Como podemos descrever as cores? Modelos de cores independentes

Em 1931, a pedido da “Commission Internationale de l’Eclairage” (Comissão Internacional de Iluminação), foi desenvolvido um modelo de núcleos independentes de dispositivos. Ele foi criado com base em pesquisas realizadas em um grupo de cerca de vinte pessoas que conseguiram distinguir como núcleos corretos. Este grupo foi definido, em um campo de visão muito estreito (2o), núcleos diferentes e teve uma tarefa de diferenciá-las. Uma análise estatística das respostas, desenvolver um modelo de observador padrão. Ele mostra as características humanas médias em termos de percepção de cores (por exemplo, faixa de comprimento de onda, sensibilidade, etc.). Com base no modelo de observador padrão, foi desenvolvido o modelo CIE XYZ – o primeiro modelo de cor independente do dispositivo. O método CIE XYZ é referido como um espaço de núcleos que é tomado como referência e padrão para outros espaços de núcleos criados pela “Commission Internationale de l’Eclairage” (CIE LUV, CIE Lab). O conceito dos três valores cromáticos de XYZ é baseado na ideia de ver cores, que diz que o olho é composto por três tipos de fotorreceptores que permitem ver como três núcleos básicos (vermelho, verde, azul), enquanto todas as cores são misturas das três núcleos básicos. Portanto, a cor é reduzida nas coordenadas tricromáticas X, Y, Z. Essas coordenadas correspondentes às porcentagens das três cores básicas R (vermelho), G (verde) e B (azul).

Fig. 1 http://home.agh.edu.pl/~tarasiuk/dydaktyka/doc/GFK/S/02%20Problem%20barwy%20i%20koloru.pdf

A descrição tridimensional de CIE XYZ foi transformado em um espaço CIE xyY bidimensional. Ele converte os componentes de cor X, Y, Z nas coordenadas tricromáticas x, y, Y. As coordenadas xey são responsáveis pela cromaticidade e Y pelo brilho. O espaço xyY é representado no espaço de núcleos, que é o gráfico de cromaticidade, como um triângulo de Maxwell ou um triângulo de núcleos. Isso é apresentado como uma área delimitada por duas linhas – uma curva de cor monocromática e uma linha reta roxa.

Fig. 2 http://home.agh.edu.pl/~tarasiuk/dydaktyka/doc/GFK/S/02%20Problem%20barwy%20i%20koloru.pdf

Como resultado do trabalho sobre o problema da percepção da diferença de cores, realizada por Wright, MacAdam e Stiles, foi criada a questão da uniformidade do espaço de núcleos. Quando o espaço CIE XYZ determina os intervalos de diferença de percepção de cor (Fig. Abaixo), então elipses de tamanhos diferentes (uma chamada elipse de MacAdam) irão aparecer. Eles serão formados em áreas verdes, como elipses com um diâmetro relativamente grande e em áreas azuis, mas aqui com um diâmetro relativamente pequeno. Portanto, quando marcamos dois pontos em tal espaço, o olho humano pode perceberê-los como dois matizes subjetivamente diferentes. Por outro lado, dois pontos igualmente distantes na faixa de núcleos verdes, podem determinar como núcleos entre as quais o olho humano não perceberá a diferença, ou seja, será uma cor fornecida subjetivamente.

Fig. 3 https://stackoverflow.com/questions/25184748/represent-cie-1931-color-space

Graças à realização de pesquisas sobre a uniformidade do espaço de núcleos, o CIE LUV e o CIE Lab foram também criados . O modelo CIE LUV foi criado (em 1960) como resultado da transformação das variáveis xy em variáveis uv. Eles refletem melhor as diferenças entre as cores. Durante uma pesquisa posterior, no entanto, descobriu-se que esse conjunto de variáveis limita fortemente as áreas ao redor do marrom, laranja e amarelo. Os matizes são muito importantes na pintura, especialmente em fotografias a óleo ou da natureza, portanto, novas tecnologias de transformação que são feitas. Em 1976, as variáveis u ‘ev’ foram desenvolvidas, criando o espaço CIE LU’V ‘ . É importante que a letra “L” nos nomes venha aqui da palavra “leveza” e, assim como o “Y” no modelo xyY, ela define o brilho. Ambas as representações de núcleos usados são mostradas na figura abaixo: a) Gráfico CIE uv b) Gráfico CIE u’v ‘

