Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Fershild-Modeli_cvetovogo_vosprijatia.pdf
Скачиваний:
449
Добавлен:
11.03.2016
Размер:
19.44 Mб
Скачать

Г Л А В А 1 1

МОДЕЛЬ НАЯТАНИ

пический» и «протанопический». У тританопов наблюдаем только красно зеленый ответ (t), а у протанопов только желто синий (p). Ответы Q, t и p в даль нейшем используются для вычисления коррелятов субъективной яркости, светлоты, чистоты цвета, его полноты и цветового тона.

Угол цветового тона ( ) рассчитывается непосредственно из t и p согласно уравнению 11.17:

 

p

 

tan 1

 

 

 

(11.17)

 

 

 

t

 

Угол цветового тона лежит в диапазоне положительных значений от 0° (ко торый находится на положительной t оси) до 360°, то есть так же, как и в CIELAB цветовом пространстве (CIE 1986). Угол цветового тона необходим для расчета некоторых коррелятов восприятия, поскольку в ряде случаев тре буется специальный цветотонально зависимый регулирующий коэффициент.

11.5 СУБЪЕКТИВНАЯ ЯРКОСТЬ

Субъективная яркость тестируемого образца (Br) вычисляется по уравне нию 11.18:

B Q

 

50 2

 

(R

)

1

 

(G )

(11.18)

 

 

 

 

 

r

 

 

1

o

 

3

1

o

 

 

 

1(Lor ) 3

 

 

 

 

 

 

где Q — это ахроматический ответ, взятый из уравнения 11.14 и подправлен ный степенями адаптации, отнесенными к абсолютному уровню фотометриче ской яркости (как того требует субъективная яркость в противоположность светлоте).

Также необходим расчет субъективной яркости идеального белого — Brw — согласно уравнению 11.19, полученному путем подстановки уравнения 11.14 (оцененного для идеального отражающего рассеивателя) в формулу 11.18:

 

41.69

 

2

 

 

100 n

1

 

 

100 n

 

50

2

 

 

1

 

 

Brw

 

 

 

 

1

(Ro )(1.758)log

 

 

 

 

1

(Go )(1.758)log

 

 

 

 

 

 

1

(Ro )

 

 

1

(Go )

(11.19)

 

 

 

 

 

 

3

 

 

1 (Lor )

3

 

20 n 3

 

20 n

 

1 (Lor )

 

 

3

 

 

11.6 СВЕТЛОТА

Ахроматическая светлота (L*p ) тестового образца вычисляется непосредст венно из ахроматического ответа (Q) путем простой добавки 50 (уравнение 11.20): так сделано потому, что ахроматический ответ может иметь как поло жительные, так и отрицательные значения (Q средне серого равен 0.0), в то время как светлота шкалирована от 0 (черный) до 100 (белый):

L*

Q 50

(11.20)

p

 

 

Вторым коррелятом светлоты является т.н. нормированная ахроматиче ская светлота (L*N ), вычисляемая согласно CIE тезису о том, что светлота — это

240

Г Л А В А 1 1 МОДЕЛЬ НАЯТАНИ

субъективная яркость исследуемого образца отнесенная к субъективной ярко сти белого (уравнение 11.21):

*

 

Br

 

 

LN

100

 

 

(11.21)

B

 

 

 

 

 

 

 

rw

 

Разность между двумя светлотными коррелятами L*p и L*N в целом незначи тельна. Ни одно из значений светлоты не коррелирует со светлотой хроматиче ских объектов, поскольку модель не учитывает эффект Гельмгольца — Коль рауша (Фершильд и Пиротта, 1991; Наятани и колл., 1992). Для учета эффекта Гельмгольца — Кольрауша необходима дополнительная модель, поскольку требуется сравнение светлот (или субъективных яркостей) стимула при раз личных цветовых тонах и/или насыщенностях.

11.7 ЦВЕТОВОЙ ТОН

Вычисление угла цветового тона ( ) по уравнению 11.17 идентично методу, использованному в CIELAB пространстве; более наглядные корреляты цветово го тона могут быть получены определением т.н. квадратуры цветового тона (H) и состава цветового тона (HС).

Квадратура цветового тона (H) — это 400 шаговая шкала цветового тона, в которой каждый однозначный цветовой тон имеет следующие значения: 0 (красный), 100 (желтый), 200 (зеленый) и 300 (синий). Квадратура цветового тона вычисляется путем линейной интерполяции, задействующей угол цвето вого тона ( ) исследуемого образца и углы четырех однозначных цветовых то нов: 20.14° (красный), 90.00° (желтый), 164.25° (зеленый) и 231.00° (синий).

Состав цветового тона (hue composition) (HС) описывает цветовой тон в про центах от двух однозначных цветовых тонов, из которых получен исследуемый цветовой тон, к примеру: оранжевый может быть выражен как 50Y50R, что указывает на его срединное положение между однозначным красным и одно значным желтым. Состав цветового тона вычисляется простой линейной кон версией квадратуры цветового тона в процентную долю однозначных цветовых тонов, лежащих по обеим сторонам от исследуемого тона, к примеру: стимул с цветовым тоном 43.19° будет иметь квадратуру, равную 32.98, и состав цвето вого тона 33Y67R.

