CIECAM02

В колориметрии CIECAM02 представляет собой модель цветного изображения, опубликованную в 2002 году Техническим комитетом Международной комиссии по освещению (CIE) 8-01 (Моделирование внешнего вида цвета для систем управления цветом) и преемником CIECAM97.

Две основные части модели — это ее хроматическое адаптационное преобразование CIECAT02 и его уравнения для вычисления математических коррелятов для шести технически определенных размеров цвета: яркость (яркость), легкость, красочность, цветность, насыщенность и оттенок.

Яркость — это субъективный вид того, насколько яркий объект появляется при его окружении и как он освещен. Легкость — это субъективный вид того, как светит цвет. Цветность — это степень различия между цветом и серой. Хрома — это красочность относительно яркости другого цвета, которая кажется белой при похожих условиях просмотра. Это позволяет предположить, что поверхность данной цветности проявляет растущую красочность по мере увеличения уровня освещенности. Насыщенность — это цветность цвета относительно собственной яркости. Оттенок — это степень, в которой стимул может быть описан как похожий или отличающийся от стимулов, которые описываются как красный, зеленый, синий и желтый, так называемые уникальные оттенки. Цвета, которые составляют внешний вид объекта, лучше всего описывают с точки зрения легкости и цветности, когда речь идет о цветах, составляющих поверхность объекта, и в плане яркости, насыщенности и красочности, когда речь идет о свете, который испускается или отражается от объекта.

CIECAM02 принимает для ввода значения тристимула стимула, значения тристимула адаптирующей белой точки, адаптирующую фон и информацию о яркости объемного звучания и независимо от того, снижают или нет наблюдатели, освещающие источник света (постоянство цвета действует). Модель может использоваться для прогнозирования этих атрибутов внешнего вида или, с прямыми и обратными реализациями для различных условий просмотра, для вычисления соответствующих цветов.

CIECAM02 используется в Windows Color System Windows.

Условия просмотра
Внутренний круг является стимулом, из которого значения тристимула должны измеряться в CIE XYZ с использованием стандартного наблюдателя 2 °.Промежуточная окружность — это проксимальное поле, простирающееся еще на 2 °. Внешний круг является фоном, достигающим 10 °, из которого необходимо измерить относительную яркость (Yb). Если проксимальное поле имеет тот же цвет, что и фон, фон считается смежным с стимулом. Помимо окружностей, которые составляют поле дисплея (область отображения, область просмотра), находится поле объемного звучания (или периферийная область), которое можно рассматривать как всю комнату. Совокупность проксимального поля, фона и объемного пространства называется адаптационным полем (поле зрения, которое поддерживает адаптацию, распространяется до предела зрения).

Обращаясь к литературе, полезно также знать разницу между принятой белой точкой (вычислительной белой точкой) и адаптированной белой точкой (белой точкой наблюдателя). Различие может иметь важное значение в освещении смешанной моды, где вступают в игру психофизические явления. Это предмет исследования.

Таблица решений параметров
CIECAM02 определяет три окружающих — средний, тусклый и темный — с соответствующими параметрами, определенными здесь для справки в остальной части этой статьи:

SR = Lsw / Ldw: отношение абсолютной яркости эталонного белого (белая точка), измеренное в поле объемного звучания, к области отображения.Коэффициент 0,2 обусловлен предположением «серого мира» (коэффициент отражения от 18% до 20%). Он проверяет, является ли яркость объемного звучания темнее или ярче среднего серого.
F: коэффициент, определяющий степень адаптации
c: влияние окружающих
Nc: коэффициент хроматической индукции
Для промежуточных условий эти значения могут быть линейно интерполированы.

Абсолютная яркость адаптирующего поля, которая будет необходима позже, должна измеряться с помощью фотометра. Если он недоступен, его можно вычислить с помощью эталонного белого:

где Yb — относительная яркость фона, Ew = πLW — освещенность эталонного белого в люкс, LW — абсолютная яркость эталонного белого в cd / m2, а Yw — относительная яркость эталонного белого в адаптирующем поле. Если неизвестно, можно предположить, что адаптационное поле имеет среднюю отражательную способность (предположение «серый мир»): LA = LW / 5.

Примечание. Следует соблюдать осторожность, чтобы не путать LW, абсолютную яркость эталонного белого в cd / m2, а Lw — красный конус в цветовом пространстве LMS.

