Bagaimanakah kita menerangkan warna? Model warna bebas

Pada tahun 1931, atas permintaan "Commission Internationale de l’Eclairage" (Suruhanjaya Pencahayaan Antarabangsa) telah dibangunkan model warna bebas daripada peranti. Ia dicipta berdasarkan penyelidikan yang dijalankan ke atas sekumpulan kira-kira dua puluh orang yang dapat membezakan warna dengan betul. Kumpulan ini ditunjukkan, dalam bidang penglihatan yang sangat sempit (2o), warna yang berbeza dan mempunyai tugas untuk membezakannya. Analisis statistik bagi respons dibenarkan untuk membangunkan model pemerhati standard. Ia menunjukkan purata keupayaan manusia dari segi persepsi warna (cth julat panjang gelombang, kepekaan, dsb.). Berdasarkan model pemerhati standard, model CIE XYZ telah dibangunkan – model warna bebas peranti pertama. Kaedah CIE XYZ dirujuk sebagai ruang warna yang diambil sebagai rujukan dan standard untuk ruang warna lain yang dicipta oleh "Commission Internationale de l’Eclairage" (CIE LUV, CIE Lab). Konsep nilai tiga kromatik XYZ adalah berdasarkan idea melihat warna, yang mengatakan bahawa mata terdiri daripada tiga jenis fotoreseptor yang membolehkan anda melihat tiga warna asas (merah, hijau, biru), manakala semua warna adalah campuran tiga warna asas. Oleh itu, warna diterangkan dalam koordinat trichromatic X,Y,Z. Koordinat ini sepadan dengan peratusan masing-masing bagi tiga warna asas R (merah), G (hijau), dan B (biru).

Penerangan tiga dimensi CIE XYZ telah diubah menjadi ruang CIE xyY dua dimensi. Ia menukar komponen warna X, Y, Z kepada koordinat trichromatic x, y, Y. Koordinat x dan y bertanggungjawab untuk kromatik dan Y untuk kecerahan. Ruang xyY diwakili dalam ruang warna, iaitu graf kromatik, sebagai segi tiga Maxwell atau segi tiga warna. Ini ditunjukkan sebagai kawasan yang dikelilingi oleh dua garisan – lengkung warna monokromatik dan garis ungu lurus. Hasil daripada bekerja pada isu persepsi perbezaan warna, yang dijalankan oleh Wright, MacAdam dan Stiles, isu keseragaman ruang warna telah dicipta. Apabila ruang CIE XYZ menentukan julat perbezaan persepsi warna (Rajah di bawah), maka elips dengan saiz yang berbeza (yang dipanggil elips MacAdam) akan muncul. Mereka akan terbentuk di kawasan hijau, sebagai elips dengan diameter yang agak besar dan di kawasan biru, tetapi di sini dengan diameter yang agak kecil. Oleh itu, apabila kita menandakan dua titik dalam ruang sedemikian, mata manusia boleh menganggapnya sebagai dua warna yang berbeza secara subjektif. Sebaliknya, dua titik yang sama jauh dalam julat warna hijau, boleh menentukan warna antara yang mata manusia tidak akan melihat perbezaannya, iaitu ia akan menjadi satu warna yang ditentukan secara subjektif. Terima kasih kerana menjalankan penyelidikan tentang keseragaman ruang warna, CIE LUV dan CIE Lab juga dicipta. Model CIE LUV telah dicipta (pada tahun 1960) hasil daripada transformasi pembolehubah xy kepada pembolehubah uv. Mereka sepatutnya lebih mencerminkan perbezaan antara warna. Walau bagaimanapun, semasa penyelidikan lanjut, ternyata set pembolehubah sedemikian sangat mengehadkan kawasan sekitar coklat, oren dan kuning. Warna-warna yang disebutkan adalah sangat penting dalam lukisan, terutamanya dalam gambar minyak atau alam semula jadi, oleh itu percubaan selanjutnya pada transformasi perlu dilakukan. Pada tahun 