11.8 ЧИСТОТА ЦВЕТА

В модели Наятани чистота цвета рассчитывается напрямую, а уже из нее по лучаются величины полноты цвета и насыщенности. Чистота цвета выражает ся в величинах красно зеленого компонента (SRG), получаемого из t ответа со гласно уравнению 11.22, и желто синего компонента (SYB), получаемого из p ответа согласно уравнению 11.23:

S

 

48893.

E ( )t

(11.22)

 

RG

 

(L

or

) S

 

 

1

 

 

 

 

241

Г Л А В А 1 1 МОДЕЛЬ НАЯТАНИ

S

 

488.93

E ( )p

(11.23)

 

YB

 

(L

or

) S

 

 

1

 

 

 

 

Предикторы чистоты цвета по красно зеленому и желто синему компонен там рассчитываются с учетом:

шкалирующего коэффициента 488.93 (для удобства);

яркостно зависимых величин (необходимы для прогноза хантовского эффекта);

функции хроматической интенсивности ES ( ) (получена эмпирическим путем и используется для представления шкалы чистоты цвета как функции от цветового тона [Наятани, 1995]) по уравнению 11.24:

ES ( ) 09394. 02478.sin 00743.sin2 00666.sin

3 00186.sin4

00055.

cos 00521.cos2 00573.cos3 00061.cos

4

(11.24)

Наконец, коррелят общей чистоты цвета (S) вычисляется по уравнению 11.25, которое функционально идентично уравнению насыщенности в CIELAB пространстве (эвклидово расстояние от нулевой отметки):

S (S2

S2

)

(11.25)

RG

YB

 

 

11.9 НАСЫЩЕННОСТЬ

Корреляты насыщенности могут быть легко получены на основе вышеопи санных коррелятов чистоты цвета. Как показано в четвертой главе, чистоту цвета можно выразить как отношение насыщенности к светлоте, следователь но, насыщенность — это произведение чистоты цвета и его светлоты. Сказанное почти совпадает с функциональной схемой насыщенности по Наятани: корре ляты насыщенности красно зеленого компонента (CRG), желто синего компо нента (CYB) и общей насыщенности исследуемого образца даны в уравнениях 11.26–11.28:

 

 

 

L*

 

 

0.7

 

 

 

 

 

 

C

 

 

p

 

 

S

(11.26)

 

 

RG

 

 

50

 

 

RG

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L*

 

 

0.7

 

 

 

 

 

 

C

 

 

p

 

 

S

(11.27)

 

 

 

YB

 

 

50

 

 

YB

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

L*

0.7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

p

 

 

 

S

(11.28)

50

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Отличие между номинальным определением насыщенности и уравнениями 11.26–11.28 состоит лишь в наличии шкалирующего коэффициента 50, а так же легкой нелинейности за счет степенной функции светлоты (0.7). Данная не

242

Г Л А В А 1 1

МОДЕЛЬ НАЯТАНИ

линейность была введена с целью наилучшего моделирования контуров насы щенности Манселловского атласа цветов (Наятани и колл., 1995).

11.10 ПОЛНОТА ЦВЕТА

Предикторы полноты цвета в модели Наятани можно также получить на прямую, руководствуясь CIE определениями атрибутов восприятия. Вспом ним, что насыщенность позиционируется как отношение полноты цвета образ ца к субъективной яркости белого объекта при том же освещении. Следователь но, полнота цвета — это произведение насыщенности образца и субъективной яркости идеального белого (формулы 11.29–11.31):

MRG CRG

 

Brw

(11.29)

100

 

MYB CYB

Brw

(11.30)

100

M C

Brw

 

(11.31)

 

100

 

 

 

 

 

Для удобства согласования шкал выполняется нормировка на 100. Норми рующий коэффициент 100 — это отношение субъективной яркости идеальной белой поверхности под D65 осветителем к нормирующей освещенности.

11.11 ОБРАТНАЯ МОДЕЛЬ

Во многих сферах, и в особенности в деле репродуцирования изображений, необходимо использовать модель цветового восприятия в прямом и обратном направлениях, то есть нужно, чтобы уравнения модели были аналитически об ратимыми. К счастью, модель Наятани можно инвертировать аналитически: в 1990 г. Наятани опубликовал статью, в которой был описан процесс инверсии модели по параметрам субъективной яркости/полноты цвета и светлоты/насы щенности, и несмотря на то, что с тех пор модель слегка видоизменилась, общее направление процедуры остается тем же.

Часто оказывается полезным рассматривать работу моделей восприятия как пошаговый процесс. Необходимые шаги для прямой и обратной работы мо дели Наятани следующие:

1.Получение физических данных.

2.Вычисление Q, t и p.

3.Вычисление , ES ( ), H и HC.

4.Вычисление Br, Brw, L*p , L*N и S.

5.Вычисление C.

6.Вычисление M.

243

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]