Ахроматический цвет. Интенсивность.

 

Ахроматические цвета не дают цветовых ощущений. (черно-белое изображение). Единственный атрибут ахроматического цвета – это интенсивность (количество). Интенсивность – скалярная величина (черный – 0, белый – 1). Тогда средне-серому цвету будет соответствовать значение 0, 5.

 

Ч/Б телевизор может выводить много уровней серого для любого пикселя, а матричный принтер – только 2. Можно получить на двухуровневом устройстве несколько уровней интенсивности.

 

Но, будем считать, что для качественной окраски достаточно 256 уровней интенсивности. Скажем, это число уровней дает возможность вывода черно-белой фотографии с непрерывно изменяющимся тоном.

Как их выбрать? Можно их равномерно раскидать в интервале [0, 1], но чувствительность глаза нелинейная. Глаз различает уровни 0, 1 и 0, 11 также, как и уровни 0, 5 и 0, 55. Глаз чувствителен к отношениям уровней интенсивности, а не к абсолютным значениям. Распределение уровней интенсивности должно быть не линейным, а логарифмическим.

Имеем 256 интенсивностей от I₀ до 1, каждая в r раз больше предыдущей.

I₀=I₀, I₁=rI₀, I₂=r²I₀, …, I₂₅₅=r²⁵⁵*I₀=1 отсюда:

r=(1/I₀)^1/255 и I_j=(1/I₀)^(255-j)/255, j=0, …, 255.

Передать такие интенсивности не просто, а зафиксировать их, например, на пленке тем более, из-за нелинейности как ЭЛТ, так и пленки. Интенсивность свечения люминофора зависит от числа электронов в пучке.

I_L=kN^g

Где k и g константы. Число электронов пропорционально напряжению на ускоряющей сетке, которое пропорционально заданному для пикселя значению интенсивности I_L:

I_L=cV^g или V=(I_L/c)^1/g

Для заданной интенсивности найдем ближайшее целое значение уровня:

j=round(log_r(I_L/I₀))

После того как j найдено, можно вычислить:

I_j=r^jI₀

В пиксель надо занести:

V_j=(I_j/c)^1/g

 

C, g, I₀ определяются экспериментально. Такой общий способ использования таблицы цветов называется гамма-коррекцией (по названию показателя степени в уравнении).

54. Хроматический цвет: способы измерения, трехкомпонентная теория.

Визуальные ощущения, вызываемые цветом, значительно богаче. Субъективное описание цвета основано на трех величинах:

· Цветовой тон: красный, синий, зеленый.

· Насыщенность: чистота, степень ослабления (разбавления цвета белым (розовый - красный, синий - небесно-голубой).

· Светлота: представление об интенсивности.

Как измерить (определить) цвет? Эксперимент международной комиссии по освещению (CIE):

На экран проецировались два световых пятна в непосредственной близости друг от друга. Первое пятно получали путем пропускания белого света через стеклянную призму. В результате белый свет раскладывался на спектральные составляющие. Большую часть из них закрывала непрозрачная шторка, и только интересующая исследователей часть спектра оставалась видимой на экране. Таким образом, первое пятно представляло собой спектрально-чистый цвет.

Второе пятно создавалось тремя потоками белого света, идущими через т.н. зональные фильтры — фильтры, пропускающие свет только в определенных зонах видимого спектра. В эксперименте CIE были использованы фильтры, пропускающие свет на участках с длинами волн: 700, 0 Нм (красный), 546, 1 Нм (зеленый) и 435, 8 Нм (синий). Таким образом, второе пятно образовывалось за счет смешивания трех лучей: красного, зеленого и синего. В эксперименте данные три цвета носили название основных цветов.

1 — уравнивающий цвет на экране; 2 — уравниваемый цвет на экране; 3 — разделительная перегородка; 4 — источники белого света с фильтрами; 5 — регуляторы яркости; 6 — источник белого света: 7 — призма; 8 — шторка; 9 — поле, которое видит наблюдатель.

 

Измерение цветовых ощущений человека является конечным результатом эксперимента CIE и положено в основу всей современной колориметрии - науки о цветовых измерениях. Физиологическая цветовая координатная система, полученная в результате экспериментов CIE, носит название " CIE RGB".

Таким образом были сформированы так называемые цветовые атласы: атласы содержат систематизированный набор стандартных цветов, представленных в различных пространствах (в трехмерном пространстве цветового тона, светлоты и насыщенности, например). Каждый цвет имеет имя и воспринимается как равноудаленный от своих соседей.

 

Художественно:

Художники имеют систему разбелов и оттенков. Берем чистый пигмент. Разбел – разбавление пигмента белым, оттенок – черным. Сочетание разбелов и оттенков дает тона.

С точки зрения физики:

Видимый свет рассматривается как электромагнитное излучение со спектральным распределением энергии в видимом диапазоне спектра.

Цвет можно описать доминирующей длиной волны, чистотой и яркостью. Свет есть электромагнитное излучение в диапазоне спектра от 400 (фиолетовый) до 700 (красный) нМ. Любой цвет описывается бесконечным числом распределений.

Доминирующая длина волны – длина волны, которую мы «воспринимаем», когда видим цвет. Она соответствует субъективному понятию цветового тона.

Чистота (насыщенность) соотношения между чистым цветом с доминирующей длиной волны и белым. Чистый цвет имеет чистоту 100%.

Яркость – площадь под кривой.

На рисунке показано одно из бесконечного числа спектральных распределений, соответствующее определенной цветовой компоненте света. При значении длины волны, равном доминирующей длине волны, имеет место пик энергии уровня (I₂), белому свету соответствует I_1. Чистота определяется соотношением I₁ и I₂.

 

 

⇐ Предыдущая78910111213141516Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Урок 4 ЦВЕТ. ФОРМА. ВЕЛИЧИНА