Pixelgrafika 1. Színek és színrendszerek

Átírás

1 BME Építészmérnöki kar Építészeti Ábrázolás Tanszék BMEEPAG Számítógépek alkalmazása eladás, szeptember 19. Pixelgrafika 1. Színek és színrendszerek Képalkotás A valóság folytonos a kép diszkrét! * 1.6 x m Planck féle hosszúság felett!

2 Pixel Pixel = picture element (képelem) nem kis négyzet vagy kör, nincs kiterjedése, nincs területe, helyét koordináták határozzák meg, de a képelemek közötti távolságot a megjelenít eszköz számára külön kell megadni, több mint pont, a pixel minta, szín és/vagy világosság információ. Grafikus alkalmazások: 4 technológia 1. Vektoros alkalmazások A képet geometriai adatok alkotják, amelyeknek a meghatározása matematikai egyenlségekkel és egyenltlenségekkel, elssorban vektorokkal történik. Alapegysége lebeg pontos számok. A számábrázolási pontosság itt sem korlátlan. Kiterjedése a 2 vagy 3 dimenziós modelltér. Pl. AutoCAD, Archicad, MicroStation. 2. Grafikus alkalmazások A képet diszkrét adatok alkotják, amelyeknek meghatározása mintavétellel történik. Mintavételi eszközök: szkenner, digitális fényképezgép, videokamera, grafikus program, renderelés. Alapegysége a pixel (picture element), dimenzió nélküli szín vagy világosság információ. Pl. Photoshop, CorelPaint, Painter. 3. Árnyalás készít alkalmazások A pixelkép a geometriai adatok mintavételezése alapján készül. Elnevezések: Shading (árnyalás), Rendering (eladás, tolmácsolás), Visualization (megjelenítés), Presentation (látványtervezés). Eljárások: Phong, Raytrace, Radiosity, Particle Trace. Pl. 3DStudio, Alias-Maya, Softimage, Powray. 4. Lapszerkeszt alkalmazások A képet szövegek, pixelképek és vektoros ábrák alkotják, amelyeknek meghatározása formatáló utasításokkal történik.. Alapegységei az oldal, sor, karakter. Kiterjedése a lap vagy keret (frame). Pl. Web szerkesztk, CorelDraw, PowerPoint.

3 Grafikus alkalmazások Maszk Objektum Vászon Vászon (Canvas) - a pixelkép mérete. (A képelemek közötti távolságot a megjelenít eszköz számára külön kell megadni.) Maszk (Mask) - kijelöl eszköz. Objektum (Object) részlet. Szerkeszt mveletek (kivágás, beillesztés). Geometriai transzformációk (nagyítás, kicsinyítés, eltolás, forgatás, tükrözés, torzítás). Matematikai és logikai mveletek (összeadás, kivonás, szorzás, ha világosabb, ha sötétebb stb.) - egymást fed pixelek között, - összes pixel között, - szomszédos pixelek között. Egyéb mveletek (animálás, karakterfelismerés stb.) Látható EMS hullámhossza nm hullámhossz (m) Gamma Röntgen Mikró Radar Rádió Fény 0.36x10-6 r övid közép hosszú 0.83x10-6 Az elektromágneses sugárzás széles spektrumából a 100 nm-tl (1nm = 10-9 m) 1 mm-ig terjed hullámhossztartomány elnevezése optikai sugárzás. Azon belül nm-tl a nm közötti sávot a szemünkkel képesek vagyunk érzékelni. Köznapi szóhasználattal ezt a látható EM sugárzást nevezzük fénynek. A rövidebb hullámhosszúságú, 100 nm 380 nm-es tartomány az ultraibolya (UV), a 780 nm-tl 1 mm-ig terjedt pedig infravörös (IR) sugárzásnak nevezik. Tekintettel a három fényérzékel receptor három érzékenységi tartományára, a neurobiológia a látható spektrumot rövid, közép és hosszú hullámhossz sávra osztja tovább. (A rövid hullámhosszú sugárzást kék, a középst sárgászöld, a hosszút vörös színnek érzékeljük.)

