5.2 МАНСЕЛЛОВСКИЙ АТЛАС ЦВЕТОВ

Одной из наиболее распространенных координатных систем, в частности, в Соединенных Штатах, является система Манселла, физически реализован ная в виде манселловского атласа цветов (Munsell Book of Color). История воз никновения и развития манселловской системы описана Никерсоном (1940, 1976), но также весьма любопытным является обзор экспериментов, привед ших к пересмотру манселловской системы в сороковых годах прошлого века (Ньюхолл, 1940).

Система была разработана в начале XX го столетия художником Альбертом Х. Манселлом, для которого специфический интерес представляло создание ин струмента, помогающего художественному образованию детей. Идеологической основой системы является деление цветового восприятия на три параметра:

—Цветовой тон (H),

—Светлоту (V),

—Насыщенность (С).

Суть манселловских размерностей идентична сути сегодняшних атрибутов цветового восприятия, где светлота по Манселлу соответствует обычной светло те. Целью Манселла являлось описание цветов с психофизических и физических позиций при условии равенства приращений по трем измерениям восприятия.

Манселловская светлота

Манселловская шкала светлоты — это стержень системы, имеющий десять ос новных делений, где нуль соответствует черному, а промежуточные серые деле ния расположены в диапазоне между нулем и 10. Манселловская шкала светлоты построена так, что средне серый имеет значение 5 (нейтрально серый образец со светлотой 5 обозначается как №5) — это значит, что по ощущению он лежит по средине между идеально белым (№10) и идеально черным (№0). Разница по свет лоте между образцами №3 и №4 точно такая же, как разница между образцами №6 и №7 или любыми другими образцами, отличающимися друг от друга на один шаг. Восприятие светлоты в пределах одного шага (то есть между двумя соседни ми значениями) обозначается десятичными цифрами, например, манселловская светлота 4.5 по ощущению лежит посередине между значением 4 и 5.

Важно отметить, что взаимоотношения между манселловской V и относи тельной фотометрической яркостью Y нелинейны и математически описыва ются полиномом пятого порядка1 (уравнение 5.1), а график зависимости V от Y представляет собой кривую, показанную на рис. 5.1.

неразрешим в радикалах (согласно теореме Абеля). Полином Джадда интересен сугубо акаде мически, тогда как практическую ценность представляет корнекубический закон Стивенса, о котором шла речь в главе 3. — Прим. пер.

127

Рис. 5.1 Манселловская светлота как функция от относительной яркости.

Согласно рис. 5.1, образец, воспринимаемый как средне серый (№5), имеет относительную яркость (или нейтральный коэффициент отражения), равную 20%. Манселловская светлота прочих цветов (независимо от их цветового тона

инасыщенности) определяется такими же одномерными взаимоотношениями с относительной яркостью стимула. Таким образом, если известно значение манселловской светлоты, то известна относительная яркость стимула (CIE Y),

инаоборот. К сожалению, полином пятого порядка (уравнение 5.1) аналитиче ски необратим и поэтому не имеет практической ценности. Поскольку CIE шкала светлоты L* (наряду с другими осями) создана для моделирования манселловской системы, она обеспечивает очень хорошее приближение к ман селловской шкале светлоты, которую можно с большой точностью получить путем простого деления на 10 оси CIE L* (С осветитель, 2° набл.).

Манселловский цветовой тон

Следующее измерение в манселловской системе — цветовой тон.

Круг цветовых тонов в манселловской системе разделен на пять основных секторов — фиолетовый (Purple), синий (Blue), зеленый (Green), желтый (Yellow) и красный (Red), обозначенных соответственно как 5Р, 5В, 5G, 5Y

и5R — и устроен так, что любые иные соседние секторы по всему кругу отлича ются друг от друга на одну и ту же величину восприятия. Еще пять промежуточ ных цветовых тонов обозначаются соответственно как 5PB, 5BG, 5GY, 5YR

и5RP, то есть всего в цветовом круге Манселла 10 основных цветовых оттенков.

