Цветовой график в системе RGB МКО

Как уже отмечалось, не все доступные человеческому глазу цвета могут быть воспроизведены в системе RGB, однако все значения их координат цветности могут быть измерены с учетом возможности добавления цветовых потоков к измеряемому цвету. Эти значения были получены в результате лабораторных исследований, которые заключались в уравнивании цвета двух полей сравнения при освещении одного из них последовательно монохроматическими излучениями всей видимой области спектра через каждые 2-5 нм, а второго - комбинациями основных цветов. В необходимых случаях, один (два?) из основных цветов добавлялся к измеряемому (спектральному) цвету. Таким образом, был получен цветовой график в системе RGB (рис.13.2). Из рисунка видно, что цветовой охват системы

RGB не позволяет отобразить значительную часть воспринимаемых глазом цветов, в первую очередь, спектральных. На линии, соединяющей красный цвет с длиной волны 770 нм и фиолетовый с длиной волны 380 нм, расположены чистые пурпурные цвета. Плавная кривая линия спектральных цветов заключает в себе треугольник цветового охвата

RGB. На линии спектральных цветов нанесены в нм длины волн этих цветов. Внутренняя часть цветового графика условно окрашена в цвета, очень приблизительно отображающие воспринимаемые глазом цвета. Условно, потому, что цветовой охват компьютерного монитора не позволяет это сделать правильно.

Все пары дополнительных цветов лежат на концах хорд, проходящих через точку белого цвета.

Пусть нас интересует доминирующая длина волны для некоторого цвета Ц. Проводим через точку Ц и точку белого цвета Е пунктир до пересечения с линией спектральных цветов. Эта точка позволяет установить эту длину волны: λ ₁, соответствующая максимальной (100%) насыщенности цвета Ц. Пусть Вас не смущает приблизительность такой операции. Цветовой график существует в виде весьма подробных таблиц [...], с помощью которых операцию можно выполнить достаточно точно. На линии Е - λ ₁ расположены все цвета, имеющие данный цветовой тон со всеми возможными степенями насыщенности. Принимая насыщенность белого цвета за нуль (0%) можно вычислить чистоту (насыщенность) цвета Ц. Из цветового графика наглядно видно, что цвет Ц можно представить бесконечно многими суммами пар цветов, достаточно только, чтобы два смешиваемые цвета проходили через точку Ц.

Если необходимо рассчитать результат смешения двух спектральных цветов, соединить точки этих цветов прямой линией. Все точки этой прямой будут давать цвет смеси, соответствующий разным пропорциям этих цветов. Поскольку для большинства таких пар это будут хорды, следовательно, цвета смеси не будут иметь максимальную насыщенность. Исключение составляют только цвета, лежащие на почти прямом участке графика от красного (700 нм) до желтого (575 нм) цвета.

Для расчета цвета смеси двух любых цветов (не обязательно спектральных) нужно знать сумму соответствующих координат цвета. Расстояние между точками смешиваемых цветов делится на столько частей, равное этой сумме. Затем от первого цвета, например, Ц ₁, откладывается сумма координат первого цвета и эта точка обозначается буквой Ц. Тогда расстояние до второго цвета будет равно сумме координат второго цвета, Ц ₂. Соотношение длин отрезков, на которые точка Ц делит линию Ц ₁- Ц ₂ показывает, в какой пропорции следует взять цвета Ц ₁ и Ц ₂, чтобы получить желаемый цвет смеси. Если необходимо знать координаты цветности смеси, можно опустить перпендикуляры на стороны цветового треугольника. Цветовой график, таким образом, позволяет разрешить или объяснить многие эмпирические закономерности смешения цветов, однако наличие в этой системе отрицательных координат цветности усложняет цветовые расчеты.

В том же 1931 году МКО утвердила еще одну колориметрическую систему определения цвета, называемую XYZ. Цвета XYZ были выбраны так, чтобы весь цветовой график RGB оказался внутри прямоугольного треугольника, в вершинах которого располагаются новые цвета XYZ (рис.13.3).

Основные цвета X, Y, Z можно выразить через основные цвета RGB. В системе XYZ все координаты цветности будут положительными. Однако сами цвета XYZ не являются реально наблюдаемыми цветами, - это абстрактные цвета, выбранные для удобства вычислений.

Далее все идет по уже изученной логике. Любой существующий цвет Ц в системе XYZ выражается следующим образом:

Ц = X X + Y Y + Y Z,

где X, Y, Z - орты (единичные векторы одноименных осей), X, Y, Z - координаты цвета. Координаты цветности x, y, z также, как и в системе RGB выражаются следующим образом:

; ; .

Сумма координат цветности равна единице:

x + y+ z = 1.

Координаты огибающей цветового графика несколько раз уточнялись и утверждались МКО. Однако все они, так или иначе, основываются на первоначальной модели 1931 года.

На рис. 13.4 представлен уточненный цветовой график 1964 г. В дальнейшем проводились и другие опыты, позволившие исправить ряд ошибок и уточнить экспериментальные данные.

Важные для колориметрии уточнения не очень принципиальны в контексте нашего курса, однако об их существовании следует знать.

Система определения цвета МКО была признана в качестве международного стандарта и в настоящий момент является официально признанной во всем мире системой определения цвета.

Стандартный наблюдатель МКО 1964 г. Несмотря на официальное признание во всем мире системы МКО 1931 г., стал заметен и ряд ее недостатков. Так, например, в диапазонах длин волн от 380 до 460 нм значения функций сложения цветов слишком малы. Поэтому было принято решение повторить опыты по нахождению кривых сложения, проведя более тщательно все измерения. При этом использовали методику, аналогичную использовавшейся Райтом и Гилдом с той лишь разницей, что угол поля зрения при уравнивании цветов был равен не 2°, а 10°, что соответствует восприятию цветовых полей большего размера, чем в предыдущих экспериментах. Полученные ими кривые сложения были названы кривыми сложения дополнительного стандартного колориметрического наблюдателя.

Новые данные оказались в очень хорошей корреляции со старыми (рис. 13.4) и потому МКО было принято решение рекомендовать к использованию обе системы кривых сложения. Обычно в колориметрических расчетах используются кривые сложения для стандартного колориметрического наблюдателя МКО 1931 г., когда оцениваются небольшие по размеру образцы цвета, что приблизительно соответствует углу поля зрения 2°, и кривые сложения для дополнительного стандартного колориметрического наблюдателя 1964 г. когда оцениваются большие по размеру цветовые образцы.

Дата добавления: 2014-01-07