(осветитель D65, 318 cd/m2, усредненное окружение, когнитивное обесцвечи вание осветителя), а также за счет использования более точного расчета смены хроматической адаптации (Фершильд 1991, 1994, 1996) для определения со гласованных цветовых стимулов между тестируемыми и эталонными условия ми просмотра. Таким образом, в RLAB исходные трехстимульные значения вначале преобразовываются в трехстимульные значения согласованных цвето вых стимулов при эталонных условиях просмотра, а затем для описания корре лятов восприятия используется модифицированное CIELAB пространство.

Добавим, что нелинейная компрессия CIELAB (корень кубический) в RLAB приведена к функции от относительной фотометрической яркости окруже ния — такая манипуляция позволила прогнозировать снижение визуального контраста изображения по мере затемнения окружения (Бартлесон, 1975). Та ким образом, усовершенствованный расчет смены хроматической адаптации и учет окружения расширили CIELAB по двум критичным для воспроизведе ния изображений направлениям.

RLAB была построена для прогнозирования только относительных атрибу тов цветового восприятия, следовательно, модель может рассчитывать корре ляты светлоты, насыщенности, чистоты цвета и цветового тона, но при этом не может прогнозировать субъективную яркость и полноту цвета. Данное ограни чение было наложено для того, чтобы упростить модель настолько, насколько возможно, ведь прогнозирование субъективной яркости и полноты цвета в практике репродуцирования изображений не имеет большого значения.

То, что RLAB основана на CIELAB пространстве весьма удобно: поскольку шкалы обеих систем идентичны, в RLAB можно практически с тем же успехом применять стандартные формулы цветовых отличий, такие, как CIELAB %Eab* (CIE, 1986), CMC (Кларк и колл., 1984) и CIE94 (CIE, 1995).

Более подробное описание RLAB модели можно найти у Фершильда (1996).

13.2 ВХОДНЫЕ ДАННЫЕ

Входные данные для RLAB модели включают в себя относительные трех стимульные значения исследуемого стимула (XYZ), белой точки (XnYnZn), аб солютную фотометрическую яркость белого объекта сцены в cd/m2, относи тельную фотометрическую яркость окружения (темное, тусклое, среднее), а также наличие/отсутствие когнитивного обесцвечивания осветителя. Окру жение принято средним в отношении отражающих отпечатков; тусклым в от ношении CRT мониторов или телевизоров; темным в отношении проекционно го показа слайдов (при том условии, что он проводится на стандартном оборудо вании). В то же время, окружение непосредственно не связано с носителем: ра зумеется, отпечатки можно рассматривать и в темном окружении или проекти ровать слайды в окружении среднем.

Предполагается также, что когнитивное обесцвечивание осветителя возни кает в отношении объектных цветовых стимулов (отпечатки) и не возникает в отношении излучающих поверхностей (CRT дисплеи и т.п.). В некоторых си

267

туациях может возникнуть эффект неполного когнитивного обесцвечивания осветителя, например, при проекционном показе слайдов.

13.3 МОДЕЛЬ АДАПТАЦИИ

Нижеследующие уравнения описывают расчет хроматической адаптации, интегрированный в RLAB и основанный на модели неполной хроматической адаптации (Фершильд, 1991, 1994 и 1996 гг.). Напомним, что данный расчет уже обсуждался нами в 9 й главе.

Модель начинается с пересчета исходных CIE трехстимульных значений (Y = 100 по белому) в фундаментальные трехстимульные значения (уравнения 13.1 и 13.2). Трехстимульные значения должны быть рассчитаны с использова нием Стандартного (CIE, 1931) двухградусного колориметрического наблюда теля. Преобразование должно быть выполнено также и в отношении трехсти мульных значений адаптирующего стимула.

LX

SZ

03897. 06890. 00787.

00.00. 100.00

Расчет колбочковых ответов аналогичен хантовской модели: М матрица нормирована так, что трехстимульные значения равноэнергетического освети теля (X Y Z 100) дают равновеликие колбочковые ответы (L M S 100).

Следующий шаг — вычисление А матрицы, используемой для моделирова ния собственно смены хроматической адаптации (уравнение 13.3):

A матрица представляет собой фонкризовские коэффициенты адаптации, примененные к колбочковым ответам по исследуемому стимулу (LMS) и рас

268

где переменные р — пропорции полной фонкризовской адаптации (адаптация иногда бывает полной), они эквивалентны коэффициентам хроматической адаптации хантовской модели и рассчитываются по уравнениям 13.7–13.12, из которых видно, что адаптация будет полнее, если уровень фотометрической яркости растет, или менее полной — если цвет адаптирующего стимула удаля ется от цвета равноэнергетического осветителя.

Коэффициент «D» в уравнениях 13.4–13.6 позволяет варьировать степенью когнитивного обесцвечивания осветителя: он должен быть равен 1.0 для твер дых копий, 0 — для дисплеев и иметь некое промежуточное значение для про екционного показа слайдов в полностью затемненном помещении. Точное зна чение D коэффициента можно использовать для учета уровней хроматической адаптации в различных просмотровых ситуациях, то есть выбор точного значе ния определяется конкретной просмотровой обстановкой. Пример промежу точной адаптации дают Като (1994) — прямое сравнение твердой копии с изо бражением на экране монитора, а также Фершильд (1992), описавший случай неполного когнитивного обесцвечивания осветителя в аналогичной ситуации. Если визуальные данные недоступны, но при этом требуются промежуточные значения, выбирается величина 0.5, которая затем корректируется опытным путем.

