CIECAM02 – HiSoUR والفن تاريخ معلومات السفر

في قياس الألوان ، CIECAM02 هو نموذج مظهر اللون الذي نشر في عام 2002 من قبل اللجنة الفنية للجنة الدولية للإضاءة (CIE) 8-01 (نمذجة ظهور الألوان لأنظمة إدارة الألوان) وخليفة CIECAM97.

الجزءان الرئيسيان من النموذج هما التحويل التكيفي اللوني ، CIECAT02 ، ومعادلاتها لحساب الارتباطات الرياضية للأبعاد الستة المحددة تقنيًا لمظهر اللون: السطوع (الإنارة) ، الخفة ، الملون ، اللون ، التشبع ، والتدرج.

السطوع هو المظهر الشخصي لمدى ظهور الكائن الساطع في محيطه وكيفية إضاءةه. الخفة هي المظهر الشخصي لكيفية ظهور لون فاتح. الملون هو درجة الاختلاف بين اللون والرمادي. Chroma هي اللونية بالنسبة إلى سطوع لون آخر يظهر بلون أبيض تحت ظروف عرض مشابهة. هذا يسمح لحقيقة أن سطح chroma معين يعرض زيادة الملون مع زيادة مستوى الإضاءة. التشبع هو لون لون بالنسبة إلى سطوعها. هيو هي الدرجة التي يمكن وصف الحافز بأنها مشابهة أو مختلفة عن المنبهات الموصوفة باللون الأحمر والأخضر والأزرق والأصفر ، ما يسمى بالأشكال الفريدة. وأفضل وصف للألوان التي تشكل مظهر الجسم من حيث الخفة والكرومة عند الحديث عن الألوان التي تشكل سطح الكائن ، ومن حيث السطوع والتشبع والملونة عند الحديث عن الضوء المنبعث من أو ينعكس خارج الكائن.

يأخذ CIECAM02 مدخلاته قيم التريستيمولوس للمنبه ، وقيم الثُلاثية للنقطة البيضاء الملائمة ، وتكيف الخلفية ، ومعلومات النصوع المحيطة ، وعما إذا كان المراقبون يقومون بتخفيض الإنارة (ثبات اللون ساري المفعول). يمكن استخدام النموذج للتنبؤ بسمات المظهر هذه أو ، مع تطبيقات أمامية وعكسية لظروف عرض متميزة ، لحساب الألوان المطابقة.

يتم استخدام CIECAM02 في نظام Windows Color الخاص بنظام Windows Vista.

عرض الشروط
الدائرة الداخلية هي الحافز ، والتي من خلالها يجب قياس قيم المريخ في CIE XYZ باستخدام المراقب القياسي 2 °. الدائرة المتوسطة هي الحقل القريب ، وتمتد إلى 2 درجة أخرى. الدائرة الخارجية هي الخلفية ، وتصل إلى 10 درجة ، والتي من الضروري قياس الإنارة النسبية (Yb). إذا كان الحقل القريب هو نفس لون الخلفية ، فستعتبر الخلفية مجاورة للتحفيز. ما وراء الدوائر التي تشتمل على مجال العرض (منطقة العرض ، منطقة العرض) هو الحقل المحيط (أو المنطقة الطرفية) ، والذي يمكن اعتباره كامل الغرفة. ويطلق على مجمل المجال القريب ، والخلفية ، والإحاطة اسم الحقل التكيف (مجال الرؤية الذي يدعم التكيف – يمتد إلى حدود الرؤية).

عند الإشارة إلى الأدبيات ، من المفيد أيضًا أن تكون على دراية بالفرق بين المصطلحات التي تم تبنيها للنقطة البيضاء (النقطة البيضاء الحسابية) والنقطة البيضاء المكيَّفة (النقطة البيضاء للمراقب). قد يكون التمييز مهمًا في إضاءة الوضع المختلط ، حيث تبرز الظواهر النفسية الجسدية. هذا هو موضوع البحث.

