Color Management System (CMS) в логике цветовых координатных систем
как мы уже говорили, цветовые ощущения, возникающие у нас, зависят не только от свойств поверхности, но и от спектрального состава света, освещающего эту поверхность ("серые" стены на закате). Становится очевидной необходимость стандартизации цветовых координатных систем в зависимости от спектрального состава опорного белого света. CIE приняла несколько стандартов источников белого света. Два из них положены в основу работы цветовоспроизводящих компьютерных систем: стандарты D50 и D65. Цифры 50 и 65 указывают на цветовую температуру источников белого света, соответственно, 5000°К и 6500°К. Помимо L*a*b* D50 и L*a*b* D65 существуют: L*a*b* D55, L*a*b* D75, Hunter-Lab (названа по фамилии разработчика). Эти ЦКС используются редко. Еще одна из широко употребляемых ЦКС — это CIE LCH (LSH), в конечном итоге, также являющаяся производной ЦКС XYZ. В отличие от предыдущих прямоугольных координатных систем здесь используются цилиндрические координаты: Светлота (Lightness), Насыщенность (Chroma /Saturation/), и угол поворота — Цветовой тон (Hue). По оси светлоты (Lightness), так же, как и в L*a*b*, значения меняются от 0 до 100. К плоскости цветности относятся насыщенность и цветовой тон (угол поворота). Насыщенность — это линейная координата, показывающая степень удаления точки от оси светлоты. Меняется в диапазоне значений от 0 до 100. Чем ближе к 100, тем насыщеннее цвет. Цветовой тон — угловая координата. Меняется в диапазоне от -180 до +180. Многие программы одновременно поддерживают как указанные значения, так и значения, меняющиеся от 0 до 360. Здесь приведены некоторые формулы преобразований между различными ЦКС в привычном виде. По этой ссылке содержатся те-же формулы, но в большем разнообразии и в записи, понятной программистам. Если исследовать множество сложных спектров (то есть сложных смесевых цветов), обнаружится, что разные спектры иногда вызывают одно и то же цветовое ощущение. Этот же вывод следует из анализа формул расчета цветовых координат для сложного света: зная спектральный состав света, можно рассчитать его цветовые координаты, но обратное вычисление невозможно: по цветовым координатам нельзя однозначно определить спектральный состав света, вызвавший цветовое ощущение с этими координатами. Это замечательное свойство цветовосприятия человека позволяет нам добиваться одного и того же цветового ощущения (скажем, при репродуцировании оригиналов), не утруждая себя долгим и трудным подбором света идентичного спектрального состава. Воспроизводя нужный нам цвет, мы подбираем лишь спектр с нужными цветовыми координатами и тем самым добиваемся нужного ощущения. Можно добиваться совпадения цветовых ощущений, не добиваясь при этом идентичности спектров. Равенство цветовых координат означает равенство цветовых ощущений. Выше мы повторили рисунок, данный в предыдущей главе, но добавили к нему цветовую координатную систему L*a*b* с точками, координаты которых соответствуют свету данного спектрального состава. В цветовых координатных системах различие цветовых ощущений может быть представлено как расстояние между двумя точками в цветовой координатной системе. Общеупотребительным является определение разницы цвета в ЦКС L*a*b*. Эта величина называется "дельта Е" и характеризует величину несовпадения двух цветов. Величина дельта E (dE) является критерием точности цветовоспроизведения, но из-за неравномерности цветовых координатных систем к ней следует относиться с осторожностью. Если цветовоспроизводящее устройство устойчиво воссоздает цвета оригинала с dE, не превышающей 1, считается, что это устройство высшего класса. Устройства среднего класса даже при самой тщательной настройке не могут обеспечить dE меньшую 2, что неизбежно проявляется в заметных цветовых отличиях между нейтральными (а также близкими к нейтральным) областями копии и оригинала. В насыщенных цветах dE=2-3 достаточна для адекватного цветовоспроизведения. Желающие получить более полное представление о математической части различных ЦКС могут найти этот материал в Большой Советской Энциклопедии, 3-е изд., 1969-1978 гг., или по адресу: http://www.realcolor.ru/lib/bse/color_measure.shtml. Мы не во всем согласны с авторами статьи в БСЭ, в ней встречаются досадные ошибки, но, по нашему мнению, это наиболее полное и цельное изложение материала на русском языке, посвященное вопросу цветовых измерений. Воспроизведение цветовых ощущений. Цветовые модели RGB, CMY и CMYK Как мы уже говорили, человечество очень давно решает проблему воспроизведения цветовых ощущений. Смешивая природные красители, люди интуитивно добивались того, чтобы спектральный состав света, отраженный от изображения, вызывал соответствующее цветовое ощущение. Художники создали целые интуитивные системы, в которых цветовые ощущения вызывались смешением большого числа базовых красок. Со временем ученые выяснили, что подавляющее большинство цветов можно передать, создавая спектр отражения из трех базовых красителей. Это могут быть или красный, зеленый и синий, или голубой, пурпурный и желтый. Вообще говоря, это может быть любая тройка спектрально-чистых цветов, при условии, что каждый из них не может быть представлен в виде суммы каких-либо количеств двух других цветов из тройки. (Однако, как мы видели, в экспериментах CIE далеко не все цвета удалось воспроизвести.) Задача состоит в том, чтобы с помощью базовых спектральных цветов смоделировать некий спектр, который вызовет определенное, необходимое нам, цветовое ощущение. Поэтому при воспроизведении цвета мы говорим о цветовых моделях. В практике цветовоспроизведения используются две широко известных модели цветовоспроизведения: RGB и CMY, подробное описание которых не входит в нашу задачу. В модели RGB используются цвета Red (красный), Green (зеленый), Blue (синий), а в модели CMY — Cyan (голубой), Magenta (пурпурный), Yellow (желтый). Необходимо четко различать цветовые модели и цветовые координатные системы: в первом случае речь идет о способе
Следующая