Conocimientos básicos de cromática-2

三、Características perceptivas del sistema visual

El sistema visual humano tiene muchas características en la percepción del color y sus detalles espaciales, como residuos visuales, insensibilidad a los cambios bruscos en los bordes y una percepción más fuerte del brillo que del color.

En teoría, todos los colores de la naturaleza se pueden determinar mediante los tres colores primarios R, G y B, por lo que se forma el modelo de espacio de color tridimensional RGB, que se puede calcular con precisión mediante una fórmula matemática.

De acuerdo con las características de percepción del sistema visual humano para los cambios de color y espaciales y el modelo de espacio de color, podemos diseñar todo tipo de algoritmos de compresión de datos de imágenes digitales.

Sistema visual de humano

• Se cree que el color es el resultado de la percepción de la luz visible por parte del sistema visual.
La retina humana tiene tres tipos de células cónicas con diferente sensibilidad a los colores rojo, verde y azul, y una célula en forma de bastón que funciona solo en condiciones de potencia de luz extremadamente baja.Por lo tanto, el color existe solo en los ojos y el cerebro.Los bastones no juegan un papel en el procesamiento de imágenes por computadora.
La luz visible es una onda electromagnética con una longitud de onda de 380 ~ 780nm.La mayor parte de la luz que vemos no es luz de una longitud de onda, sino una combinación de muchas longitudes de onda diferentes.
La retina humana detecta el color del mundo exterior a través de las neuronas.Cada neurona es un cono sensible al color o una barra insensible al color.Características perceptivas de la visión:
- Las células cónicas rojas, verdes y azules tienen una percepción diferente de diferentes frecuencias de luz y diferente brillo.
- Cualquier color en la naturaleza puede determinarse por la suma de R, G y B, que constituyen un espacio vectorial RGB tridimensional.
- Características perceptivas de la visión:
  Un grupo de muestras de color tienen el mismo color bajo la luz del sol o cierta fuente de luz, pero cuando se colocan bajo otra fuente de luz, el color es diferente.
  
  四、Modo de color
  - Modo de mezcla de color aditivo RGB
  - Modo de mezcla de colores sustractivo CMY
  - Modo HSB
  - modo laboratorio
  modo RGB
  - El modo RGB se basa en el principio de mezcla de tres colores primarios en la naturaleza.Los colores primarios rojo, verde y azul se asignan en cada escala de color según el valor de brillo de 0 (negro) a 255 (blanco), para especificar sus colores.Cuando se mezclan los colores primarios con diferente brillo, se producirán 256 * 256 * 256 tipos de color, alrededor de 16,7 millones.Por ejemplo, un rojo brillante puede tener un valor R de 246, un valor G de 20 y un valor B de 50. Cuando los valores de brillo de los tres colores primarios son iguales, se genera gris;Cuando los tres valores de brillo son 255, se genera un blanco puro;Cuando todos los valores de luminancia son 0, se genera negro puro.Cuando el color generado por la mezcla de tres tipos de luz de color es generalmente más alto que el valor de brillo del color original, el método de generación de color en modo RGB también se denomina método aditivo de luz de color.
  El modo CMYK, también conocido como modo de color de impresión, es un modo procesado como sugiere su nombre.
  - Es muy diferente de RGB.El modo RGB es un modo de color luminoso, y el contenido de la pantalla todavía se puede ver en una habitación oscura
  - CMYK es un modo de color que se basa en la reflexión.¿Cómo lee la gente el contenido de los periódicos?Es la luz del sol o la luz que brilla sobre el periódico y luego se refleja en nuestros ojos que podemos ver el contenido.Necesita una fuente de luz externa.Si estás en una habitación oscura, no puedes leer periódicos.
  - Siempre que la imagen que se muestra en la pantalla se exprese en modo RGB.Siempre que la imagen se vea en el material impreso, se representa en el modo CMYK.Por ejemplo, se imprimen y procesan periódicos, revistas, periódicos, carteles, etc., por lo que es el modelo CMYK.
  - Similar a RGB, CMY son las iniciales de tres nombres de tinta: cian, magenta y amarillo.K toma la última letra de negro.El motivo por el que no lleva la letra inicial es para evitar confusiones con el azul.En teoría, solo tres tipos de tintas CMY son suficientes.Cuando se suman, deben ponerse negros.Sin embargo, debido a que el proceso de fabricación actual no puede producir tintas de alta pureza, el resultado de la adición de CMY es en realidad un rojo oscuro, por lo que se debe agregar una tinta negra especial para conciliar.
  - Cuando C, M, Y y K se mezclan en color, con el aumento de C, m, Y y K, la luz reflejada en los ojos humanos será cada vez menor y el brillo de la luz será cada vez menor.El método de generación de color en todos los modos CMYK también se denomina sustracción de color.
  Modo HSB
  