4 Spektrális energiaeloszlási görbe CIE szabványos D65 fehér fény (napfény) spektrális energiaeloszlási görbéje, korrelált színhmérséklet 6504 K. Relatív s teljesítmény Hullámhossz A napfény és a természetes tárgyakról visszatükrözd fény hullámhossz összetétele és a különböz hullámhosszakon sugárzott energia vegyes. Az összetételt a spektrális energiaeloszlás jellemzi. A különféle eloszlások különféle színingert keltenek. Két különböz eloszlás eredményezhet azonos színingert is: ezeket metamereknek nevezik. A metamer színek színérzete azonos, spektrális eloszlásuk azonban különböz. Szem optikai felépítése Szaruhártya Sugárizom Üvegtest Lencse Szemcsarnok Pupilla Zonula rostok Optikai tengely Vizuális tengely Erek Vakfolt Sárgafolt Fovea Vakfolt Érhártya Retina Ínhártya Szemideg Sárgafolt Fovea

5 Retina felépítése Fény iránya Retina fontosabb sejtjei: Ganglion sejt Gyjtsejtek: - Horizontális - Bipoláris - Amakrin Fotoreceptor típusok: - Pálca -Csap (rövid h.hosszakra érzékeny) -Csap (közép h.hosszakra érzékeny) -Csap (hosszú h.hosszakra érzékeny) Pigmenthám Éjszakai és nappali látás Kép az egér retináról: mint fben a virágok úgy helyezkednek el a pálcák között a csapok. 3 Érzékenység (minta/háttér) 4 Csapok 5 6 Pálcák Log megvilágítási szint (minta/háttér) Pálca alakú fotoreceptor éjszakai megvilágításban cd/m 2 fénysrség alatt - mködik. Nagy érzékenység, kevés lépcs, alacsony felbontás, akromatikus színérzet. Éjszakai un. szkotopikus látás. Csap alakú fotoreceptorok nappali megvilágításban - 3 cd/m 2 fénysrség felett - mködnek. Alacsony érzékenység, sok lépcs, színlátás. Nappali un. fotopikus látás. Az emberi szemben ketts rendszer: 10-3 cd/m 2-3 cd/m 2 között átmeneti megvilágításban a csapok és pálcák együttesen mködnek. Mezopikus látás.

6 Receptorok spektrális érzékenysége Luminancia (nm) Hullámhossz (nm) A három csap (és a pálca) receptor típusban ~425, ~530, ~560 (és ~500) nm maximumhelyre hangolódott fotopigment található, melyeknek hullámhossz érzékenysége átlapolva átfogja a spektrumot. Helmholtz és Hering Hermann Ludwig Ferdinand von Helmholtz Karl Ewald Konstantin Hering

7 Dikromatikus színérzékelés Egy receptoros rendszer csak akromatikus (szín nélküli) látásra képes. Két fényhatás hullámhossza lehet különböz, de az egy hullámhossz maximumra hangolt receptorok azonban csak a fényerkülönbséget érzékelik. Két receptoros rendszer a színeket és a fényerkülönbségeket egyaránt megkülönbözteti. Az agy a két receptor által adott jel különbségét veti össze. Nappali életmódot folytató halak, hüllk, madarak tetrakromátok. Éjszakai életmóddal elterjed emlsök dikromátok, egyrészk jelenleg is monokromátok. Monokromatikus színérzékelés Dikromatikus színérzékelés Szín- és világosság érzékelés R :: K (K+H) :: (K+H) K :: H + A fényérzékel alapegység ( pixel ) az érzékel mez, amely központ-gyr alakban szervezd receptorokból áll.

