LMS ist ein Farbraum, der durch die Reaktion der drei Arten von Zapfen des menschlichen Auges repräsentiert wird, die nach ihren Empfindlichkeitsspitzen (Empfindlichkeitsspitzen) bei langen, mittleren und kurzen Wellenlängen benannt sind.

Es ist üblich, den LMS-Farbraum zu verwenden, wenn eine chromatische Anpassung durchgeführt wird (Schätzung des Aussehens einer Probe unter einer anderen Lichtart). Es ist auch nützlich bei der Untersuchung der Farbenblindheit, wenn ein oder mehrere Konustypen defekt sind.

Theorie
Alle Farben können (nach einem menschlichen Beobachter) nach dem ersten Grassmannschen Gesetz durch drei Grundfarben dargestellt werden. Daher kann jedem Farbton eine Farbstelle in einem dreidimensionalen Vektorraum zugewiesen werden. Dieser Ansatz ist die abstrahierte Symbolik, die für Färbemethoden, Farbmetrik und technische Behandlung von Farben, wie die Farbwiedergabe dieses Bildschirms, notwendig war. Farbräume sind an unterschiedliche Aufgaben angepasst und werden als CIE-Standardfarbraum, RGB-Farbraum, CMYK-Farbraum oder LAB-Farbraum verwendet.

Strahlung im sichtbaren Bereich direkt von einer Lichtquelle oder indirekt von einer Oberfläche übt einen Farbreiz aus. Dies bewirkt in den drei Zapfen des menschlichen Sehorgans eine Farbvalenz, einen Farbwert. Im nachfolgenden Prozess im Körper wird dies als Farbton wahrgenommen. Der Ausdruck „Tristimulus“ wird für die „stimulierte“ Reaktion der Farbzentren verwendet, obwohl dieser Ausdruck für die modifizierten Standardvalenzen verwendet wird.

Zur Veranschaulichung sind die „spektralen Valenzen“ der Pins in dem Diagramm gezeigt. Die Werte wurden direkt an humanen L-, M- und S-Zapfen sowie an menschlichen Stäben mit einem Mikroskopspektrometer gemessen. Darüber hinaus sind die Messwerte für Rhesusaffen registriert, die von Bowmaker durchgeführt wurden.

Die Farbrezeptoren jedes Auges haben eine individuelle spektrale Empfindlichkeit. Im Prozess der Wahrnehmung wird dies zu einem spezifischen Sinneseindruck im Nervensystem geformt. Dies gilt für jedes Auge, ob Tier oder Mensch und den nachfolgenden Nervenapparat. Jede normalfarbige Person hat drei Arten von „farbempfindlichen“ Kegeln. Diese werden als der Ort des Maximums ihrer Empfindlichkeit als L-, M- und S-Kegel bezeichnet.

In der deutschsprachigen Literatur wird manchmal auf S-Pin K-Pin gesetzt. Die L-Kegel nehmen primär den Farbreiz der Strahlung aus dem langwelligen roten Bereich wahr, die M-Kegel den mittleren grünen Bereich und die S / K-Kegel den kurzwelligen blauen Bereich des Spektrums. Das Empfangssystem des Sehsinns umfasst auch die Stangen, Englisch: Stangen.

Trotz individueller Unterschiede in den spektralen Absorptionseigenschaften dieser Zapfen, die beispielsweise durch genetische Variationen verursacht werden, und des spezifischen Einflusses von Linse oder Glaskörper im Auge, der durch persönliche Färbung oder im Alter durch Trübung bestimmt wird, stimmen die Absorptionskurven gut überein für alle normalsichtigen Menschen,

Die Gesamtheit der wahrnehmbaren Farbreize, also die Farben, wird schließlich auf diese drei Größen L, M, S abgebildet. In der „objektiven Welt“ sind es Spektralverteilungen, die jeweils eine Intensität von 0% bis 100% haben ( sogar kontinuierlich abgestufte) Wellenlänge zwischen etwa 380 nm und 780 nm Farbreize.

Gelegentlich werden diese drei kausativen Farbwerte nach dem Empfindungsmaximum auch mit R (ot), G (grün), B (lau) bezeichnet. Da dies zu Verwechslungen mit den Koordinaten des RGB-Farbraumes führen kann, ist auch P, D, T üblich, wobei der ausgefallene Rezeptor bei Farbfehlern, dh P [Rotanopie], D [Uteropanopie] und T [Ritanopie], verwendet wird. . Ein anderes System verwendet die griechischen Buchstaben ρ, γ, β. Rho steht für L- oder R-, Gamma für M- oder G- und Beta für S-Zapfen oder die blauempfindlichen.

