Färg rymd

Färgmodell, här enligt HSV

Alla färger i en färgmodell som faktiskt kan matas ut med en färgmetod representeras i det tredimensionella färgutrymmet . Varje färgmetod har sitt eget färgutrymme. En lista över alla färglokaler (singular: kromaticitet ) i en färgmodell är färgkropparna .

Alla procedurer och tillhörande anordningar och material som kan producera färg kallas färgmetoder. Sådana processer är skrivare , bildskärmar , exponeringar , konsttryck , lackering eller manuell applicering.

Definitioner

  • Olika representationer av färgmodeller och färgutrymmen

  • Runges färgboll 1810

  • Animering av färgrymd

  • HSB-modell: Ändra en av tre nödvändiga variabler i varje fall

Färg

Färger, mer exakt benämnt färgvalens i kolorimetri, är baserade på färgstimuli som skiljer sig åt i deras spektralkomposition . På grund av behovet av att kunna definiera dessa skillnader exakt har olika färgmodeller utvecklats. Grunden för detta är Graßmanns lagar . Varje färg kan definieras med ett färgnamn (beskrivande ord), men också genom den numeriska färgplatsen. Beroende på färgmodellen kan färgen beskrivas tydligt med tre sådana variabler beroende på ljusstyrka, mättnad och nyans, men också enligt ljus / mörk, röd / grön och gul / blå värden.

Färgsystem

Ett färgsystem är systemet för ordning av färgvalenserna, som producerar färger på olika sätt: genom att "blanda" ljus som ljusa färger eller använda färgämnen på ett bärarmaterial som kroppsfärger . Beroende på applikation kan ett annat antal basfärger användas: minst tre men även fyra eller flera färgämnen används. Dessa är dock inte längre oberoende av varandra.

Färgsystemet representerar alltid bara grundprincipen för färgblandning, aldrig det tekniska genomförandet av färgmetoden. Detta är tydligast i färgen vit . Beroende på vilken färgmetod som används kan detta vara glittrande och bländande, men också matt och tråkigt. Båda sätten att representera vitt strider inte mot det underliggande färgsystemet.

Färgmodell

Färgmodell

Färgmodellen uppstår från det abstrakta färgsystemet mestadels tredimensionellt för den praktiska representationen, som kan ha olika former. Inom modellerna tilldelas alla färger unika numeriska värden, färgplatserna.

Om färgfärgen för en färg ändras med hjälp av programvara inom samma färgmodell kan information gå förlorad. Dessa kvalitetsförluster uppstår också genom överföringsvägen fram till färgmetoden. Detta kan inte förhindras, bara minskas. Att öka antalet differentieringsnivåer inom färgmodellen och lämplig färghantering är mest effektiva. Den färgmodell som används är bäraren av informationen om skärpa och så påverkar modellen i sin tur resultatet av skärpa i fotografering.

Färgkroppar

Färgkroppen är den geometriska kropp som färgmodellen kan representeras med. För Philipp Otto Runge var sfären, Erwin Schrödinger föreslog färgkroppen enligt Siegfried Rösch , Wilhelm Ostwald valde dubbelkon och Harald Küppers i rhombohedron . Det är ett systematiskt arrangemang i det täta, kontinuerliga sammanhanget för alla färgplatser i det underliggande färgsystemet.

Färgplats

Den färg lokus ( plural : färg loci , inte bläck typ) ligger som en punkt i eller på de färgkroppar, och beskrivs i dess läge i färgrymden med lämpliga koordinater. Denna plats representerar den överenskomna färgen. Färgplatser kan kontinuerligt beskrivas i färgutrymmen, deras verkliga presentation i färgatlaser är å andra sidan naturligtvis bara möjligt.

Färg rymd

Skärm och tryckpressområde i CIELAB-färgutrymmet

Färgutrymmet för en färgmetod inkluderar, om möjligt, alla färger som kan representeras inom färgmodellen. När färgerepresentationen förverkligas är alla färgmetoder oundvikligen förlorade. Vissa färger har en definierad färgplats, men kan inte representeras med tillgängliga färgämnen. Färgerna som kan representeras bildar en kropp inom färgmodellen , även känd som spektret . Denna kropp kallas färgutrymmet; i idealfallet kan färgutrymmet täcka hela färgmodellen. Färgrum används för att visualisera skillnader mellan ett idealt tillstånd och den nödvändiga verkligheten.

Översikt

Platsen för vissa tekniska färgrymden på xy-kromacitetsnivån
  • Den mängd färger som presenteras i en färgrymd är totaliteten av alla färg stimuli som uppfattas av synsinnet . Till exempel bildar mängden färger som är synliga på en skärm ett färgrymd, i detta fall enhetens färgutrymme på skärmen med koordinaterna R (ot), G (grön) och B (ljummet).
  • Flera (materiella) grundfärger kan också spänna över det definierade och begränsade mätutrymmet för dessa färger. Endast de färgvalenser som definieras som oberoende av varandra enligt Graßmanns lagar kan väljas som grundfärger i en färgmodell .
  • Färger kvantifieras med en färgmodell . En färgmodell är ett koordinatsystem med baskoordinater som motsvarar de valda färgvalenserna. De numeriska specifikationerna är placeringsvektorer för färgmodellen. De kan specificeras i form av en tupel (här 3-tupel).
  • Färgrum är ett nödvändigt verktyg i kolorimetrin , där den enhetsinducerade omvandlingen av reproduktioner och design ( färghantering olika) och läror om objektfärger . Som en ”verklighetsmodell” är ett färgutrymme föremål för dess definitions gränser.
  • Syftet med utformningen av färgutrymmen är att uppnå överensstämmelse med mänsklig färguppfattning inom modellgränserna . Ingångsenheten och utmatningsenheten måste koordineras med varandra. Förbättrade färgmetoder skapar i sin tur nya krav för färghantering.

Färgkänsla

Som regel har det mänskliga ögat tre typer av kottar som, som färgkänsliga receptorer, möjliggör "färgsyn". Den spektrala känsligheten hos konerna i sin tur täcker en sub-intervall av synligt ljus.

Färgsyn kan beskrivas i tre dimensioner. Detta uttalande är baserat på Graßmanns första lag , så att ett färgrymd (här som ett färgrymd) är tredimensionellt. Anledningen till detta är stimulansintensiteten på de tre färgreceptorerna . Den färg valens (i vardagligt tal ”färgen” ) representeras av tre vektor längder till färgen plats en punkt i färgrymden. Tredimensionalitet hade länge varit känt för målare och beskrevs först av Thomas Young med trefärgsteorin .

När man återger kroppsfärger är det knappast möjligt att reproducera spektralt, eftersom olika material eller apparatsystem eller de olika färgmetoderna knappast lämnar samma intryck, och den (verkliga) färgen påverkas också av omgivande förhållanden. Fenomenet metamerism beskriver att färger kan uppstå på olika sätt från tre grundläggande färger. För praktiska ändamål kan färger med tre grundvalenser vanligtvis representeras med tillräcklig noggrannhet, så länge förhållandena inte ändras för mycket. Den frekventa mångfalden av spektralkompositioner är för individen till tre upplevda Zapf-värden som visas .

Överför från tillsats till subtraktiv

De självlysande egenskaperna hos tillsatsfärgblandningen skapar ett högt kontrastområde . "Ljusstyrkan" i denna luminans ger inte bara ett högt intryck av skärpa , utan tillåter också färgrepresentationer som endast är möjliga genom tillsats av färgblandning.

När det gäller subtraktiv färgblandning ( kroppsfärg ), eftersom andra primärfärger används, kan andra färger visas än i fallet med additiv färgblandning. Färgrummen för enheter med additiv och subtraktiv färgblandning skiljer sig fundamentalt från varandra. Å andra sidan innehåller båda också många färger som de kan representera tillsammans. På grund av dessa likheter är färgseparation i första hand möjlig.

Det blir problematiskt när färgmetoderna inte längre beaktas under standardförhållanden . Den subtraktiva färgblandningen "lever" från reflekterat ljus, medan tillsatsfärgblandningen använder självlysande färger. Båda reagerar olika på förändringen i omgivande ljus - även den bästa färghanteringen kan (ännu) inte uppnå något här.

Grå karaktär producerad på papper av en bläckstråleskrivare

Ett vanligt praktiskt fall för färgseparation är konvertering av RGB- data (tillsats, t.ex. från skärmen) till CMYK- systemet för utskrift (subtraktiv). Övergången från tillsats till subtraktiv blandning sker via en enkel omvandling av färgrymden från enhet till enhet, eftersom tryckpigmentens icke-linjära blandningsbeteende såväl som pappersfärgen (eventuellt med färggjutning ) måste vara beaktats. Eftersom färgtäckningen inte är linjär under utskrift är omvandlingen av färgutrymme betydligt svårare. Detta kräver speciella färgrymder (ICC) eller LUT (uppslagstabell) som skapats för detta ändamål.

Ett annat problem med denna omvandling är användningen av olika mängder färg, tre eller fyra färger, eller mer som när du använder spotfärger .

Svart används också främst av följande skäl vid tryckning (dessutom är kolsvart ett effektivt färgämne):

  • Om svart eller mörkgrå ska visas subtraktivt med en färgmetod är det mer ekonomiskt att använda svart som en separat färg. Representationen av svart från endast tre färger är mycket komplex, dyr, ibland omöjlig på grund av den faktiska absorptionen av färgpigmenten och används därför (nästan) endast i färgfotografering.
  • Den subtraktiva färgblandningen saknar det höga kontrastområde som är inneboende i tillsatsblandningen. Tillägget av svart förbättrar det subjektiva intrycket av kontrast (skrivaren talar om djup).
  • Eftersom utskriftsprocesser är rasterorienterade processer finns det starka subjektiva skärpförluster när känsliga färger visas. De gallerbredden ökar, så att bilden detalj innehåller mindre information, vilket tolkas av ögat som en förlust av skärpa. Tillägget av svart skapar en subjektiv ersättning för denna förlust. Däremot kan grå värden som ska skrivas ut av samma anledning ofta genereras bättre från kompositfärger än från svart.

På grund av problem som icke-linjärt färgbeteende, skillnader i färgmängd, förlust av luminans, subjektiv skärpskompensation, är färgseparation mycket tidskrävande.

När det gäller fotoreproduktion är exponering en klar fördel, eftersom den använder samma färgmodell (nämligen RGB ) som ingångsenheterna ( scanner , kamera ) och kontrollenheten ( skärm ). Endast för det färdiga fotot (färgmetoden) behöver tillsatsen överföras till den subtraktiva färgblandningen.

Färgavstånd och jämn avstånd

Det finns inga enheter som kan fånga eller generera människans uppfattning i full färg. MacAdam arbetade med en kolorimetri som skulle möjliggöra lika avstånd mellan färgavstånd, färgavstånd bör uppfattas som visuellt samma. Sådan kolorimetri har som konsekvens att parametrarna för färgskillnader beror på positionen i kromatisitetsdiagrammet eller kromatisitetsdiagrammet.

Att representera den mänskliga uppfattningen av färgavstånd i tekniskt definierade färgutrymmen resulterar i toleransellipser av samma färguppfattning i CIE-färgutrymmet, känd som MacAdam-ellipser . Här är utgångspunkten för vidareutveckling av högre kolorimetri. Ytterligare arbete på detta område utfördes av Walter S. Stiles och D. Farnsworth. Stiles utvecklade ett linjeelement som beskriver ekvidistant upplevd färgavstånd matematiskt som lika långt (med samma avstånd). Farnsworth utvecklade en icke-linjär transformation som deformerar alla MacAdams ellipser till cirklar. CIE skapade ursprungligen UCS-färgutrymmet i flera versioner som en lösning. Senare (1976) presenterades både Lab-färgutrymmet (föredraget för kroppsfärger) och LUV-färgutrymmet (föredraget för ljusa färger) som lika stora mellanrum.

historia

Runges färgboll 1810
Exempel på ett modernt färgutrymme: DIN99 optimal färgkropp i snittvy. Snittplan för ljusstyrka L 99 = 5 till 95 i steg om tio. a 99 handlar om den gulblå riktningen för Runges färgkula, b 99 representerar den rödgröna riktningen. En avlägsen likhet med Runges färgkula kan ses. Förvrängningarna orsakas av det faktum att i moderna färgutrymmen är länken mellan färger och ljusstyrka införlivad. Ytan på denna fasta färg skapas av spektra som motsvarar det rektangulära spektrum som visas nedan. Ytan representerar helheten av alla optimala färger (färger med högsta mättnad och ljusstyrka). Volymen på färgkroppen representerar alla teoretiskt realiserbara färger.
Rektangulärt spektrum av medeloptimal färg enligt Ostwald, här med en bredd på 40 nm (550 nm till 590 nm)

Även om Leonardo da Vinci redan hade försökt ordna färger konstnärligt, fastnade försöken på grund av bristen på teoretiska grunder. Omkring 1800, vid tiden för Goethes intresse för färgteori, var idéer om färger mycket subjektiva. Målet var fortfarande främst att göra relationerna mellan färger lättare för målare. Runges färgboll är ett exempel .

Omkring 1900 krävde den framåtriktade industrialiseringen numeriska färgspecifikationer, även utan en för närvarande tillgänglig färgmall skulle det vara möjligt att definiera en design. Arbetet med Munsell , Ostwald , Rösch och Schrödinger föregick detta mål att ordna de olika färgnyanserna . Viktiga fysiska principer kommer från Maxwell , Young , Hering . Mätningar av färgstimulans utfördes 1928 av William David Wright och Guild.

Som ett resultat av detta arbete blev den första standardiseringen av ett färgutrymme av International Commission on Illumination (CIE) möjlig. Utarbetandet av CIE är rekommendationer som möjliggör global samordning av de speciella kommittéerna för enhetsklasserna.

Den första färgmodellen föreslogs av CIE 1931 med tristimulusmodellen . Denna modell baserades på den genomsnittliga 2 ° normala observatören (från en grupp av 17 testpersoner). Detta synfält på 2 ° motsvarar storleken på näthinnan med den tätaste packningen av kottar (färgreceptorer) i det mänskliga ögat, fovea . Eftersom provytorna för provtagning var större, introducerades dock tristimulusmodellen för den 10 ° normala observatören 1964. Eftersom dagens mått för små färgade skärmar, till exempel för MP3-spelare, bärbara spelkonsoler och mobiltelefoner, är mycket små, blir den 2 ° normala observatören från 1931 igen viktig för små betraktningsvinklar. Redan på 1940-talet upptäckte MacAdam ett problem i xy-området: den perceptuella ojämnheten i XYZ-modellen (även känd som (sko) sulan) ledde till att xy-området förvandlades till UCS-systemet (Uniform Chromaticity Scale, Yuv och Yu'v ') deformerades på ett sådant sätt att färgskillnaderna kom mycket nära idealet om perceptuell enhetlighet (lika färgskillnader i färgutrymme och upplevda färgskillnader). I det ursprungliga xy-planet varierar toleransellipsens storlek ungefär med en faktor 20, med de minsta ellipserna i det blå området och de största ellipserna i det gröna området i diagrammet. I UCS-systemet 1976 minskade denna ojämnhet kraftigt. Storleken på toleransellipserna i CIE 1976 UCS-diagram (u'v'-diagram) fluktuerar bara ungefär med en faktor 4. Enligt MacAdam är detta det bästa värdet som kan uppnås genom transformationer av denna typ.

Kromatiseringsområdet eliminerar den tredje axeln för ljusreferensvärdet A, vilket likställs med tristimulusvärdet Y. Luminansvärdet kallas också L (Luminans).

1976 antog CIE både modellerna L * a * b * och L * u * v *. I båda systemen, justeringen av färgskillnader i färgutrymmet till är uppfattningen uppnås genom att båda systemen använder en term för L *, som innehåller den tredje roten ur kvoten av tristimulus värdet Y och den vita punkten Y n . Denna term används för att imitera den logaritmiska ljusuppfattningen hos den mänskliga visuella apparaten . Denna icke-linjäritet flyter också in i värdena * och b * eller u * och v *. Den icke-linjära omvandlingen är reversibel. L * a * b * -modellen föredras för kroppsfärger och kan representeras i polära koordinater (mer exakt cylindriska koordinater ), i form av L * C * h ° -systemet, istället för i kartesiska koordinater . Den cylindriska representationen ger ytterligare koordinaterna C * (chroma) och nyansvinkeln h ° (nyans). L * u * v * -systemet är mer lämpligt för ljusa färger, eftersom det har ett tillhörande kromatiseringsdiagram. L * u * v * kan också omvandlas till cylindriska koordinater med de ytterligare parametrarna C * (chroma), h uv (nyans). En tredje parameter, s uv (psykometrisk mättnad), i motsats till L * C * h ° -systemet, kan också härledas.

Utvecklingen och standardiseringen av fotografiska och elektroniska enheter resulterade i ett antal speciellt utvalda RGB-färgutrymmen (sRGB, Adobe RGB 1998), som var anpassade till fosforerna som användes för rött, grönt och blått och för realiserbara filter (TFT-skärmar). Målet är att göra rättvisa mot de färgstimuli som kan representeras med den. I representationer på kromacitetsdiagrammet (xy-området för CIE) är RGB-system färgområden inom fosforerna (materialförverkligande av strålningen exciterad av elektroner i det önskade spektralområdet). Eftersom xy-området (skosula, hästsko en: hästsko) definierar de maximalt märkbara färgerna måste RGB-färgtyperna ligga inom spektrala färgintervall.

Med framstegen inom matematisk topologi och å andra sidan de ökande kraven på reproducerbarheten av färgintrycket i elektronisk inspelning och uppspelningsteknik, kommer ytterligare justeringar av verkligheten att krävas. Denna trend illustreras av formlerna för färgavstånd (ΔE), som definierar dimensionen i färgutrymmet och modifierades 1976, 1994 och 2000. ICC-profilerna representerar en liknande trend , med dessa applikationsorienterade, även enhetsorienterade arbetsfärgytor bildas. Vid färghantering är det möjligt att bestämma enheternas speciella färgutrymmen för anpassning av färgåtergivning / konvertering med olika enhetskategorier. Med hjälp av matrisberäkning eller LUT (uppslagstabeller) förvandlas färgplatsen från det speciella arbetsutrymmet för utmatningsenheten till ett lämpligt (om möjligt) omfattande färgutrymme som ett mellanresultat för att bestämma färgplatsen i arbetet målenhetens färgutrymme från detta "mellanliggande utrymme" (kommunikationsfärgutrymme).

utvecklingen

30 till 40 färgmodeller har hittills skapats, som skiljer sig åt i det avsedda användningsområdet. Följaktligen kan de kategoriseras i:

Formler för färgavstånd

Färgskillnader kan bestämmas kvantitativt med hjälp av färgskillnadsformler . Resultatet av en sådan formel, AE , anses vara en ganska tillförlitlig indikator på upplevda färgskillnader. Färgskillnadsformeln ΔE 1976, som har förändrats sedan introduktionen av Lab-färgutrymmet 1976, och utvecklingen av dess efterträdare gör det tydligt att detta inte är något trivialt problem. ΔE 1976 bestämdes från det euklidiska avståndsmåttet mellan färgpunkterna. Denna enkla beräkning har väsentligt vidareutvecklats och expanderats till CIE94 (ΔE 1994) och publicerades 1995. CIE94 utvidgades igen 2000 till CIEDE2000 (ΔE 2000). Strängt taget är CIEDE2000 en hybridmodell, eftersom inte bara formlerna för färgavstånd har ändrats utan också en enkel omvandling av LAB-färgutrymmet före den faktiska beräkningen av färgavstånd. Sättet att anpassa färgutrymmet implementerades fullt ut i DIN99-färgutrymmet. Färgskillnadsformeln förblir opåverkad och dess struktur är identisk med originalet ΔE 1976. En annan vanlig färgskillnadsformel är AE CMC (l: c), utvecklad av C olour M easurement C ommittee of the Society of Dyers and Colourists of Great Britain (färgmätningskommitté för Society of Dyers and Colorists Britain), som publicerades 1984: e

I den vidare utvecklingen infördes också öronmärkta faktorer tidigt. Speciellt för textilindustrin (ΔE CMC (l: c)) har speciella korrigeringsfaktorer införts i beräkningarna av färgskillnaden. Dessa faktorer kan också justeras för att bestämma färgavståndet i grafiska applikationer.

Variation av färgrymden

DIN99-färgutrymmet intar en speciell position. Den publicerades först 1999 som ett färgutrymme enligt DIN 6176 och utvecklades senare vidare till DIN 6176: 2001-03. Istället för att anpassa färgavståndsformlerna genomfördes en fullständig omvandling av CIELAB-färgutrymmet. Med detta kan färgavstånd bestämmas som euklidiska avstånd enligt samma princip som ΔE i CIELAB-färgutrymmet.

Ekonomisk betydelse av färgskillnaden

Färgskillnaden är intressant för utkast till kontrakt (vilken färg måste "Ferrari röd" bilfärg vara?) Och även för färgformulering. Speciellt med färger med högt igenkänningsvärde , vilket är vanligt med många varumärken som företagsidentitet , är en konsekvent felfri färgproduktion (åter) produktion och rendering mycket viktig. Inom transportområdet är färger exakt föreskrivna för ljussignaler som trafikljus. Följaktligen måste de levereras av tillverkaren i exakt färg. Med "vitgrå" (nästan akromatiska) färger finns det också problemet att även de minsta avvikelserna kan leda till tydligt märkbara färggjutningar (färger på byxor och jacka "biter"), vilket i många områden, till exempel när man köper vägg färger Mönster av kläder eller bilfärg är inte acceptabelt. Det finns allvarliga ekonomiska konsekvenser för tillverkaren eller leverantören.

Färgprover och färgkatalog

Färgkatalog

Representationen av färgrymden realiseras ofta genom abstrakta topografiska beskrivningar. Ett alternativ till detta är färgprover i en färgkatalog . Av tekniska skäl presenteras dock endast utvalda färger. För alla färger i ett färgutrymme, dvs. den kontinuerliga övergången av alla färgplatser, är detta tänkbart för typer av ljus, men inte praktiskt möjligt.

Varianter av färgutrymmets form

Ett färgutrymme beskriver de färger som kan kännas igen eller visas av en inmatningsenhet ( visuell avkänning , kamera , skanner ) eller en utmatningsenhet ( skärm , bildkamera , skrivare , projektor ) under specifika förhållanden. Eftersom alla uppfattar färger individuellt har enheter, åtminstone enhetsklasser, också olika färgrymden där de registrerar eller visar färger. Sådan individualitet beror på produktionsfluktuationer och konstruktionsskillnader.

Ytterligare avvikelser orsakas av optiska effekter som inte beaktas vid mätning av färgutrymmen :

  • Ingångsenheter ( syn , kamera , skanner ) ändrar sin färgkänslighet i stor utsträckning när det finns signifikanta skillnader i ljusstyrka . Eftersom detta fall är mer regel än undantaget i praktiken kan ett färgutrymme som skapas under standardförhållanden endast användas som en guide.
  • Utmatningsenheter ( skärm , bildsättare , skrivare , projektor ) fungerar under vissa ljusförhållanden. Beroende på färgtemperaturen på det omgivande ljuset uppfattas färgerna olika av ögat. Endast en utmatningsenhet som används under vanliga ljusförhållanden ger resultat som kommer nära det tidigare bestämda färgutrymmet.

En stor del av dessa skillnader korrigeras genom automatisk bildoptimering . På så sätt används metameriska effekter som - för att uttrycka det enkelt - simulerar färger . Denna färgsimulering är tekniskt högt utvecklad och en integrerad del av vardagen. Ett typiskt exempel är bläckstråleskrivare, som använder en hög andel svart för att dölja brister i färgerepresentationen.

En utskrift utan extra svart visas till höger. Färgdefekterna är tydligt synliga. Den höga andelen svart i bilden till vänster upplevs ofta som trevlig, eftersom det samtidigt simulerar ett högt intryck av skärpa .

Vissa färgrymder och färgmodeller

Specialiserade modeller och deras utrymmen spelar en roll inom många användningsområden:

Färgvärden i presentationen av Internetsidor

Specifikationen av färgvärdena i Cascading Style Sheets är ett tydligt exempel på en tredimensionell färgmodell. Värdena definieras i systemet för en RGB-färgmodell med rött, grönt och blått. Applikationsfärgutrymmet för rörskärmar är skärmens färgutrymme med de typiska fosforerna som fosforeras i rött, grönt och blått när elektroner är upphetsade. Den underliggande standarden är sRGB , som använder de färgkoordinater som anges i ITU-R BT.709-5-standarden som primära valenser.

CSS av ett par kompletterande färger och den resulterande färgeffekten
background-color:rgb(255,0,229)
background-color:rgb(0,255,150)

I "CSS (-rgb) -modellen" definieras värden mellan 0 och 255 för bakgrunden till webbplatsens fält (dvs. i 2 8 värden). Exemplet säger

  • en "lila" med följande färgvärden
    • r = 255 för den perfekta grundfärgen röd i full renhet och styrka,
    • g = 0 motsvarande för saknad grundfärg grön,
    • b = 229 anger att grundfärgen blå ska vara 1.055 × (229/255) 2.4 - 0.055 = 76% proportionell styrka (se sRGB-färgutrymme )
  • en "grön" med följande färgvärden, (RGB) kompletterande färg
    • r = 0 saknar basfärg röd,
    • g = 255 grundfärg grön i full styrka och intensitet,
    • b = 150 kompletterande basfärg blå i 1.055 × (150/255) 2.4 - 0.055 = 24% proportionell styrka (24% + 76% = 100%)

Färgvärdena för CSS omvandlas av programvaran som används på datorn. De tre skärmfosforerna för rött, grönt och blått styrs i termer av strålstyrka. På tillräckligt avstånd från skärmen leder den här färgstimuleringen användaren till en färgvalens i sitt “individuella konfärgutrymme ”. Detta skapar önskat färgintryck när man tittar på webbplatsen. Tittarens konfärgutrymme ("den" som "nu" tittar på "den här" skärmen.) Är ett LMS-färgutrymme för betraktarens "individer".

Färgsystem för skärmar

Vid blandning av tre primära färger ( RGB-system ) kan färger endast produceras med konventionella displayenheter, såsom rör- och LC-skärmar, inom ramen för emissionskällorna eller genom att absorbera färgämnen (filter). Färgsystem med samma våglängd av färg och ljushet ( HSV ) är bättre lämpade för att beteckna de rena färgerna; den tekniska tolkningen är svårare. Den speciella positionen för de lila / magenta färgerna kan ses i det hästskoformade CIExy- eller CIELuv-färgschemat med den raka linjen som förbinder det yttersta blåvärdet med det yttersta röda värdet.

CIE-systemen

  • Tristimulusutrymme från 1931 (2 ° normal observatör), tillagd 1964 med nya datamängder för ett synfält på 10 ° (10 ° normal observatör)
  • CIE XYZ färgrymdssystem ( kromaticitetsdiagram )
    • Standard färgkarta
    • Eftersom spektralvärdesfunktionen y (λ) motsvarar exakt känsligheten för ljusstyrka när man ser koner, kan den (icke-normaliserade) koordinaten Y användas som ljusstyrka (luminans)
    • Koordinater: Y, x, y eller i standardfärgtabellen endast x, y
  • CIEYUV-färgrymdssystem , även CIE UCS, föreslog 1960, (CIE 1960 UCS, Uniform Chromaticity Scale, de: Einheitliche Farbskala )
    • linjär transformation med CIEXYZ för att minska den platsberoende icke-linjären hos de upplevda färgskillnaderna
    • endast definierade 2D-färgavstånd
    • Trots ofta samma stavning (YUV istället för CIEYUV eller CIEYuv) som inte är relaterad till YUV från videoteknik!
    • Koordinater: Y, u, v
  • YUV-färgmodell (CIE 1964 UCS), föreslog 1964
    • linjär transformation av CIEYUV (Yuv) färgutrymme
    • ytterligare linjär transformation för att minska den platsberoende icke-linjären hos de upplevda färgskillnaderna
    • endast definierade 2D-färgavstånd
    • Koordinater: Y, u ', v'
  • CIELUV färgrymdssystem från 1976
    • icke-linjär transformation av CIEXYZ-färgutrymmet, inkluderar CIE 1964 UCS-färgutrymme (CIEYU'V ') för vitpunkten, omvandlingen är reversibel
    • Den spektrala linjen är den yttre gränsen för färgdiagrammet, så den absoluta mättnaden (relativt spektrallinjen) för en färg kan mätas
    • Färgblandningar ligger på raka linjer i rymden, därför mycket väl lämpade för kolorimetriska beräkningar och representationen av additiva färgblandningar, till exempel för att beskriva självbelysningskällor (ljusfärger)
    • Färgdiagram orienterat psykometriskt och baserat på motsatt färgteori, liknande CIELAB
    • Fokusera på likvärdig färguppfattning, jämförbar med LAB-färgutrymmet
    • Koordinater: L *, u *, v *
  • CIELAB färgrymdssystem från 1976
    • icke-linjär transformation från CIEXYZ, är transformation reversibel
    • Färgdiagram orienterat psykometriskt och baserat på motsatt färgteori
    • Till skillnad från CIELUV är det i CIELAB inte möjligt att mäta den absoluta mättnaden (i förhållande till den spektrala linjen) eftersom spektrallinjen inte har en föredragen position i LAB-färgutrymmet och chroma för en färg visas i diagrammet istället av mättnaden
    • ingen färgplatta tillgänglig
    • god jämvikt med färgavstånd garanterat av den icke-linjära transformationen
    • speciellt används för att beskriva icke-lysande färger (kroppsfärger)
    • Koordinater: L *, a *, b *

System utanför CIE

  • DIN99 färgutrymme , (färgutrymme enligt DIN 6176), sedan 1999
    • Koordinater: , ,
    • Alternativ till färgskillnadsformeln CIE94, jämförbar lika långt
    • På grund av senare vidareutveckling (DIN 6176: 2001-03) förbättrades lika avstånd. Den för närvarande bästa varianten (DIN99d) är kvalitativt mellan CIE94 och CIEDE2000
    • Särskild position jämfört med alla efterträdare för CIELAB, istället för färgskillnadsformlerna, förvandlas hela färgutrymmet
    • Justering av , mörka färger vägs tyngre, ljusa färger komprimeras
    • "Rund" form (lika lång idealform) genom radiell kompression av nyansplanet, därigenom:
    • Färgskillnader nära den akromatiska axeln viktas tyngre av radiell kompression av mättade färger (liknar CIEDE2000)
    • Beräkning enklare än CIE94 och CIEDE2000, är beräknad som, eftersom färgrymden transformeras och de färgavstånds formler förblir opåverkade
      • När det gäller DIN99d-varianten sker en del av transformationen redan i XYZ-färgutrymmet

Färgkomponenter

Färgkomponenter som är väsentliga för CIE-färgrymdssystemen:

Modeller för färg- / bildutseende (CAM / IAM)

Intensiva undersökningar och forskning genomförs för närvarande inom området "Color Appearance Models" ( CAM ), på tyska till exempel: modeller för färgutseende och "Image Appearance Models" ( IAM ), på tyska: modeller för bildernas utseende . Eftersom de matematiska beskrivningarna som endast beräknar färger och färgavstånd inte tar hänsyn till högre nivåer av mänsklig färguppfattning krävs mer avancerade modeller, eftersom ett stort antal andra faktorer kan ha ett starkt inflytande på helhetsintrycket. Utvecklingen av CAM och IAM härrör från frågan: ”Hur visas en viss färg eller bild i det allmänna sammanhanget för en bilds närmaste och avlägsna omgivning?” Fenomen som kontrast samtidigt , anpassning till den omgivande ljusstyrkan och dess tidsmässiga förlopp. , minskning av rumslig upplösning Twilight (mesopic vision) och dark vision (scotopic vision) spelar en viktig roll i färguppfattningen.

Ett mycket vanligt problem i detta sammanhang är den grundläggande motsättningen mellan skärpa och uppfattningen om skärpa . IAM är ett steg mot en lösning på denna konflikt, eftersom bearbetning av detaljkontraster, färgkontraster etc. betraktas separat i dessa modeller.

CIELAB

är i grunden den första CAM. Anpassningen till vitpunkten har redan beaktats (med hjälp av transformationsmatriser, såsom von Kries eller Bradford-matriser), samt komprimeringen av ljusstyrkan. Den vidare utvecklingen ledde sedan till CIECAM97.

CIECAM97s

är mer exakt och omfattande när det gäller visningsförhållanden etc. Utvecklingen fortsatte till CIECAM02.

CIECAM02

ger i allmänhet mer exakta värden för färgskillnader och tar mer hänsyn till bildens ljusstyrka, färgbakgrund, bildmiljö, vitpunkt, anpassning och samtidig kontrast .

iCAM

är ytterligare ett steg i utvecklingen. Den nyaste representanten för dessa modeller är iCAM06 . Lokal färganpassning, lokal ljusstyrka och omgivande ljusstyrka, HDR och den tidsmässiga förloppet för anpassningen till den omgivande ljusstyrkan beaktas. Området för IAM anges. Till skillnad från sina föregångare är iCAM06 redan en fullfjädrad IAM, eftersom t.ex. vitpunktsanpassning och kontrastberäkningar inte längre beräknas med en rent lokal modell (pixel för pixel) utan snarare rumslig. Beroende på bildens struktur och sammansättning kan sålunda bildområdena också påverka mer avlägsna områden och därmed förändra bildens helhetsintryck.

Se även

webb-länkar

Commons : färgrymden  - samling av bilder, videor och ljudfiler

Individuella bevis

  1. ↑ hs-aalen.de: Vad är färg egentligen? Del 1: Kolorimetri , s. 44–49, här s. 46.
  2. ↑ färgkula enligt Runge
  3. ^ William David Wright, Guild
  4. ↑ RWG Hunt: Mäta färg, kap. 3.6 - Uniforma kromatiseringsdiagram
  5. ↑ MacAdam: Färgmätning 2: a upplagan Springer-Verlag, kap. 8.3 - Icke-linjära omvandlingar av kromaticitetsdiagrammet
  6. ↑ http://www.brucelindbloom.com/ Navigation: Math
  7. ↑ CSS vid W3C