Красочность

Воспринимаемая интенсивность определенного цвета

Красная полоса демонстрирует более высокую яркость и красочность на свету, чем в тени, но воспринимается как имеющая одинаковый цвет объекта, включая одинаковую цветность, в обеих областях. Поскольку яркость увеличивается пропорционально красочности, полоса также имеет одинаковую насыщенность в обеих областях.

Страницы оттенков Манселла 7,5PB и 10BG цветов RGB, показывающие линии равномерной насыщенности (цветность пропорциональна яркости) красным цветом. Линии равномерной насыщенности исходят от черной точки, а линии однородной насыщенности вертикальны. Кроме того, по сравнению с цветами 10BG, цвета 7,5PB обеспечивают более высокую насыщенность и цветность.

Шкала насыщенности (0% слева, соответствует черно-белому цвету).

Примеры насыщения. Исходное изображение вверху слева.

Красочность , цветность и насыщенность — это атрибуты воспринимаемого цвета, относящиеся к хроматической интенсивности. Согласно формальному определению 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 различаются в зависимости от других функций, от которых они зависят.

• Красочность — это «атрибут зрительного восприятия, согласно которому воспринимаемый цвет области кажется более или менее хроматическим (любой цвет, в котором отсутствует белый, серый или черный) ^{[ необходимы пояснения ]} ». ^{[1] [2]} Красочность, создаваемая объектом, зависит не только от его спектральной отражательной способности , но и от силы освещения и увеличивается с увеличением последней, если только яркость не очень высока ( эффект Ханта ).
• Цветность — это «красочность области, оцениваемая как доля яркости аналогично освещенной области, которая кажется белой или хорошо пропускающей свет». ^{[3] [2]} В результате цветность в основном зависит только от спектральных свойств и, как таковая, рассматривается как описание цвета объекта . ^[4] Насколько отличается от серого цвета той же светлоты такой цвет объекта. ^[5]
• Насыщенность — это «красочность области, оцениваемая пропорционально ее яркости », ^{[6] [2]} , которая, по сути, представляет собой воспринимаемую свободу от белизны света, исходящего из этой области. Объект с заданной спектральной отражательной способностью демонстрирует примерно постоянную насыщенность для всех уровней освещенности, если только яркость не очень высока. ^[7]

Поскольку красочность, цветность и насыщенность определяются как атрибуты восприятия, их нельзя физически измерить как таковые, но их можно определить количественно по отношению к психометрическим шкалам, которые должны быть равномерными для восприятия, например, шкалы цветности системы Манселла . В то время как цветность и яркость объекта — это его красочность и яркость, оцениваемые пропорционально одному и тому же («яркость одинаково освещенной области, которая кажется белой или хорошо пропускающей свет»), в действительности определяется насыщенность света, исходящего от этого объекта. цветность объекта оценивается пропорционально его светлоте. Таким образом, на странице оттенков Манселла линии однородной насыщенности имеют тенденцию расходиться вблизи черной точки, тогда как линии однородной цветности являются вертикальными. ^[7]

Цветность

Наивное определение насыщения не определяет его функцию отклика. В цветовых пространствах CIE XYZ и RGB насыщенность определяется с точки зрения аддитивного смешения цветов и имеет свойство быть пропорциональной любому масштабированию, центрированному по белому или белой точке источника света. Однако оба цветовых пространства нелинейны с точки зрения психовизуально воспринимаемых цветовых различий . Также возможно — а иногда и желательно — определить величину, подобную насыщенности, которая линеаризуется с точки зрения психовизуального восприятия.

