Cie lab цветовая модель

Модели RGB и CMYK являются аппаратно-зависимыми (в RGB значения базовых цветов определяются, как правило, качеством мониторов, в CMYK — особенностями печатного процесса и качеством реальных красок). При этом актуальной является задача описания цветов, не зависящего от аппаратуры, на которой эти цвета получены.

Цвет — это воспринимаемая характеристика, зависящая от наблюдателя и окружающих условий, поэтому дать полностью объективное его определение не представляется возможным.

Но если восприятие цвета зависит от наблюдателя и условий наблюдения, то, по крайней мере, можно стандартизировать эти условия. Международной Комиссией по Освещению (CIE — Communication Internationale de l’Eclairage) такие условия наблюдения цветов были стандартизированы, а также были проведены исследования цветового восприятия у большой группы людей, что привело в результате к экспериментальному определению базовых компонентов новой цветовой моделиCIE Lab. Эта модель аппаратно независима, поскольку описывает цвета так, как они воспринимаются человеком, точнее «стандартным наблюдателем CIE». В этой модели любой цвет однозначно определяется его светлотой L и двумя хроматическими компонентами— параметром а, изменяющимся в диапазоне от зеленого цвета до красного, и параметром b с диапазоном изменения от синего цвета до желтого. Яркость в Lab полностью отделена от цвета. Это делает модель удобной для регулирования контраста, резкости и других тоновых характеристик изображения.

Модель Labдовольно сложна для практического освоения, зато её ценность как аппаратно-независимой модели нашла свое практическое применение в графическом пакете Adobe Photoshop. Она служит ядром систем управления цветом и применяется как промежуточная (скрыто от пользователя) при каждом преобразовании других цветовых моделей.

Аппаратные и программные средства создания и обработки изображений.

Аппаратные средства формирования изображений.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Сдача сессии и защита диплома — страшная бессонница, которая потом кажется страшным сном. 8796 — | 7156 — или читать все.

78.85.5.224 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Научный образовательный цветовой конвертер онлайн с открытым кодом ориентирован на работу в цветовой модели CIE LCh (более удобное представление CIE Lab), про которую Photoshop, к сожалению, не знает. Тем не менее, по отдельности управлять светлотой Lightness, насыщенностью Chroma и цветовым тоном Hue бывает весьма востребовано. Удержать строго неизменными тон и светлоту, при изменении насыщенности — часто встречающаяся дизайнерская задача, и она не решается корректно ни в одной цветовой модели, кроме как в LCh.

Конверсия производится из любой выбранной цветовой модели в остальные нажатием одной из 8 кнопок с наименованием той модели, данные из которой надо преобразовать в другие.

По умолчанию задействуется хроматическая адаптация по Брэдфорду и CIE Lab при D50 — все как в Photoshop. Поскольку большинство RGB-моделей имеет белую точку D65, а Lab традиционно рас­счи­ты­ва­ется с опорным иллюминантом D50, хроматическая адаптация в пространстве XYZ должна быть за­дей­ство­вана при различиях опорного иллюминанта моделей. Поле «RGB Gamut Alert» оповещает надписью «Out of gamut!» в тех случаях, когда насыщенность образца превосходит цветовой охват выбранной модели RGB.

По умолчанию задействуется Gamut clipping LCh до охвата видимых цветов Lab Gamut или Human Visual Space (HVS). Крайние значения слайдеров Светлоты и Насыщенности ограничиваются фигурой HVS для текущего тона на цветовом круге (третий слайдер). Максимальная возможная насыщенность 200 может быть достигнута при угле Hue 315-316 градусов и небольшой светлоте около 12. Во избежание снижения скорости отклика слайдеров массив поверхности трехмерной фигуры HVS просчитан с шагом в 1 градус Hue (360 степов) и с шагом в один целый степ по Lightness (100 степов) c использованием алгоритма монотонной кубической интерполяции сплайнами Эрмита (Hermite Spline). Таблица поверхности фигуры HVS в Lab D50 2° на 31152 значения получена с помощью опции «Спектрального калькулятора на CIELab.XYZ» «HVS surface» в спойлере «Колориметрический справочник».

