CIECAM02

Na colorimetria, o CIECAM02 é o modelo de aparência de cor publicado em 2002 pelo Comitê Técnico 8-01 da Comissão Internacional de Iluminação (CIE) (Color Appearance Modeling for Color Management Systems) e o sucessor do CIECAM97s.

As duas partes principais do modelo são sua transformação de adaptação cromática, CIECAT02, e suas equações para calcular correlações matemáticas para as seis dimensões tecnicamente definidas de aparência de cor: brilho (luminância), leveza, colorido, saturação e tonalidade.

Brilho é a aparência subjetiva de quão brilhante um objeto aparece, dado seu entorno e como ele é iluminado. Leveza é a aparência subjetiva de como a luz parece ser uma cor. O colorido é o grau de diferença entre uma cor e um cinza. O croma é o colorido relativo ao brilho de outra cor que aparece branca sob condições de visualização semelhantes. Isso permite que uma superfície de um determinado croma apresente um colorido crescente à medida que o nível de iluminação aumenta. Saturação é o colorido de uma cor em relação ao seu próprio brilho. Matiz é o grau em que um estímulo pode ser descrito como semelhante ou diferente de estímulos que são descritos como vermelho, verde, azul e amarelo, os chamados matizes únicos. As cores que compõem a aparência de um objeto são melhor descritas em termos de leveza e croma ao falar sobre as cores que compõem a superfície do objeto, e em termos de brilho, saturação e colorido ao falar sobre a luz que é emitida ou refletida fora do objeto.

O CIECAM02 leva para sua entrada os valores tristimulares do estímulo, os valores tristimulares de um ponto branco adaptativo, adaptando as informações de fundo e de luminância surround e se os observadores estão ou não descontando o iluminante (a constância de cor está em vigor). O modelo pode ser usado para prever esses atributos de aparência ou, com implementações de avanço e reversão para condições de visualização distintas, para calcular as cores correspondentes.

O CIECAM02 é usado no Windows Color System do Windows.

Condições de visualização
O círculo interno é o estímulo, a partir do qual os valores tristimulares devem ser medidos em CIE XYZ usando o observador padrão de 2 °. O círculo intermediário é o campo proximal, estendendo-se por outro 2 °. O círculo externo é o fundo, chegando a 10 °, a partir do qual a luminância relativa (Yb) precisa ser medida. Se o campo proximal é da mesma cor que o fundo, o fundo é considerado adjacente ao estímulo. Além dos círculos que compõem o campo de exibição (área de exibição, área de visualização) está o campo surround (ou área periférica), que pode ser considerado como sendo a sala inteira. A totalidade do campo proximal, fundo e ambiente é chamada de campo de adaptação (o campo de visão que suporta a adaptação – estende-se até o limite da visão).

Ao se referir à literatura, também é útil estar ciente da diferença entre os termos ponto branco adotado (o ponto branco computacional) e o ponto branco adaptado (o ponto branco do observador). A distinção pode ser importante na iluminação de modo misto, onde fenômenos psicofísicos entram em jogo. Este é um assunto de pesquisa.

Tabela de decisão de parâmetro
O CIECAM02 define três surround (ing) s – average, dim e dark – com parâmetros associados definidos aqui para referência no restante deste artigo:

Surround
condição
Surround
relação
F c N c Aplicação
Média S R > 0,2 1,0 0,69 1,0 Exibindo cores da superfície
Dim 0 < S R <0,2 0,9 0,59 0,95 Assistindo televisão
Sombrio S R = 0 0,8 0,525 0,8 Usando um projetor em um quarto escuro

SR = Lsw / Ldw: relação entre a luminância absoluta do branco de referência (ponto branco) medida no campo surround para a área de exibição. O coeficiente 0,2 deriva da hipótese “mundo cinza” (~ 18% –20% de refletividade). Ele testa se a luminância surround é mais escura ou mais clara que o cinza médio.
F: fator determinante do grau de adaptação
c: impacto do entorno
Nc: fator de indução cromática
Para condições intermediárias, esses valores podem ser linearmente interpolados.

A luminância absoluta do campo de adaptação, que é uma quantidade que será necessária posteriormente, deve ser medida com um fotômetro. Se um não estiver disponível, ele pode ser calculado usando um branco de referência:


onde Yb é a luminância relativa do plano de fundo, o Ew = πLW é a iluminância do branco de referência em lux, LW é a luminância absoluta do branco de referência em cd / m2 e Yw é a luminância relativa do branco de referência na adaptação campo. Se desconhecido, o campo de adaptação pode ser considerado como tendo reflectância média (pressuposto “mundo cinzento”): LA = LW / 5.

Nota: Deve-se tomar cuidado para não confundir LW, a luminância absoluta do branco de referência em cd / m2 e Lw a resposta do cone vermelho no espaço de cor LMS.

