色と光の知識

内容表


光 の 自然


sunlight separate into spectral colors


昔、白い光は太陽光と同じように、プリズムを通過するときに別々の色に分かれることに気付いた。プリズムは虹の7色を示しています 赤,オレンジ,黄色,緑,青,インディゴ,紫.各色は異なる波長です。赤い光は最長の波長を持ち、紫色は最短の波長を持ち、それぞれの色は異なる波長を持っています。これは下の図で見ることができます。


白い光から来る色の光がプリズムを二度目に通過すると、他の色に分裂し続けません。これ以上分裂できないこのタイプの光は、単色光と呼ばれます。単色光の色も周波数や波長に応じて変化することができます。両方は公式c = (lambda)fで変換できます。単色色から作られた光は複合光と呼ばれます。複合光の色は、最もエネルギーを含む光の周波数から決定されます。複合光がすべての可視光を含む場合は、白色になります。


多くの種類のガラスや他の光学媒体は,光の周波数に関連するパラメータを持っています.さまざまな周波数の光の折射指数が異なり、光の速度も変化します。これらの二つの状況は、光の散散と呼ばれます。


可視スペクトルは、プリズムを通じて光の散射から形成されます。光光光ファイバーケーブル内の光の散散射は、波パケットも拡大し、これは信号を送信できる速度を制限します。人間は色を見ることができるのは 異なる物体が異なる色で光を放出し 私たちの目はその光を見て 解釈するからです


これらの異なる色、または光子、私たちの目に入り、網膜に吸収されます。吸収されると、これらの光子は電気信号に変換されます。これらの信号は視神経を通じて脳に移動し、脳はそれらを解釈することができます。何かを「見る」。


光は電磁波であることを知っています。これは携帯電話、マイクロ波炉、X線機械と同じ電磁放射線です。私たちが見ている光受容器を引き起こす放射線は、光と呼ばれ、380-760nmの波長にあります。可視光スペクトルは,提供された図に示されているように,電磁スペクトルのわずかな部分です.



electromagnetic_radiation_spectrum_diagram.png


物体の色の最も重要な部分は、光がどのように反射し、吸収するかです。たとえば、白い光は白白白い硫酸たた銅溶液を通過し、銅イオンは黄色い光の一部を吸収し、青い光に残され、溶液は青色に見える理由です。ただし、硫酸銅溶液が黄色い光を照らす場合、硫酸たたたたたん酸たたんたたたん酸たたんたたんたたたん酸たたたん酸たたん酸たんたたんた


これは、光源の色が色の決定において重要な役割を果たしていることを示しています。スペクトルの特定の領域に光が照らない場合、可視色も減少します。


色の観測のために、最も理想的な光源は太陽です。以下のように、太陽光は色観測のための理想的な光源です。可視範囲内の太陽光のスペクトルは連続的で平らです。




the_spectrum_of_sunlight.jpg


他の電子よりも高いエネルギーレベルで回転する電子は、低いレベルに落ちることができます。電子がこれを行うと、光子の形で光を放出します。電子がより低いエネルギーレベルに座っており、より高いレベルにジャンプしたい場合は、レベル間のエネルギーギャップに等しいエネルギー(熱)を取る必要があります。


高いエネルギーレベルの電子は安定していません。最終的に、彼らは低いレベルにジャンプし、この過程で光子を放出します。


下の図では、水素原子とそのスペクトルのエネルギーレベル図を見ることができます。




hydrogen_atom_energy_level_structure.jpg
(a) エネルギーレベルの轨道 (b) 放射スペクトル (c) 吸収スペクトル


上記の図に示されているように、放射スペクトル(b)では、電子が高エネルギーレベルから低エネルギーレベルに移動すると、スペクトル内の光子の形でエネルギーを放出します。吸収スペクトル(c)では、連続スペクトルの光源が水素ガスを通過し、電子は特定の波長の光子を吸収し、連続スペクトルのギャップを生成します。


元素のハロゲングループのようないくつかの物質は、より容易に刺激されるエネルギーレベルを持ち、通常人工光を生成するために使用されるものです。このような化学物質が放出する光エネルギーは、通常、数つの間隔のある波長に焦点を当てています。


金属ハロゲンランプのスペクトルは下の図に示されています。スペクトルからは、エネルギーが最も集中している波長が591ナノメートルであることが容易に分かります。




metal_halide_lamp_spectrum.jpg


最も一般的なタイプの荧光ランプは、発光材料として水銀蒸気を使用するものです。水銀原子に対応するスペクトルは下の図に示されています。




spectrum_of_mercury_atoms.jpg



ヒューマン ビジョン

人間の視覚システム(HVS)は、長波長、中波長、短波長の可視光に応答するように設計された3種類の視視人人人人間の視覚システム(HVS)を持っています。下の図は、同じ光刺激に対する3つの33つの下下下記の下下下の図の周波数応答を示しています。


cones_to_equal-energy_light_stimuli.jpg



three_types_of_cones.jpg


HVSは3つの物理的な色検出器しか持っていないため、神経系は色のインターポレーションを通じて人間の色の認識を外推します。どんな色認識でも、それを刺激する可能性がある無限のスペクトラル形態があります。


例えば、下の図に示された、上から下までの4つの例を考えると、


(a) 日光の連続的なスペクトル

(b) 赤、緑、青の分離したスペクトル

(c) 黄色と青の離散スペクトル

(d) (a) (d) ( ( ( ( (d) ( ( (d) ( ( ( (d) ( ( ( (a) 荧光スペクトルム。




four_spectral_forms.jpg


実験によると、四種類の光のうちのいずれかは、人間の目にとってはすべて白いようです。これにより、HVSは光源の実際の特定のスペクトラル構成についてあまり心配していないと考える。


理想的な黒体(太陽)は連続的なスペクトルを放出し、そのスペクトル電力分布は温度、すなわち色温度の関数である。上記図の(b)~(d)の場合、スペクトル線は離散しており、色温度の定義を満たさない。


ここで相関色温(CCT)の考えが導入された。光源が色温Tの黒体と同じ色認識を刺激する場合、その光源の相関色温はTです。


相関色温は1936年にDB・ジャッドが最初に記述した現象である。色温度と同温度で定義されています。それぞれの色等熱は相関する色温度の単一値を持っています。以下は,次のテキストで説明されているCIE 1960 UCS統一色空間標準に含まれているDB Juddの同熱の推奨です.




The_concept_of_correlated_color_temperature.png


人間の目では、光ビームの色はその周波数に依存し、そのエネルギーは光がどれだけ視覚的に刺激するかを決定します。人間の目は同じ周波数の2つの光ビームを見ると同じ色を認識するが、1つのビームがより多くのエネルギーを持つ場合、より明るい色になります。


下の画像の白い曲線は,人間の目の短波に敏感なSススススコーンのスペクトラル反応を示しています.黒い固体点曲線は、20代の若者の不快感を同じパワーグレイアに示しています。ブラックホールドットカーブは、60年ほどの人々の不快感を示しています。


研究によると、すべての人々は青い輝きにより敏感です。人々は、明るいハイビームヘッドライトの青い光の要素により痛みを経験する傾向があります。


spectral_response_of_the_S_cone.jpg




LED光源

LED光源は発光ダイオードを意味します。ほぼあらゆる場所に存在する最も一般的な高電力LEDは、ピーク波長460nmで青い光を放出するものです。白い光源を得るために,青い光を吸収し,色調を変更し,色温度を冷たい白または暖かい白に調節するために黄緑光を放出する白白白白い光源を得るために,白白白い光源を吸収し,黄緑色の光を放出する白白い光を吸収する白白い白白


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6650Kクールホワイトライト



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2875K 暖かい白い光


以下の例では、スペクトラル成分(色温)が写真の品質に大きな影響を与えることが示されています。


spectral_components_color_temperature_impact.jpg




光源の性質

すべての光源には、その光源がどのくらいの光を放出し、どの方向に向けているかを記述する物理的特性があり、その物理的特性は光強度と呼ばれます。光強度はカンデラで測定されます。 「キャンデラ」という用語はキャンドルという言葉から派生されています。英国の学校で教えられたユニットの元の定義は、キャンドル、特に1ポンド、フィート長の白いキャンドルからどれだけの光が放出されるかであり、その上に炎が付いています。長年にわたり、定義は変化しています。

candles.png


例えば、1979年に第16回国際重量計量会議で採択された定義では、「光源の光強度は特定の方向で1cdであり、その方向で放射線が1/683ワット/ステラディアンであれば、周波数540×10^12Hzの単色光源によって放出される」と述べています。


