Анализ равноконтрастных цветовых пространств, используемых при расчете индекса цветопередачи исследуемых излучений

Первая равноконтрастная диаграмма, основанная на трансформации колориметрического цветового графика МКО 1931, была создана Джаддом на основе анализа распределения цветовых порогов реальных цветов на графике МКО 1931. В результате построен равноконтрастный график Джадда. Для цветов одинаковой яркости кривая, характеризующая геометрическое место точек, удаленных на один порог от точки заданного цвета, представляет собой эллипс ошибок установления колориметрического равенства.

Этот вывод следует, как показал Е. Шредингер, из рассмотрения цветового порога как погрешности при установлении цветового равенства смежных полей. Эти эллипсы и получил Джадд, используя данные предыдущих исследований. Характерно, что их относительные размеры друг по отношению к другу не отражают свойств зрения, но характеризуют нелинейные особенности самой системы отображения цветового пространства XYZ. Для создания равноконтрастной диаграммы предлагалось выбрать такое расположение плоскости единичных цветов в пространстве новой цветовой системы, при котором все эллипсы проектируются в окружности одинакового радиуса.

Равноконтрастная система L*u*v*

Равноконтрастная система L*u*v*
Для равноконтрастного пространства L*u*v*, плоскости равной яркости и равной светлоты совпадают. Равноконтрастные графики, построенные для разных уровней светлоты, подобны друг другу. Таким образом, эффекты Гельмгольца-Кольрауша и Бецольда-Брюкке не могут быть учтены в этой системе. Помимо всего, недостатки линейных трансформаций при построении равноконтрастных системах присущи и этой системе. В частности, эллипсы Мак-Адама на сечении пространства цветовых ощущений плоскостью равной яркости преобразуются в кривые, мало похожие на равновеликие окружности (рис. 1). Существенным недостатком является формальный характер предлагаемых преобразований, не связанный с психофизиологическими особенностями зрения.

Равноконтрастная система L*a*b*

Равноконтрастная система L*a*b*
Эта система пронормирована по атласу Манселла и известна как система кубического корня. Как показали авторы, в этой равноконтрастной системе цветовые различия между образцами атласа Манселла для разных уровней светлоты воспроизводятся достаточно равномерно. К числу недостатков этой системы следует отнести отсутствие возможности учесть индуктивное влияние поля окружения и однозначную связь светлоты цветных объектов с яркостью для любой цветности, что исключает возможность описания эффекта Гельмгольца-Кольрауша. Построив эллипсы Мак-Адама на равноконтрастном пространстве L*a*b* (рис.2), мы можем судить о преобразовании эллипсов в равновеликие окружности, что даст нам возможность говорить о равных цветовых порогах для данной системы.


Эллипсы Мак-Адама, нанесенные на равноконтрастную диаграмму

Рис 1. Эллипсы Мак-Адама, нанесенные на равноконтрастную диаграмму


Эллипсы Мак-Адама, нанесенные на равноконтрастную диаграмму a*b*
Рис 2. Эллипсы Мак-Адама, нанесенные на равноконтрастную диаграмму a*b*

Графики были получены с помощью преобразований системы XYZ в систему L*a*b* в программе Mathcad. Были введены точки из работы Мак Адама [2] для эллипсов в системе XYZ и переведены в точки в системе L*a*b*. Аппроксимация была сделана вручную. Яркость образцов, как и в работе Мак Адама былая взята равной 24 кд/м . Далее производились вычисления в среде Mathcad. Эллипсы не полностью трансформировались в окружности из-за нелинейности системы.

Табл. 1. Сравнительные характеристики цветовых систем [3].

Цветовая система

Максимальное отношение
осей эллипсов Мак Адама

Разница в порогах
цветоразличения (макс.)

МКО 31
(x,y)

1:23.53

3954

МКО 60
(u,v)

1:3.44

642

МКО 76
(u*,v*)

1:5.57

18.6

МКО 76
(a*,b*)

1:4.35

9.8




Трофимов Д., руководитель ст. преп. Шестопалова И. П., НИУ «МЭИ», г. Москва