В колориметрии цветовая система Манселла — это цветовое пространство , которое определяет цвета на основе трех свойств цвета: оттенок (основной цвет), значение ( яркость ) и насыщенность (интенсивность цвета). Она была создана Альбертом Х. Манселлом в первом десятилетии 20-го века и принята Министерством сельского хозяйства США (USDA) в качестве официальной цветовой системы для исследования почв в 1930-х годах.
Несколько более ранних систем порядка цвета помещали цвета в трехмерное цветовое тело той или иной формы, но Манселл был первым, кто разделил оттенок, значение и насыщенность на перцептуально однородные и независимые измерения, и он был первым, кто систематически проиллюстрировал цвета в трехмерном пространстве. [1] Система Манселла, особенно более поздние переименования, основана на строгих измерениях зрительных реакций людей на цвет, что ставит ее на прочную экспериментальную научную основу. Благодаря этой основе в человеческом зрительном восприятии система Манселла пережила свои современные цветовые модели, и хотя она была заменена для некоторых применений такими моделями, как CIELAB ( L*a*b* ) и CIECAM02 , она все еще широко используется сегодня. [2]
Система состоит из трех независимых свойств цвета, которые можно представить цилиндрически в трех измерениях как нерегулярное цветовое тело :
Манселл определил интервалы цветов вдоль этих измерений, проведя измерения зрительных реакций человека. В каждом измерении цвета Манселла настолько близки к перцептивно однородным, насколько он мог их сделать, что делает полученную форму довольно нерегулярной. Как объясняет Манселл:
Желание соответствовать выбранному контуру, например, пирамиде, конусу, цилиндру или кубу, в сочетании с отсутствием надлежащих тестов привело к множеству искаженных утверждений о цветовых отношениях, и при изучении физических измерений значений пигмента и насыщенности цвета становится очевидным, что никакой регулярный контур не подойдет.
— Альберт Х. Манселл, «Система и обозначение цвета пигмента» [3]
Каждый горизонтальный круг Манселл разделил на пять основных оттенков : красный , желтый , зеленый , синий и фиолетовый , а также 5 промежуточных оттенков (например, YR ) на полпути между соседними основными оттенками. [4] Каждый из этих 10 шагов, с указанным оттенком номером 5, затем разбивается на 10 подшагов, так что 100 оттенков получают целые значения. На практике цветовые диаграммы традиционно указывают 40 оттенков с шагом 2,5, прогрессируя, например, от 10R до 2,5YR.
Два цвета одинаковой тональности и насыщенности, расположенные на противоположных сторонах круга оттенков, являются дополнительными цветами и смешиваются аддитивно с нейтральным серым того же значения. На диаграмме ниже показаны 40 равномерно распределенных оттенков Манселла, с комплементарными цветами, выровненными по вертикали.
Значение или светлота изменяется вертикально вдоль цветового массива, от черного (значение 0) внизу до белого (значение 10) вверху. [5] Нейтральные серые оттенки лежат вдоль вертикальной оси между черным и белым.
Несколько цветовых сплошных сред до Манселла наносили на график яркость от черного внизу до белого вверху с серым градиентом между ними, но эти системы не смогли сохранить постоянную воспринимаемую яркость по горизонтальным срезам. Вместо этого они наносили на график полностью насыщенный желтый (светлый) и полностью насыщенный синий и фиолетовый (темный) вдоль экватора.
Chroma , измеренная радиально от центра каждого среза, представляет собой «чистоту» цвета (связанную с насыщенностью ), при этом более низкая цветность является менее чистой (более размытой, как в пастелях ). [6] Обратите внимание, что не существует внутреннего верхнего предела для цветности. Различные области цветового пространства имеют разные максимальные координаты цветности. Например, светло-желтые цвета имеют значительно большую потенциальную цветность, чем светло-фиолетовые, из-за природы глаза и физики цветовых стимулов. Это привело к широкому диапазону возможных уровней цветности — вплоть до высоких 30 для некоторых комбинаций оттенка и значения (хотя трудно или невозможно создавать физические объекты в цветах с такой высокой цветностью, и их нельзя воспроизвести на современных компьютерных дисплеях). Яркие сплошные цвета находятся в диапазоне приблизительно 8.