  • 注11ワット/ステラディアンは、固定角度で1秒ごとに1ジュールの放射線が放射されることを意味します。

  • 注2固定角度のSI単位の1つは「sr」の略を持つステラディアンです。完全な球の固定角度は4u03C0であり、その球の特定の点の周りにsrである。




光が必要であり、光源がある場合は、放射力のみを測定するだけでは不十分です。人間の目が異なる波長で光にどのように反応するかを見なければなりません。


「光の流れ」という言葉の出現は、これをより明らかにした。


1970年代、CIE国際照明委員会は、人間の目は光学視野における555nmの単色光に最も敏感であると結論づけ、「パワー」を「光フラックス」に変換するための参照波長としてこの値を設定し、したがって555nmの単色光の1Wは光フラックスの683lmと定義された。


「ルメン」(英語で象徴的に「lm」と呼ばれる)は光流量の単位である。なぜ683なのかについては、683は68683というのはななぜ683というのは、68683というのは、6868683というのは、686868683というのは、6868686868683というのは、68686868686868


光強度の定義から、1cdの放射強度の同熱光源の場合、4πの固定角度での完全な放射流量は12.57lmであることがわかります。


エネルギーは、波長555nmの光の1つの光子を指します。




Energy_Calculation_Formula.png


1ルクス照明(1lm/m2)では、1平方メートルを通過する光子が1秒間照らされますか?


photons_Calculation_Formula.png

照明度は表面に直接照らす光の量を指します。具体的には,表面面積上の光照度のメトリックは,径向的に平方メートルあたりのルメン (lm/m2) で測定される単位面積あたりの光フラックスです.この度量は、短いところでlux(lx)と呼ばれています。光の測定は、1リュークスまたは1平方メートルあたり1ルーメンと呼ばれ、それは1つの光光光源を放出する光源です。つまり、1つの照らされた表面が1メートル照らされます。


明るさは表面がどれだけ明るいかを指します。具体的には、この測定は、一方向の光の単位面積および固定角度あたりのラジアンフラックスです。この測定は nit と呼ばれ、それは steradian あたりの平方メートルあたりのラジアンであり、また luminous cd/m2 と呼ばれます。


  • 注1: 光面cd/m2のm2は、光面自体の表面積を意味します。

  • 注2:明るさという用語は時には照明と呼ばれます。

  • 注3:「光強度」は非公式で不明確な用語です。いくつかの場合、「光強度」は、光強度、または照明度または明るさを意味することができます。


ランベルトは、光度の測定単位です。


センチメートル・グラム・セクンドシステムは、1平方センチメートルあたり1ルマンを放出または反射する完全に拡散する表面の明るさと言われています。


アンケートは光源の純度を光のスペクトラル純度で測定します。一色光は最も純度を示し、不一致光は白く、最も純度を持つと言われています。




3つの主要な色

人々は色の混合実験を行い、自然の色のほとんどは、3つの特定の単色色をサンプルし、それらを一定の比率で混合することによって達成することができることが確認されています。この特徴を持つこれらの3つのモノクロマットライトは、主色と呼ばれているが、それぞれの3つの色は、例えば赤、緑、青とも主色と呼ばれています。



色の混合の基礎





異なる用法は、三つの主要な色に異なる意味を与えています。現在、ほとんどの場合、次のグループがあります: par textbf{Three primary colors of light} 1931年、国際照明委員会(CIE)は、700nm、546.1nm、435.8nmの水銀スペクトルの成分を赤、緑、青の3つの主要色として定義した。


CIEでは、光流量1ワットの赤い光は赤い主要色の単位であり、光流量4.5907の緑の光は緑の主要色の単位であり、光流量0.0601の青の光は青の主要色の単位であり、次のように記録されています[R]、[G]、[B]。これらの3つは他の色を得るために特定の量で混ぜることができます。


3つの異なる主要色を組み合わせると、白い光を得る必要があります。E白光は、CIE 1931 xyY色スペクトルのE点で同等エネルギーの白光であり、色温は5400Kである。


F(E 白) = 1 + 4.5907 + 0.0601 = 5.6508(lm)




カラーテレビの3つの主要な色

カラーテレビには3つの異なるカカカラーのカカカラーテレビにカカカラーテレビはカカラーテレビにカカカラーテレビには3つの異なるカカカカラスクリーンが標的された電子ビームによって打撃されると、スクリーンは赤、緑、または青を放出することができます。三つの主要色を不均衡な量と異なる強度で混ぜることで、自然に存在する多くの色を作ることができます。





ピグメント:3つの主要な色

色素やその他の非光源の3つの主要な色は、マジェンタ(ローズレッド、ピンク)、マジェンタシャン(ダーカースカイブルー、レイクブルー)、およびライトイエロー(レモンイエロー)です。イギリスの化学者フルブライト(1781-1868)が選んだ3つの主要色は、幅広い色を生成するために組み合わせることができますが、黒色を作ることはできません。暗い灰色だけが作成できます。だからこそ、カラープリンティングでは、3つの主要な色に加えて、豊富な色を得るためにもブラックが必要です。


黄色をマジェンタに加えると、明るい赤(赤=M100 + Y100)が生まれることは一般的に知られています。しかし、明るい赤が作られたら、マジェンタを作るために使用できません。青色(青= C100 + M100)を作るにはシアンと少しマジェンタが必要であり、白色を使用して青色色を青く青色に青く青色に青青色青色に青色青色を青色青色に青色を青色を青色に青色に青く



3つの主要色の印刷


色は光に関係するที่tは紙から反射する。絵画の色や色の混合に似ている。色素の光吸収は異なります。ピグメントの主要色は、RGB光の3つの波長を吸収します。調査により、シアン、マジェンタ、黄色(CMY)は補完色のRGBであるため、主色であることが判断された。


黄色と青色の色素が混合されたとき,黄色の色素は青光を吸収し,青色の色素は赤光を吸収し,緑光のみを反射します.黄色と青色の色素は一緒に緑色を生み出す。




カラーモデル

カラーモデルは、色の情報の記録と取得を容易にする抽象的な色の表現です。一般的な色モデルは3〜4次元です。カラーモデルがさらに制約され、モデルで定義された値が実際に実色にマッピング可能である場合、カラーモデルが表現できる色は完全に決定され、色スペースを作成します。


色理論について議論する際、専門家の意志はもちろん色モデルと呼ぶが、それは完全に正確ではありません。主要な理論家は、注目すべき違いを定義します。S RGBはRGBカラーモデルを使用するカラースペースで、色は3つの主要な色R、G、Bがカラーグリッドに位置する場所に相関し、色を見ることができる条件(明るさ範囲)に一定の制限が設定されています。


これは、RGBカラーモデルが正確かつ一贯的に(何度も何度も)カラーと一致することを確保するためです。適切なsRGBカラーサラウンドを持つデバイス(DST)によって、画像は同じカラー効果で再利用できます。



一般的な色モデル




すべてのカラーディスプレイシステムは、カラーガムットと呼ばれる特定の色範囲をレンダーできます。カラーガムットの概念は,ディスプレイモニターやプリンターなどのカラーレンダリングシステムにのみ適用できますことを覚えておくことが重要です.カメラやスペクトロメーターなどの色測定システムでは,色応答だけがあり,色ガムはありません.


それにもかかわらず、いわゆるカメラメーカーの多くは、カメラ/センサーによる出力のRGB値を特定のカラーガムットに関連付けようとしています。この場合、RGBコードはカラーガムット内の特定のカラーポイントと直接関連している必要があります。異なるカラーガムットからのカラー出力を使用した場合、システムの表示されたカラーは意図されたカラーと異なります。


意図された表示システムがカメラメーカーによって定義されたカラーガムットを持っていない場合、色は正しく表示されません。このような場合は,まずカメラのRGBをXYZのような標準的な色スペースにマッピングし,ディスプレイのRGBをXYZ値に変換する際にXYZ値を使用して表示します.