8 Szín- és világosság érzékelés Az emlsök retináján - az éjszakai pálcás rendszer mellett - két látócsatorna alakult ki: 1. a rövid és közép hullámhosszakra érzékeny csapok központ gyr elrendezdésébl a Rövid::Közép csatorna, és 2. a közép hh.-ra érzékeny csapokból a világosságkülönbségeket érzékel Közép::Közép csatorna. A femlsöknél a közép hh.-ra érzékeny csapok a látásélesség (felbontás) növelése érdekében megszaporodtak, majd egy részük millió évvel ezeltt genetikailag módosult, a hh. érzékenység maximumhelye 30 nm-rel eltolódott. 3. Így a meglév szín- és világosság csatorna mellé új színcsatorna, a közép és hh.-ra érzékeny Közép::Hosszú csatorna keletkezett, amely a hosszú hh. tartományban kibvítette a színérzékelés határát. Emlsök R::K K::K R::K (K+H)::(K+H) Femlsök K::H 3 csaptípus eloszlása A rövid, közép és hosszú hullámhosszakra érzékeny csapok eloszlása véletlenszer, számuk személyenként eltér. A rövid hh.-akra érzékeny csapok száma csak ~5%, és a fovea területérl hiányoznak. A kevesebb kék receptor a lencserendszer kromatikus aberrációját ellensúlyozza, s ezáltal a látás felbontóképességét növeli. Kromatikus aberráció 400 nm Kék ((Kromatikus aberráció: két különböz srség közeg határán a különböz hh.-ú fény törése különböz. Az emberi szemben a rövid (kék) és a hosszú (vörös) hh-t tartalmazó fény törése 2 dioptria.)) Balra: Oftalmoszkóppal készített hamisszínes in vitro felvételek a három csap eloszlásáról két hibátlan színlátású személy retinájának azonos területén. A közép és a hosszú hh.-ú csapok aránya 1.15 : 1 illetve 3.79 : 1. Jobbra lent: Az érzékel mezk szemléltet elrendezése. 700 nm Vörös Részlet foveától nazális 1.4 fokra. Austin Roorda, University of Houston, Texas.

9 Színérzékenység 2 és 3 csappal A-B ábra. Normális színlátás. C-D ábra. Ha a kiosztás egyenletes lenne, a szín-megkülönböztet képesség jelentsen nem javulna, viszont a kromatikus aberráció miatt a látásélesség csökken. E-F ábra. Ha a közép és hosszú hh. érzékenységi görbe közel kerülne egymáshoz, színtévesztés alakulna ki, a szín-megkülönböztet képesség görbéje megszakad. G-H ábra. Ha a hosszú hh. receptor hiányozna, az ellaposodó rövid hh. görbe miatt a vörös színérzékelés megsznik. A vörös színtartományban nincs lehetség az összevetésre két eltér érzékenység receptor között. Nathans: The Evolution and Physiology of Human Color Vision, Neuron Pszichofizikai jellemzk A színérzet pszichofizikai jellemzi a fény spektrális energia-eloszlásától függen a következk: Szín ill. színezet (Hue) a domináns hullámhosszaktól függ. Pl. domináns 440 = kék. Telítettség* (Saturation) a domináns és nem domináns hullám-hosszak viszonylagos energiájától függ. A telítettség fizikai megfelelje kibocsátási tisztaság. Világosság (Brightness, Lightness) valamennyi hullámhossz energiájától függ. A világosság fizikai megfelelje fénysrség, mértékegysége cd/m 2. * Szinezettdúság, króma P() P() P() Fénysrség e 2 e 1 Fénysrség e 2 e 1 Fénysrség e 2 e Hullámhossz (nm) Hullámhossz (nm) Hullámhossz (nm) A domináns hullámhossz, kibocsátási tisztaság és a világosság szemléltetése leegyszersített spektrális energia eloszlási görbékkel.

