Funzione di corrispondenza dei colori: Comprendere la sensibilità spettrale nella visione artificiale

Di Fouad Sabry

Cos'è la funzione di corrispondenza dei colori

Gli spazi colore designati dalla CIE nel 1931 sono le prime relazioni quantitative che sono state delineate tra le distribuzioni delle lunghezze d'onda nello spettro visibile elettromagnetico e i colori che sono fisiologicamente visti dagli esseri umani nella loro visione dei colori. Quando si tratta di gestione del colore, le relazioni matematiche che definiscono questi spazi colore sono strumenti chiave. Ciò è particolarmente vero quando si lavora con inchiostri a colori, display illuminati e dispositivi di registrazione come le fotocamere digitali. Nel 1931, la "Commission Internationale de l'éclairage", che in inglese viene tradotta come Commissione internazionale sull'illuminazione, era l'organizzazione responsabile della progettazione del sistema.

I vantaggi che ne trarrai

(I) Approfondimenti e convalide sui seguenti argomenti:

Capitolo 1: Spazio colore CIE 1931

Capitolo 2: Funzione di efficienza luminosa

Capitolo 3: Bilanciamento del colore

Capitolo 4: Luogo di Planckiano

Capitolo 5: Metodo di riferimento standard

Capitolo 6: Luminanza relativa

Capitolo 7: CIECAM02

Capitolo 8: Illuminante standard

Capitolo 9: Spazio colore CIE 1960

Capitolo 10: OSA-UCS

(II) Rispondere alle principali domande del pubblico sulla funzione di corrispondenza dei colori.

(III) Esempi reali dell'utilizzo della funzione di corrispondenza dei colori in molti campi.

A chi è rivolto questo libro

Professionisti, studenti universitari e laureati, appassionati, hobbisti e coloro che desiderano andare oltre le conoscenze o le informazioni di base per qualsiasi tipo di funzione di corrispondenza dei colori.

 

 

• Lingua: Italiano
• Editore: Un Miliardo Di Ben Informato [Italian]
• Data di uscita: 30 apr 2024

Anteprima del libro

Capitolo 1: Spazio colore CIE 1931

Per la prima volta, gli spazi colore CIE 1931 forniscono connessioni quantificabili tra le varie distribuzioni di lunghezze d'onda nello spettro elettromagnetico visibile, i colori così come vengono elaborati biologicamente durante la percezione umana del colore.

La gestione del colore si basa in larga misura sulle relazioni matematiche che definiscono questi spazi colore, gli inchiostri colorati sono fondamentali quando si ha a che fare con display illuminati e strumenti di acquisizione video come le fotocamere digitali.

Il sistema è stato progettato nel 1931 dalla Commission Internationale de l'éclairage, la Commissione Internazionale per l'Illuminazione come viene comunemente chiamata in inglese.

Sia lo spazio colore RGB CIE 1931 che lo spazio colore CIE 1931 XYZ sono stati sviluppati dal CIE nel 1931. Lo spazio colore CIE XYZ è stato sviluppato a partire dallo spazio colore CIE RGB, che è stato specificato utilizzando una combinazione di dati sperimentali.

Sia gli spazi colore CIE 1931 che CIELUV 1976 sono ancora frequentemente utilizzati.

In un occhio umano sano, ci sono tre tipi di cellule coniche sensibili alla luce, ciascuna con una diversa sensibilità spettrale di picco: corta (S), media (M) e lunga (L) (560 nm - 580 nm). Le cellule coniche sono responsabili della percezione umana del colore in condizioni di luce intensa; Le situazioni di scarsa illuminazione attivano i recettori monocromatici per la visione notturna a bassa luminosità noti come cellule a bastoncello. Pertanto, tutta la percezione umana del colore può essere descritta, in linea di principio, da una serie di tre parametri che corrispondono ai livelli di stimolo dei tre tipi di cellule coniche. Una specificazione tristimolo del colore oggettivo dello spettro luminoso è formata pesando uno spettro di potenza luminosa totale per le sensibilità spettrali distinte dei tre tipi di cellule coniche, producendo tre valori efficaci di stimolo. Lo spazio colore LMS è una rappresentazione tridimensionale dei tre parametri, S, M e L, ed è solo uno dei tanti spazi colore sviluppati per quantificare la percezione umana del colore.

A differenza dello spazio colore LMS stabilito dalle sensibilità dello spettro delle cellule dei coni, uno spazio colore mappa una varietà di colori creati fisicamente da luce mista, pigmenti, ecc. a una descrizione oggettiva delle sensazioni cromatiche registrate nell'occhio umano. In un modello di colore tricromatico additivo, i valori tristimolo di uno spazio colore possono essere considerati come proporzioni delle tre tonalità primarie. Alcuni spazi colore, come LMS e XYZ, utilizzano colori primari che non sono veri colori poiché non possono essere prodotti con un determinato set di lunghezze d'onda della luce.

Tutte le percezioni del colore accessibili al normale occhio umano sono incluse nello spazio colore CIE XYZ. Ecco perché lo spazio colore CIE XYZ (Tristimulus values) funziona su tutte le piattaforme. Molti altri spazi colore sono definiti in relazione ad esso come standard. Gli spettri di luce creati fisicamente vengono abbinati a valori tristimolo specificati utilizzando una serie di funzioni di corrispondenza dei colori simili alle curve di sensibilità spettrale dello spazio colore LMS, ma non limitate alle sensibilità non negative.

Innanzitutto, daremo un'occhiata a due sorgenti luminose che emettono entrambe luce, ma ciascuna emette una combinazione unica di lunghezze d'onda. Il fenomeno in cui luci di colore diverso sembrano condividere la stessa tonalità è noto come metamerismo. Indipendentemente dalla loro distribuzione spettrale della potenza, le sorgenti luminose che creano gli stessi valori di tristimolo appaiono all'osservatore dello stesso colore.

Tutti e tre i tipi di cellule coniche sono stimolati dalla maggior parte delle lunghezze d'onda a causa della sovrapposizione delle loro curve di sensibilità spettrale. Pertanto, ci sono alcuni valori tristimolo che non possono mai verificarsi in natura, come i valori tristimolo LMS in cui la componente M è diversa da zero ma le componenti L e S sono entrambe zero. La cromaticità dei colori spettrali puri si trova al di fuori del triangolo dei colori definito dai colori fondamentali, quindi in qualsiasi spazio cromatico additivo tricromatico convenzionale, come gli spazi colore RGB, ciò indicherebbe valori negativi per almeno uno dei tre primari. I colori primari immaginari e le funzioni di corrispondenza dei colori sono stati sviluppati per eliminare la necessità di valori RGB negativi e avere un singolo componente che spieghi la luminosità percepita. I valori tristimolo risultanti sono simboleggiati dalle lettere X, Y e Z nello spazio colore definito dalla CIE 1931. Tutte le combinazioni di coordinate X, Y e Z non negative sono significative; tuttavia, molte delle posizioni primarie, come [1, 0, 0], [0, 1, 0] e [0, 0, 1], corrispondono a colori immaginari al di fuori dello spazio delle possibili coordinate LMS; I colori che non si mappano su alcuna distribuzione spettrale di lunghezze d'onda non sono reali.

Secondo lo standard CIE 1931, la luminanza, indicata con Y,, simile al blu è la lettera Z. (di CIE RGB) e X è un mix delle tre curve CIE RGB scelte per essere non negative (vedi § Definizione dello spazio colore CIE XYZ).

L'effetto pratico della designazione di Y come luminosità è che