В цветовых пространствах LAB и LUV CIE 1976 ненормализованная цветность — это радиальный компонент цилиндрического координатного представления CIE LCh (яркость, цветность, оттенок) цветовых пространств LAB и LUV, также обозначаемого как CIE LCh(ab) или CIE LCh. короче, и CIE LCh(uv). Преобразование to определяется следующим образом: ${\displaystyle (a,b)}$ ${\displaystyle \left(C_{ab},h_{ab}\right)}$

$${\displaystyle C_{ab}^{*}={\sqrt {a^{*2}+b^{*2}}}}$$

$${\displaystyle h_{ab}=\operatorname {atan2} \left({b^{\star }},{a^{\star }}\right)}$$

Цветность в координатах CIE LCh(ab) и CIE LCh(uv) имеет то преимущество, 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 сильно отличается от традиционного значения «насыщенности».

Цветные модели внешнего вида

Другой, психовизуально еще более точный, но и более сложный метод получения или задания насыщенности — использование модели цветового восприятия, такой как CIECAM02. Здесь параметр цветового восприятия насыщенности может (в зависимости от модели цветового восприятия) переплетаться, например, с физической яркостью освещения или характеристиками излучающей/отражающей поверхности, что более разумно с психовизуальной точки зрения.

Например, цветность CIECAM02 вычисляется на основе яркости в дополнение к наивно оцененной величине цвета. Кроме того, рядом с цветностью существует параметр красочности . Он определяется как где зависит от условий просмотра. ^[8] ${\displaystyle C,}$ ${\displaystyle J}$ ${\displaystyle t.}$ ${\displaystyle M}$ ${\displaystyle C.}$ ${\displaystyle M=CF_{B}^{0.25},}$ ${\displaystyle F_{L}}$

Насыщенность

Насыщенность цвета определяется сочетанием интенсивности света и тем, насколько он распределен по спектру различных длин волн. Самый чистый (насыщенный) цвет достигается при использовании только одной длины волны с высокой интенсивностью, например, в лазерном свете. Если интенсивность падает, то в результате падает насыщенность. Чтобы обесцветить цвет заданной интенсивности в субтрактивной системе (например, в акварели ), можно добавить белый, черный, серый или дополнительный оттенок .

Далее следуют различные корреляты насыщения.

CIELUV и CIELAB

В CIELUV насыщенность равна цветности, нормализованной по светлоте :

$${\displaystyle s_{uv}={\frac {C_{uv}^{*}}{L^{*}}}=13{\sqrt {(u'-u'_{n})^{2}+(v'-v'_{n})^{2}}}}$$

^[9] ${\displaystyle \left(u_{n},v_{n}\right)}$

По аналогии, в CIELAB это даст:

$${\displaystyle s_{ab}={\frac {C_{ab}^{*}}{L^{*}}}={\frac {\sqrt {{a^{*}}^{2}+{b^{*}}^{2}}}{L^{*}}}}$$

CIE официально не рекомендовал это уравнение, поскольку в CIELAB нет диаграммы цветности, и поэтому это определение не имеет прямой связи со старыми концепциями насыщенности. ^[10] 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 с человеческим восприятием насыщенности согласуется следующее словесное определение Манфреда Рихтера и соответствующая формула, предложенная Евой Люббе: Насыщенность — это доля чистого хроматического цвета в общем цветовом ощущении. ^[11]

$${\displaystyle S_{ab}={\frac {C_{ab}^{*}}{\sqrt {{C_{ab}^{*}}^{2}+{L^{*}}^{2}}}}100\%}$$

${\displaystyle S_{ab}}$ ${\displaystyle L^{*}}$ ${\displaystyle C_{ab}^{*}}$

CIECAM02

В CIECAM02 насыщенность равна квадратному корню из красочности , разделенному на яркость :

$${\displaystyle s={\sqrt {\frac {M}{Q}}}}$$

Это определение основано на экспериментальной работе, проделанной с целью исправить плохую производительность CIECAM97 . ^{[8] [12]} пропорционально цветности, поэтому определение CIECAM02 имеет некоторое сходство с определением CIELUV. ^[8] ${\displaystyle M}$ ${\displaystyle C,}$

ХСЛ и ВПГ

Насыщенность также является одной из трех координат в цветовых пространствах HSL и HSV . Однако в цветовом пространстве HSL насыщенность существует независимо от яркости. То есть как очень светлый цвет , так и очень темный цвет могут быть сильно насыщены в HSL; тогда как в предыдущих определениях, а также в цветовом пространстве HSV, все цвета, приближающиеся к белому, имеют низкую насыщенность.

