OSA-UCS

В колориметрии OSA-UCS (Унифицированное цветовое пространство Америки) - это цветовое пространство , впервые опубликованное в 1947 году и разработанное Комитет оптического общества Америки по унифицированным цветовым шкалам. Ранее созданные системы порядка цвета, такие как система цветов Манселла, не смогли представить единообразие восприятия во всех направлениях. Комитет решил, что для точного представления однородных цветовых различий в каждом направлении необходимо использовать новую форму трехмерной декартовой геометрии.

• 1 История и развитие
• 2 Дизайн
  • 2.1 Геометрия
  • 2.2 Значения координат
    • 2.2.1 Светлота (L)
    • 2.2.2 Желтый (j)
    • 2.2.3 Зеленый (g)
  • 2.3 Цветовые группы
  • 2.4 Разница в цвете
• 3 Преобразования цвета
  • 3.1 CIEXYZ в OSA-UCS
  • 3.2 OSA-UCS в CIEXYZ
• 4 См. Также
• 5 Ссылки

Разработка OSA-UCS велась на протяжении многих лет, с 1947-1977 гг. Вскоре после того, как CIE была разработана первая математическая модель цвета, Дэвид МакАдам показал, что при выборе цвета на диаграмме цветности CIE он не может быть гарантировал, что цвета с одинаковой воспринимаемой цветовой разницей вокруг этого цвета находятся на одинаковом цветовом расстоянии по сравнению с эталонным цветом. Проще говоря, евклидово расстояние между любыми двумя цветами на диаграмме цветности не может использоваться как единообразная мера воспринимаемой цветовой разницы. Сразу после этого открытия началась работа по созданию пространства, которое будет вести себя одинаково во всех направлениях цветового различия.

Начиная с образца из 59 цветных плиток с неоднородными цветовыми различиями, OSA попросила 72 наблюдателя оценить цветовые различия между разными образцами плиток. На основе собранных данных были разработаны формулы и определены параметры для создания нового единого цветового пространства. Они выбрали эталонный 10-градусный наблюдатель и осветитель D65, чтобы охарактеризовать однородное пространство и нейтральный серый фон с отражательной способностью 30%. В итоге было произведено 558 цветных образцов - 424 полных шага и 54 полушага - и распределено OSA.

Geometry

Идеальное цветное твердое тело с все точки на равном расстоянии от центральной точки - это сфера, однако набор сфер не может быть упакован в более крупное твердое тело без промежутков. Геометрия, которую окончательно выбрала OSA, представляет собой ромбоэдрическую решетку на основе кубооктаэдра. Каждая из 12 вершин этого тела находится на одинаковом расстоянии от центра, а также от каждого из своих соседей. Последним шагом к завершению этой геометрии было изменение масштаба вертикальной оси L, чтобы получить целочисленные координаты для описания цвета. Однородность цветового расстояния сохраняется, так как масштабируются только размеры оси, а масштабирование учитывается в формуле цветового расстояния.

Значения координат

Три перпендикулярных измерения OSA-UCS - это размер легкости L, желтый размер j (желтый / синий размер противника ) и зеленый размер g (зеленый / красный оппонент измерение).

Яркость (L)

Шкала яркости цветного сплошного цвета OSA-UCS изменяется по вертикали примерно от -10 до 8. Яркость 0 UCS соответствует 30% отражающему нейтральному серому фону, выбранному для их образцы, в то время как более светлые оттенки имеют положительные значения, а более темные оттенки - отрицательные.

Jaune (j)

Размер желтого цветного сплошного изображения OSA-UCS проходит горизонтально и перпендикулярно размеру L . Это желто-синий хроматический размер, изменяющийся от положительных значений, которые кажутся более желтоватыми, до отрицательных значений, которые выглядят более голубоватыми. Значение 0 j лежит вдоль нейтральной оси.

Зеленый (g)

Зеленый размер OSA-UCS проходит горизонтально перпендикулярно как размерам L, так и j . Эта зелено-красная хроматическая ось изменяется от более зеленоватых положительных значений до более розоватых отрицательных значений. Опять же, значение g, равное 0, лежит вдоль нейтральной (L) оси.