Для каждого из перечисленных десяти оттенков существует еще по десять переходных, к примеру, диапазон от 5РВ до 5Р заполнен: 6PB, 7PB, 8PB, 9PB, 10PB, 1P, 2P, 3P и 4P. Таким образом, весь цветовой круг разбит на 100 одина ковых секторов, отражающих равновеликое изменение ощущения цветового

128

тона. Промежутки между целыми числами обозначаются десятичными значе ниями (к примеру, 7.5В).

Манселловская насыщенность

Третье измерение в манселловской системе — насыщенность.

Шкала насыщенностей построена так, что она имеет равные визуальные при ращения от нейтральных (нулевых) образцов, по возрастающей — к образцам с максимально выраженным цветовым тоном, но при этом на шкале насыщенно стей нет максимума, поскольку наибольшие достижимые насыщенности зави сят от цветового тона и манселловской светлоты образцов, а также от состава красок, к примеру: не существует высоконасыщенных образцов с желтым цвето вым тоном и низкой светлотой или же с фиолетовым цветовым тоном и высокой светлотой, поскольку особенности ответа зрительной системы человека таковы, что воспроизвести необходимые физические стимулы невозможно.

На рис. 5.2 трехмерная манселловская система показана в двух проекциях:

впроекции на плоскость постоянной светлоты (рис. 5.2 [а]) и в проекции на две смежных плоскости постоянного цветового тона (рис. 5.2 [b]). Рис. 5.3 с помо щью компьютерной графики демонстрирует аналогичные плоскости системы

в3D представлении.

Манселловская система характеризует цветовой стимул по параметрам ман селловских цветового тона, светлоты и насыщенности, обозначаемых тройка ми символов: вначале идет светлота, за ней следует цветовой тон, а затем через слэш (/) — насыщенность, к примеру: стимул, вызывающий ощущение красно го со средней светлотой и достаточно высокой насыщенностью обозначается как 7.5R5/10 (цветовой тон, светлота/насыщенность).

Манселловский атлас цветов

Физическим воплощением системы Манселла является Манселловский ат лас цветов, который содержит около 1500 образцов, размещенных на 40 страни цах постоянного цветового тона: на каждой странице образцы расположены по возрастанию светлоты (снизу доверху) и насыщенности (от корешка к полям). Образцы атласа — это небольшие закрашенные участки глянцевой и матовой поверхностей, но иногда, к примеру, для экспериментов со зрением или для создания тест карт характеризации устройств отображения, изготавливают набор образцов большого формата. В 40 х годах прошлого века эксперимен тальным путем манселловские образцы были приведены к определенным коло риметрическим точкам, благодаря чему вся система была размечена заново (Ньюхолл, 1940). Координаты цветности и коэффициент яркости для каждого манселловского образца (включая те, которые трудно или невозможно воспроиз вести) можно найти в книге Вышецкого и Стайлса «Наука о цвете» (1982).

Для рассматривания манселловского атласа (или иного набора манселлов ских образцов) существует колориметрическая спецификация, согласно кото рой должен использоваться Стандартный двухградусный колориметрический наблюдатель CIE 1931, C осветитель CIE, средне серый фон (№5 по Манселлу)

129

Рис. 5.2 Графическое представление манселловской системы: (а) — цветовой круг; (b) — плос кость манселловской светлоты/насыщенности при постоянном цветовом тоне.

и достаточный уровень освещенности (не ниже 500 lux) — только в таких усло виях просмотра система Манселла сохраняет равномерность по восприятию. В иных условиях манселловский атлас уже не будет являться физическим во площением манселловской системы.

Важно отметить, что манселловская система построена из трех одномерных шкал цветового восприятия, каждая из которых равномерна по своему атрибу ту восприятия, но трехмерные взаимоотношения между ее отрезками (то есть цветовые отличия) непостоянны: увеличение манселловской насыщенности на два шага равно изменению цвета образца по манселловской светлоте на один шаг, а размер шага манселловского цветового тона во многом зависит от насы

130

(c)

Рис. 5.3 Компьютерная визуализация образцов манселловской системы: (а) — плоскость посто янной светлоты; (b) — две плоскости постоянного цветового тона; (с) — трехмерное представле ние системы.

Рис. 5.3 доп. Манселловский атлас. Электронную иллюстрацию атласа можно найти по адресу: http://www.gretagmacbeth.com/downloads/100_munsell2 en.zip. — Прим. пер.

131