Чистота возбуждения

Чистота возбуждения — это относительное расстояние от белой точки. Контуры постоянной чистоты можно найти, сжимая спектральный локус вокруг точки белого. Точки вдоль отрезка линии имеют одинаковый оттенок, при этом p _e увеличивается от 0 до 1 между белой точкой и положением на спектральном локусе (положение цвета на подковообразной форме на диаграмме) или (как в насыщенном конце линия, показанная на схеме) положение на линии фиолетового цвета .

Чистота возбуждения (сокращенно чистота) стимула — это разница от белой точки источника света до самой дальней точки на диаграмме цветности с той же доминирующей длиной волны ; с использованием цветового пространства CIE 1931 : ^[13]

$${\displaystyle p_{e}={\sqrt {\frac {\left(x-x_{n}\right)^{2}+\left(y-y_{n}\right)^{2}}{\left(x_{I}-x_{n}\right)^{2}+\left(y_{I}-y_{n}\right)^{2}}}}}$$

${\displaystyle \left(x_{n},y_{n}\right)}$ ${\displaystyle \left(x_{I},y_{I}\right)}$

Рекомендации

1. "красочность | eilv" . эйлв . Архивировано из оригинала 6 августа 2017 года . Проверено 20 декабря 2017 г.
2. Фэйрчайлд, Марк (2013). Цвет Внешний вид Модели . Джон Уайли и сыновья ., стр. 87.
3. "CIE e-ILV 17-139" . Архивировано из оригинала 10 апреля 2017 года.
4. "CIE e-ILV 17-831" . Архивировано из оригинала 10 апреля 2017 года.
5. «Измерения цвета». www.huevaluechroma.com . Архивировано из оригинала 30 марта 2017 года . Проверено 10 апреля 2017 г.
6. "CIE e-ILV 17-1136" . Архивировано из оригинала 10 апреля 2017 года.
7. «Измерения цвета». www.huevaluechroma.com . Архивировано из оригинала 30 марта 2017 года . Проверено 10 апреля 2017 г.
8. Морони, Натан; Фэйрчайлд, Марк Д.; Хант, Роберт У.Г.; Ли, Чанджун; Луо, М. Роннье; Ньюман, Тодд (12 ноября 2002 г.). Десятая конференция IS&T/SID по цветной визуализации (PDF) . Модель цветового оформления CIECAM02. Скоттсдейл, Аризона : Общество науки и технологий визуализации . ISBN 0-89208-241-0. Архивировано из оригинала (PDF) 2 октября 2011 г.
9. Шанда, Янош (2007). Колориметрия: понимание системы CIE. Уайли Интерсайенс . ISBN 978-0-470-04904-4. Архивировано из оригинала 17 января 2017 года., стр. 88.
10. Хант, Роберт Уильям Гейнер (1993). Лесли Д. Штробель, Ричард Д. Закиа (ред.). Фокальная энциклопедия фотографии . Фокальная пресса. п. 124. ИСБН 0-240-51417-3.
11. Люббе, Ева (2010). Цвета в сознании – Цветовые системы в реальности – Формула насыщенности цвета . [Книга по запросу]. ISBN 978-3-7881-4057-1.
12. Хуан, Лу-Инь Г.; Луо, Мин Р. (июнь 2002 г.). Роберт Чанг; Аллан Родригес (ред.). Оценка величины масштабирования насыщения . 9-й Конгресс Международной ассоциации цвета. Труды SPIE . Том. 4421. стр. 575–578. дои : 10.1117/12.464511.
13. Штребель, Лесли Д.; Закиа, Ричард Д. (1993). Фокальная энциклопедия фотографии (изд. 3E). Фокальная пресса . п. 121. ИСБН 0-240-51417-3. чистота возбуждения.