Цвет полностью определяется перечислением трех чисел для оттенка, яркости и насыщенности в указанном порядке. Например, фиолетовый средней яркости и довольно насыщенный будет иметь обозначение 5P 5/10, где 5P означает цвет в середине полосы фиолетового оттенка, 5/ означает среднюю яркость (яркость), а насыщенность — 10 (см. образец). Ахроматический цвет определяется синтаксисом N V/. Например, средний серый определяется как "N 5/".
При компьютерной обработке цвета Манселла преобразуются в набор чисел «HVC». V и C совпадают с нормальной цветностью и значением. Число H (оттенок) преобразуется путем сопоставления колец оттенков с числами от 0 до 100, где и 0, и 100 соответствуют 10RP. [7]
Поскольку книги Манселла, включая переобозначение 1943 года, содержат цвета только для некоторых точек пространства Манселла, нетривиально указать произвольный цвет в пространстве Манселла. Интерполяция должна использоваться для назначения значений некнижным цветам, таким как "2.8Y 6.95/2.3", с последующей инверсией подобранного преобразования Манселла в xyY. ASTM определил метод в 2008 году, но Centore 2012, как известно, работает лучше. [8]
Идея использования трехмерного цветового тела для представления всех цветов была разработана в XVIII и XIX веках. Было предложено несколько различных форм для такого тела, в том числе: двойная треугольная пирамида Тобиаса Майера в 1758 году, одинарная треугольная пирамида Иоганна Генриха Ламберта в 1772 году, сфера Филиппа Отто Рунге в 1810 году, полусфера Мишеля Эжена Шеврёля в 1839 году, конус Германа фон Гельмгольца в 1860 году, наклонный куб Уильяма Бенсона в 1868 году и наклонный двойной конус Августа Киршмана в 1895 году. [9] Эти системы становились все более сложными, и Киршманн даже признавал разницу в ценности между яркими цветами разных оттенков. Но все они оставались либо чисто теоретическими, либо сталкивались с практическими проблемами при размещении всех цветов. Более того, ни один из них не основывался на строгом научном измерении человеческого зрения; до Манселла взаимосвязь между оттенком, значением и цветностью не была понята. [9]
Альберт Манселл, художник и профессор искусств в Массачусетской нормальной художественной школе (ныне Массачусетский колледж искусств и дизайна , или MassArt), хотел создать «рациональный способ описания цвета», который использовал бы десятичную нотацию вместо названий цветов (которые он считал «глупыми» и «вводящими в заблуждение»), [10] который он мог бы использовать для обучения своих студентов цвету. Он впервые начал работать над системой в 1898 году и опубликовал ее в полной форме в A Color Notation в 1905 году.
Первоначальное воплощение системы (Атлас 1905 года) имело некоторые недостатки как физическое представление теоретической системы. Они были значительно улучшены в Книге цвета Манселла 1929 года и посредством обширной серии экспериментов, проведенных Оптическим обществом Америки в 1940-х годах, что привело к появлению обозначений (определений образцов) для современной Книги цвета Манселла . Хотя было изобретено несколько замен для системы Манселла, основанных на основополагающих идеях Манселла, включая Единые цветовые шкалы Оптического общества Америки и цветовые модели CIELAB ( L*a*b* ) и CIECAM02 Международной комиссии по освещению , система Манселла по-прежнему широко используется, среди прочего, ANSI для определения цвета кожи и цвета волос для судебно-медицинской экспертизы , USGS для сопоставления цвета почвы , [11] в протезировании при выборе цвета зубов для реставраций зубов , и пивоваренными заводами для сопоставления цвета пива . [12] [13] [б]
Оригинальная цветовая таблица Манселла остается полезной для сравнения компьютерных моделей человеческого цветового зрения. [14]
Общая информация
Данные и преобразование
Другие инструменты