1976, pembolehubah u’ dan v’ telah dibangunkan, sekali gus mewujudkan ruang CIE LU’V’ . Adalah penting bahawa huruf "L" dalam nama datang ke sini daripada perkataan "lightness" dan sama seperti "Y" dalam model xyY, ia mentakrifkan kecerahan. Kedua-dua perwakilan warna yang diperolehi ditunjukkan dalam rajah di bawah: a) Carta uv CIE b) Carta u’v’ CIE Yang kedua paling kerap digunakan model warna bebas daripada peranti ialah Makmal CIE . Ini adalah satu lagi transformasi ruang CIE XYZ, yang dicipta pada tahun 1976. Dalam mentakrifkannya, diandaikan bahawa warna yang berada pada jarak yang sama antara satu sama lain akan dianggap sebagai sama berbeza. Dengan mengandaikan bahawa warna tidak boleh menjadi ungu dan biru dan kuning atau hijau pada masa yang sama, komponen berikut telah dipilih untuk penerangan: L – kecerahan (pencahayaan), a – warna dari hijau ke magenta dan b – warna dari biru ke kuning . Walau bagaimanapun, kelebihan penting model tertentu ialah kemudahan perbandingan warna. Perbezaan antara dua warna dalam ruang CIE Lab dinyatakan sebagai ΔE, yang dikira daripada hubungan berikut: ΔE ialah jarak Euclidean biasa antara dua titik dalam ruang tiga dimensi. Diandaikan bahawa pemerhati piawai mengiktiraf perbezaan warna mengikut penunjuk berikut:0 < ΔE < 1 – tidak melihat perbezaan, 1 < ΔE < 2 – hanya pemerhati yang berpengalaman menyedari perbezaan itu, 2 < ΔE < 3.5 – juga tidak berpengalaman. pemerhati perasan perbezaannya, 3,5 < ΔE < 5 – pemerhati perasan perbezaan warna yang jelas, 5 < ΔE – pemerhati menganggap kedua-dua warna itu berbeza sama sekali. Seperti ruang CIE XYZ, model CIE Lab berkaitan dengan persepsi langsung warna oleh mata manusia. Itulah sebabnya kami merujuknya sebagai model warna bebas peranti. Ruang warna CIE LCh menggunakan skema yang sama seperti ruang warna CIE Lab, tetapi menggunakan koordinat silinder dan bukannya segi empat tepat. Dalam ruang warna ini, L ialah kecerahan dan parameter yang sama seperti L dalam ruang Makmal CIE, C ialah ketepuan, dan h ialah warna. Nilai ketepuan warna C ialah 0 di tengah-tengah sfera, iaitu imej ruang warna dan meningkat mengikut jarak dari pusat. Bayang-bayang h ialah sudut yang ukurannya bermula pada paksi + a dan dinyatakan dalam darjah. Ruang warna Hunter Lab telah dibangunkan pada tahun 1966 oleh RS Hunter sebagai ruang warna yang lebih homogen secara visual daripada CIE 1931 Yxy dan sangat serupa dengan Makmal CIE. Ia kini digunakan dalam pelbagai bidang, termasuk industri cat di Amerika Syarikat, bagaimanapun, digunakan kurang kerap daripada ruang Lab CIE yang dibangunkan sedikit kemudian, yang telah mendapat lebih ramai penyokong. Kedua-dua skala Hunter Lab dan CIE Lab menggunakan fungsi yang sedikit berbeza untuk mengira nilai Makmal menggunakan komponen trichromatic XYZ sebagai hujah. Hunter Lab melakukan transformasi menggunakan punca kuasa dua, manakala CIE Lab menggunakan fungsi punca padu. Perbezaan lain dapat dilihat dalam julat kawasan warna individu. Skala Hunter mengecut di kawasan kuning ruang warna dan mengembang dalam warna biru. Skala Lab CIE, sebaliknya, berkembang sedikit di kawasan kuning, yang lebih jelas apabila nilai CIE daripada sampel kurang daripada satu. Kelebihan tambahan skala CIE Lab ialah ia biasanya lebih mencerminkan penilaian visual perbezaan warna untuk warna yang sangat gelap.