Цветность

Воспринимаемая интенсивность определенного цвета Красная полоса демонстрирует более высокую яркость и красочность на свету, чем в тени, но заметна как имеющие одинаковый цвет объекта, включая одинаковую цветность в обеих областях. Поскольку яркость увеличивается пропорционально красочности, полоса также демонстрирует одинаковую насыщенность в обеих областях. 7,5 ПБ и 10 Гб страницы оттенков Манселла цветов RGB, показывающие линии однородной насыщенности (цветность пропорциональна яркости) красным. Обратите внимание, что линии однородной насыщенности исходят от черной точки, а линии однородной цветности - вертикальные. Также обратите внимание, что по сравнению с цветами 10BG, цвета 7,5 ПБ достигают более высокой насыщенности, а также большей цветности. Исходное изображение с относительно приглушенными цветами L * C * h (CIELAB ) цветность увеличено на 50% HSL насыщенность увеличено на 50%; обратите внимание, что изменение насыщенности HSL также влияет на воспринимаемую яркость цвета. Сохранение яркости CIELAB с удалением * и b * для создания изображения в оттенках серого Шкала насыщенности (0% слева, соответствует черно-белому).

Цветность, цветность и насыщенность - это атрибуты воспринимаемого цвета, относящиеся к хроматической интенсивности. В соответствии с формальным определением Международной комиссии по освещению (CIE) они соответственно описывают три различных аспекта хроматической интенсивности, но эти термины часто используются свободно и взаимозаменяемо в контекстах, где эти аспекты четко не различаются. Точные значения терминов зависят от того, от каких других функций они зависят.

• Цветность - это «атрибут визуального восприятия, в соответствии с которым воспринимаемый цвет области кажется более или менее хроматическим». Красочность, создаваемая объектом, зависит не только от его спектральной отражательной способности, но также и от силы освещения, и увеличивается с последним, если только яркость не очень высокая (Hunt эффект ).
• Цветность - это «цветность области, оцениваемая как пропорция яркости такой же освещенной области, которая кажется белой или хорошо пропускающей». В результате цветность в основном зависит только от спектральных свойств, и как таковой рассматривается для описания цвета объекта . Это то, насколько отличается от серого такой же яркости такой цвет объекта.
• Насыщенность - это "красочность оцениваемой области пропорционально его яркости ", что, по сути, является воспринимаемой свободой от белизны света, исходящего из области. Объект с заданным спектральным коэффициентом отражения демонстрирует приблизительно постоянную насыщенность для всех уровней освещения, если только яркость очень высокий.

Поскольку цветность, цветность и насыщенность Определяемые как атрибуты восприятия, они не могут быть физически измерены как таковые, но их можно количественно измерить по отношению к психометрическим шкалам, которые должны быть одинаковыми для восприятия - например, шкалы цветности системы Манселла. В то время как цветность и яркость объекта - это его цветность и яркость, оцениваемые пропорционально одному и тому же («яркость подобным образом освещенной области, которая кажется белой или хорошо пропускающей»), насыщенность света, исходящего от этого объекта, действует. цветность объекта оценивается пропорционально его легкости. На странице оттенков Munsell линии однородной насыщенности, таким образом, имеют тенденцию исходить от точки, близкой к черной, в то время как линии однородной цветности являются вертикальными.

• 1 Цветность
  • 1.1 Внешний вид цвета модели
• 2 Насыщенность
  • 2.1 CIELUV и CIELAB
  • 2.2 CIECAM02
  • 2.3 HSL и HSV
• 3 Чистота возбуждения
• 4 Ссылки

Наивное определение насыщенность не определяет его функцию отклика. В цветовых пространствах CIE XYZ и RGB насыщенность определяется в терминах аддитивного смешения цветов и имеет свойство быть пропорциональным любому масштабированию с центром в белом или источнике света белой точки. Однако оба цветовых пространства нелинейны с точки зрения психовизуально воспринимаемых цветовых различий. Также возможно - а иногда и желательно - определить величину, подобную насыщению, которая линеаризуется с точки зрения психовизуального восприятия.

