Разница в цвете


Из Википедии, свободной энциклопедии
  (Перенаправлено из Разница в цвете )
Перейти к навигации Перейти к поиску

Разница или расстояние между двумя цветами является метрикой интереса к науке о цвете . Это позволяет количественно изучить понятие, которое раньше можно было описать только прилагательными. Количественная оценка этих свойств имеет большое значение для тех, кому важен цвет. Общие определения используют евклидово расстояние в цветовом пространстве, не зависящем от устройства .

Евклидово

sRGB

Поскольку большинство определений цветового различия - это расстояния в цветовом пространстве , стандартным средством определения расстояний является евклидово расстояние. Если кто-то в настоящее время имеет кортеж RGB (красный, зеленый, синий) и хочет найти разницу в цвете, в вычислительном отношении одним из самых простых является рассмотрение линейных размеров R, G, B, определяющих цветовое пространство.

Когда результат также должен быть простым в вычислительном отношении, часто приемлемо удалить квадратный корень и просто использовать:

Это будет работать в тех случаях, когда один цвет нужно сравнить с одним цветом, и нужно просто знать, больше ли расстояние. Если эти квадраты цветовых расстояний суммируются, такая метрика фактически становится дисперсией цветовых расстояний.

Было много попыток взвесить значения RGB, чтобы лучше соответствовать человеческому восприятию, где компоненты обычно взвешиваются (красный 30%, зеленый 59% и синий 11%), однако они явно хуже при определении цвета и, собственно, являются вкладом в яркость этих цветов, а не степень, в которой человеческое зрение менее терпимо к этим цветам. Более точное приближение было бы более правильным (для нелинейного sRGB , используя цветовой диапазон 0–255): [1]

куда:

Одно из лучших недорогих приближений, иногда называемое «редким», плавно объединяет два случая: [1]

Существует ряд формул цветового расстояния, которые пытаются использовать цветовые пространства, такие как HSV с оттенком в виде круга, размещая различные цвета в трехмерном пространстве цилиндра или конуса, но большинство из них являются просто модификациями RGB; без учета различий в восприятии цвета людьми они будут иметь тенденцию быть на одном уровне с простой евклидовой метрикой.

Единые цветовые пространства

CIELAB и CIELUV являются относительно однородными по восприятию пространствами, и они использовались в качестве пространств для евклидовых мер цветового различия. Версия CIELAB известна как CIE76. Однако позже была обнаружена неоднородность этих пространств, что привело к созданию более сложных формул.

Единообразное цветовое пространство : цветовое пространство, в котором эквивалентные числовые различия представляют собой эквивалентные визуальные различия, независимо от местоположения в цветовом пространстве. По-настоящему однородное цветовое пространство было целью ученых-цветоводов на протяжении многих лет. Большинство цветовых пространств, хотя и не идеально однородные, называются однородными цветовыми пространствами, поскольку они более однородны по сравнению с диаграммой цветности.

-  Глоссарий X-rite [2]

Единое цветовое пространство должно обеспечивать простую меру цветовой разницы, обычно евклидовую, «просто работающей». Цветовые пространства, улучшающие эту проблему, включают CAM02-UCS , CAM16-UCS и J z a z b z . [3]

Рек. ITU-R BT.2124 или ΔE ITP

В 2019 году был введен новый стандарт для WCG и HDR , поскольку CIEDE2000 не подходил для него: CIEDE2000 ненадежен ниже 1 кд / м 2 и не был проверен выше 100 кд / м 2 ; кроме того, даже в синем первичном корпусе BT.709 CIEDE2000 недооценивает ошибку. [4] ΔE ITP масштабируется так, что значение 1 указывает на возможность только заметной разницы в цвете. Показатель разности цветов ΔE ITP выводится из дисплея, обозначенного IC T C P , но XYZ также доступен в стандарте. Формула представляет собой просто масштабированное евклидово расстояние: [5]

где компоненты этой «ИТП» определяются по:

  • Я = Я,
  • Т = 0,5 С Т ,
  • P = C P .