По умолчанию задействуется Gamut mapping к выбранному пространству RGB. Информационные поля LCmax подсказывают максимально достижимый охват для данной RGB-модели при текущем цветовом тоне Hue. Увеличение насыщенности плавно изменяет светлоту для достижения максимально возможных для данной модели RGB поканальных значений при неизменном цветовом тоне. Не нужно пугаться отрицательных значений RGB — это обычные значения за охватом модели строго по матричным формулам CIE трансформации XYZ->RGB, и они необходимы для корректных обратных расчетов от RGB к другим моделям. Звездочкой * помечены те популярные модели, для которых доступен Gamut mapping. Иллюминант D50 помечен звездочкой, так как именно с ним будут наиболее адекватны расчеты CMYK и PANTONE: пересчеты цвета этих моделей под другим иллюминантом возможны, но не в этом калькуляторе, тут важна скорость и небольшой вес файлов. Но при необходимости можно посчитать цвет из спектров с любым иллюминантом по ссылкам: «Спектральный калькулятор на CIELab.XYZ», «Подбор смесевой краски PANTONE®» и «Определение цвета по имени краски PANTONE®»

Пересчет цвета в триадные краски CMYK и обратно ведется по характеризационным данным «FOGRA39» или «ISO Coated v2» — листовая офсетная печать по стандартам ISO 12647-2:2004(2007) и ГОСТ Р 54766-2011. Задействуется перцепционное преобразование и mapping за границами охвата печати. Гранулярность цветовых таблиц Lab->CMYK равна 17, таблиц CMYK->Lab равна 7: это обеспечивает высокую скорость работы в режиме реального времени и приемлемую точность цветового преобразования при сравнительно небольшом размере таблиц. В преобразованиях цвет/краски и краски/цвет задействуется линейная, билинейная и трилинейная интерполяция по аналогии с алгоритмами работы модулей CMM в операционных системах.

Библиотека смесевых красок PANTONE+ содержит 1755 разных красок, PANTONE® — 1124 краски, и подбор ведется по минимальной дельте для этого веера между краской и цветовым образцом. Так же при нажатии кнопки «Spot» выводится точный цвет данной краски в Lab и наиболее близкое представление в CMYK, тем не менее помним, что цветовой охват многих смесевых красок веера шире, чем охват триадных красок, шире в некоторых областях, чем sRGB. Лучше лишний раз нажать на кнопку «Spot» и «CMYK» чтобы удостовериться визуально, какой цвет будет получен этими красками; полезно так же проверить поле «RGB Gamut Alert» на предмет возможного вылета краски за охват sRGB: при значении поля «Out of gamut!» оттенок краски будет отображен на экране примера близко, но недостоверно. Возможен укороченный ввод имени краски — просто номера достаточно, главное, чтобы такой номер присутствовал в веере PANTONE+ или PANTONE®. Спектральные библиотеки красок PANTONE, используемые здесь, созданы владельцем бренда PANTONE компанией X-Rite для своих флагманских спектрофотометров eXact в 2014 году и пересчитаны в Lab D50 2° в «Спектральном калькуляторе на CIELab.XYZ». Поле справа от имени смесевой краски отображает ее Color Inconstancy Index (или CII) — уровень цветового непостоянства или инконстантности при смене иллюминанта; чем выше индекс — тем сильнее краска «гуляет» по цвету под разным освещением. Более нагруженные разным функционалом инструменты по работе с красками PANTONE можно найти по ссылкам: «Подбор смесевой краски PANTONE®» и «Определение цвета по имени краски PANTONE®». Там вы найдете в том числе приближение к образцу цвета по формуле CIE delta E 2000, здесь для обеспечения наивысшей скорости расчетов в реальном времени перемещения слайдеров задействуется формула CIE delta E 1976: на каждый шаг слайдера в 1 пиксел требуется сравнить образец по дельте с 1755 красками, приходится жертвовать новизной ради скорости вычислений. Тем не менее свежие стандарты печати до сих пор регламентируют цветовые отклонения именно по формуле цветового различия 1976 года. Любые дельты и не только поштучно, но и огромными массивами шкал, не обязательно равными по числу цветовых образцов, можно посчитать в «Калькуляторе цветовых различий».

Правильные настройки цвета в браузере можно посмотреть по ссылкам для Google Chrome и Mozilla Firefox. В остальных браузерах пока присутствуют те или иные логические ошибки при работе с цветом.