Es kann einen dreidimensionalen Vektorraum bilden, der von den drei Achsen L, M, S aufgespannt wird.

Eine Spektralfarbe ist ein ausreichend schmaler Ausschnitt des Spektrums bei der Farbmessung mit der Bandbreite Δλ fast 0 nm, in der Praxis kann diese Breite bestenfalls 1 nm betragen.

Geschichte
Die Messung der einzelnen Absorptionsspektren L (λ), M (λ) und S (λ) ist eine komplexe Messaufgabe. Die Grundlagen für die CIE-Systeme wurden durch die Messungen und Arbeiten von Maxwell, König, Dieterici und Abney gelegt, die 1922 von der OSA (Optical Society of America) zusammengefasst und in überarbeiteter Form veröffentlicht wurden. Da zu dieser Zeit die Möglichkeiten und die Genauigkeit der Messungen unzureichend waren, führten David Wright (1928) und John Guild (1931) unabhängig voneinander neue und genauere Farbübereinstimmungen und photometrische Vergleiche durch und erstellten eine neue Basis von Basisdaten. Die jeweiligen Daten stimmen sehr gut miteinander überein und bestätigen auch die alten Messungen im Rahmen der Genauigkeit. Im Jahr 1931 wurden die Daten von Wrights and Guild von CIE International als Datenbank empfohlen. Stiles, Burch und Speranskaya lieferten später weitere Daten, die das System erweiterten und auch die Messungen von Wright und Guild bestätigten. Bowmaker verwendete dann ein Mikroskopspektrometer, um die Absorptionseigenschaften der Kegel direkt auf dem Objekt zu messen. Die direkten Messungen zeigten, dass die LMS-Empfindlichkeitswerte, die bis dahin nur indirekt berechnet werden konnten, sehr gut mit den Messergebnissen, dh den tatsächlichen Werten, übereinstimmten.

Da der ursprüngliche LMS-Farbraum für technische Zwecke einige Nachteile aufweist, wurden die Stiftvalenzen LMS durch die virtuellen Normvalenzen XYZ und basierend auf dem CIE-Standard 1931 ersetzt. Aus diesen messtechnischen Gründen wurde die Anzahl der Individuen auf insgesamt 17 ausgewählte Personen begrenzt der 1930er Jahre. Die Gilde selbst hatte nur Messungen an 7 Personen durchgeführt. Dies wird immer noch als weiterer Nachteil und mögliche Fehlerquelle angesehen. Nichtsdestoweniger fand Stiles 1955 in nachfolgenden Messungen, dass die Daten dieser 17 Personen eine adäquate Repräsentation des 2 ° Standardbeobachters repräsentierten und sicherstellten. Da sich die CIE-Standardwerte heute jedoch durchgesetzt haben, werden sie hauptsächlich mit Transformationen wie dem DIN99-Farbraum mittels Computertechnologie korrigiert.

Um alle normalsichtigen Beobachter, die vom Standardbeobachter abweichen, unterzubringen, gibt es ergänzende Datensätze (Standardabweichbeobachter, Standardabweichungsbeobachter) zu den CIE-Daten, die sowohl für den 2 ° – als auch den 10 ° -Standardbeobachter gelten.

XYZ zu LMS
Typischerweise werden Farben, die chromatisch angepasst werden sollen, in einem anderen Farbraum als LMS spezifiziert. Die chromatische Adaptionsmatrix in der von Kries-Transformationsmethode erwartet jedoch den LMS-Farbraum. Die Beziehung zwischen den XYZ- und LMS-Farbräumen ist linear, so dass der Übergang durch eine Transformationsmatrix darstellbar ist.

Da der LMS-Farbraum die komplexe menschliche Farbwahrnehmung modellieren soll, existiert keine einzige „objektive“ Transformationsmatrix zwischen XYZ und LMS [dubiose – diskutieren]. Stattdessen bieten verschiedene Color Appearance Models (CAMs) verschiedene CH-Matrizen M (Chromatic Adaptation Transform) als Teil ihrer Modellierung der menschlichen Farbwahrnehmung an.