جدول قرار المعلمة
يعرّف CIECAM02 ثلاثة مجاميع (s) محيطية ، قاتمة ، ومظلمة – مع المعلمات المرتبطة المعرفة هنا كمرجع في بقية هذه المقالة:

طوق شرط	طوق نسبة	F	ج	ن _ج	الوضعية
معدل	S _R > 0.2	1.0	0.69	1.0	عرض ألوان السطح
خافت	0 < S _R <0.2	0.9	0.59	0.95	مشاهدة التلفزيون
داكن	S _R = 0	0.8	0.525	0.8	باستخدام جهاز عرض في غرفة مظلمة

SR = Lsw / Ldw: نسبة النصوع المطلق للون الأبيض المرجعي (النقطة البيضاء) التي تم قياسها في الحقل المحيط إلى منطقة العرض. إن المعامل 0.2 ينبع من افتراض “العالم الرمادي” (~ 18٪ – 20٪ من الانعكاسية).يختبر ما إذا كان نصوع المنطقة المحيطة أغمق أو أكثر إشراقًا من اللون الرمادي المتوسط.
F: العامل الذي يحدد درجة التكيف
ج: تأثير المحيطة
Nc: عامل الحث اللوني
للظروف الوسيطة ، يمكن أن تكون هذه القيم مستقلبة خطيا.

يجب قياس النصوع المطلق للحقل التكيفي ، الذي هو الكمية المطلوبة لاحقًا ، بمقياس ضوئي. إذا لم يكن أحدها متاحًا ، فيمكن حسابه باستخدام مرجع أبيض:

$L_ {A} = {\ frac {E_ {w}} {\ pi}} {\ frac {Y_ {b}} {Y_ {w}}} = {\ frac {L_ {W} Y_ {b}} { Y_ {ث}}}$
حيث Yb هو الإنارة النسبية للخلفية ، EW = πLW هو إضاءة الإشارة البيضاء في لوكس ، LW هو الإنارة المطلقة للون الأبيض المرجعي في cd / m2 ، و Yw هو النصوع النسبي للون الأبيض في التكيف حقل. إذا كان غير معروف ، يمكن افتراض أن الحقل التكيف له متوسط انعكاس (افتراض “العالم الرمادي”): LA = LW / 5.

ملاحظة: ينبغي الحرص على عدم الخلط بين LW والإنارة المطلقة للأبيض المرجعي في cd / m2 و Lw استجابة المخروط الأحمر في مساحة لون LMS.

التكيف لوني

ملخص
تحويل إلى الفضاء “شحذ الطيف” CAT02 LMS للتحضير للتكيف. الشحذ الطيفي هو تحويل قيم المريخ إلى قيم جديدة يمكن أن تكون ناتجة عن مجموعة أكثر حدة وتركيزاً من الحساسيات الطيفية. ويقال إن هذا يساعد على ثبات الألوان ، خاصة في المنطقة الزرقاء (قارن Finlayson وآخرون 94 ، شحذ الطيفي: تحولات المستشعر لتحسين الثبات اللوني)
أداء التكيف اللوني باستخدام CAT02 (المعروف أيضا باسم “تعديل CMCCAT2000 تعديل”).
تحويل إلى مساحة LMS أقرب إلى أساسيات مخروط. يقال إن التنبؤ بالعلاقة الحسية يرتبط على أفضل وجه في مثل هذه الفراغات.
أداء ضغط استجابة مخروطي بعد التكيف.