Fig. 4 http://home.agh.edu.pl/~tarasiuk/dydaktyka/doc/GFK/S/02%20Problem%20barwy%20i%20koloru.pdf

O segundo modelo de cor mais usado frequentemente independente de o dispositivo é o CIE Lab . Esta é mais uma transformação do espaço CIE XYZ, criado em 1976. Ao definir, partiu-se do princípio de que os núcleos que estão à mesma distância serão percebidas como igualmente diferentes. Assumindo que a cor não pode ser roxo e azul e ou verde ao mesmo tempo, os seguintes componentes foram selecionados para a descrição: L – brilho (luminância), a – cor de verde a magenta eb – cor de azul a amarelo.

Fig. 5 https://www.researchgate.net/figure/CIE-LAB-1976-color-space_fig2_263697963

No entanto, uma vantagem importante de um determinado modelo é uma facilidade de comparação de núcleos. A diferença entre as duas núcleos no espaço CIE Lab é expressa como ΔE, que é calculada a partir da seguinte relação: ΔE é a distância euclidiana normal entre dois pontos no espaço tridimensional. Supõe-se que um observador padrão reconhece a diferença de cor de acordo com os seguintes indicadores: 0 <ΔE <1 – não vê diferença, 1 <ΔE <2 – apenas um observador experiente nota a diferença, 2 <ΔE <3,5 – também um inexperiente o observador nota a diferença, 3,5 <ΔE <5 – o observador nota uma diferença de cor clara, 5 <ΔE – o observador percebe as duas núcleos como completamente diferentes. Assim como o espaço CIE XYZ, o modelo CIE Lab está relacionado à percepção direta das cores pelo olho humano. É por isso que nos referimos a ele como um modelo de cor independente do dispositivo. O espaço de núcleos CIE LCh usa o mesmo esquema que o espaço de núcleos CIE Lab, mas usa coordenadas cilíndricas em vez de retangulares. Neste espaço de núcleos, L é o brilho e é o mesmo parâmetro que L no espaço CIE Lab, C é a saturação eh é o matiz. O valor de saturação de cor C é 0 no centro da esfera, que é a imagem do espaço de cor e aumenta de acordo com a distância do centro. Sombra h é o ângulo cuja função começa no eixo + ae é expressa em graus.

Fig. 6 https://www.xrite.com/blog/tolerancing-part-3

O espaço de núcleos Hunter Lab foi desenvolvido em 1966 por RS Hunter como um espaço de cor visualmente mais homogêneo do que o CIE 1931 Yxy e muito semelhante ao CIE Lab. Atualmente está em uso em várias áreas, incluindo a indústria de tintas nos Estados Unidos, porém, é selecionada com menos frequência do que o espaço do CIE Laboratório desenvolvido um pouco depois, que ganhou mais adeptos. Ambas as escalas Hunter Lab e CIE Lab usam funções diferentes para calcular os valores Lab usando componentes tricromáticos XYZ como argumentos. Hunter Lab realiza uma transformação usando raízes quadradas, enquanto CIE Lab usa funções de raiz cúbica. Outra diferença é visível na gama de áreas de núcleos individuais. A escala Hunter encolhe na área amarela do espaço de núcleos e se expande no azul. A escala CIE Lab, por outro lado, é ligeiramente expandida na área amarela, o que é mais óbvio quando o valor CIE da amostra é menor que um. Uma vantagem adicional da escala CIE Lab é que ela geralmente reflete melhor a avaliação visual das diferenças de cor para núcleos muito escuras.

Fig. 7 http://pomiarbarwy.pl/?p=481