カメラメーカーはこの方法を選択するのは、センサーは通常のディスプレイで示されるsRGBよりも幅広い色範囲をキャプチャするからです。記録時に大きなターゲットカラー範囲を持つことは,元のカラー情報の損失を最小限に抑え,ビデオ編集プロセスの後で可能なカラー調整のために十分に保持します.




RGB色スペース

RGBはコンピュータサイエンスで最も人気のある色空間であり、以下の画像に示されています。

RGB_color_space.jpg


ほとんどの一般的な24ビット3チャンネルカラーデジタル画像では、各ピクセル(x、y)は、R、G、およびBの3つの要素で表現できます。それぞれは0.255であるバイトです。


RGBはほとんどすべての画面が出力するカラーモードの名前です。これは、画面出力の色の表現が、他のすべての色モードよりも人間が実際に色をどのように見ているかに関連しているからです。これはR,G,B電子銃を運転するためにRGBを使用するカラー複合カソードレーチューブとカラーラスターグラフィックディスプレイです.電子を発射して、スクリーン上のR、G、Bリンを点火させ、スクリーンは異なる色を生み出すことができます。


スキャナーがオリジナル色をスキャンすると、光のR、G、およびBの成分を反射し、サンプルを取り、オリジナル色を確認し、記録するのはスキャナーのR、G、およびBポートです。


異なるスキャナーが同じ画像から異なる色データを生成し、異なるモニターモデルが同じ画像を異なる色の方法で表示するため、RGB色スペースはデバイス依存の色スペースと呼ばれます。また,モニターやスキャナーのRGBスペースは,CIE 1931 RGBと一致しません.デバイス独立色スペースと呼ばれる。



YUV、YCbCr色スペース

YUVは特定の種類の信号を指します。最初はドイツやフランスで設計されたカラーテレビシステムPALやSECAMで使われ、現在はコンピュータシステムでも使われている。


Lumaは明るさを表し、UとVは色と色集中(クロミナンスとクロマ)を表します。YCbCrは損失性色空間です。YUVの変種であり、特定の地域でYUVよりも頻繁に使用されています。


フィルムやデジタル写真のシステムのリアルタイムビデオ処理に使用されます。このフォーマットは、JPEG、MPEG、DVD、デジタルテレビやカメラで使用されています。そのため、ほとんどの人はYCbCrをYUVと呼んでいます。


YCbCrではYUVと同じことを意味します。CbとCrはUとVに対応する色であり、Cbは青色を表し、Crは赤を表します。




yuv_color_space.jpg


HSV色スペース

カラースペースは使いやすいので、画像を編集するために使用する多くの異なるプログラムで見つかります。これらのプログラムのカラースペースは、色調、色色色色色色彩、これこれこれらのプログラムの3つのパラメータを使用します。


Hue HはHSVカラーモデルの3つの主な値の1つであり、色の色調を示し、構成要素は0から359度の範囲で、0は赤、120は緑、240は青です。各プライマリカラーを区別するために、各プライマリカラーはそれぞれ独自の補完色を持ち、黄色の場合はH = 60、シアンの場合はH = 180、マジェンタの場合はH = 300。


2番目に重要なSは、SatuSaturation、スペクトラル色に軽くなった要素Hを加えることにより、色がどれくらい離れているかの指標です。H抽出が多いほど、色が青くなります。スペクトラル構成要素がない色の場合は通常 0 から、完全主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要主要饱和値値の範囲は通常に、スペクトラ


色の3番目に重要な値は、通常の百分比範囲内にある明るさです。ブラックは0、白は100%。このコンポーネントは通常、モデリングが最も困難です。任意のオブジェクトの光は、オブジェクトが光源である光の色に応じて変化する必要があります。この物体も色を持っています。




hsv_color_space.jpg


CIE-1931 RGB色スペース

1931年、国際照明委員会(CIE)はRGB色モデルを提案した。しかし、ほとんどすぐに、CIEモデルには設計の欠陥が含まれていることが判明した。具体的には、モデルは435.1〜546.1バンドの赤色応答に負値を含み、下の図に示されているように色のマッチングの困難につながった。


RGB color model figure



XYZ color space model


CIEはすぐに変更されたカラーモデルで問題を修正しようとした。しかし、最初のRGB名は使われていなかったため、修正されたバージョンはXYZカラースペースと呼ばれた。

CIE-1931 XYZ 色スペース

1931年、国際照明委員会(CIE)は、人間の目が見えるすべての色を含む色空間モデル(CIE 1931 XYZ色空間)を純粹に数学的に定義した最初のものであった。したがって,標準XYZフォーマットで色を表示するたびに,それは互換性のあるディスプレイによって再現することができ,ディスプレイの基本的な特徴にかかわらず,表示された色は同じです.


このモデルでは、CIEは、下記のように、人間の目の3つのクラスの锥形細胞の反応曲線を可視スペクトルに複製する3つの機能を提案した。




CIE-1931 XYZ color space


CIE は、データテーブルに基づいていくつかの関数を設定します。このデータサブセットは、CIE標準の観察者応答関数と考えられています。このデータは、2度未満の観測角度に使用されます。

この2度は、1920年代にライト、ギルドなどが色マッチング関数(CMF)に関する研究を行っていたことに基づいています。対象者は、2度の視野を提供する小さなピーホールを通じて色を見るように求められました。その後、CIEは別の標準的なオブザーバー応答を発表したが、10度のビューでCIE 1964の10度RGB CMFと命名された。


2 and 10° viewing angle


いくつかの色光のパワースペクトルが S(λ) であるとすると、CIE XYZ の三刺激値は、標準的な観測者応答関数によって次のように決定されます。




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数値計算の場合、dλは通常5または10ナノメートルと考えられます。


色の光が物体の表面から反射されると、S(λ)は照明源と物体の反射率の表面によって決定されます。以下はより詳細な例です。






Illumination light source reflects off the surface of an object images



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XYZ座標には光源のエネルギー情報が含まれており、以下の画像に示されているように、値に制約はありません。


CIE-1931 xyY color space


CIE-1931 xyY色スペース

少し異なり、おそらくもっと役に立つアプローチは、色度を検査するときに取ることができます。CIE tristimulus values_normalized から、値は x、y、z という 3 つの正交型に分類できます。


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これらのうち、xとyは色の色度を示し、三刺激値のY値は色の明るさ(明るさ)を示します。この空間はCIE xyYと呼ばれます。


CIE xyY色空間の定義は,明るさを調整すると,すべての主要色の光フラックスを均一に増やす必要があるという事実に基づいています.したがって、XからYからZの比率は一定しており、色は一致することができます。


この色度値は,波長 (色調) と純度のみに依存し,総放射エネルギーと独立します.したがって,色の色度を計算すると,X,Y,Zを総放射エネルギー (X+Y+Z) に除くことができます.したがって、色を示すには、x+y+z=1からzを計算できるように、xとyのみを表す必要があります。


下の写真は、通常馬通通りまたは舌図と呼ばれるよく知られているCIE色度図を示しています。


CIE chromaticity diagram, commonly known as the horseshoe diagram or tongue diagram


色度図の外側には、スペクトラルロカスと呼ばれる舌形の曲線があり、その隣の数字はナノメートルでスペクトラルの波長を示しています。380nmと700nmの2つの点を接続する底の直線は、紫線と呼ばれます。色は外側に移動するにつれて色色は色色が色色が色色が色色色が減少し、グラフの中央にある特別な点Eで終わります。この中心点は、同等エネルギーの白光点と呼ばれています。座標(0.33、0.33)と色温は5400Kである。


図では、スペクトルのセグメントは、x座標が大きい領域にある場合は赤色です。y座標が大きい領域では、緑色で、両座標が小さい(したがってz座標が大きい)領域では、青色です。


色度図には、またまた、色色色形の色色度図には、ブラックボディロカス(またはプランクのロカス)と呼ばれる特徴も含まれています。この曲線にはエンドポイントはありませんが、いくつかの「特別」ポイントが含まれています。これらの特別なポイントには:


  • ポイントA(白熱ランプ、または2856K)とポイントB(以前は日光標準として推奨されていた4874K、しかし現在はポイントDに置き換えられました。

  • ポイント C (6774K) は、雲のある日のスカイライトを示しています。

  • ポイントD(6500K)は日光を示します。

  • ポイントEは同等エネルギーの白光ポイントを示し、理想的な標準は存在しません。




Chromaticity coordinate x


ただ注目すべきこと:色温度の経路スケールは不均等であり、そのため曲線の両端に10倍のシフトがあった。


特別な点に対応するスペクトルは、それぞれ独自の点を持つ、以下の図に示されています。




Color Temperature, Spectral Distribution,and General Color Rendering Index


次の図は、XYZ空間と比較してRGB空間の投影を示しています。ここでは、人間の目が見ることができる色はたくさんありますが、RGB色スペースには含まれていません。したがって、人間の目が見えるすべての色が、RGB空間に含まれているわけではない。

RGB base vectors and color cube in XYZ



色 広い容量

xy色度図の各ポイントは特定の色を表しているが、人間の目は2つのポイントを差別できない。人々が見ることができない波長の範囲は、カラー帯域幅と呼ばれます。マック・アダムらによる研究によると、色度図の異なる場所で色帯域幅が異なることが明らかになり、以下の図に示されています(色色色色色色色色色色帯帯域幅はディスプレイを改善するために色度図色図図の異なる場所で異なります)。




color bandwidth in xy chromaticity diagram


マック・アダムの実験から得られた重要な結論は、色度図の2つの色点の間の距離は、人間の目が見える色度差と線形的に関連していないということです。


認識された均一空間

色空間は、色空間のいずれかの点である量の差が空間の他の点で同じ量の差に相応する場合、知覚的に均一であると言われます。


色の数値の単位変化がある色空間があると仮定しましょう 空間のどこにいても 同じ単位変化が同じ感覚変化につながりますこの色空間は感覚的均一と呼ばれます。このような感覚的に均一な空間は、色値が何であろうと、全体で同じ色帯域幅を持っています。これは下の画像で見ることができます。




Perceived uniform space images


空間 Z = 空間空間は認識的に不均一であることが分かります。これは、人間の認知的視覚反応と線形的に関連するメトリックがあるのか、という疑問につながります。はい、マイクロ相互で可能です。



マイクロ相互


感覚的均一性Eとも呼ばれる色帯域幅は、色温 T が JND を T と量化した経験関数にどのように反応するかによって決定されます。




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次のメトリックを生成します。


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コンポーネント関数 M(T)= 1E6/T を使って、dM/dT=−1E6/T^2。公式に記入すると,線形式M,Eが得られます.


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  • これにより、Mは色温のマイクロ相互度である。この特定の単位は、色色温をこのこの MK^-1 で表す色温です。これは、人間の目の最も小さな差は5.5ミレッドであることを意味することができます。

  • 例えば、5000ケルビン(K)の温度を見ると、半逆値は200ミレッド(M)であり、次の区別可能な温度は4866K(M=205.5)であり、温度間隔は134Kである。2000Kの温度を見ると、半逆値は500Mであり、次の異なる色温度は1978K(M=505.5)であり、色温間隔は22Kです。

  • この例は、人間の目が低色温を区別できることを示しています。


次の図では、異なる色温での人間の色帯域幅が示されています。例えば、例例例例として、例例例例として例例例えば




the color bandwidth at a range of color temperatures diagram


次の表では,得られた温度色ポイントと前の図のマイクロ相互を表しています.マイクロ相互座標では,図の点は均等に分布されていることに注意することができます.


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CIE-1960 UCSカラースペース

改善できる色スペースはCIE-1931 XYZです。一つの欠点は、一部の色の間隔でエラーは正であり、他の間隔でエラーは負であることです。1960年、CIEは色差をより均一に表す方法を提案した。次元変換では、マック・アダムは1937年の座標(x、y)を(u、v)座標に変換した。


  • u = 4x/(-2x + 12y + 3)

  • v = 6y/(-2x + 12y + 3)



より一般的には、



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 CIE-1960 UV chromaticity diagram


CIE-1960紫外線色度図のプランク位置、同熱、および主要色温座標。




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Tを示す色温では、プランク座の線段の傾斜は次のようです。




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同熱線に平行する線の傾斜は、タンジェント線の傾斜の相対の負として、タンジェント線の傾斜で数学的に表現されます。




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色度図内の点S(u,v)の相関色温(CCTと呼ばれる)の計算は、インターポレーション、垂直の足、その他多くの方法を含む様々な方法で行うことができます。

(a) Interpolation method  (b) Perpendicular method
(a) インターポレーション方法 (b) 垂直方法


この具体的な実施プロセスは記録されています。


Discussion on the Calculating Methods for Color Temperature Of the Source


CIE-1976 UCSカラースペース

(u,v)色座標系では、視覚的な色の同期は捉え難しかった。マック・アダムは、予想される視覚的認識の閉鎖を現実にもたらすために研究を続けました。1973年、彼はv座標に50%を加えることを決定した。このシステムは、CIE 1976 UCS(Uniform Chromaticity Scale)色座標システムとなりました。



u'=u=4x/(-2x+12y+3);

v'=1.5v=9y/(-2x+12y+3)

CIE 1976 UCSは、CIE 1931の色度座標を変換して、それが形成した色彩ガムットが均一色度空間に近いようにし、色差を量化することができました。これはCIE LUVカラースペースとして文書化された。




The CIE 1976 UCS





 CIE-1976 UCS Planck curve partial enlargement
CIE-1976 UCS プランク曲線の部分拡大


色を表す座標系 (u',v') の距離デルタ u'v'} は、それが持っていると認識される色度との距離に直接比例する。



The difference ∆u'v' between two colors



CIE 1976 MacAdam Ellipses


1964年と1976年のCIEバージョンを使用して、Munsell色の配列を特定することで、1976年のバージョンでは、色の均一性がより良いことがわかりました。




comparison of munsell hue and chroma


CIE-1976 L*a*b*色スペース

CIE L*a*b*は、最も使われ、最も多様な色スペースの一つです。色の間の距離は、他の色空間よりも線形的であり、色の関係が見つかる線形関係にもっと緊密に一致し、特に描かれる色の暗色色色色の暗色色色色色の人間の色の認識にもっと正確です。非常にわずかな欠点は,黄色の色を記述するより近くなると,線形関係が変化し,黄色を記述するときに色容認円の直径が小さいということです.


cie1931 CIE-1976 L*a*b* color space


大きな均一性の領域は、CIE 1976 UCSと似た色空間で均等に広がっています。これらの標準の統一性は完璧ではないが、これらの標準が使用される余地が大きく、例を提供しない余地がさらに大きい。つまり、下記の図は、Munsell色系の配列を示すCIELABであり、色系におけるいくつかの変異体、特に問題のある青の分布が明らかになります。




corresponding colors in CIELAB


CIELABの色空間は色調の一定性の問題をあまりよく解決しないし、ハントとスティーブンス効果と呼ばれる色の外観現象を説明することはできません。色調の一定性の問題を解決するために,CIEは1997年にCIECAM97sと呼ばれる中間標準を提案し,後に簡素化され,最終的に2002年にCIECAM02標準としてリリースされ,モデルの複雑さを合理化し,標準の精度を向上させました.