Другие геометрические конструкции

Известно, что евклидова мера плохо работает на больших цветовых расстояниях (т.е. более 10 единиц в большинстве систем). Показано, что гибридный подход, в котором расстояние между яркостью и плоскостью цветности используется для такси, лучше работает в CIELAB. [6]

CIELAB ΔE *

Международная комиссия по освещению (МКО) называет их показатель расстояния Δ E * абы (также называется Δ E * , или, неаккуратно, ЛЬ * , ЛЬ , или «Delta E») , где дельта является греческой буквой часто используется для обозначения разницы, и E означает Empfindung ; По-немецки «сенсация». Использование этого термина восходит к Герману фон Гельмгольцу и Эвальду Герингу . [7] [8]

Неоднородности восприятия в нижележащем цветовом пространстве CIELAB привели к тому, что CIE с годами уточнил их определение, что привело к появлению более совершенных (в соответствии с рекомендациями CIE) формул 1994 и 2000 годов. [9] Эти неоднородности важны, потому что человеческий глаз более чувствителен к одним цветам, чем к другим . Метрика CIELAB используется для определения цветового допуска твердых тел CMYK. Хорошая метрика должна учитывать это, чтобы понятие « просто заметная разница » имело смысл. В противном случае определенное Δ E может быть незначительным между двумя цветами в одной части цветового пространства, в то же время значимым в какой-то другой части. [10]

CIE76

Формула 1976 года - первая формула, которая связывает измеренную разницу в цвете с известным набором координат CIELAB. На смену этой формуле пришли формулы 1994 и 2000 годов, потому что пространство CIELAB оказалось не таким однородным по восприятию, как предполагалось, особенно в насыщенных областях. Это означает, что эта формула слишком высоко оценивает эти цвета по сравнению с другими цветами.

Учитывая два цвета в CIELAB цветового пространства , и разница цвета формула CIE76 определяются как:

соответствует JND (разница просто заметна). [11]

CIE94

Определение 1976 года было расширено, чтобы устранить неоднородности восприятия, сохранив при этом цветовое пространство CIELAB, путем введения весов для конкретных приложений, полученных из данных допусков испытаний автомобильной краски. [12]

Δ E (1994) определяется в цветовом пространстве L * C * h * с различиями в яркости, цветности и оттенке, рассчитанными на основе координат L * a * b * . Для эталонного цвета [a] и другого цвета разница составляет: [13] [14] [15]

куда:

и где k C и k H обычно равны единице, а весовые коэффициенты k L , K 1 и K 2 зависят от приложения:

Геометрически величина соответствует среднему арифметическому длин хорд равных кругов цветности двух цветов. [16]

CIEDE2000

Поскольку определение 1994 г. не решило адекватным образом проблему единообразия восприятия , CIE уточнил их определение, добавив пять исправлений: [17] [18]

  • Член вращения оттенка (R T ), чтобы иметь дело с проблемной синей областью (углы оттенка около 275 °): [19]
  • Компенсация нейтральных цветов (штрихованные значения в разностях L * C * h)
  • Компенсация легкости (S L )
  • Компенсация цветности (S C )
  • Компенсация оттенка (S H )

Примечание. В приведенных ниже формулах должны использоваться градусы, а не радианы; вопрос имеет большое значение для R T .
К L , K C и K Н обычно единице.

Примечание . Обратный тангенс (tan −1 ) можно вычислить с помощью обычной библиотечной процедуры, atan2(b, a′)которая обычно имеет диапазон от −π до π радиан; цветовые характеристики указаны в диапазоне от 0 до 360 градусов, поэтому требуется некоторая корректировка. Обратный тангенс не определен, если и a ', и b равны нулю (что также означает, что соответствующее C' равно нулю); в этом случае установите угол цветового тона равным нулю. См. Шарма 2005 , ур. 7.