Некоторые сведения о цветовых моделях

CIE XYZ. Цветовая модель, основанная на откликах человеческого глаза на зрительные стимулы. Можно упрощенно сказать, что XYZ — это RGB человеческого глаза. XYZ — это интеграл или сумма про­из­ве­де­ний видимого спектра и так называемых Color Matching Functions (CMF) Стандартного двух­гра­дус­ного наблю­да­те­ля CIE* 1931 года. Хроматическая адаптация человеческого зрения к источникам света с разной тем­пе­ра­ту­рой рассчитывается в XYZ-координатах.

CIE xyY. Проекция на плоскости xy (или локус) трехмерной модели CIE XYZ. CIE xy — координаты цвет­нос­ти, часто требуются без учета энергетической яркости Y. Например в светотехнических стандартах при­ня­то оперировать цветностью иллюминантов и осветителей в координатах CIE xy. Координаты цвет­ности xy аналитически трансформируются в коррелированную цветовую температуру источника света и обратно.

CIE Lab. Почти равноконтрастное почти изотропное ортогональное пространство, вычисляемое из зри­тель­ных стимулов XYZ при участии опорного или адаптирующего иллюминанта (по умол­чанию D50). Lab — это и есть цвет, говоря по-простому. В пространствах Lab или XYZ описан цвет во всех icc-профилях — файлах компьютерного цветового описания любых цветовоспроизводящих устройств. Lab несколько кри­во­ли­неен и не совсем равноконтрастен, что зачастую не мешает применять к нему совершенно линейные функции, ибо равноконтрастнее все равно ничего нет. Наилучшая попытка привести Lab к рав­но­кон­траст­ности — формула цветового различия CIE ΔE 2000.

CIE LCh. Это то же пространство, что и Lab, только в несколько ином математическом пред­ста­влении. ab — это две координаты цветности, а Ch — длина и угол направления вектора от нуля до точки с этими ab координатами. L в обоих случаях — светлота Lightness, С — насыщенность или длина вектора Chroma, h — угол по цветовому кругу в 360 градусов или тон hue. Современные программисты от колориметрии считают LCh наиболее перспективным вектором развития программ, связанных с изображениями и их цветом. Говоря по-простому, XYZ — это зрительные стимулы, а LCh — осмысленный мозгом цвет.

RGB. Аппаратно-зависимая аддитивная цветовая модель на основе XYZ, вычисляется из XYZ простой трехмерной трансформацией по матричным уравнениям, то есть наследует нерав­но­кон­траст­ность модели XYZ. Буквы в аббревиатуре модели означают Red, Green и Blue. Де-факто стандартом цвета в интернете является sRGB, разработанный Microsoft и HP в 1996 году. Альтернативные представления RGB-модели — HSL, HSV, HSB — имеют все те же недостатки, что и прародитель, а именно неравноконтрастность и аппа­рат­ную привязку к устройству цветовоспроизведения, не позволяют колориметрически точно удержать тон hue неизменным при изменении двух других координат, поэтому не могут всерьез конкурировать с ко­ло­ри­мет­ри­чес­кой моделью CIE LCh.

Hex. Шестнадцатеричное цифро-буквенное представление 8-битного RGB (256 значений из 2 сим­во­лов на каждый канал), используется чаще всего в документах гипертекстовой разметки для web.

CMYK. Аппаратно-зависимая субтрактивная цветовая модель триадных красок во многих системах печати. Дополнена четвертой нейтральной черной краской в силу того, что смесью из трех светлых цвет­ных красок не может быть получено по-настоящему темных оттенков. Буквы в аббревиатуре означают го­лу­бую краску Cyan, пурпурную краску Magenta, желтую краску Yellow, черную краску Key Plate, Kontur или blacK по разным версиям расшифровки, чтобы не путать B — Black c B — Blue в модели RGB. В мире ис­поль­зуют три разных триады: американскую, европейскую и японскую (азиатскую), в России печатают исклю­чи­тельно красками европейской триады. FOGRA39 — компьютерное цветовое описание офсетных красок ев­ро­пей­ской триады на мелованной бумаге по международному стандарту офсетной печати ISO 12647-2.