  El modo HSB se define en función de la observación del color por parte del ojo humano.En este modo, todos los colores se describen por tonos, saturación y brillo.
  - Tonos se refiere al color reflejado o transmitido a través de un objeto.En la rueda de color estándar de 0 ~ 360 grados, el tono se mide por posición.En uso normal, la tonalidad se identifica por el nombre del color, como rojo, naranja, verde, etc. Es un atributo de apariencia.
  - La saturación se refiere a la intensidad o pureza del color, lo que indica la proporción de componentes grises en el matiz.Se expresa por 0% (gris puro) - 100% (color completamente saturado).En la rueda de color estándar, la saturación desde la posición central hasta la posición del borde aumenta.
  - El brillo es el brillo relativo de un color.Por lo general, se mide por 0% (negro) - 100% (blanco).Defecto: debido a la limitación del equipo, es necesario convertir al modo RGB cuando se muestra en la pantalla de la computadora y al modo CMYK cuando se imprime.Esto limita el uso del modo HSB hasta cierto punto.En el sistema CIE XYZ, el brillo se expresa por el valor de Y, que se puede medir.Se expresa por la intensidad de la luz reflejada o emitida por unidad de área.El brillo se mide en unidades como la luz de una vela por metro cuadrado (cd/m2).
  Definición de luminosidad de la CIE: es el valor correspondiente a la percepción del brillo radiante del sistema visual de las personas, que se expresa mediante L*.
  
  modo laboratorio
  
  El prototipo del modo lab es un estándar para medir el color formulado por la Asociación CIE en 1931. Fue redefinido y denominado CIELab en 1976.
  
  El modo RGB es un modo de adición de color de pantalla luminosa, y el modo CMYK es un modo de sustracción de impresión reflectante de color.El modo Lab no depende de la luz ni del pigmento.Es un modo de color determinado por la organización CIE, que teóricamente incluye todos los colores que pueden ser vistos por el ojo humano.El modo de laboratorio compensa las deficiencias de los modos de color RGB y CMYK
  
  El color de laboratorio está representado por un componente de brillo L y dos componentes de color a y b.El rango de valores de L es 0-100, el componente a representa el cambio espectral de verde a rojo, mientras que el componente b representa el cambio espectral de azul a amarillo, y los rangos de valores de a y b son -120 ~ 120.
  
  五、CIE1976 Lab Espacio de cromaticidad y fórmula de diferencia de color
  
  Lenguaje de comunicación del color
  
  1) Idioma de comunicación cuando cambia el tono: idioma de comunicación: rojo, amarillo, verde, azul, menos rojo, menos amarillo, etc.
  
  2） Idioma de comunicación cuando cambia el brillo: el brillo usa principalmente más claro o más oscuro para describir la diferencia entre ellos;
  
  3） Lenguaje de comunicación cuando cambia la saturación: La saturación se describe como fuerte o débil;
  
  ● Módulo de color
  - Geometría de observación
  El diferente ángulo de inspección del observador también afecta la diferencia de color del producto.A veces, para llegar a un acuerdo con el cliente, es necesario observar el objeto desde el mismo ángulo.ASTM (Sociedad Americana para Pruebas y Materiales) D1729-89 recomienda 0/45 condiciones de iluminación y observación.El método de observación se muestra en la siguiente figura:
  
  Iluminantes estándar
  - Los iluminantes estándar se refieren a la fuente de luz artificial que simula varias luces ambientales, de modo que la planta de producción o el laboratorio puedan obtener el efecto de iluminación básicamente consistente con la fuente de luz en estos entornos específicos fuera del sitio.Los iluminantes estándar generalmente se instalan en la caja de iluminantes estándar y el instrumento de medición de color.Se utiliza principalmente para detectar la desviación de color de los artículos, que deben cumplir con el estándar CIE de la sociedad internacional de iluminación.
  - El entorno de la pared interior de la caja de iluminantes estándar tiene un gran impacto en los iluminantes estándar.Debe ser una superficie estándar de color gris oscuro mate para garantizar que no se vea afectada por la luz reflejada del entorno.
  Iluminantes estándar comunes
  
  Luz solar de cielo azul simulada: fuente de luz D65, temperatura de color (CT): 6500K
  
  Luz de tienda europea simulada: fuente de luz TL84, temperatura de color (CT): 4000K
  
  Luz de tienda estadounidense simulada: fuente de luz CWF, temperatura de color (CT): 4100K
  
  Simule la iluminación de colores cálidos de una familia o un hotel: fuente de luz F, temperatura de color (CT): 2700k
  
  ●fórmula de cálculo de la aberración cromática
  - + L claro - L oscuro
  - + un rojo - un verde
  - + b amarillo - b azul
  - △E( aberración cromática total )=√ (△a)²+(△b)²+(△L)²
  - △a(aberración cromática)=a2-a1
  - △b(aberración cromática)=b2-b1
  - △L (aberración de luminosidad) = L2-L1
  ●Aplicación de fórmula de aberración cromática
  - Dos índices importantes:
  1. La uniformidad es muy importante.
  
  2. El rango del número establecido debe poder confirmar la aceptabilidad de la diferencia visual.
  - Rango de tolerancia de △ E en el estándar industrial
  0 - 0,25: muy pequeño o ninguno;Combinación ideal
  
  0,25 - 0,5: minuto;Coincidencia aceptable
  
  0,5 - 1,0: pequeño a mediano;Aceptable en algunas aplicaciones
  
  1,0 - 2,0: medio;Aceptable en aplicaciones específicas
  
  2,0 - 4,0: obvio;Aceptable en aplicaciones específicas
  
  4.0- más: muy grande;Inaceptable en la mayoría de las aplicaciones
  
  (Algunas imágenes provienen de Internet. Si hay una infracción, comuníquese con ella y elimínela de inmediato)

Hora de publicación: 05-may-2023