Примечание. Если C ' 1 или C' 2 равно нулю, то Δh 'не имеет значения и может быть установлено равным нулю. См. Шарма 2005 , ур. 10.

Примечание: когда либо C ′ 1, либо C ′ 2 равно нулю, тогда H ′ равно h ′ 1 + h ′ 2 (без деления на 2; по сути, если один угол неопределен, тогда используйте другой угол как среднее; полагается на неопределенный угол устанавливается равным нулю). См. Шарма 2005 , ур. 7 и стр. 23, заявив, что большинство реализаций в Интернете в то время имели «ошибку в вычислении среднего оттенка».

CMC l: c (1984)

В 1984 году Комитет по измерению цвета Общества красильщиков и колористов определил меру различия, также основанную на цветовой модели L * C * h. Их метрика, названная в честь комитета разработчиков, называется CMC l: c . Квазиметрика имеет два параметра: светлота (L) и цветность (С), что позволяет пользователям разницы веса основаны на соотношении л: С , что будет сочтено целесообразным для применения. Обычно используются значения 2: 1 [20] для приемлемости и 1: 1 для порога незаметности.

Расстояние цвета до ссылки : [21]

CMC l: c разработан для использования с D65 и дополнительным наблюдателем CIE . [22] Как и в случае с CIE94, эта формула определяет квазиметрию, потому что она нарушает симметрию: параметр T основан только на оттенке эталона .

Толерантность

Диаграмма Макадама в цветовом пространстве CIE 1931 . Эллипсы показаны в десять раз больше их реального размера.

Терпимость касается вопроса «Какой набор цветов незаметно / приемлемо близок к заданному эталону?» Если мера расстояния воспринимается единообразно , то ответ будет просто «набором точек, расстояние от которых до точки отсчета меньше порога только заметной разницы (JND)». Это требует перцептуально однородной метрики, чтобы порог был постоянным во всей гамме (диапазоне цветов). В противном случае порог будет зависеть от эталонного цвета, что неудобно для практического использования.

В цветовом пространстве CIE 1931 , например, контуры допуска определяются эллипсом Макадама , который фиксирует L * (яркость). Как видно на диаграмме рядом, эллипсы, обозначающие контуры допуска, различаются по размеру. Отчасти именно эта неоднородность привела к созданию CIELUV и CIELAB .

В более общем плане, если разрешено варьировать яркость, то мы обнаруживаем, что установленный допуск эллипсоидальный . Увеличение весового коэффициента в вышеупомянутых выражениях расстояния приводит к увеличению размера эллипсоида вдоль соответствующей оси. [23]

Смотрите также

  • CIELAB
  • Технология цветового кодирования для визуализации

Сноски

Примечания

  1. ^ Называется так потому, что оператор не коммутативен . Это делает его квазиметрическим . В частности,оба зависяттолько от.

