OD CIE BARVNE METRIKE DO MODELOV BARVNEGA ZAZNAVANJA Dejana Javoršek www.dejana.si Izvleček • 
• 
• 
• 
CIEXYZ, CIE 1931 x, y, CIELAB Pojavi pri barvnem zaznavanju Kromatična prilagoditev Modeli barvnega zaznavanja –  CIECAM97s –  CIECAM02 www.dejana.si Okrajšave •  ICC ‐ International Color Consortium, Mednarodni konzorcij za barve •  CIE ‐ Commision Internationale de l'Eclairage, angl. International Commission on Illumination, Mednarodna komisija za razsvetljavo •  CMC ‐ Color Measurement Committee, Komisija za merjenje barv •  CAT ‐ Chromatic Adaptation Transform, Kromatična prilagoditev •  CAM ‐ Color Appearance Model, Model barvnega zaznavanja •  GMA ‐ Gamut Mapping Algorithm, Algoritem za barvne preslikave www.dejana.si Barva psihoWizične sposobnosti izkušnje, čustva, kulturni vplivi Okolica (ostale barve, svetlost, kontrasti...) www.dejana.si CIEXYZ •  Vzorec >> spektralna značilnost reWleksije •  Svetloba >> spektralna porazdelitev jakosti sevanja •  Opazovalca >> spektralna občutljivost očesa –  zorni kot opazovanja 2° ali 10° www.dejana.si CIE 1931 x, y preprostejša 2D predstavitev XYZ podatkov bela točka (D65) kromatični koordinati x in y Y svetlost Kromatični diagram www.dejana.si CIELAB (nastanek) kromatični diagram bela rumena zelena rdeča modra črna CIE 1931 x, y www.dejana.si CIELAB CIELAB Za izračun potrebujemo XYZ www.dejana.si X0Y0Z0 Uporaba CIE barvnih prostorov v industriji Foto: Jure Ahtik www.dejana.si barvno upravljanje Barvne razlike •  ΔE namenjene opisu zaznave barvnih razlik med posameznimi barvnimi vzorci •  Izračun ΔE v vizualno enotnem barvnem prostoru (CIELAB, CIELUV) •  CIELAB ni v celoti vizualno enoten, zato obstaja več načinov za korekcijo vizualne neenotnosti www.dejana.si Osnovna CIE barvna metrika •  napove ujemanje dveh barvnih dražljajev samo ob upoštevanju standardiziranih pogojev: standardni 2° ali 10° opazovalec, standardni tipi svetlobe •  samo ne soodvisne barve www.dejana.si Barvna reprodukcija V realnem svetu se navadno ne srečujemo z izoliranim dražljajem. www.dejana.si Pojavi povezani z barvnim zaznavanjem v realnem okolju Sočasni ali simultani kontrast: barvni zamik zaznavanja pri spremembi ozadja objekta. www.dejana.si Pojavi povezani z barvnim zaznavanjem Zaporedni ali sukcesivni kontrast: pojav, ki po določenem času trajanja dražljaja določene barve, izzove njeno barvno nasprotje. www.dejana.si Pojavi povezani z barvnim zaznavanjem www.dejana.si Pojavi povezani z barvnim zaznavanjem www.dejana.si Pojavi povezani z barvnim zaznavanjem Abney pojav: dodajanje bele svetlobe barvi povzroči spremembo hab opiše nelinearnost človeškega vizualnega sistema www.dejana.si Pojavi povezani z barvnim zaznavanjem •  Hunt‐ov pojav: barvitost ‐ osvetljenost •  Stevens‐ov pojav: kontrast ‐ osvetljenost www.dejana.si Pojavi povezani z barvnim zaznavanjem •  Kromatična prilagoditev •  Barvna konstanca www.dejana.si Človeški vizualni sistem prilagoditev na širok razpon svetlobnih pogojev približno 2800 K približno 6500 K www.dejana.si približno 8000 K, 5000 K ali 6500 K Izračun zajem barve VHODNE BARVE spektralni podatki poljubna svetloba N opazovalec funkcije spektralnih vrednosti prikaz barve svetloba N CILJNE BARVE XYZN www.dejana.si KromaNčna prilagoditev – CAT (angl. ChromaNc AdaptaNon Transform) zajem barve ali RGB svetloba 1 VHODNE BARVE XYZ1 www.dejana.si CAT prikaz barve svetloba 2 CILJNE BARVE XYZ2 Izračun ciljnih XYZ matrična linearna preslikava, ki vključuje S1 in S2 ter matriko, ki predstavlja poenostavljen zapis občutljivosti človeškega očesa [ X DYD Z D ] = [ X SYS Z S ][ M ]
ciljne barve (D ‐ destination colour) www.dejana.si vhodne barve (S ‐ source colour) CAT Temelj: posamezna prilagoditev prirasta ali primanjkljaja pri treh senzorjih v človeškem vizualnem sistemu valovna dolžina (nm) www.dejana.si Uporabnost CAT •  MBZ •  Barvna preslikava (bela točka vhodnega in ciljnega prostora različni) sRGB XYZD65
•  CIECAT02 www.dejana.si CAT CMCCON02 XYZD50 Beta RGB Različni modeli CAT von Kries Bradfordska, Lam (1985) CIECAT94, Nayatani s sodelavci, CIE (1994) stopnja osvetljenosti in prilagoditve kompleksen glede na dane rezultate www.dejana.si Različni modeli CAT CMCCAT97 ‐ modiWikacija Bradfordskega CAT ‐ stopnja prilagoditve (LA in F odvisen od pogojev opazovanja) ‐ CIECAM97s ‐ nereverzibilen $[ D(B /B P ) + 1" D] B P
WR
WT
&
BC = %
P
&'"[ D(BWR /BWT ) + 1" D] # B
www.dejana.si P = (BWT /BWR ) 0.0834
!