Цветовые группировки

Кубооктаэдрическую структуру цветного тела OSA-UCS можно геометрически разделить на 9 плоскостей, известных как плоскости спайности. Эти 9 плоскостей спайности определены как:

• L- Плоскость постоянной L (яркости), которая проходит перпендикулярно оси L, где j и g могут принимать любые значения.
• j- Плоскость постоянной j (желтая- голубизна), которая проходит перпендикулярно оси j, где L и g могут принимать любые значения.
• g- Плоскость постоянного g (красно-зеленый), которая проходит перпендикулярно оси g, где L и j могут принимать любые значения. значений.
• L + j - Плоскость постоянной L + j, которая проходит параллельно оси g, под углом 35 ° от оси L и 55 ° от оси j.
• L − j - Плоскость постоянной Lj, которая проходит параллельно оси g под углом 35 ° от оси L и 55 ° от оси j.
• L + g - Плоскость постоянной L + g, проходящая параллельно к оси j, под углом 35 ° от оси L и 55 ° от оси g.
• L − g - Плоскость постоянной Lg, которая проходит параллельно оси g под углом 35 ° от оси L. и 55 ° от оси g.
• j + g - Плоскость постоянной j + g, которая проходит параллельно оси L под 45 ° от осей j и g.
• j − g - Самолет o f константа jg, которая проходит параллельно оси L под углом 45 ° от осей j и g.

Разница в цвете

Разница в цвете OSA-UCS определяется простым евклидовым расстоянием между двумя цветами в цветовом пространстве, с учетом масштабирования по оси L. Формула, используемая для расчета разницы в цвете между цветами 1 и 2, следующая:

$\Delta \; UCS\; =\; (2\; L\; 2\; -\; 2\; L\; 1)\; 2\; +\; (j\; 2\; -\; j\; 1)\; 2\; +\; (g\; 2\; -\; g\; 1)\; 2\; =\; 2\; \Delta \; L\; 2\; +\; \Delta \; J\; 2\; +\; \Delta \; g\; 2\; \{\backslash \; displaystyle\; \backslash \; Delta\; UCS\; =\; \{\backslash \; sqrt\; \{(\{\backslash \; sqrt\; \{2\}\}\; L\_\; \{2\}\; -\; \{\backslash \; sqrt\; \{2\}\}\; L\_\; \{1\})\; ^\; \{2\; \}\; +\; (j\_\; \{2\}\; -j\_\; \{1\})\; ^\; \{2\}\; +\; (g\_\; \{2\}\; -g\_\; \{1\})\; ^\; \{2\}\}\}\; =\; \{\backslash \; sqrt\; \{2\; \backslash \; Delta\; L\; ^\; \{2\}\; +\; \backslash \; Delta\; j\; ^\; \{2\}\; +\; \backslash \; Delta\; g\; ^\; \{2\}\}\}\}$

Из-за конструкции системы цветовая разница между двумя соседями в цветовом пространстве OSA-UCS всегда равна 2. Небольшие цветовые различия могут быть точно рассчитывается по этой формуле. Однако большие различия в цвете требуют нелинейной коррекции точности.

CIEXYZ в OSA-UCS

Для выполнения аналитического преобразования из значения CIEXYZ в OSA-UCS, необходимо выполнить следующие шаги. Во-первых, фактор, представляющий эффект Гельмгольца-Кольрауша, должен быть рассчитан из координат цветности x и y :

$K\; =\; 4,4934\; x\; 2\; +\; 4,3034\; y\; 2\; -\; 4,276\; xy\; -\; 1,3744\; x\; -\; 2,5643\; y\; +\; 1.8103\; \{\backslash \; displaystyle\; K\; =\; 4.4934x\; ^\; \{2\}\; +\; 4.3034y\; ^\; \{2\}\; -4.276xy-1.3744x-2.5643y\; +\; 1.8103\}$

Затем определите измененную светоотражающую способность:

$Y\; 0\; =\; K\; \ast \; Y\; \{\backslash \; displaystyle\; Y\_\; \{0\}\; =\; K\; *\; Y\}$

Затем вычислите коэффициент изменения яркости и цветности :

