3.6. СИСТЕМЫ КООРДИНАТ ЦВЕТАБыло показано, что цвет Для количественного описания цветов предложено много разных систем координат. Ниже рассматриваются те из них, которые представляют исторический и теоретический интерес.
Система координат спектральных основных цветов МКО
В 1931 г. МКО разработала стандартный набор монохроматических основных цветов: красный с длиной волны 700 нм, зеленый - 546,1 нм и синий — 435,8 нм [4]. Единицы измерения координат цвета выбраны так, чтобы координаты Рис. 3.6.1. Функции сложения координат спектральных основных цветов МКО (красный – 700 нм, зеленый – 546,1 нм, синий – 435,8 нм) [11]. Эти кривые получены в экспериментах по уравниванию цветов с большим числом наблюдателей. По результатам экспериментов был определен так называемый стандартный наблюдатель МКО. Данные для поля зрения 2° были опубликованы в 1931 г. Затем были получены результаты для поля размером 10°. В телевидении и фототелеграфии лучше использовать данные для поля 2°. На рис. 3.6.2 представлен график цветностей в системе координат спектральных основных цветов МКО, а также цвета люминофоров телевизионного приемника принятой в США системы цветного телевидения НТСЦ. Треугольник, определяемый цветами люминофоров, охватывает цветности всех воспроизводимых цветов.
Система координат приемника НТСЦ
В телевизионных приемниках США используются кинескопы с тремя люминофорами — красным, зеленым и синим [14]. Система координат приемника НТСЦ, определяемая цветами люминофоров, может быть связана с системой координат спектральных основных цветов МКО простым линейным преобразованием. На рис. 3.6.3 приведен график цветностей в системе координат приемника НТСЦ. В этой системе единицы измерения координат цвета нормированы так, что значения координат, при которых уравнивается опорный белый цвет, одинаковы. Люминофоры приемника НТСЦ не являются источниками монохроматического света, поэтому определяемый ими цветовой охват (совокупность воспроизводимых цветов) уже, чем при использовании спектральных основных цветов МКО. Рис. 3.6.2. График цветностей в системе координат спектральных основы цветов МКО [11]. Рис. 3.6.3. График цветностей в системе координат приемника НТСЦ.
Система координат XYZ МКО
Система координат спектральных основных цветов МКО имеет один недостаток для колориметрических расчетов: координаты цвета иногда оказываются отрицательными. Столкнувшись с этой трудностью, МКО разработала систему координат с искусственными основными цветами, в которой координаты цвета спектральных цветов являются положительными [4]. Искусственные основные цвета показаны на рис. 3.6.2. Они выбираются так, чтобы координата Y была эквивалентна яркости Рис. 3.6.4. График цветностей в системе координат XYZ МОК [4].
Система координат передаваемых сигналов НТСЦ
В системе цветного телевидения НТСЦ, разработанной в США, передаются три координаты цвета
Рис. 3.6.5. Сравнение едва заметных цветовых разностей в системах координат
Равноконтрастная система координат МКО
Желательно иметь такую систему координат, чтобы равным изменениям координат цветности соответствовали равные изменения в ощущении цвета. На графике цветностей (рис. 3.6.5, а) показаны разности цветов, которые воспринимаются одинаково [12, 17]. Этот график, а также другие экспериментальные результаты свидетельствуют о том, что человеческий глаз наиболее чувствителен к изменению синего цвета, умеренно чувствителен к изменению красного и обладает наименьшей чувствительностью к изменениям зеленого цвета.
Рис. 3.6.6. Равнокоитрастны график цветностей [11]. В 1960г. МКО приняла равноконтрастную систему координат, в которой с хорошим приближением равные изменения координат цветности соответствуют едва заметным изменениям цветового тона и насыщенности. На рис. 3.6.5, б приведены данные рис. 3.6.5, а в равноконтрастных координатах. Переход от координат
График цветностей в равноконтрастной системе координат приведен на рис. 3.6.6.
Система координат
Система координат
причем единицы измерения яркости
Система координат
Координаты
Координата
Система координат
Система координат
где
Система координат Карунена-Лоэва
Систему координат спектральных основных цветов, системы
где
Система координат колбочек сетчатки
Как отмечалось в гл. 2, при рассмотрении моделей цветового зрения человека были проведены косвенные измерения спектральных чувствительностей
Рис. 3.6.7. Компоненты цветного изображения: а - система координат приемника НТСЦ; б - система координат колбочек; в - система координат Карунена-Лоэва.
Рис. 3.6.7. (продолжение): г - система координат передаваемых сигналов НТСЦ; д - равноконтрастная система координат: е - система координат Оказалось, что спектральные чувствительности связаны линейно с функциями сложения, полученными по данным колориметрических экспериментов. Следовательно, сигналы колбочек
На рис. 3.6.7 приведены компоненты цветного изображения для нескольких координатных систем. Следует отметить, что красная, зеленая и синяя компоненты сильно коррелированы. В некоторых координатных системах одна из компонент содержит большую часть энергии изображения, а остальные кажутся менее детальными.
|