10 Pálcák és csapok srsége a retinán Receptorsrség mm Orr Vakfolt Fovea Halánték Pálcák 100 Csapok 50 Osterberg, Szögelfordulás fokban Retina területe: 1100 mm2 (Cajal) Pálcák: millió (Osterberg, 1935) Csapok: 6.4 millió (Osterberg, 1935) Rövid hullámhosszra érzékeny csapok: kb. 5 %, Közép és hosszú hh. érzékenyek csapok aránya változó. Ganglion sejtek: 1.2 millió. Csap : ganglion arány 1: 3 (fovea), 125 : 1 (egész retina) Digitális kamerák felbontása 3 milliónál kezddik! Szakkádok Az éleslátás területe a fovea alig ½ º-os látókúpot jelent. A szem állandó, az érdekldése tárgyát körbejáró, fürkész mozgása a szakkádok* egyesítik az éleslátás területét a periférikus látás homályosabb képalkotásával. A látványt állandóan mozgó, változó méret, de szk ablakban érzékeljük. A látott kép - hasonlóan Van Gogh képéhez - részletekbl tevdik össze. A szerkesztett perspektíva tanult látásmód. A perspektíva XV. századi felfedezése a látványt nem látták úgy, ahogy azt Vermeer a perspektíva szabályai szerint megfestette. * Saccade francia, hirtelen irányváltoztatás.

11 Színmegjelenés - 1. Paul Cezanne: Almák, barackok, körték, szll. Von Kries adaptáció: a látás alkalmazkodik a megvilágítás színéhez, és kiegyenlíti annak esetlegesen színtorzító hatását. Itt a festmény kék színnel van megvilágítva. Színmegjelenés - 2. Adelson illúzió: a látás függetleníti magát a megvilágítástól, pl. az árnyéktól, hogy fenntartsa a látvány értelmét. Itt pl. az A és B felület azonos szín.

12 Színmegjelenés - 3. Fehér illúzió: kognitív következtetéssel irányított szimultán kontraszt. A színek szabályt követ elrendezése határozza meg, hogy világosabbnak vagy sötétebbnek látszanak, itt pl. attól függen, hogy a csoportjaik a sötétebb vagy világosabb sávokhoz tartoznak. Színmegjelenés - 4. Craik-O Brien-Cornsweet hatás: a szem érzékenyebb a hirtelen változásokra mint lassú átmenetekre.

13 Színmegjelenés - 5. Craik-O Brien-Cornsweet hatás: ha nincs változás, a lokális kontraszt eredménye szétterjed. Színmegjelenés - 6. Helmholtz-Kohlrausch hatás: azonos fénysrség akromatikus (szürke-fehér) színek környezetében a kromatikus színek mindig világosabbnak látszanak, világítanak (Faberglut). Eszerint nem a fehér a legvilágosabb szín!

14 Színmegjelenés - 7. Szórás (Spreading), más néven asszimiláció: a magas frekvenciájú, ismétld mintázat színe magához húzza a háttér színét. Színrendszerek I. Színmér rendszerek (színingermér rendszerek) CIE 1931 XYZ (általános) CIE színességi diagramok (általános) CIE 1976 Luv (összeadó színkeveréshez) CIE 1976 Lab (kivonó színkeveréshez) CIE 1997 Cam (médiák közötti adatcseréhez) II. Eszközfügg színrendszerek (eszközvezérl színrendszerek) RGB (elektronikai eszközök) HSV, HLS (számítógépes grafika) LUV, YIQ, YCC (TV - videó) CMY, CMYK (nyomtatók, nyomdagépek) III. Színminta gyjtemények (színrendel rendszerek) Munsell (általános célú katalógus) RAL (fémfestékek, építipar, gépgyártás) Pantone (textil-, manyag és nyomdaipar) Színetalonok (NPL, NBS, OMH stb.) (színmér mszerek ellenrzéséhez) Commission Internationale de l Éclairage (Nemzetközi Világítási Bizottság)