CAT02
وبالنظر إلى مجموعة من قيم المثلثية في XYZ ، يمكن تحديد قيم LMS المقابلة بواسطة مصفوفة تحويل MCAT02 (محسوبة باستخدام المراقب اللوني القياسي CIE 1931 2 °). لون العينة في إنارة الاختبار هو:

${\ displaystyle {\ begin {bmatrix} L \\ M \\ S \ end {bmatrix}} = \ mathbf {M} _ {\ mathit {CAT02}} {\ begin {bmatrix} X \\ Y \\ Z \ end {bmatrix}}، \ quad \ mathbf {M} _ {\ mathit {CAT02}} = {\ begin {bmatrix} \؛ \؛ \، 0.7328 & 0.4296 & -0.1624 \\ - 0.7036 & 1.6975 & \؛ \ ؛ \، 0.0061 \\\؛ \؛ \، 0.0030 و 0.0136 و \؛ \؛ \، 0.9834 \ نهاية {bmatrix}}}$
مرة واحدة في LMS ، يمكن تعديل النقطة البيضاء إلى الدرجة المطلوبة باختيار المعلمة D. بالنسبة إلى CAT02 العام ، يكون اللون المناظر في الإنارة المرجعية هو:

${\ begin {align} L_ {c} & = {\ Big (} {\ frac {Y_ {w} L _ {{wr}}} {Y _ {{wr}} L_ {w}}} D + 1-D {\ Big)} L \\ M_ {c} & = {\ Big (} {\ frac {Y_ {w} M _ {{wr}}} {Y _ {{wr}} M_ {w}}} D + 1 -D {\ Big)} M \\ S_ {c} & = {\ Big (} {\ frac {Y_ {w} S _ {{wr}}} {Y _ {{wr}} S_ {w}}} D + 1-D {\ Big)} S \\\ end {align}}$

حيث يحسب عامل Yw / Ywr للمانين اللذان لهما نفس اللونية لكن بياض مرجعي مختلف. تشير اللقطات إلى الاستجابة المخروطية للون الأبيض تحت الاختبار (w) والإشارة المرجعية (wr). يمكن ضبط درجة التكيف (الخصم) D على الصفر من دون أي تكيف (يعتبر التحفيز ذاتيًا مضيئًا) والوحدة للتكيف التام (ثبات اللون). في الممارسة ، يتراوح من 0.65 إلى 1.0 ، كما يمكن رؤيته من الرسم التخطيطي. يمكن حساب القيم المتوسطة من خلال:

$D = F \ left (1- \ textstyle {{\ frac {1} {3.6}}} e ^ {{- (L_ {A} +42) / 92}} \ right)$
حيث يكون المحيط F محددًا كما هو موضح أعلاه ، و LA هي نص تعديل المجال في cd / m2.
في CIECAM02 ، يحتوي الإنارة المرجعية على طاقة متساوية Lwr = Mwr = Swr = 100) ويكون اللون الأبيض المرجعي هو الناشر المثالي العاكس (بمعنى انعكاس الوحدة ، و Ywr = 100) وبالتالي:

${\ begin {align} L_ {c} & = {\ Big (} {\ frac {Y_ {w}} {L_ {w}}} D + 1-D {\ Big)} L \\ M_ {c} & = {\ Big (} {\ frac {Y_ {w}} {M_ {w}}} D + 1-D {\ Big)} M \\ S_ {c} & = {\ Big (} {\ frac {Y_ {w}} {S_ {w}}} D + 1-D {\ Big)} S \\\ end {align}}$
علاوة على ذلك ، إذا كان للون الأبيض المرجعي في كل من المنورتين قيمة (Ywr = Yw) ، فإن:

${\ begin {align} L_ {c} & = {\ Big (} {\ frac {L _ {{}}} {L_ {w}}} D + 1-D {\ Big)} L \\ M_ { c} & = {\ Big (} {\ frac {M _ {{}}} {M_ {w}}} D + 1-D {\ Big)} M \\ S_ {c} & = {\ Big ( } {\ frac {S _ {{}}} {S_ {w}}} D + 1-D {\ Big)} S \\\ end {align}}$

بعد التكيف
بعد التكيف ، يتم تحويل الاستجابات المخروطية إلى الفضاء Hunt-Pointer – Estévez بالانتقال إلى XYZ والعودة:

{\ begin {bmatrix} L '\\ M' \\ S '\ end {bmatrix}} = {\ mathbf {M}} _ {H} {\ begin {bmatrix} X_ {c} \\ Y_ {c} \\ Z_ {c} \ end {bmatrix}} = {\ mathbf {M}} _ {H} {\ mathbf {M}} _ {{CAT02}} ^ {{- 1}} {\ begin {bmatrix} L_ {ج} \\ M_ {ج} \\ S_ {ج} \ نهاية {bmatrix}}