использованная литература

  1. ^ a b «Цветовая метрика» . Compu Phase .
  2. ^ «Цветной глоссарий» . X-Rite .
  3. ^ Ли, Чанцзюнь; Ли, Чжицян; Ван, Чжифэн; Сюй, Ян; Луо, Мин Ронье; Цуй, Гуйхуа; Мельгоса, Мануэль; Брилл, Майкл Х .; Пойнтер, Майкл (декабрь 2017 г.). «Комплексные цветовые решения: CAM16, CAT16 и CAM16-UCS». Исследование и применение цвета . 42 (6): 703–718. DOI : 10.1002 / col.22131 .
  4. ^ "Что такое ICtCp - Введение?" (PDF) .
  5. ^ «Рекомендация МСЭ-R BT.2124-0 Объективная метрика для оценки потенциальной заметности цветовых различий на телевидении» (PDF) . Январь 2019.
  6. ^ Абаси, Saeedeh; Амани Тегеран, Мохаммад; Фэйрчайлд, Марк Д. (апрель 2020 г.). «Метрики расстояния для очень больших цветовых различий». Исследование и применение цвета . 45 (2): 208–223. DOI : 10.1002 / col.22451 .
  7. ^ Backhaus, W .; Kliegl, R .; Вернер, Дж. С. (1998). Цветовое зрение: взгляд из разных дисциплин . Вальтер де Грюйтер. п. 188. ISBN 9783110154313. Проверено 2 декабря 2014 .
  8. ^ Valberg, A. (2005). Цвет светового зрения . Вайли. п. 278. ISBN 9780470849026. Проверено 2 декабря 2014 .
  9. ^ Управление цветом в реальном мире, второе издание (Брюс Фрейзер)
  10. ^ Оценка формул разницы в цвете CIE
  11. ^ Шарма Gaurav (2003). Справочник по цифровым цветным изображениям (изд. 1.7.2). CRC Press . ISBN 0-8493-0900-X.
  12. ^ «Дельта E: разница в цвете» . Colorwiki.com . Проверено 16 апреля 2009 .
  13. ^ Линдблум, Брюс Джастин. «Дельта E (CIE 1994)» . Brucelindbloom.com . Проверено 23 марта 2011 .
  14. ^ «Программное обеспечение для разницы в цвете Дэвида Хегги» . Colorpro.com. 1995-12-19 . Проверено 16 апреля 2009 .
  15. ^ Колориметрия - Часть 4: CIE 1976 L * a * b * Цветовое пространство (Отчет). Проект стандарта. CIE. 2007. CIE DS 014-4.3 / E: 2007.
  16. Перейти ↑ Klein, Georg A. (2010-05-18). Физика промышленных цветов . п. 147 . ISBN 978-1-4419-1196-4.
  17. ^ Шарма, Гаурав; Ву, Вэньчэн; Далал, Эдул Н. (2005). «Формула цветопередачи CIEDE2000: примечания по реализации, дополнительные данные испытаний и математические наблюдения» (PDF) . Исследование и применение цвета . Wiley Interscience . 30 (1): 21–30. DOI : 10.1002 / col.20070 .
  18. ^ Линдблум, Брюс Джастин. «Дельта E (CIE 2000)» . Brucelindbloom.com . Проверено 16 апреля 2009 .
  19. ^ «Голубой багровеет» Проблема , Брюс Lindbloom
  20. ^ Это означает, что светлота вносит вдвое меньший вкладв разницу (или, идентично, допускается вдвое большее отклонение), чем цветность
  21. ^ Линдблум, Брюс Джастин. «Дельта Е (CMC)» . Brucelindbloom.com . Проверено 16 апреля 2009 .
  22. ^ "CMC" (PDF) . Взгляд на цвет . 8 (13). 1–15 октября 1996 г. Архивировано из оригинального (PDF) 12 марта 2006 г.
  23. Сьюзан Хьюз (14 января 1998 г.). «Руководство по пониманию допусков к цвету» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 10 октября 2015 года . Проверено 2 декабря 2014 .

дальнейшее чтение

  • Робертсон, Алан Р. (1990). «Историческое развитие CIE рекомендовало уравнения разности цветов» . Исследование и применение цвета . 15 (3): 167–170. DOI : 10.1002 / col.5080150308 .[ мертвая ссылка ]
  • Melgosa, M .; Кесада, JJ; Хита, Э. (декабрь 1994 г.). «Однородность некоторых недавних цветовых метрик проверена с помощью точного набора данных о допусках цветовых отклонений». Прикладная оптика . 33 (34): 8069–8077. Bibcode : 1994ApOpt..33.8069M . DOI : 10,1364 / AO.33.008069 . PMID  20963027 .
  • Макдональд, Родерик, изд. (1997). Цветная физика для промышленности (второе изд.). Общество красильщиков и колористов . ISBN 0-901956-70-8.

внешние ссылки

  • Калькулятор разницы цветов Брюса Линдблума . Использует все определенные здесь показатели.
  • Формула различия цвета CIEDE2000 , автор - Гаурав Шарма. Реализации в MATLAB и Excel.
Источник « https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Color_difference&oldid=1037462928 »