$L\; \prime \; =\; 5,9\; (Y\; 0\; 1/3\; -\; 2\; 3\; +\; 0,042\; (\; Y\; 0–30)\; 1/3)\; \{\backslash \; displaystyle\; L\; \text{'}=\; 5,9\; (Y\_\; \{0\}\; ^\; \{1/3\}\; -\; \{\backslash \; frac\; \{2\}\; \{3\}\}\; +\; 0,042\; (Y\_\; \{0\}\; -30)\; ^\; \{\; 1/3\})\}$(обозначено как $L\; \{\backslash \; displaystyle\; L\}$в исходной статье)

$L\; =\; 1\; 2\; (L\; \prime \; -\; 14,3993)\; \{\backslash \; displaystyle\; L\; =\; \{\backslash \; frac\; \{1\}\; \{\backslash \; sqrt\; \{2\}\}\}\; (L\text{'}-14.3993)\}$

$C\; =\; L\; \prime \; 5,9\; (Y\; 0\; 1/3\; -\; 2\; 3)\; =\; 1\; +\; 0,042\; (Y\; 0\; -\; 30)\; 1/3\; Y\; 0\; 1/3\; -\; 2\; 3\; \{\backslash \; displaystyle\; C\; =\; \{\backslash \; frac\; \{L\; \text{'}\}\; \{5.9\; (Y\_\; \{0\}\; ^\; \{1/3\}\; -\; \{\backslash \; frac\; \{2\}\; \{3\}\})\; \}\}\; =\; 1\; +\; \{\backslash \; frac\; \{0,042\; (Y\_\; \{0\}\; -30)\; ^\; \{1/3\}\}\; \{Y\_\; \{0\}\; ^\; \{1/3\}\; -\; \{\backslash \; frac\; \{2\}\; \{3\}\}\}\}\}$

Преобразование значений XYZ в RGB u используйте преобразование линейной матрицы:

$[RGB]\; =\; [0,7990\; 0,4194\; -\; 0,1648\; -\; 0,4493\; 1,3265\; 0,0927\; -\; 0,1149\; 0,3394\; 0,7170]\; [XYZ]\; \{\backslash \; displaystyle\; \{\backslash \; begin\; \{bmatrix\}\; R\; \backslash \backslash \; G\; \backslash \backslash \; B\; \backslash \; end\; \{bmatrix\; \}\}\; =\; \{\backslash \; begin\; \{bmatrix\}\; 0,7990\; 0,4194\; -0,1648\; \backslash \backslash \; -\; 0,4493\; 1,3265\; 0,0927\; \backslash \backslash \; -\; 0,1149\; 0,3394\; 0,7170\; \backslash \; end\; \{bmatrix\}\}\; \{\backslash \; begin\; \{bmatrix\}\; X\; \backslash \backslash \; Y\; \backslash \; \backslash \; Z\; \backslash \; end\; \{bmatrix\}\}\}$

Наконец, вычисляем a и b:

$a\; =\; -\; 13,7\; R\; 1/3\; +\; 17,7\; G\; 1/3\; -\; 4\; B\; 1/3\; \{\backslash \; displaystyle\; a\; =\; -13,7R\; ^\; \{1/3\}\; +\; 17,7G\; ^\; \{1/3\}\; -4B\; ^\; \{1/3\}\}$

$b\; =\; 1,7\; R\; 1/3\; +\; 8\; G\; 1/3\; -\; 9,7\; B\; 1/3\; \{\backslash \; displaystyle\; b\; =\; 1.7R\; ^\; \{1/3\}\; +\; 8G\; ^\; \{1/3\}\; -9.7B\; ^\; \{1/3\}\}$

и умножьте их на C, чтобы получить OSA-UCS g и j:

$g\; =\; C\; \ast \; a\; \{\backslash \; displaystyle\; g\; =\; C\; *\; a\}$

$j\; =\; C\; \ast \; b\; \{\backslash \; displaystyle\; j\; =\; C\; *\; b\}$

OSA-UCS в CIEXYZ

Хотя не существует преобразования закрытой формы из OSA-UCS в CIEXYZ, были написаны числовые решатели, в том числе один, основанный на методе Ньютона-Рафсона и другой на основе на искусственной нейронной сети.

• Цветовая модель
• The Optic al Society
• CIEXYZ
• CIELAB
• CIELUV
• Дэвид МакАдам