{\ mathbf {M}} _ {H} = {\ begin {bmatrix} \؛ \؛ \، 0.38971 & 0.68898 & -0.07868 \\ - 0.22981 & 1.18340 & \؛ \؛ \، 0.04641 \\\؛ \؛ \ 0.00000 و 0.00000 و \؛ \؛ \ 1.00000 \ نهاية {bmatrix}}

وأخيرًا ، يتم ضغط الاستجابة استنادًا إلى معادلة ميخائيل-مينتين المعممة (كما هو موضح في الصورة):

k = {\ frac {1} {5L_ {A} +1}}

F_ {L} = \ textstyle {{\ frac {1} {5}}} k ^ {4} \ left (5L_ {A} \ right) + \ textstyle {{\ frac {1} {10}}} { (1-ك ^ {4})} ^ {2} {\ الأيسر (5L_ {A} \ اليمين)} ^ {{1/3}}

FL هو عامل التكيف مستوى الإنارة.

${\ begin {align} L '_ {a} & = {\ frac {400 {\ left (F_ {L} L' / 100 \ right)} ^ {{0.42}}} {27.13 + {\ left (F_ {L} L '/ 100 \ right)} ^ {{0.42}}}} + 0.1 \\ M' _ {a} & = {\ frac {400 {\ left (F_ {L} M '/ 100 \ right )} ^ {{0.42}}} {{27.13 + \ الأيسر (F_ {L} M '/ 100 \ اليمين)} ^ {{0.42}}}} + 0.1 \\ S' _ {على} و {= \ frac {400 {\ left (F_ {L} S '/ 100 \ right)} ^ {{0.42}}} {27.13 + {\ left (F_ {L} S' / 100 \ right)} ^ {{0.42} }}} + 0.1 \ نهاية {الانحياز}}$
كما سبق ذكره ، إذا كان مستوى الإنارة للخلفية غير معروف ، فيمكن تقديره من النصوع المطلق للنقطة البيضاء مثل LA = LW / 5 باستخدام الافتراض “الرمادي المتوسط”. (يتم إعطاء تعبير FL من حيث 5LA للراحة.) في ظروف photopic ، عامل التكيف مستوى الإنارة (FL) يتناسب مع الجذر التكعيبي لإضاءة المجال التكيف (LA). في ظروف الاستطلاع ، يتناسب مع LA (بمعنى لا يوجد تكييف مستوى الإنارة). عتبة photopic هي تقريباً LW = 1 (انظر FL- LA الرسم البياني أعلاه).

يرتبط المظهر
يعرّف CIECAM02 الارتباطات باللون الأصفر والأزرق والأحمر والأخضر والسطوع والملونة. دعونا نجعل بعض التعاريف الأولية.

${\ begin {align} C_ {1} & = L_ {a} ^ {\ prime} -M_ {a} ^ {\ prime} \\ C_ {2} & = M_ {a} ^ {\ prime} -S_ {a} ^ {\ prime} \\ C_ {3} & = S_ {a} ^ {\ prime} -L_ {a} ^ {\ prime} \ end {align}}$
العلاقة بين اللون الأحمر والأخضر (a) هي مقدار رحيل C1 من المعيار للأصفر الفريد (C1 = C2 / 11) ، ويرتبط الارتباط بالأصفر والأزرق (b) بمتوسط حجم حالات مغادرة C1 من اللون الأحمر الفريد (C1 = C2) والأخضر الفريد (C1 = C3).