Pantone. Торговая марка смесевых или спотовых красок, представленных в специальных от­пе­ча­тан­ных каталогах в виде вееров. Краски популярны в типографиях США и России. Часть красок веера имеет цветовой охват больше, чем при печати триадными красками CMYK, имеет смысл использовать Pantone вместо CMYK для печати ограниченного количества плашечных цветов с максимальной возможной насыщенностью (типичное ограничение типографий — одна спотовая краска в дополнение к триадным). Полутоновая печать красками Pantone используется редко в силу технологических проблем с нанесением Pantone полутоновым растром в печати. Точный цвет красок Pantone в Lab-координатах был получен этим калькулятором с официального сайта владельца бренда Pantone — компании X-Rite, опубликовавшей точный цвет красок в виде спектральных библиотек CxF для прошивки своих новых флагманских спек­тро­фо­то­метров eXact. Непосредственно на самом сайте Pantone цвета красок традиционно не пуб­ли­ку­ется, только аппаратные координаты в неизвестной привязке, что именно за RGB на сайте Pantone — не указано.

*CIE — Commission internationale de l’éclairage (франц.), International Commission on Illumination (англ.) или Международная комиссия по освещению (МКО), создана в 1913 году для разработки технических стандартов в области света, освещения, цвета и цветовых пространств.

Цветовая модель Lab была разработана Международной комиссией по освещению (CIE) с целью преодоления существенных недостатков вышеизложенных моделей, в частности она призвана стать аппаратно независимой моделью и определять цвета без оглядки на особенности устройства (сканера, монитора, принтера, печатного станка и т. д.).

Такую модель предпочитают в основном профессионалы, так как он совмещает достоинства как CMYK, так и RGB, а именно обеспечивает доступ ко всем цветам, работая с достаточно большой скоростью.

На вопрос, почему же такой моделью пользуются в основном профессионалы, можно ответить лишь то, что она отличается несколько необычным и непривычным построением, и понять принцип ее действия порой несколько сложнее описанных ранее.

Построение цветов здесь, так же как и в RGB, базируется на слиянии трех каналов. На этом, правда, все сходство заканчивается.

Название она получила от своих базовых компонентов L, a и b. Компонент L несет информацию о яркостях изображения, а компоненты а и b – о его цветах (т. е. a и b – хроматические компоненты). Компонент а изменяется от зеленого до красного, а b – от синего до желтого. Яркость в этой модели отделена от цвета, что удобно для регулирования контраста, резкости и т.д. Однако, будучи абстрактной и сильно математизированной, эта модель остается пока что неудобной для практической работы.

Lab нашел широкое применение в программном обеспечении для обработки изображений в качестве промежуточного цветового пространства, через которое происходит конвертирование данных между другими цветовыми пространствами. Благодаря характеру определения цвета в Lab возможно отдельно воздействовать на яркость, контраст изображения и на его цвет. Это позволяет ускорить обработку изображений, например, при допечатной подготовке. Lab предоставляет возможность избирательного воздействия на отдельные цвета в изображении, усиления цветового контраста, также очень важными являются возможности, которые Lab предоставляет для борьбы с шумом на цифровых фотографиях.

Поскольку все цвтовые модели являются математическими, они легко конвертируются одна в другую по простым формулам. Такие конверторы встроены во все "приличные" графические программы.

Перцепционные цветовые модели

Для дизайнеров, художников и фотографов основным инструментом индикации и воспроизведения цвета служит глаз. Этот естественный «инструмент» обладает цветовым охватом, намного превышающим возможности любого технического устройства, будь то сканер, принтер или фотоэкспонирующее устройство вывода на пленку.

Как было показано ранее, используемые для описания технических устройств цветовые системы RGВ и СМYК являются аппаратнозависимыми. Это значит, что воспроизводимый или создаваемый с помощью них цвет определяется не только составляющими модели, но и зависит от характеристик устройства вывода.

Для устранения аппаратной зависимости был разработан ряд так называемых перцепционных (иначе – интуитивных) цветовых моделей. В их основу заложено раздельное определение яркости и цветности. Такой подход обеспечивает ряд преимуществ:

позволяет обращаться с цветом на интуитивно понятном уровне;

значительно упрощает проблему согласования цветов, поскольку после установки значения яркости можно заняться настройкой цвета.

Прототипом всех цветовых моделей, использующих концепцию разделения яркости и цветности, является НSV–модель. К другим подобным системам относятся НSI, НSB, НSL и YUV. Общим для них является то, что цвет задается не в виде смеси трех основных цветов – красного, синего и зеленого, а определяется путем указания двух компонентов: цветности (цветового тона и насыщенности) и яркости.