Користувач:Sasha1024/Колірні простори CIE 1931
Ко́лірні про́стори CIE 1931 вперше визначили кількісний зв'язок між розподілами довжин хвиль видимої частини електромагнітного спектра й кольорами, що людина відчуває (див. кольоровідчуття). Математичні формули, що визначають ці колірні простори, важливі для керування кольором[en], що потрібне при роботі з кольоровими чорнилами, дисплеями й відеокамерами.
Колірні простори CIE 1931 RGB й CIE 1931 XYZ було створено Міжнародною комісією з освітленості (CIE) 1931 року. Вони — результат серії експериментів, проведених наприкінці 1920-х років Вільямом Девідом Райтом (William David Wright; покладався на 10 спостерігачів) і Джоном Ґілдом (John Guild; покладався на 7 спостерігачів). Результати експериментів було об'єднано в специфікацію колірного простору CIE RGB, з якого потім було виведено колірний простір CIE XYZ.
Колірні простори CIE 1931 усе ще широко використовуються — як і колірний простір CIELUV[en] 1976 року.
Колірні координати[ред. | ред. код]
Людське око з нормальним зором має три типи клітин-колбочок, що відчувають світло; вони мають піки спектральної чутливості[en] для коротких (420–440 нм), середніх (530–540 нм) і довгих (560–580 нм) довжин хвиль (такі колбочки називаються відповідно S-, M- й L-колбочками — від англ. short «короткий», middle «середній» і long «довгий» відповідно). Ці клітини — основа людського сприйняття кольору в умовах середньої чи високої освітленості (у дуже тьмяному світлі кольоровідчуття послаблюється й починають діяти клітини-палички — монохроматичні рецептори, пристосовані до низької освітленості, так званого «нічного бачення»). Таким чином, три параметри, що відповідають рівням збудження трьох типів колбочок, у принципі можуть описувати будь-яке колірне відчуття, на яке здатна людина. Спектральна густина світла, з урахуванням спектральних чутливостей трьох типів колбочок, задає рівні збудження трьох типів колбочок; таким чином величини збудження трьох типів колбочок певною мірою описують об'єктивний спектральний колір. Їх називають «S», «M» й «L», і вони утворюють тривімірний колірний простір LMS[en] — один із багатьох колірних просторів, створених для кількісної оцінки людського кольоровідчуття.
Колірні простори відображують кольори, утворені фізично (від пігментів, джерел світла тощо), в об'єктивні описи колірних відчуттів — зазвичай використовуючи три координати, але найчастіше не LMS. Три відповідні координати можна уявляти кількостями певних трьох основних кольорів у трихроматичній адитивній колірній моделі. У деяких колірних просторах, зокрема LMS і XYZ, основні кольори несправжні — у тому розумінні, що їх неможливо створити жодним спектром світла.
Колірний простір CIE XYZ охоплює всі колірні відчуття, на які здатна людина з середньостатистичним зором. Ось чому три координати CIE XYZ є способом представити колір незалежно від пристрою. Цей колірний простір служить стандартним еталоном, на основі якого визначають багато інших колірних просторів. Три функції відповідності кольорів (як спектральні чутливості в LMS, але без обмеження на від'ємні значення) прив'язують фізично утворені спектри з трійками координат простору.
Розгляньмо два джерела світла, що складаються з різних сумішей довжин хвиль. Людині може здаватися, що вони одного кольору; це називається метамерією. Спостерігач бачить джерела світла як такі, що мають однаковий колір, коли вони збуджують його клітини-колбочки однаково, незалежно від того, які спектральні густини випромінень у цих джерел насправді.
Більшість довжин хвиль збуджують відразу дві чи три типи колбочок, бо криві спектральних чутливостей різних типів колбочок перетинаються. Таким чином деякі комбінації рівнів збуджень колбочок фізично неможливі, наприклад, ненульове збудження M-колбочок при нульовому збудженні S- і L-колбочок. Більше того, у будь-якому колірному просторі на базі фізично можливих кольорів координати чистих спектральних кольорів частково будуть від'ємними, оскільки частина чистих спектральні кольорів будуть поза трикутником з вершинами в основних кольорах. Щоб запобігти таким від'ємним координатам, а також задля того, щоб одна з координат описувала яскравість, в CIE 1931 XYZ використовуються «уявні» основні кольори. Відповідні координати називаються «X», «Y» і «Z». У просторі XYZ усі трійки невід'ємних координат мають зміст, але багато з них (трійок координат), наприклад, (1; 0; 0), відповідають уявним/неможливим кольорам; такі кольори не відповідають жодному спектральному розподілу довжин хвиль і тому фізично неможливі.
Значення X, Y і Z[ред. | ред. код]
Оцінюючи відносну яскравість різних кольорів при доброму освітленні, люди схильні сприймати світло в зелених частинах спектру як яскравіше, ніж червоне або синє світло тієї ж потужності. Таким чином функція спектральної світлової ефективності монохроматичного випромінювання[en] — тобто функція, що описує те, наскільки яскравим ми бачимо світло різних довжин хвиль, — доволі схожа на функцію спектральної чутливості M-колбочок.
Модель CIE спирається на цей факт, називаючи Y яскравістю. Z майже дорівнює рівню збудження S-колбочок («синіх»), а X — суміш кривих (рівнів збудження колбочок різних типів), обрана так, щоб бути невід'ємною. Таким чином координати XYZ аналогічні координатам LMS (тобто рівням збудження колбочок), але не дорівнюють їм. Визначивши Y як яскравість, маємо такий корисний наслідок, що для будь-якого заданого значення Y площина XZ буде містити всі можливі chromaticities[en] при цій яскравості.
Масштаб координат X, Y і Z часто обирають таким, щоб Y=1 чи Y=100 відповідало найяскравішому білому кольору, доступному на певному пристрої. У таких випадках Y називають відносною яскравістю. …