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cielab_color_space.png


地域分布のCIE L* a *b* 色モデルは、次のように数学的に定義されています。


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で,


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上記の公式では、

  • L*は色(0-100)の軽さです。

  • a*とb*は色度(-128〜128)、a*は赤緑軸(赤、+/緑、-)、b*は黄青軸(黄、+/青、-)。

  • Xn、Yn、Znは光源のXYZ値です。


上記の公式は、1/3指数曲線を利用して、人間の視覚反応の対数性質を複製し、計算を簡単にします。




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L*a*b* 空間でユークリデス距離を測定するには:


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で,


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a*とb*から饱和度Cと色調hを決定できます。


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L* a * b* スペースから XYZ スペースに変換するには、以下を使用します。


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で,


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色の軽さLを無視し、クロマCのみを考慮すると、色差を 色色Cと定義できます。


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4〜5の色差が非常に良い色質、5〜6の差が比較的良い色質、10以上の差が悪い色質をもたらすことが一般的に認められています。


以下の図は、CCMマトリックスの色再現を評価するImatestソフトウェアのレポートです。図は、L*a*b*スペースで24色カードの各色点の理論的および実際の位置を示し、平均色エラーを計算します。24色カードの6つのグレーブロックはすべてa=b=0の位置に位置しています。




color reproduction of the CCM matrix


次のコードは,XYZ 値を CIE LAB スペースに変換します.一言で言えば、ここはコードです。


  • X = 19.4100;Y = 28.4100;Z = 11.5766;

  • Xn = 94.811;YN=100。Zn = 107.304;

  • X/Xn > (6/29)^3 の場合

  • fx = (X/Xn)^(1/3)

  • 他の

  • fx = (841/108) * (X/Xn) + 4/29;

  • 終了

  • Y/Yの場合 > (6/29)^3

  • fy = (Y/Yn)^(1/3)

  • 他の

  • fy = (841/108) * (Y/YN) + 4/29;

  • 終了

  • Z/Zn > (6/29)^3 の場合

  • fz = (Z/Zn)^(1/3)

  • 他の

  • fz = (841/108) * (Z/Zn) + 4/29;

  • 終了

  • L = 116 * fy - 16;

  • a = 500 * (fx - fy);

  • b = 200 * (fy - fz);


下の図は、Munsellの色マーキングシステムを示しています。理想的な色スペースでは、同じ色調の色ポイントのセットは直線に位置する必要があります。


Munsell color marking system


しかし、CIELAB空間では理想的な状況ではありません。軽さやクロマが変化すると、色調が変わります。


Munsell color marking system

様々な色空間間を変換するオンラインツール.

カラーピッカーおよびコンバータ(RGB、HS、L HSB/HSV、CMY、K、HEX、LAB)



IPT色スペース

色の一定性は色空間の重要な特性です。軽さや色度に比べて、色調法則は数学的に説明するのが難しい。


1988年、米国では、ロチェスター大学技術研究所で博士号を取得し、アドバイザーのマーク・フェアチャイルドと一緒に、学生エブナーはIPT(強度、プロタン、トリタン)色モデルを提案した。


IPTをCIELABに変換するには、I、P、Tの値をスケールする必要があります。I は100に乘らなければならず P と T は150に乘らなければならず その後 I の範囲に変換されなければならない {-1 to 1}P と T {-1 to 1}.




lms ipt calculation formula



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CIELABからのIPTモデルの独立性は,無色と色の色の差別や明るさのランク順で動作します.一方,色調の均一性では,IPTモデルと青色調の線形関係は,CIELABモデルに比べてより強い.


IPTカラーモデルも多くの議論の焦点となっています。教学研究では、hueのラインが好きになっています。色空間の起源からどの方向でも描かれた線について話し、色彩の色色が色色色空間ICaCbの作成につながる色色色空間のICaCbの作成につながる色色色色空間の色彩の色の変化を変化させる点についてヒントします。




ICaCb space image



Rec.709カラーガムット

ITU 709、BT 709、ITU 709、ITU 709とも呼ばれ、HDTVカラーガムットの標準であり、ITUによって1990年に設定された。HDTV標準を満たすディスプレイは,このガームのすべての色を再現できる必要があります.Rec. 709 ガンマ方程式

Rec.709 color gamut


Rec.709 ガンマフォーミュラ


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AdobeRGBカラースペース


AdobeRGB color space


これは驚くべき結果です。Adobe社員の声明によると、Photoshop 5は1998年にリリースされる予定だった。ソフトウェアの内蔵カラー管理メカニズムを最適化するために,エンジニアのトーマス・ノールはBTのカラー標準に興味を持っていました.709、SMPTE 240M標準、色の範囲を見つけるために。しかし,この標準はオンラインで利用できず,Photoshop 5がリリースされようとしていたため,紙版が郵便で届くのを待つことができなかったので,トーマスは公式に見えるウェブサイトでSMPTE 240Mデータのセットを見つけ,Photoshopに使用した.


プログラムの開始後、多くの肯定的なレビューを受けました。ユーザーの一般的な意見は,SMPTE 240Mの新しい構成は,CMYKカラーシステムでカラーガムットとカラーシステムから別のカラーシステムへの移行の容易さの点でかなり満足しているということであり,これはsRGBの強い欠点です.その結果、多くの出版物は、Adobeが使用しているSMPTE 240Mカラーガムット標準を推奨し始めました。


しかし、SMPTE 240M標準を知っている個人も、AdobeがPhotoshopに含めたバージョンの間違いに気付いた。SMPTE 240Mで指定されたカラーガムット値さえではなく,標準の付属書の"理想値"であった.怪我に侮辱を加えるために,トーマスは赤座標を設定する際にタイプミスを犯し,その値は付属書の"理想値"と同じでなかった.


アドビが間違いを知ったとき、アドビは問題を修正するためにいくつかの戦略を採用し、多くの努力をしたにもかかわらず、この事件の結果として設定されたカラーガムスタンダードの上限は攻撃できなかった。最終的に、商標や法的複雑さを避けるために、アドビは「ミスを修正する試みを停止し、それをアドビRGBと呼び始めた。


Adobe RGBは,印刷とディスプレイの間の色差の問題を解決し,青色と緑色を強化します.CIEカラーガムのカバーは、最大50%増加します。今日まで、AdobeのRGBカラーガムの99%を表示する高価なモニターの数はわずかで、それらは主にプロのデザインの分野で使用されています。


色空間sRGB sRGBはマイクロソフトとHPが1996年に色化を開始し、また色化産業によって広く色化されています。モニターと色彩化グラフィックコンピュータソフトウェアやビドゲームや画像とビドは色彩化sRGBは色彩化標準です.コンピュータsRGBは色彩化モニターが95%サポートでき、色彩化スペースsRGBです。


色化スペースsRGBは色化標準が欠けており、非常に色化された技術もまた色化コンセプトはコンピュータの色化です。sRGBはCIEボックス標準の30%および非常に低い色化をカバーします。sRGBの標準色はsRGBの低欠点です。モニターはsRGB標準の100%もコンピュータに適用できます。


AdobeRGBは1998年に提案された。RGBカラースペースよりもカラーカバーレンジが大きく、cmkyプリンタに対するサポートが大きい。Pro Pubでは普通です。AdobeRGBをサポートするモニターは,cmkyプリンタと非常に似た出力効果を持ち,あなたは"あなたが見ているものはあなたが得るもの"効果を持つでしょう.AdobeRGB標準に従って撮影され,sRGBモニターに表示される画像は色を失うことが多い.



sRGB カラースペース

上の図で見えるように、AdobeRGBとsRGBを区別する唯一のものは、緑の主要色の色度座標です。他のパラメータは同じですが,画像に対するこの差の影響は明らかに無視できません.


  • sRGB および XYZ スペース変換

  • ITU-R BT.709 XYZ 三刺激値

  • sRGB ガンマ式

  • ACES2065-1色スペース



sRGB color space


この色標準は早すぎて設定されたため,多くの技術とコンセプトは成熟していないため,CIE色ガムット標準の30%しかカバーしないし,色再現率は高くないし,緑のカバーは極めて低い.このため、モニターには高い要求がないため、市場上のほとんどのモニターはsRGB100%に達することができます。

AdobeRGBは1998年に提案された。sRGBよりも幅広いカラーカバーを持ち、CMYKプリンタをよりよくサポートできます。専門出版で広く利用されています。AdobeRGB標準をサポートするモニターの出力効果は,CMYKプリンタの出力効果に非常に近く,あなたは"あなたが見ているものはあなたが得るもの"効果を得ることができます.AdobeRGB標準に従って撮影された画像がsRGBモニターに表示されると,色効果は通常平らに表示されます.


