si è scoperto che un racconto insieme di variabili limitate fortemente le aree intorno al marrone, all’arancio e al giallo. Le tonalità menzionate sono molto importanti nella pittura, specialmente nelle foto a olio o nella natura, quindi è stato necessario effettuare ulteriori tentativi di trasformazione. Nel 1976 sono state sviluppate le variabili u ‘e v’, creando così lo spazio CIE LU’V ‘ . È importante che la lettera "L" nei nomi derivi qui dalla parola "leggerezza" e proprio come la "Y" nel modello xyY, definisce la luminosità. Entrambe le rappresentazioni dei colori ottenute sono mostrate nella figura seguente: a) Grafico uv CIE b) Grafico u’v ‘CIE Il secondo utilizzato più di frequente il modello di colore indipendente dal dispositivo è il CIE Lab . Questa è un’altra trasformazione dello spazio CIE XYZ, che è stata creata nel 1976. Nel definirlo, si è assunto che i colori che sono alla stessa distanza l’uno dall’altro saranno percepiti come ugualmente diversi. Supponendo che il colore non possa essere contemporaneamente viola e blu e giallo o verde, per la descrizione sono stati selezionati i seguenti componenti: L – luminosità (luminanza), a – colore dal verde al magenta eb – colore dal blu al giallo. Tuttavia, un vantaggio importante di un dato modello è la facilità di confronto dei colori. La differenza tra i due colori nello spazio CIE Lab è espressa come ΔE, che viene calcolata dalla seguente relazione: ΔE è la normale distanza euclidea tra due punti nello spazio tridimensionale. Si presume che un osservatore standard riconosca la differenza di colore in base ai seguenti indicatori: 0 <ΔE <1 – non vede alcuna differenza, 1 <ΔE <2 – solo un osservatore esperto nota la differenza, 2 <ΔE <3.5 – anche un inesperto l’osservatore nota la differenza, 3,5 <ΔE <5 – l’osservatore nota una chiara differenza di colore, 5 <ΔE – l’osservatore percepisce i due colori come completamente diversi. Come lo spazio CIE XYZ, il modello CIE Lab è correlato alla percezione diretta dei colori da parte dell’occhio umano. Questo è il motivo per cui lo chiamiamo modello di colore indipendente dal dispositivo. Lo spazio colore CIE LCh utilizza lo stesso schema dello spazio colore CIE Lab, ma utilizza coordinate cilindriche anziché rettangolari. In questo spazio colore, L è la luminosità ed è lo stesso parametro di L nello spazio CIE Lab, C è la saturazione eh è la tonalità. Il valore di saturazione del colore C è 0 al centro della sfera, che è l’immagine dello spazio colore e aumenta in base alla distanza dal centro. L’ombra h è l’angolo la cui misurazione inizia sull’asse + a ed è espressa in gradi. Lo spazio colore Hunter Lab è stato sviluppato nel 1966 da RS Hunter come uno spazio colore visivamente più omogeneo rispetto al CIE 1931 Yxy e molto simile al CIE Lab. È attualmente in uso in varie aree, tra cui l’industria delle vernici negli Stati Uniti, tuttavia viene applicato meno spesso rispetto allo spazio CIE Lab sviluppato un po ‘più tardi, che ha guadagnato più sostenitori. Entrambe le bilance Hunter Lab e CIE Lab utilizzano funzioni leggermente diverse per calcolare i valori Lab utilizzando componenti tricromatiche XYZ vengono argomenti. Hunter Lab esegue la trasformazione utilizzando le radici quadrate, mentre CIE Lab utilizza le funzioni di radice cubica. Un’altra differenza è visibile nella gamma delle singole aree di colore. La scala Hunter si restringe nell’area gialla dello spazio colore e si espande in quella blu. La scala CIE Lab, un’altra parte, è leggermente espansa nell’area gialla, che è più evidente quando il valore CIE del campione è inferiore a uno. Un ulteriore vantaggio della scala CIE Lab è che di solito riflette meglio la valutazione visiva delle differenze di colore per i colori molto scuri.