${\ begin {align} a & = C_ {1} - \ textstyle {{\ frac {1} {11}}} C_ {2} & = L_ {a} ^ {\ prime} - \ textstyle {{\ frac { 12} {11}}} M_ {a} ^ {\ prime} + \ textstyle {{\ frac {1} {11}}} S_ {a} ^ {\ prime} \\ b & = \ textstyle {{\ frac {1} {2}}} \ left (C_ {2} -C_ {1} + C_ {1} -C_ {3} \ right) /4.5 & = \ textstyle {{\ frac {1} {9}} } \ left (L_ {a} ^ {\ prime} + M_ {a} ^ {\ prime} -2S_ {a} ^ {\ prime} \ right) \ end {align}}$
ويقدر عامل 4.5 حقيقة أن هناك مخاريط أقل بأطوال موجية أقصر (العين أقل حساسية للأزرق). ترتيب المصطلحين هو أن b موجب للألوان الصفراء (بدلاً من الأزرق).

يمكن العثور على زاوية hue (h) بتحويل الإحداثيات المستطيلة (a، b) إلى إحداثيات قطبية:

$h = \ angle (a، b)، \ (0 <h <360 ^ {\ circ})$
لحساب الانحراف الأنتاني (et) وتكوين الصبغة (H) ، حدد أي ربع رباعي مع مساعدة من الجدول التالي. اختر i مثل hi ≤ h ′ <hi + 1 ، حيث h ′ = h إذا h> h1 و h ′ = h + 360 ° وإلا.

	أحمر	الأصفر	أخضر	أزرق	أحمر
أنا	1	2	3	4	5
ح _ط	20.14	90.00	164.25	237.53	380.14
ه _ط	0.8	0.7	1.0	1.2	0.8
حاء	0.0	100.0	200.0	300.0	400.0

${\ begin {align} H & = H_ {i} + {\ frac {100 (h ^ {\ prime} -h_ {i}) / e_ {i}} {(h ^ {\ prime} -h_ {i} ) / e_ {i} + (h _ {{i + 1}} - h ^ {\ prime}) / e _ {{i + 1}}}} \\ e_ {t} & = \ textstyle {{\ frac { 1} {4}}} \ left [\ cos \ left (\ textstyle {{\ frac {\ pi} {180}}} h + 2 \ right) +3.8 \ right] \ end {align}}$
(وهذا ليس بالضبط نفس عامل الانحرافات في الجدول).

احسب الاستجابة الونيّة A:

$A = (2L_ {a} ^ {\ prime} + M_ {a} ^ {\ prime} + \ textstyle {{\ frac {1} {20}}} S_ {a} ^ {\ prime} -0.305) N_ {{ب}}$
أين

${\ تبدأ {الانحياز} & N _ {{ب}} = N _ {{سي بي}} = 0.725n ^ {{- 0.2}} \\ & ن = Y_ {ب} / Y_ {ث} \ نهاية {الانحياز}}$
العلاقة بين الخفة هي

$J = 100 \ اليسار (A / A_ {ث} \ اليمين) ^ {{تشيكوسلوفاكيا}}$
حيث c هو تأثير المحيط (انظر أعلاه) و

$z = 1.48 + {\ sqrt {n}}$
العلاقة بين السطوع

$Q = \ left (4 / c \ right) {\ sqrt {\ textstyle {{\ frac {1} {100}}} J}} \ left (A_ {w} +4 \ right) F_ {L} ^ { {1/4}}$
ثم قم بحساب كمية مؤقتة t ،

$t = {\ frac {\ textstyle {{\ frac {50 \، 000} {13}}} N_ {c} N _ {{cb}} e_ {t} {\ sqrt {a ^ {2} + b ^ { 2}}}} {L_ {a} ^ {\ prime} + M_ {a} ^ {\ prime} + \ textstyle {{\ frac {21} {20}}} S_ {a} ^ {\ prime}} }$
ترابط كروما هو

$C = t ^ {{0.9}} {\ sqrt {\ textstyle {{\ frac {1} {100}}} J}} (1.64-0.29 ^ {n}) ^ {{0.73}}$
العلاقة بين ملون هو

$M = C \ cdot F_ {L} ^ {{1/4}}$
العلاقة بين التشبع هو

$s = 100 {\ sqrt {M / Q}}$