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sRGB XYZ 三刺激値



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AdobeRGB XYZ 三刺激値



difference between AdobeRGB and sRGB


上の図に示されているように,AdobeRGBとsRGBの唯一の違いは,緑の主要色の色度座標です.他のパラメータは同じですが、この違いが画像に与える影響は非常に明らかです。


SRGB adobe rgb view


sRGB および XYZ スペース変換


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ITU-R BT.709 XYZ 三刺激値


sRGB ガンマ式


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ACES2065-1色スペース

アカデミーカラーエンコーディングシステム(ACES)は、デジタル画像ファイルの相互交換、カラーワークフローの管理、配信とアーカイブのためのファイルの最終化のためのグローバルな標準です。


アカデミーカラーエンコーディングシステム(ACES)は、デジタル画像ファイルの相互交換、カラーワークフローの管理、配信とアーカイブのためのファイルの最終化のためのグローバルな標準です。


SMPTEの標準,精密な実践,そして先進的な色の科学の融合,映画芸術と科学アカデミーの科学技術委員会と協力している数百人の映画制作者と色の科学者によって設計された.映画製作の芸術におけるカラーマネジメントにおける業界のベンチマークを達成しようとしています。


SMPTEの標準,精密な実践,そして先進的な色の科学の混合物で,映画芸術と科学の科学技術アカデミーと協力している数百人の映画制作者と色の科学者によって設計されています.映画製作業界における色管理の基準となることを目指しています。


ACESは映画、テレビ、広告、AR/VRなど、あらゆる製作に利用できます。


映画、テレビ、広告、AR/VRなど、あらゆる種類の製作にACESを使用できます。


ACES2065-1は、可視のすべての色よりも幅広い色範囲を指定し、主要な色点の仕様は可視の領域以外です。白い点はx = 0.32168とy = 0.33767のCIE D60座標で平面である。ACES2065-1はAP0、ACES Primaries 0と呼ばれており、主に線形ガンマでのビデオデータの記録のためです。




ACES2065-1 color space Chromaticity Diagram


ACESシリーズカラーガムットの違い


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DCI P3カラースペース


DCI P3カラースペースDCI-P3カラースペースは,米国映画業界がデジタルシネマプロジェクションのための現在のカラースペース標準の1つとして導入した新しいカラースペース標準の1つであり,sRGBに比べてより広いカラーガムットと緑と赤の幅を持っています.デジタルシネマ、テレビシリーズのポストプロダクション、カラーグレーディングなどは、DCI-P3のカラースペースが人間の視覚システムと一致しているため、そのようなタスクに最適です。




DCI-P3 COLOR SPACE IMAGES


CIE 1931 xyカラースペースのDCI-P3カラースペースは、フルカラーガムットの45.5%と、使用可能なカラーガムットの86.9%をカバーし、CIE 1976 u'v'色度図では、それぞれ41.7%と85.5%です。青の主要色はsRGBとAdobe RGBで支配され、赤の主要色は615nm波長の単色光源です。


DCI-P3カラースペースは,AdobeRGBに比べてCIEカラーガムットのほとんどをカバーしないが,人間の視覚認識とより一致し,フィルムのカラー要件を満たします.簡単に言えば、DCI-P3は他のカラー標準に比べて、視覚的影響をより強調するカラーガムです。赤から緑の色範囲が広く、色の包括性が少ないのです。


DCI-P3は、デジタル映画イニシアティブによって作成され、Society of Motion Picture and Television Engineersによって発行された標準であり、2020年イニシアティブの一部です。2020年にはテレビシステムやホームシアターに採用される可能性があります。


定義: SMPTE-EG-0432-1:2010 デジタルソースプロセッシング - D-Cinema用カラープロセッシング


責任組織:映画・テレビエンジニア協会


色スペース

タイプ: 色計RGB色スペース

RGB プライマリー:



xyz の
R0.680.320.00
G0.2650.690.045
B0.150.060.79


色成分の転送機能: 2.6 ガンマ

白い点の光度: 48 cd/m^2

白い点の色度:
D65: x = 0.3127、y = 0.3290
DCI: x = 0.3140、y = 0.3510

DCIは視聴明るさに関する厳格な基準を持っています。画像の中央にあるカリブレートされた白い画面の指定された明るさは 48 nit (14 fL) でなければなりません.これはハイエンドの商業映画館の明るさ基準でもあります。DCIは実際の劇場上映で3fLのエラーを許可することも興味深いことです。これは、一部の映画館では、画像の中心の明るさは11fLまで低い可能性があることを意味します。


コントラストに関しては、DCIにはいくつかの追加要件もあります。理論的に言えば、フレーム間のコントラストは2000:1であり、フレーム内のコントラストは150:1であるべきです。しかし、映画館では、これらの関連要件は最低1200:1と100:1に減らされます。


消費者にとっては、DCI-P3カラーガムットは、x=0.313、y=0.329のCIE1931カラースペース座標でBT.2020とBT.709 D65と一致する白い点を持つ必要があります。しかし、DCI-P3の商業映画館のカラーガムには白点x0.314、y0.351があり、D65よりも緑色と黄色が多い。ホームシアタープロジェクションシステム用DCI-P3カラーガムを校正するには,画像全体のホワイトバランスに大きな影響を与えるため,ホワイトポイントを考慮する必要があります.さらに、DCIの必要なガンマは、よく知られている2.4ガンマ曲線と異なり、2.6ガンマ曲線をチャネルします。



表示P3カラーガムット

DCIはデジタル映画の業界で技術基準を設定したいので、SLRやマイクロシングルレンズのような最も洗練されたカメラは、sRGBとAdobe RGB、または短いところARGBという2つの色の記録画像をサポートしています。ARGBはプロのディスプレイ用のブラック標準を代表する色範囲の1つですが、映画やビデオを表示する主要な目的は主にスマートフォン、タブレット、コンピュータモニター、フラットパネルテレビです。


だから、アップル、ソニー、サムスンなどの製品はゆっくりとDCI-P3を幅広いカラーレンジのカラー標準に採用しており、すべての中でアップルが最も完全です。iPhone 7シリーズのカメラとディスプレイの両方は、P3カラーレンジを使用しています。2015年のiMacバージョン以降、P3カラーレンジをサポートするスマートフォン、タブレット、プロのモニターがたくさんありました。


sRGB画像がインターネットの絶対的な主流であることを考えると、D65の色温でガンマを2.2に設定することによってP3可能なディスプレイデバイスでsRGB画像の表示特性を補償します。Appleは通常これらをDisplay P3と呼び、モニターとコンピュータを与えるMicrosoft Surface Studioは3つの色範囲を提供しています。標準のsRGBおよびDCI-P3に加えて、Vividオプションがあります。ある意味では、このVividオプションは実際にD65ホワイトポイントを持つガンマ2.2のP3カラーガムットです。


DCI-P3では、2.6のガンマが標準であり、Display P3、sRGB、AdobeRGBでは、ガンマは2.2です。これは、主にDCI-P3は他の光源がない映画館で使用するためのものであり、ディスプレイP3は現代スクリーンで使用するためのものです。





ポインター カラー スペース

マイケル・R・ポインターは、4089カラーサンプルのデータセットで日常物体の表面色の可能な最大のカラーガムを測定した最初の研究者でした。この色ガムは非常に重要で有用な色再現ツールです。色の再生コミュニティで高く評価されています。ポインターガムットは視覚的に大部分の自然の色です。ポインターガムットはネオンライトやコンピュータアニメーションのようなものの色をカバーしません。これらは単にアーティファクトの色です。


Pointer Color Space


ポインターカラーガムットはCIE 1931 xyカラースペースの47.9%です。奇妙な形状を考えると、ポインターカラーガムをサポートするディスプレイを作ることは簡単ではないと想像できます。実はそうです。ほとんどの研究では、単に3つの主要色でポインターカラーガムをサポートするディスプレイシステムを実現することは現実的ではないことが分かった。なぜなら、4つの主要な色を必要とするからです。

ProPhoto RGBカラースペース

ProPhoto RGBは写真出力のために設計されたカラースペースであり、ROMM RGBカラースペース(Reference Output Medium Metric RGB Color Space)としても知られています。