Adaptação cromática

Resumo
Converta para o espaço CAT02 LMS “espectralmente afiado” para se preparar para a adaptação. O sharpening espectral é a transformação dos valores tristimulares em novos valores que teriam resultado de um conjunto mais agudo e mais concentrado de sensibilidades espectrais. Argumenta-se que isso ajuda na constância da cor, especialmente na região azul (Compare Finlayson et al., 94, Sharpening Espectral: Transformações de Sensor para Melhoria da Constância de Cor)
Realize a adaptação cromática usando o CAT02 (também conhecido como “transformação CMCCAT2000 modificada”).
Converta para um espaço LMS mais próximo dos fundamentos do cone. Argumenta-se que a previsão de correlatos de atributos perceptivos é melhor feita em tais espaços.
Execute a compressão da resposta do cone pós-adaptação.

CAT02
Dado um conjunto de valores tristimulares em XYZ, os valores LMS correspondentes podem ser determinados pela matriz de transformação MCAT02 (calculada usando o observador colorimétrico padrão CIE 1931 2 °). A cor da amostra no iluminante de teste é:


Uma vez no LMS, o ponto branco pode ser adaptado ao grau desejado escolhendo o parâmetro D. Para o CAT02 geral, a cor correspondente no iluminante de referência é:

onde o fator Yw / Ywr representa os dois iluminantes com a mesma cromaticidade, mas diferentes brancos de referência. Os subscritos indicam a resposta do cone para branco sob o teste (w) e o iluminante de referência (wr). O grau de adaptação (descontando) D pode ser ajustado para zero para nenhuma adaptação (o estímulo é considerado auto-luminoso) e unidade para adaptação completa (constância de cor). Na prática, varia de 0,65 a 1,0, como pode ser visto no diagrama. Valores intermediários podem ser calculados por:


onde surround F é como definido acima e LA é a luminância do campo de adaptação em cd / m2.
No CIECAM02, o iluminante de referência tem energia igual Lwr = Mwr = Swr = 100) e o branco de referência é o difusor refletivo perfeito (isto é, refletância de unidade e Ywr = 100), portanto:


Além disso, se o branco de referência em ambos os iluminantes tiver o valor Y tristimulus (Ywr = Yw) então:

Pós-adaptação
Após a adaptação, as respostas do cone são convertidas para o espaço Hunt – Pointer – Estévez, indo para XYZ e vice-versa:

Finalmente, a resposta é comprimida com base na equação generalizada de Michaelis-Menten (conforme ilustrado à parte):

FL é o fator de adaptação do nível de luminância.


Como mencionado anteriormente, se o nível de luminância do fundo for desconhecido, pode ser estimado a partir da luminância absoluta do ponto branco como LA = LW / 5 usando a suposição “cinza médio”. (A expressão para FL é dada em termos de 5LA por conveniência.) Em condições fotópicas, o fator de adaptação do nível de luminância (FL) é proporcional à raiz cúbica da luminância do campo de adaptação (LA). Em condições escotópicas, é proporcional ao LA (ou seja, sem adaptação do nível de luminância). O limiar fotópico é aproximadamente LW = 1 (ver gráfico FL-LA acima).

Aparência correlaciona
O CIECAM02 define os correlatos para amarelo-azul, vermelho-verde, brilho e colorido. Deixe-nos fazer algumas definições preliminares.


O correlato para vermelho-verde (a) é a magnitude da partida de C1 do critério para amarelo único (C1 = C2 / 11), e o correlato para amarelo-azul (b) é baseado na média da magnitude de as partidas de C1 de vermelho único (C1 = C2) e verde único (C1 = C3).


O fator 4,5 explica o fato de que há menos cones em comprimentos de onda mais curtos (o olho é menos sensível ao azul). A ordem dos termos é tal que b é positivo para cores amareladas (em vez de azuladas).

O ângulo de matiz (h) pode ser encontrado convertendo a coordenada retangular (a, b) em coordenadas polares:


Para calcular a excentricidade (et) e a composição de matizes (H), determine em qual quadrante a tonalidade está com o auxílio da tabela a seguir. Escolha i tal que hi ≤ h ′ <hi + 1, onde h ′ = h se h> h1 e h ′ = h + 360 ° caso contrário.

Vermelho Amarelo Verde Azul Vermelho
Eu 1 2 3 4 5
h i 20,14 90.00 164,25 237,53 380,14
e eu 0,8 0,7 1,0 1,2 0,8
H i 0,0 100,0 200,0 300,0 400,0


(Isso não é exatamente o mesmo que o fator de excentricidade dado na tabela.)

Calcule a resposta acromática A:


Onde


O correlato da leveza é


onde c é o impacto do surround (veja acima), e


O correlato de brilho é


Então calcule uma quantidade temporária t,


O correlato de croma é


O correlato do colorido é


O correlato da saturação é