P
Različni modeli CAT CMCCAT2000 CIECAM2000 ‐ stopnja prilagoditve (LA in LAR), ‐ reverzibilen CIECAT02 CIECAM02, CMCCON02 ‐ nastala z manjšo revizijo CMCCAT2000 www.dejana.si Barvna konstanca •  sprememba barve pod različnimi svetlobnimi viri •  indeks barvne nekonstance CMCCON02 •  vključuje CIECAT02 in ΔE •  ločeno od metamerije www.dejana.si Primerjava Osnovna barvna metrika (izoliran dražljaj): •  zahtevajo standardizirane pogoje (svetloba, opazovalec), •  ne upošteva vplivov okolice Realno življenje •  pojavi povezani z barvnim zaznavanjem www.dejana.si Model barvnega zaznavanja časovno konstantni dražljaji stopnja prilagoditve opazovalca Prostor razdelimo na štiri polja glede na center pozornosti: •  center pozornosti (dražljaj) •  neposredna okolica •  ozadje •  okolica www.dejana.si Prostorska opredelitev CIECAM97s in CIECAM02 (brez neposredne okolice) www.dejana.si Modeli barvnega zaznavanja 1.  kromatična prilagoditev 2.  določitev izhodiščnih podatkov 3.  izračun 6 dimenzij barvnega videza: sijavost (brightness, Q) svetlost (lightness, J) barvitost (colorfulness, M) kroma (chroma, C) nasičenost (saturation, s) barvni ton (hue, h) www.dejana.si CIECAM97s ‐ nastanek •  CIE (1996): odločitev •  CIE (1997) TC 1‐34 sprejel CIECAM97s •  sprva: zelo dober in zanesljiv •  nato: predlogi za njegove popravke www.dejana.si CIECAM97s – 1. korak CMCCAT97 •  temelj Bradfordski CAT •  nereverzibilen •  nadgrajena s funkcijo osvetljenosti ter stopnjo prilagoditve opazovalca www.dejana.si CIECAM97s – 2. korak DOLOČITEV IZHODIŠČNIH PODATKOV •  Bela v okolju prilagoditve: xwywYw (D65, če je sRGB) •  Osvetljenost testnega področja prilagoditve [cd m‐2]: LA xbybYb vhod xyY www.dejana.si xbybYb izhod 5 tipov osvetljenosti okolice: • 
• 
• 
• 
• 
povprečna osvetlitev povprečna osvetlitev, kot opazovanja > 4° (angl. Average) mračno okolje (angl. Dim) temno okolje (angl. Dark) difuzna osvetlitev (angl. Cut‐sheet) 3. korak: Q, J, M, C, s, h www.dejana.si CIECAM02 ‐ nastanek •  objavila CIE TC 8‐01 (2002) •  izboljšava CIECAM97s •  najbolj aktualen MBZ www.dejana.si CIECAM02 1. korak: CIECAT02 2. korak: določitev izhodiščnih podatkov 3 tipi osvetljenosti okolice: povprečno (average) mračno (dim) temno okolje (dark) 3. korak: Q, J, M, C, s, h www.dejana.si Kaj lahko napovesta CIECAM97s in CIECAM02? •  Q,, J, M, C, s, h •  široko območe stopenj osvetljenosti in CAT •  ni uporaben: ekstremno svetli pogoji ekstremno temni pogoji www.dejana.si Uporabnost CIECAM •  za napoved barve z namenom ohranjanja barvne zaznave •  pri barvnem upravljanju (barvne preslikave) www.dejana.si Uporabnost CIECAM ICC barvno upravljanje F, LA, LAR P1 RGB XYZD50 www.dejana.si F, LA, LAR P2 XYZD50 CMYK Hvala za pozornost Dejana Javoršek www.dejana.si e‐mail: [email protected] www.dejana.si