ProPhoto RGB color space


カラーガムットは通常のRGBよりはるかに優れており、CIE LabカラースペースのRGBの90%を少し超え、ポインターカラースペースの100%をカバーしています。ProPhoto RGB色スペースを持つ唯一の欠点は、通常そこにはない色の約13%をカバーすることです。


Munsellカラーシステム Munsellカラーシステム

Munsellカラーシステムは技術的にもカラースペースをカバーするシステムであり、1905年にAlbert H. Munsellという教授とアーティストの両方によって定義されたことを述べることが重要であると思います。



professor albert H.MUNSELL


Munsellは最初に色を3つの別々な部分に分割した。これらの部品は色彩、価値、およびクロマとラベル付けられていました。Munsellカラースペースの最大のプロであり、それがまだ広く使用されている理由は、その感覚の均一性です。




Munsell Color System



Munsell Value Curve
Munsell値は、正方根関係における明るさに関連しています。



Munsell color order demonstration
Munsellカラーオーダーデモ



Munsell color order demonstration
Munsellカラーオーダーデモ



Munsell constant hue plan
Munsell恒定色計画



constant hue plane example
恒定色の平面例

1940年代、色度計学の科学者は、マンセルシステムが欠陥であり、修正が必要であることに気付いた。したがって、彼らは複数の大陸からのテスト参加者を含む大規模な色差別実験を作りました。ダイジェストでは、修正されたデータのセットがコンパイルされ、 Munsell再生システム



Munsell カラースペースに入ることに関するスタックオーバーフローフォーラムへのリンクです: カラー理論: Munsell HVCをRGB/HSB/HSLに変換する方法 stackoverflow.com/questions/3620663/color-theory-how-to-convert-munsell-hvc-to-rgb-hsb-hsl


RGB2XYZ 変換マトリックス


RGB2XYZ transformation matrix



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ICCプロフィール:国際商会議所プロフィール

色管理に関しては,モニターなどのデバイスの入力と出力は,D50参照ホワイトポイントを通じて使用される変換マトリックスを記述するICCプロフィールを通じて処理されます.入力信号の参照ホワイトポイントが D50 ではない場合、入力をホワイトポイントとして D50 を持つスペースに調整するために、ブラッドフォードマトリックスまたは同等のメソッドが必要です。これをChromatic Adaptation Transformationと呼ぶ。


カラー管理において、ICCプロフィールは、国際カラーコンソーシアム(ICC)によって定義されたカラー入力または出力デバイス、またはカラースペースを特徴付けるデータのセットです。プロフィールは,デバイスソースまたはターゲットカラースペースとプロフィール接続スペース (PCS) の間のマッピングを定義することによって,特定のデバイスまたはビュー要件のカラー属性を記述します.このPCSはCIELAB(L*a*b*)またはCIEXYZのいずれかです。マッピングは,インターポレーションが適用されるテーブルまたは一連の変換パラメータを使用して指定することができます.


ICCプロファイルは、カラー管理データであり、国際カラーコンソーシアム(ICC)から定義された標準です。プロフィールが定義されたとき,特定のデバイス,車両,デバイス,または観測要件の色属性を意味し,デバイスのソースまたはターゲット色スペースとプロフィール接続スペース (PCS) の間の関連としてマトリックスを作成します.このPCSはCIELAB(L a b*)またはCIEXYZのいずれかであることができます。テーブル、インターポレーション、または変数のシーケンスがマッピングを利用できる方法はいくつかあります。



ブラッドフォード適応D50マトリックス: ブラッドフォード適応D50マトリックス


Bradford-adapted D50 matrices



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http://www.brucelindbloom.com/index.html?Eqn_RGB_XYZ_Matrix.htmlwww.brucelindbloom.com/index.html?Eqn_RGB_XYZ_Matrix.html


色精度

デバイスの色を再現する能力を決定するために,様々な個人によって開発され,文書化されたいくつかの評価方法があります.dE76とdE2000は最も人気のある方法です。Delta-EはdEとも呼ぶことができます。両方は同じCIE-1976色スペースを使用するが、dE2000は異なる明るさを持ち、結果をより感覚的に正確にします。


CIELAB カラースペースには 2 つのポイント (L1*, a1*, b1*) と (L2*, a2*, b2*) があります。dEが後缀なしで言及された場合、デフォルトはdE76であり、次の式です。



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以下はdE00またはdE2000。


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前の図では,ディスプレイの色を再現する能力を測定する人気のある技術が説明されています.興味のある6つの色 - 赤,緑,青,シアン,マゲンタ,黄色を使用することが含まれています.その後、5つの異なる饱和55レベル(20、40、60、80、100%)に対して、理想値と表現された値の違いを評価します。


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理論的に、dE2000が1未満の色のペアは、人間の目でさえ区別できないべきです。3〜6のdE2000は多くの普通の製品に受け入れられますが,プロの品質のディスプレイや印刷材料に満足しない場合があります.以下のいくつかの値は,期待される範囲を示すことができます.


  • 13〜25 この差は正確に異なる色、または異なる色として解釈されます(すなわち、一組の値がこの範囲を超える場合、異なる色として解釈されます)。

  • 6.5 から 13 – この範囲は、色の違いが見えると同じ色調の色を示します。

  • 3.2〜6.5 - 色は同じですが、異なる色の印象(すなわち異なる色)を与えるようです。

  • 1.6 から 3.2 – これらの値は、遠くからでも区別できない色を示します。ほとんどの場合は同じ色です。

  • 2001年、CIE dE2000標準が導入された。標準で使用される公式は複雑であり,公式のステップには以下が含まれています.




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以下は、特定のソフトウェアで使用される色精度アルゴリズムです。アルゴリズムでは、dE76とdE2000の両方が使用されていることがわかります。


the color accuracy algorithm used in a particular software


FAQ: デルタEまたはE*の「E」は何を意味しますか?

デルタまたはデルタE * 'E'の辞書の定義は、ドイツ語の「感覚」という単語であるEmpfindungからです。デルタE型メトリック、CIE、またはハンターの場合、デルタEは感覚の差を示します。デルタE - 印刷Wikiprintwiki.org/Delta_E

色とどのように見えるかについて

1902年、ドイツの生理学者ヴォン・クリースは理論を持っていた。彼は「人間の眼の色を認識する人人人間の 「 コーン細胞と人間の色の心理学的認識は、それ自体は全く相互作用しない分離された実体である」と理論付けた。


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ヨハネス・フォン・クリース 1853–1928


CIE(Commission International de l'clairage)の三刺激値(XYZ)で2つの色が同じである場合、眼の眼眼眼の锥形細胞は同じ刺激強度を受け取らなければなりません。したがって、これらの2つの色が認識上同じであると仮定することは可能ですか。答えはNO。


実験の結果から,同じ視覚が達成されるのは,宇宙のこれらの要因のすべてが同じ条件にある場合のみであることが示されています:背景,サンプルサイズ,サンプル形状,サンプル表面特性,および照明.2つの同じ色を異なる条件で観察すると、色の三刺激値が同じであるにもかかわらず、人間の目の認識は変化します。




いわゆる色の現象です。


色の出現現象はこれらのポイントでまとめることができます。




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同等の明るさの灰色のパッチは、軽い背景に置くときは明るく見えますが、暗い背景に置くときは暗く見えます。


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2つの色刺激、赤と青は、同じかもしれませんが、背景の色によって異なって認識されます。



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光の交差点は白く見えますが、実際は灰色です。



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パンダの主要背景色で見えない空の円は、視覚認識地図の起源に置かれています。


これは、人間の目による物理的な色刺激と色認識が完璧に一致できず、外部の物理的な環境を考慮すべきであることを示唆します。さらに、色差公式を使用すると、2つの色点間の差は、2つの色ブロック間の主観的な視覚的差を推定するために使用することはできません。したがって、肉体的な違い以外に、人間の目系を考慮しなければならない。


別の結論を得ることができます:2つの色が同じ三刺激値を持っているが、色の外観が異なる場合、検出値は異なる観測条件によるものでなければなりません。


さまざまな色の出現現象は、色の出現に観測条件の影響を描く。


色の外観に関連する特定の関係特性や現象の概要です.