Хроматическая адаптация

Резюме
Преобразуйте в «спектрально заточенное» пространство CAT02 LMS для подготовки к адаптации. Спектральная резкость — это преобразование значений тристимула в новые значения, которые были бы результатом более резкого, более концентрированного набора спектральных чувствительностей.Утверждается, что это помогает поддерживать постоянство цвета, особенно в синей области. (Сравните Finlayson et al., 94, Spectral Sharpening: Преобразования сенсора для улучшения цветокоррекции)
Выполнение хроматической адаптации с использованием CAT02 (также известный как «модифицированное преобразование CMCCAT2000»).
Преобразуйте в пространство LMS ближе к основанию конуса. Утверждается, что прогнозирование корреляции перцептивных атрибутов лучше всего делать в таких пространствах.
Выполнение компрессионного сжатия коагуляции после адаптации.

CAT02
Учитывая набор значений тристимула в XYZ, соответствующие значения LMS могут быть определены матрицей преобразования MCAT02 (рассчитанной с использованием стандартного колориметрического наблюдателя CIE 1931 2 °). Цвет образца в тестовом источнике света:

Как только в LMS, белая точка может быть адаптирована к желаемой степени, выбирая параметр D. Для общего CAT02 соответствующий цвет в эталонном источнике света:

где фактор Yw / Ywr учитывает два источника света, имеющих одну и ту же цветность, но разные контрольные белые. Нижние индексы показывают реакцию конуса для белого цвета под тестом (w) и контрольным источником света (wr). Степень адаптации (дисконтирование) D может быть установлена ​​равной нулю при отсутствии адаптации (стимул считается самосветящимся) и единицей для полной адаптации (постоянство цвета). На практике она колеблется от 0,65 до 1,0, что видно из диаграммы. Промежуточные значения могут быть рассчитаны:

где объемное окружение F определено выше, а LA — яркость адаптирующего поля в cd / m2.
В CIECAM02 эталонный источник света имеет равную энергию Lwr = Mwr = Swr = 100), а эталонный белый — идеальный отражающий диффузор (т. Е. Коэффициент единства и Ywr = 100), следовательно:

Кроме того, если контрольный белый в обоих источниках света имеет значение Y tristimulus (Ywr = Yw), то:

Поствнедрения
После адаптации ответы конуса преобразуются в пространство Hunt-Pointer-Estévez, переходя к XYZ и обратно:

Наконец, ответ сжат на основе обобщенного уравнения Михаэлиса-Ментена (как показано в сторону):

FL — коэффициент адаптации уровня яркости.

Как уже упоминалось ранее, если уровень яркости фона неизвестен, его можно оценить по абсолютной яркости белой точки как LA = LW / 5, используя предположение «средний серый». (Выражение для FL дается в терминах 5LA для удобства.) В фотопических условиях коэффициент адаптации уровня яркости (FL) пропорционален кубическому корню яркости адаптирующего поля (LA). В скотопических условиях он пропорционален LA (что означает отсутствие адаптации уровня яркости). Фотопический порог примерно равен LW = 1 (см. График FL-LA выше).

Внешний вид коррелирует
CIECAM02 определяет корреляты для желто-синего, красно-зеленого, яркости и яркости. Сделаем некоторые предварительные определения.

Коррелят для красно-зеленого (a) представляет собой величину отклонения C1 от критерия единственного желтого (C1 = C2 / 11), а коррелят для желто-синего (b) основан на среднем значении величины вылета C1 из уникального красного (C1 = C2) и уникального зеленого (C1 = C3).

Фактор 4.5 учитывает тот факт, что на более коротких длинах волн меньше конусов (глаз менее чувствителен к синему). Порядок терминов таков, что b положителен для желтоватых цветов (а не синих).

Угол оттенка (h) может быть найден путем преобразования прямоугольной координаты (a, b) в полярные координаты:

Чтобы вычислить эксцентриситет (et) и композицию оттенка (H), определите, в каком квадранте находится оттенок, с помощью следующей таблицы.Выберем i так, чтобы hi ≤ h ‘<hi + 1, где h’ = h, если h> h1 и h ‘= h + 360 ° в противном случае.

(Это не совсем то же самое, что и фактор эксцентриситета, указанный в таблице.)

Вычислить ахроматический ответ A:

где

Коррелят легкости

где c — влияние окружения (см. выше), и

Корреляция яркости

Затем вычислим временную величину t,

Коррелят цветности

Коррелят красочности

Коррелят насыщения