В цветовых пространствах CIE 1976 LAB и LUV ненормализованная цветность является радиальным компонентом цилиндрической координаты CIE LCh (яркость, chroma, hue) представление цветовых пространств LAB и LUV, также обозначаемое как CIE LCh (ab) или CIE LCh для краткости, и CIE LCh (uv). Преобразование (a, b) в (C ab, h ab) задается следующим образом:

$C\; ab\; \ast \; =\; a\; \ast \; 2\; +\; b\; \ast \; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; C\_\; \{ab\}\; ^\; \{*\}\; =\; \{\backslash \; sqrt\; \{a\; ^\; \{*\; 2\}\; +\; b\; ^\; \{*\; 2\}\}\}\}$

$hab\; =\; atan2\; \; (b\; \star ,\; a\; \star )\; \{\backslash \; displaystyle\; h\_\; \{ab\}\; =\; \backslash \; operatorname\; \{atan2\}\; \backslash \; left\; (\{b\; ^\; \{\backslash \; star\}\},\; \{a\; ^\; \{\backslash \; star\}\}\; \backslash \; right)\}$

и аналогично для CIE LCh (uv).

Цветность в координатах CIE LCh (ab) и CIE LCh (uv) имеет преимущество в том, что она более психовизуально линейна, но при этом они нелинейны с точки зрения линейного смешения цветов компонентов. И поэтому цветность в цветовых пространствах CIE 1976 Lab и LUV очень сильно отличается от традиционного смысла «насыщенности».

В моделях внешнего вида цвета

Другой, психовизуально более точный, но также более сложный метод получения или задания насыщенности - это использование модели внешнего вида, такой как CIECAM02. Здесь параметр внешнего вида цвета цветность может (в зависимости от модели внешнего вида цвета) переплетаться, например, с физическая яркость освещения или характеристики излучающей / отражающей поверхности, что более разумно с психологической точки зрения.

Цветность C CIECAM02, например, вычисляется из яркости J в дополнение к наивно вычисленной величине цвета t. Кроме того, параметр цветности M существует вместе с цветностью C. Он определяется как M = CF L, где F L зависит от условий просмотра.

Насыщенность цвета определяется комбинацией интенсивности света и того, насколько он распределен в спектре с разными длинами волн. Самый чистый (наиболее насыщенный) цвет достигается за счет использования всего одной длины волны с высокой интенсивностью, например, в лазерном свете. Если интенсивность падает, то в результате падает и насыщенность. Чтобы обесцветить цвет заданной интенсивности в субтрактивной системе (например, акварель ), можно добавить белый, черный, серый или оттенок дополнение.

Далее следуют различные корреляты насыщенности.

CIELUV и CIELUV

В CIELUV насыщенность равна цветности, нормализованной по яркости:

$suv\; =\; C\; uv\; \ast \; L\; \ast \; =\; 13\; (u\; \prime \; -\; un\; \prime )\; 2\; +\; (v\; \prime \; -\; vn\; \prime )\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; s\_\; \{uv\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{C\_\; \{uv\}\; ^\; \{*\}\}\; \{L\; ^\; \{*\}\}\}\; =\; 13\; \{\backslash \; sqrt\; \{(\; u\text{'}-u\; \text{'}\_\; \{n\})\; ^\; \{2\}\; +\; (v\text{'}-v\text{'}\; \_\; \{n\})\; ^\; \{2\}\}\}\}$

где (u ′ n, v ′ n) - это цветность точки белого, а цветность определяется ниже.