色は、色が一定量の刺激を受けた後、各色の表示を人々が見て、理解する方法を指します。


軽さとは、白い背景のような周囲の白い領域と比較して、人々が色の明るさの量を見る方法を指します。


明るさとは、人々が特定の色を見て、その色を認識する特定の光量を指します。


カラフルとは、人々が特定の刺激の特定の量の刺激の特定の主要色を含む刺激の明るさを見る量を指し、その色が生きている。



クロマとは、人々が白色の周囲の明るさを見て、その後特定の色を見て、それらを色彩的に比較する方法を指します。


色の変化は、特定の刺激で色の色の色に影響を与える明るさを指します。たとえば、色の刺激を取り囲む明るさが変化すると、それは取り囲む色や暗くて白い明るさに影響を与える。


  • Abney効果: アブニー効果は、一色光と白光を混合させ、照らされた状態の色の純度を変えることを含む。色変化効果により、サンプルの色も変化します。これはアブニー効果と呼ばれる。

  • ヘルムホルツ・コールラウシュ効果: 人間の目の明るさの認識は、以前の理論研究の結果であり、3つの刺激のうちY値のみに焦点を当てていた。それにもかかわらず、実験を通じて、ヘルムホルツは明るい明るさの間に色度と明るさが変化することを発見した。下の図は,絶対的な明るさレベルが等しい場合,色が色が色色が色色色が下記の図では,より多くの明るさが認識されます.



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  • 狩り効果: 全体的な明るさが変化すると、あるいは明るさが変化すると、色度が変化すると、オブジェクトの色に大きな変化があります。

    ハントは自分が使った光源について興味深いものに気付いた。光源が明るくなるほど 特定の色の影が見える可能性が高くなります このように考えてみてください 暑い夏の午後 物体の色はより強く見え より生き生きますが 夕方が冷たくなると 色はより柔らかく 色が見えます


明るい光の下に置かれると、物体はより強い色に見え、明るい色と暗い色の違いがより明らかになります。さらなる照明により、視覚的な視光光がより明らかになります。明るい照明では、物体の色はより強く見え、光と暗いの間で見える違いはより強くなります。

1000cd/m2での点(0.35、0.33)は、次の図に示されているように1cd/m2での点(0.55、0.33)に対応し、暗い適応がより多く、人間の目が様々な色調を差別する能力が低下することを意味します。したがって、色の外観を判断する際に絶対的な明るさを考慮する必要があります。


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  • スティーブンス効果: スティーブンス効果は、明るさの範囲が上昇するにつれて明るさのコントラストまたは軽さのコントラストが増加すると述べています。効果は明るさが高まるにつれて、ハント効果と一致します。

  • メモリー色: 人々は特定の色に多くの時間を費やすため、仕様や異なる習慣は彼らがどのように認識されるかについて発展します。

これらの色は、赤いリンゴ、灰色の雲、青い空、緑の草、緑の木、黄色のレモンのような記憶の色です。これらの色のどちらが正しいか、どちらが間違っているかを知る傾向があります。実際、これらの色のほとんどは、実際の生活よりも記憶の中でより生きている。 スキントーンと青い空は他の最も著名なメモリ色であり、しばしば追加の微妙に調整された修正プロセスを要求します。




色調適応変換CAT

色調適応変換、より具体的には、色調適応は、私たちが色を認識する方法の研究において、光と暗い適応よりも重要です。色の外観変換モードでは,一般的にCATと呼ばれる色調適応変換を行うのがより適切です.

色調適応変換モデルは100年以上にわたって研究されており、現代のすべての色調適応モデルは1902年にヨハネス・フォン・クリースが作った仮説に基づいています。ヴォン・クリース氏は、「人間の視覚受容器と視力を通じた人間の認識は隔離され、互いに干渉しないべきだ。

研究によると、ヒトの3つの主要なタイプのヒヒトの研究研究細胞、L、M、Sが存在することが分かりました。それらはすべて刺激の強さとその対応する感度に基づいて独立して調整しています。したがって,同じ刺激強度のために,したしたしたしたがって,したしたしたがって,コーン細胞からの信号出力は環境に基づいて異なります.


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したがって 色の適応に関しては 観測可能な物体の3つの色刺激を 人間の視覚における対応する"色色色色色色感染値"に変更するために 適切なモードを選択する必要があります 異なる環境で色表現能力を推定するためにこのアプローチは,入力と出力端の比率を決定し,他のモードの変換マトリックスを使用して,与えられた入力源光の下で観察されるオブジェクトの色の色度値と,出力光の下で表現する値を決定することを含みます.

色の一定性検出は,ある程度では,異なる光源/照明,さらに異なる媒体への刺激の色の外観の予測を決定する色調適応モデルを利用し,色の一定性を評価します.色調適応変換モデルはたくさんあります。提示されている色調適応モデルには、von Kries、Bartlésion、BFD、CIE(Nayatani et al.)、Hunt、CIEL*a*b*、RLABなどが含まれています。


ヴォン・クリース(Von Kries)色調適応モデル

光源をβとしたら、フォン・クリース変換の第1ステップの最初のステップは、色の三刺激値XYZの色を人間の眼の各RGB(またはLMS)コーンの刺激量に変えることです。




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次に、各刺激値を取り、β光源のホワイトフィールド応答に正常化します。正常化系数は、


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人間の目が調整した後に刺激反応を得る。


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その後、別の光源(δ)に対する応答を見つける必要があります。次に、異なる光源の下で、あなたが持っている白場応答から始めて、異なる光源の下で、あなたが持っている3つのタイプの白白白場の刺激値を推測し、その後、あなたはXYZ空間で3つの刺激値を得るためにVon Kries逆変換マトリックスを使用することができます。




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で,


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BFD 色調適応モデル

ラムの博士論文(1985)では、現在ブラッドフォードモデルまたはBFDモデルと呼ばれるヴォン・クリース変換の拡張版です。


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Von Kries変換と同様に、BFD変換の最初のステップは、観測された色の三刺激値XYZを取り、それらを人間の目のRGB(またはLMS)锥形細胞を通じて感知される刺激量に変換することです。


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で,


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BFD変換の属性は次のようです:

  • 明るさ `Y` は RGB の Y 軸に対する画像の記述であり、正な RGB の値は `シャープ・レスポンス` と呼ばれます。

  • もし `X=Y=Z` なら `R=G=B` で、コーンは白い反応を認識します。

  • 『X、Y、Z』は明るさによって正常化されているので、BFDはサササンプルの明るさの効果を光光光 。

  • 急激な反応,明るさYは,BFD変換の究極の立場であり,レベルで維持される刺激に対する反応で刺激に対する反応です.




BFDを使用して新しい光源の出力として応答を予測するアプローチは、フィンレイソンマトリックスと呼ばれる方法を使用してよりよく理解できます。


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で,


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フィンレイソンらは2000年に改良されたマトリックスであるBFDワーキングマトリックスを提案し、実験では色の予測においてBFDマトリックスを上回ることが示されている。

次のスポットは,シシャープな出力のスペクトラル応答,固体,および,ダッシュされたBFD応答を記述します.


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長波領域で急激な反応がより良く,量的にも質的にもより良く測定された効果を達成することを比較することが明らかです.


compare that sharp response



Spectral Sharpening and the Bradford Transform


CAT効果評価

提供されたリンクは,様々な色調適応マトリックスの効果を評価する方法を説明します. http://www.brucelindbloom.com/index.html?Eqn_RGB_XYZ_Matrix.html www.brucelindbloom.com/index.htmlは?Eqn_RGB_XYZ_マトリックス.html 下の写真を見ると、光項目Aの下のColorCheckerのパッチはサンプルAであり、光項目Cの下のパッチはサンプルCです。


サンプルAは、Bradford、Von Kries、XYZスケーリングなどのいくつかの異なるマトリックスでCATを変換することによって得られた色です。図の3つの小さな正方形に示されている色は得られた色です。もちろん、完全に正確な結果を得ることができるようなマトリックスはありませんが、一般的に、彼らは実数の近くにあります。




 evaluating the effects of various chromatic adaptation matrices



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