LMS色彩空间

LMS是由人眼的三种锥体的响应表示的颜色空间,以其在长波长,中波长和短波长处的响应度(灵敏度)峰命名。

在执行色适应时估计样本在不同光源下的外观时,通常使用LMS色彩空间。当一个或多个锥体有缺陷时,它也可用于色盲的研究。

理论
所有颜色都可以通过第一个格拉斯曼定律由三原色表示(对于人类观察者)。因此,可以在三维向量空间中为每个颜色阴影分配颜色位置。这种方法是抽象的象征主义,它是着色方法,颜色的比色法和技术处理所必需的,例如该屏幕的颜色再现。色彩空间适用于不同的任务,并用作CIE标准色彩空间,RGB色彩空间,CMYK色彩空间或LAB色彩空间。

直接来自光源或从表面间接的可见光范围内的辐射会产生颜色刺激。这在人类视觉器官的三个锥体中产生颜色价值 – 颜色值。在身体的后续过程中,这被视为色调。术语“三刺激”用于色心的“刺激”反应,尽管该术语用于修正的标准化合价。

为了说明,图中显示了引脚的“光谱价”。使用显微镜光谱仪直接在人类L,M和S锥以及人体棒上测量这些值。此外,这些读数还记录在由Bowmaker执行的恒河猴上。

每只眼睛的颜色受体具有单独的光谱灵敏度。在感知过程中,它被塑造成神经系统中特定的感官印象。这适用于每只眼睛,无论是动物还是人类,以及随后的神经仪器。每个正常颜色的人都有三种类型的“颜色敏感”锥体。这些被称为L,M和S锥的灵敏度最大值的位置。

在德语文献中有时会设置为S针K针。 L锥体主要感知来自长波红色范围的辐射的颜色刺激,M锥体中间绿色区域和S / K锥化该光谱的短波蓝色范围。视觉接收系统还包括棒,英语:棒。

尽管这些锥体的光谱吸收特性(例如由遗传变异引起)的个体差异以及由个人染色或年龄由浊度确定的眼睛中的晶状体或玻璃体的特定影响,但吸收曲线很好地一致对于所有正常视力的人,

可感知的颜色刺激的整体,即颜色,最终映射到这三个量L,M,S。在“客观世界”中,每个光谱分布的强度分别为0%到100%甚至连续分级)波长在约380nm和780nm之间的颜色刺激。

偶尔,感觉最大值之后的这三个致因色值也由R(ot),G(绿),B(lau)表示。由于这可能导致与RGB色彩空间的坐标混淆,所以P,D,T也是常见的,由此在失色的受体中使用失败的受体,即P [rotanopia],D [uteropanopia]和T [ritanopie] 。另一个系统使用希腊字母ρ,γ,β。 Rho代表L-或R-,γ代表M-或G-,β代表S-锥或蓝色敏感的。

它可以形成一个三维向量空间,它由三个轴L,M,S所跨越。

光谱颜色是比色法中光谱的足够窄的部分,带宽Δλ几乎为0纳米,实际上最多可达1纳米。

历史
单个吸收光谱L(λ),M(λ)和S(λ)的测量是一项复杂的测量任务。 CIE系统的基础由Maxwell,König,Dieterici和Abney的测量和工作奠定,这些测量和工作在1922年由OSA(美国光学学会)总结并以编辑形式出版。由于当时测量的可能性和准确性不足,David Wright(1928)和John Guild(1931)独立进行了新的更准确的色彩匹配和光度比较,并创建了新的基础数据库。各自的数据非常吻合,也确认了在准确度范围内的旧测量数据。 1931年,Wright和Guild的数据被CIE International推荐为数据库。 Stiles,Burch和Speranskaya后来提供了扩展该系统的进一步数据,并确认了Wright和Guild的测量结果。然后Bowmaker使用显微镜光谱仪测量直接在物体上的锥体的吸收特性。直接测量显示LMS灵敏度值只能间接计算到该点,与测量结果(即实际值)非常吻合。

由于用于技术目的的原始LMS色彩空间包含一些缺点,所以销价LMS被虚拟标准价XYZ替代并且基于CIE标准1931.由于这些计量原因,个体的数目限于总共17个选定个体在20世纪30年代。公会本人只对7人进行了测量。这仍然被认为是进一步的缺点和潜在的错误来源。尽管如此,Stiles在1955年的后续测量中发现,来自这17个人的数据代表并保证了2°标准观察者的充分表现。然而,由于CIE标准值今天盛行,主要是通过使用计算机技术的DIN99色彩空间等转换来校正。

为了适应偏离标准观察者的所有正常观察的观察者,对CIE数据应用2°和10°标准观察者的补充数据集(标准偏差观测者,标准偏差观测者)。

XYZ到LMS
通常,色彩适应的颜色将在LMS以外的色彩空间中指定。然而,von Kries变换方法中的色适应矩阵需要LMS色彩空间。 XYZ和LMS色彩空间之间的关系是线性的,所以过渡可以通过变换矩阵表示。

由于LMS色彩空间应该模拟复杂的人类色彩感知,因此XYZ和LMS之间不存在单一的“客观”变换矩阵[可疑 – 讨论]。相反,各种颜色外观模型(CAM)提供各种色彩适应变换(CAT)矩阵M作为其人类色彩感知建模的一部分。