Отметим, что при полном когнитивном обесцвечивании осветителя (D = 1.0) коэффициенты адаптации, описанные уравнениями 13.4–13.6, обратимо реду цируются до колбочковых возбуждений, идентичных простой фонкризовской модели.

269

где:

—Yn — абсолютная адаптирующая яркость в cd/m2;

—колбочковые ответы с подстрочным индексом «n» (Ln, Mn, Sn) относятся

кадаптирующему стимулу и получены из относительных трехстимульных зна чений.

После вычисления A матрицы трехстимульные значения исследуемого сти мула конвертируются в согласованные трехстимульные значения при эталон ных условиях просмотра (уравнения 13.13 и 13.14):

00.00. 10000.

R матрица представляет собой инверсию М и А матриц при эталонных ус ловиях просмотра (М 1А 1) плюс некую нормировку (см. ниже), которая всегда постоянна и, следовательно, может быть выполнена заранее. Таким образом, уравнение 13.13 — это модифицированный фонкризовский расчет смены хро матической адаптации, конвертирующий трехстимульные значения исследуе мого стимула в согласованные трехстимульные значения при условиях про смотра, эталонных для RLAB (осветитель D65, 318 cd/m2, полное когнитивное обесцвечивание осветителя).

Следующий шаг — это расчет коррелятов восприятия для модифицирован ного CIELAB, производимый на основе эталонных трехстимульных значений.

13.4 ОППОНЕНТНЫЕ ЦВЕТОВЫЕ РАЗМЕРНОСТИ

Оппонентные ответы вычисляются в RLAB по уравнениям 13.15–13.17:

где:

—LR — ахроматический ответ, аналогичный CIELAB L*;

—aR — красно зеленый хроматический ответ (аналогичен CIELAB a*);

—bR — желто синий хроматический ответ (аналогичен CIELAB b*). Вспомним, что при эталонных условиях просмотра RLAB координаты

270

очень близки к CIELAB координатам, но все таки не равны им: уравнения 13.15–13.17 были сознательно упрощены (по сравнению с уравнениями CIELAB) в целях повышения их вычислительной эффективности. Условно нелинейные функции CIELAB («условно», поскольку при низких значениях XYZ они линейны) были заменены простыми степенными функциями, в ре зультате чего степени этих функций и шкалирующие коэффициенты оказа лись слегка отличными от таковых в уравнениях CIELAB (Фершильд, 1996).

Стоит отметить также, что в уравнениях 13.15–13.17 (в отличие от формул CIELAB) отсутствует деление на трехстимульные значения белой точки: так сделано потому, что нормировки в RLAB модели константны и интегрированы в R матрицу (уравнение 13.4).

Степени функций в уравнениях 13.15–13.17 весьма зависимы от относи тельной яркости окружения: для среднего окружения = 1/2.3, для темного= 1/3.5. Пропорции этих степеней четко соответствуют изменениям контра ста, необходимым при воспроизведении изображений, о чем в свое время гово рили Бартлесон (1985) и Хант (1995). По номинальному определению темное окружение обладает практически нулевой яркостью; тусклому окружению приписывается коэффициент отражения меньший, чем 20% от коэффициента отражения белой точки изображения; средним считается окружение, коэффи циент отражения которого больше или равен 20% от белой точки изображения.

Точное направление и величина изменений контраста изображения, тре буемые для различных условий просмотра, по прежнему остаются предметом научных исследований и дебатов, поэтому подход к выбору этих параметров должен быть достаточно гибким: в некоторых случаях желательно использо вать промежуточные значения степеней, дабы смоделировать менее строгие изменения в относительной яркости окружения. Напомним, что в RLAB уравнениях вариабельна лишь степень, поскольку эти уравнения не включа ют в себя условно нелинейных функций, подобных функциям CIELAB: RLAB уравнения были написаны как простые степенные функции, для того чтобы можно было применять различные величины степеней (которые могут оказаться более подходящими к специфическим просмотровым условиям, не жели номинальные значения). Плюс к тому, подчас желательно, чтобы сте пень по светлотной размерности (LR) отличалась от степени хроматических размерностей (aR и bR), но с тем же успехом все три могут быть и одинаковыми.

На рис. 13.2 показан эффект изменения степеней: изображение «а» — ти пичная печатная репродукция; изображения «b» и «c» демонстрируют такое изменение контраста, какое необходимо для достижения идентичного воспри ятия оригинала в темном окружении: в «b» изображении изменен лишь свет лотный контраст, тогда как в изображении «с» к хроматическим размерностям применена та же компенсация окружения, что и к светлоте. Изображение «с» имитирует репродукцию, выполненную условной фотографической системой при синхронном увеличении контраста всех трех светочувствительных слоев (что в целом предпочтительно). Отметим, однако, что свойства реальных пле нок можно использовать для компенсации некоторого роста чистоты цвета по мере роста контраста. Отметим, что изображения рисунка 13.2 должны ис

271