По аналогии, в CIELAB это даст:

$sab\; =\; C\; ab\; \ast \; L\; \ast \; =\; a\; \ast \; 2\; +\; b\; \ast \; 2\; L\; \ast \; \{\backslash \; displaystyle\; s\_\; \{ab\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{C\_\; \{ab\}\; ^\; \{*\}\}\; \{L\; ^\; \{*\}\}\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{\backslash \; sqrt\; \{\; \{a\; ^\; \{*\}\}\; ^\; \{2\}\; +\; \{b\; ^\; \{*\}\}\; ^\; \{2\}\}\}\; \{L\; ^\; \{*\}\}\}\}$

CIE официально не рекомендовал это уравнение, поскольку CIELAB не имеет цветности диаграмма, и поэтому это определение не имеет прямой связи со старыми концепциями насыщенности. Тем не менее, это уравнение обеспечивает разумный прогноз насыщенности и демонстрирует, что регулировка яркости в CIELAB при фиксированном (a *, b *) действительно влияет на насыщенность.

Но следующая формула согласуется с человеческим восприятием насыщенности: Формула, предложенная Евой Люббе, согласуется с словесным определением Манфреда Рихтера: Насыщенность - это доля чистого хроматического цвета в общем цветовом ощущении

$S\; ab\; =\; C\; ab\; *\; C\; ab\; *\; 2\; +\; L\; *\; 2\; 100\%\; \{\backslash \; displaystyle\; S\_\; \{ab\}\; =\; \{\backslash \; frac\; \{C\_\; \{ab\}\; ^\; \{*\}\}\; \{\backslash \; sqrt\; \{\{C\_\; \{ab\})\; ^\; \{*\}\}\; ^\; \{2\}\; +\; \{L\; ^\; \{*\}\}\; ^\; \{2\}\}\}\}\; 100\; \backslash \%\}$

где S ab - насыщенность, L * - яркость и C * ab - насыщенность цвета.

CIECAM02

В CIECAM02 насыщенность равна квадратному корню из цветности, деленному на яркость:

$s\; =\; M\; /\; Q\; \{\backslash \; displaystyle\; s\; =\; \{\backslash \; sqrt\; \{M\; /\; Q\}\}\}$

Это определение основано на экспериментальной работе, проделанной с целью исправления низкой производительности CIECAM97s. M пропорционален цветности C, поэтому определение CIECAM02 имеет некоторое сходство с определением CIELUV.

HSL и HSV

Насыщенность также является одной из трех координат в HSL и HSV цветовые пространства. Однако в цветовом пространстве HSL насыщенность существует независимо от яркости. Т.е. как очень светлый цвет, так и очень темный цвет могут быть сильно насыщенными в HSL; тогда как в предыдущих определениях, а также в цветовом пространстве HSV, цвета, приближающиеся к белому, имеют низкую насыщенность.

Чистота возбуждения - это относительное расстояние от точки белого. Контуры постоянной чистоты можно найти, сжав спектральное геометрическое место около белой точки. Точки на отрезке линии имеют одинаковый оттенок, причем p e увеличивается от 0 до 1 между точкой белого и положением в спектральном локусе (положение цвета на форме подковы на диаграмме) или (как на насыщенном конце линии, показанной на диаграмме) положение на линии пурпурных.

чистота возбуждения (чистота для краткости) стимула - это разница от точки белого источника света источника света до самой дальней точки на диаграмме цветности с тем же оттенком (доминирующая длина волны для монохроматических источников); с использованием цветового пространства CIE 1931 :

$pe\; =\; (x\; -\; xn)\; 2\; +\; (y\; -\; yn)\; 2\; (x\; I\; -\; xn)\; 2\; +\; (y\; I\; -\; yn)\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; p\_\; \{e\}\; =\; \{\backslash \; sqrt\; \{\backslash \; frac\; \{(x-x\_\; \{n\})\; ^\; \{2\}\; +\; (y-y\_\; \{n\})\; ^\; \{2\}\}\; \{(x\_\; \{I\}\; -x\_\; \{n\})\; ^\; \{2\}\; +\; (y\_\; \{I\}\; -y\_\; \{n\})\; ^\; \{2\}\}\}\}\}$

где (x n, y n) - это цветность белой точки и (x I, y I) - это точка по периметру, чей линейный сегмент до белой точки содержит цветность стимула. Могут использоваться разные цветовые пространства, такие как CIELAB или CIELUV, что даст разные результаты.