Функции сложения как основа современных колориметрических систем

Основой всех колориметрических систем координат цвета является естественная физиологическая система цветового зрения человека. Эта система определяется тремя функциями спектральной чувствительности трех различных видов рецепторов - приёмников света (колбочек), которые имеются в сетчатке глаза человека и определяют его цветовое зрение. Реакции этих трех приёмников на излучение используются при измерении цвета. Функции спектральной чувствительности глаза к красному, зеленому и синему цвету не удаётся установить прямыми измерениями. Их определяют косвенным путём и в измененном виде используют непосредственно в качестве основы построения колориметрических систем (рис. 3.1 и 3.2). Эти функции называют также кривыми сложения стандартного наблюдателя или функциями колориметрического наблюдателя. Количественные характеристики цвета выражаются различными цветовыми системами. Далее мы рассмотрим наиболее распространенные колориметрические системы – RGB, CIE XYZ, CMYK.

Рис. 3.1. Кривые сложения (ЦКС МКО XYZ)

Рис. 3.2. Кривые сложения в системе RGB

Характеристики цветового зрения стандартного колориметрического наблюдателя МКО 1931 года представлены в условных координатах . Функции сложения стандартного колориметрического наблюдателя системыXYZ были получены на основе измерений цветового восприятия человеческого глаза с полем зрения 2^о и предназначены для интерпретации спектрофотометрических данных и перевода их в координаты цвета и цветности (в отличие от функций системы RGB, они всегда положительны). В 1964 г. эти функции были несколько скорректированы. Колориметрический наблюдатель стандарта МКО 1964 года предназначен для уравнивания цветовых полей наблюдения с угловыми размерами (более 4^о). Кривые сложения являются, таким образом, системообразующим свойством колориметрических систем RGB и XYZ. На основе этих фундаментальных представлений были разработаны цветовые стандарты. Первая стандартная колориметрическая система (CIE) была принята в 1931 году Международной комиссией по освещению (МКО). Эта система трехцветная и соответствует трехцветной природе человеческого зрения. Усовершенствованная в 1964 г., она является основой современных стандартов оценки и измерения цвета, например, стандартов ISO CIE, ISO/ASTM 51431:2005 и ряда принятых в полиграфии европейских стандартов, а также IN I6536, DIN 16536 NB, ISO/ANSI T, ISO/ANSI I и других.

Колориметрическая система rgb

Цветовая модель RGB описывает излучаемые цвета и является основной для компьютерных цветовых систем. Базовыми являются три излучения — красный, зеленый, синий (от англ., нем. red, rot — красный; green, grun — зелёный; blue, blau — синий, голубой).

В модели RGB все цвета выражаются как результат аддитивного смешения красного, зеленого и синего цветов в различных пропорциях.

Количественный расчет координат цвета в системе RGB проводится интегрированием произведений трех функций (спектр источника, соответствующие функции чувствительности глаза и спектр отражения) в пределах от 380 до 780 нм следующим образом:

(5)

где R, G, B - координаты цвета в системе RGB;

E(λ) - спектральная характеристика источника излучения (таблицы 1, 2);

β(λ) - коэффициент отражения света с длиной волны λ от окрашенного объекта;

, ,- кривые сложения стандартного наблюдателя системыRGB (чувствительность глаза к красному, зеленому и синему цветам).

Расчет координат цветности (r, g, b) системы RGB по формулам: