세 가지 색상의 속성

세 가지 색상의 속성:
색상 인식 차이의 정량적 표현은 명도, 색조 및 채도의 세 가지 색상 속성의 차이를 기반으로 합니다. 명도 차이는 깊이의 차이를 나타내고, 색상 차이는 색상의 차이(즉, 빨강 또는 파랑)를 나타내고, 색도 차이는 밝기의 차이를 나타냅니다. 색상 차이 평가는 산업 및 상업 분야에서 매우 중요합니다. 주로 제품의 생산 및 색상 품질 관리에서 색상 일치에 사용됩니다.
색상의 정의 및 정량화.

색 공간: RGB
1704년 초에 뉴턴은 색의 본질은 빛이라고 제안했습니다. 1854년에 Glassman은 Glassman의 색 혼합 법칙을 요약했습니다. 그리고 1855년에 Maxwell은 빨강, 녹색 및 파랑 빛을 혼합하여 다양한 색상을 생성한다는 아이디어를 제시했습니다.
그렇다면 빨강, 초록, 파랑이 모든 색상과 일치할 수 있습니까?
이 질문은 "모든 색상이 빨간색, 노란색 및 파란색 조합으로 나눌 수 있는지 여부"에 달려 있습니다. 즉, 빨강, 노랑, 파랑 빛의 조합이 인간이 인지할 수 있는 모든 색상을 생성할 수 있습니까?

그런 다음 과학자들은 다양한 실험을 시작했고 마침내 답이 있음을 발견했습니다. 예, 하지만 아닙니다.

테스트를 통해 특정 색상의 스펙트럼을 얻은 후 색상의 각 파장의 강도 값을 알 수 있으며 등가삼색광(RGB)의 강도 값도 알 수 있습니다.

이러한 방식으로 우리는 이 특정 스펙트럼에 해당하는 RGB 삼원색 빛의 매칭 비율을 갖게 됩니다.
이 비율은 색상을 대략적으로 정량화하는 데 사용할 수 있습니다.
정규화 후 비율은 소위 색도 좌표입니다.

이와 같이 자연의 모든 색은 인간의 눈으로 구분할 수 있습니다. 색상을 구별할 수 있는 한 이 방법을 사용하여 정량화할 수 있습니다. 색상은 스펙트럼 곡선으로 (독특하게) 설명될 수도 있지만! 780nm에서 380nm까지 그 숫자는 엄청나고 직관적이지 않습니다.

그러한 명명은 비현실적입니다. 따라서 모든 색상을 빨간색, 노란색 및 파란색 조합으로 나눌 수는 없습니다.
단, 네이밍을 위해 RGB 비율 값을 사용하는 경우 XNUMX개의 데이터만 필요합니다(정규화 후 XNUMX개의 데이터만 필요함).

인류가 이 지경에 이르기까지 XNUMX년이 걸렸다.
이를 바탕으로 또 다른 수학적 좌표 변환이 수행됩니다(좌표가 rgb에서 xyz로 변경됨).

1931년에 CIE는 가시 스펙트럼을 나타내는 일련의 색 공간 표준을 수립했습니다. RGB 삼원색은 어떠한 색도 혼합할 수 있으므로 CIE-RGB 원색계를 정의한다. 그러나 이 시스템에는 분명한 단점이 있습니다. 색상의 삼자극값을 계산할 때 음수 값이 있어 많은 수의 계산에 불편을 줍니다. 어떤 원색계라도 한 계에서 다른 계로 변환할 수 있기 때문에 사람들은 원하는 원색계를 선택하여 음수 값을 피하고 쉽게 사용할 수 있습니다. 이를 바탕으로 CIE도 가시색에 해당하지 않는 가상의 X, Y, Z 원색을 사용하는 CIE-XYZ 방식을 추천했다.

CIE-XYZ의 삼원색의 자극값 X, Y, Z는 색상을 정의하는데 매우 유용하지만 단점은 복잡하고 직관적이지 않다. 주어진 색상에 대해 밝기가 증가하면 각 기본 색상의 광속도 비례하여 증가해야 하며 색도 값은 파장(색상) 및 순도에만 관련되며 전체 복사와는 아무런 관련이 없습니다. 에너지. 따라서 색상의 색도를 계산할 때 총 복사 에너지=(X+Y+Z)에 대한 X, Y 및 Z 값을 정규화하면 색상 일치 방정식을 x+y+z=1로 정규화할 수 있습니다. 색좌표(x, y)에 따라 z를 결정할 수 있으나 x, y만으로는 삼원색 자극값인 X, Y, Z를 도출할 수 없고, 밝기 정보가 포함된 Y값을 사용해야 하며, 이는 XYZ의 Y 자극 값과 일치합니다. 따라서 CIE-xyY 색 공간이 정의됩니다.

물론 이렇게 되면 삼자극값에 포함된 '밝기' 정보는 완전히 사라지고 상대적 비율의 정보만 남게 된다. 따라서 CIE 1931 XYZ 색도도는 색도(색조, 채도) 정보만 볼 수 있고 밝기는 볼 수 없습니다.

색 공간: 먼셀
1905년 미국의 화가 먼셀은 XNUMX세기에 걸친 색채 과학자들의 경험과 연구 결과를 정리하여 먼셀 색채 체계를 제시했다.

Munsell 색상 분류 방법은 순수한 심리적 색상 분류 방법에 속합니다. XNUMX차원 공간은 색상의 세 가지 기본 시각적 매개변수, 즉 밝기, 색조 및 채도를 나타냅니다.

Munsell 색상 시스템의 실제 색상 샘플인 Munsell 아틀라스는 섬유, 염료, 페인트, 잉크, 의약, 화학, 사진, 컬러 텔레비전 등과 같은 다양한 색상 관련 산업 생산 및 색상 과학 연구에 널리 사용되었습니다.

색 공간: CIE Lab 및 CIE Luv
색상 차이를 보다 객관적이고 정확하게 측정하고 평가하기 위해 CIE는 1976년에 두 가지 개선된 균일한 색상 공간, 즉 CIE1976L * u * v 색상 공간과 CIE1976L * a * b 색상 공간을 공식적으로 제안했습니다. 두 값은 서로 변환할 수 있습니다. 특히 CIE1976L *a *b 색공간은 당시에 효과가 좋은 색공간으로 널리 사용되었다.

L은 밝음과 어두움을 나타내고 +는 밝음을 나타내고 -는 어두움을 나타냅니다. A는 빨간색과 녹색이고 +는 빨간색이고 -는 녹색입니다. B는 노란색과 파란색, +는 노란색, –는 파란색입니다.

XYZ 시스템과 색도 다이어그램에 표시된 두 색상 사이의 거리는 색상 관찰자가 인식하는 변화와 일치하지 않습니다. 이 문제를 지각 균일성 문제라고 합니다. 색 공간의 지각적 일관성 문제를 해결하기 위해 전문가들은 CIE-XYZ 시스템에서 비선형 변환을 수행하고 CIE-L * a * b * 색 공간을 공식화했습니다. 색 공간 좌표 CIE-L * a * b * 색 공간은 색의 명도를 나타내는 L 값, 색의 녹적색 값을 나타내는 값, 색의 청황색 값을 나타내는 b 값을 사용한다. 그 색깔. L, a 및 b의 값은 XYZ로 계산할 수 있으며 계산 공식은 다음과 같습니다.

여기서 XiYiZi는 기준 샘플 또는 테스트 샘플의 삼자극치이고 XnYnZn은 표준 조명기의 삼자극치입니다.

CIE-LCH 색 공간은 CIE-L * a * b * 색 공간에서 변환되며 L을 사용하여 밝기 값을 나타냅니다. C는 채도 값을 나타내고 H는 색상 각도 값의 원통 좌표를 나타냅니다. 색 공간 좌표는 그림 2에 나와 있습니다. 일상 생활에서 사람들은 색의 세 가지 속성을 명도 L, 색조 H 및 채도 C로 설명합니다. 따라서 색을 설명하기 위해 CIE-LCH 색 공간을 사용하는 것이 사람들의 색 습관과 더 일치합니다 일상에서의 묘사.

L * a * b * 또는 Lch 값의 집합만으로 색상을 판단하면 실제적으로 큰 의미는 없지만 두 색상을 비교할 때 두 색상의 매개 변수 차이로 색상의 차이를 판단할 수 있습니다. . 제품의 파라미터 값과 표준 색상 견본을 비교하여 현재 제품의 색상 상태를 쉽게 알 수 있습니다. L * a * b * 값의 두 세트를 통해 두 색상 간의 색상 차이를 계산할 수 있습니다. 색차는 △ Eab *, △ L *, △ a * 및 △ b *로 보정됩니다. CIELAB 색차 공식은 다음과 같습니다.

△ E * 총 색차의 크기, △ L * 큰 것은 흰색, △ L * 작은 것은 검은색, △ a * 큰 것은 빨간색, △ a * 작은 것은 녹색, △ b * 큰 것은 노란색, △ b * 작음은 파란색을 나타냅니다.

L*, a*, b* 직교좌표계에서 L*, c*, h*의 원통형 극좌표계를 도출할 수 있다.

색 공간: LCh, CMYK 등
이제 다른 산업에는 여전히 많은 색 공간이 있습니다. 예: LCh, CMYK, Hunterlab 등. L은 밝기 값, C는 채도, h는 색조 각도입니다.

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