15 Színmegfeleltetés 1. Az összehasonlító színmérés alapja a színek metamerizmusa. A metamer színpárok színérzete azonos, spektrális energia-eloszlásuk azonban különböz. Minden színinger reprodukálható három egymástól független szín* additív keverékével (Grassmann). Képlettel: C mintaszín = R(R) + G(G) + B(B) * A három szín akkor független egymástól, ha egyik sem hozható létre a másik kett keverékeként. A mintaszín és három alapszín keverékének összehasonlításán alapuló színmérést színmegfeleltetésnek (Color Matching) nevezik. A mérés normalizált, mértékegysége az a három alapszín mennyiség, amelynek keveréke fehér. A három alapszín aránya alapján a színek helye koordináta-rendszerekben ábrázolható. A szín koordinátarendszerek normalizáltak (pl. fekete=0,0,0; fehér=1,1,1; színkör 0-360º stb.) Színmegfeleltetés 2. C C -30% Vörös Zöld 0% Vörös +33% Vörös +66% Vörös Kék Vörös P3 PM PM Két szín additív keveréke mindig kevésbé telített színt eredményez, és a hozzáadott harmadik alapszín a fehértartalmat növeli. Ezért a színek egy része, mégpedig a telített, monokróm színek csak két méréssel katalogizálhatók. Az els mérés a mintaszínt összehasonlítja a három alapszín keverékével. A második mérés a mintaszínhez a harmadik alapszínbl annyit tesz hozzá, annyival tompítja, hogy az megfeleljen a színmeghatározó keverékhez. Ez utóbbi hozzáadott alapszín értéke tehát negatív lesz. P1 P2 P3 P1 P2

16 Színmegfeleltetés 3. Az összehasonlító színmérés hátránya, hogy csak vizuálisan végezhet el, mert a metamer egyezést csak az agy képes megállapítani. Olyan módszerre van szükség, amellyel a színmérés vizuálisan és mszeresen egyaránt elvégezhet. Megoldás: az alapszínek arányát a spektrum minden hullámhosszán kísérleti módszerek pontosságával megmérni. Az így kapott három un. színingermegfeleltet függvény segítségével a (minta)szín spektrális eloszlásában hullámhosszról - hullámhosszra (dként) kiszámítható az alapszínek mennyiségi aránya. Az értékek összesítése (integrálása) ugyanazt az eredményt adja mint az összehasonlító színmérés. A számítást lásd a 35-ös dián. Színmér készülékek 1931-bl és 2000-bl. CIE 1931-es színmér észlel (az érdekldknek) CIE 1931 Standard Colorimetric Observer (szabványos színmér észlel) a CIE 1931-ben szabványosított színinger-mér rendszere. Színinger összetevö értékek b g Hullámhossz (nm) CIE 1931-es 2º-os rgb színinger-megfeleltet függvények. Pl. az 500 nm-es monokróm színnek : 0.08 : 0,05 arányú az R,G,B keverékszín felel meg. r 1. rgb színinger-megfeleltet függvények A színinger-megfeleltet függvények (Color Matching Functions) a spektrum színeivel megfeleltetett alapszín-arányok, a nm-es tartományban 10 nm-es intervallumokban mért adatok (Guild és Wright mérései.) A mérés alapjául szolgáló három alapszín a 700, 664,1 és 435,8 nm hullámhosszúságú monokróm fényforrás. A függvények egyezményes jelölése az adott alapszínre utaló kisbet felülvonással és zárójelbe helyezett hullámhossz-jel r(), g(), b(). Az eljárás hátrányai: - Egyes hullámhossztartományokban az egyik vagy másik színinger-megfeleltet függvény értéke negatív, amely megnehezítette korabeli (1931) színmér számításokat, amelyek kézzel történtek. - Az alapszín arányokkal a színek világossága, ill. fénysrsége nem mérhet, pl. narancssárga és a mélybarna szín RGB aránya azonos lehet.

17 CIE 1931-es színmér észlel (az érdekldknek) z y x Hullámhossz (nm) CIE 1931-es xyz színinger-megfeleltet függvények. Pl. az 500 nm-es színben az X,Y,Z arány : 0.3 : xyz színinger-megfeleltet függvények A számítások egyszersítése érdekében a színingermegfeleltet függvényeket a CIE mátrix transzformációval átosztotta. (Ezt a matematikai mveletet Grassmann addíciós törvénye megengedi.) Az eredmény az 1931-es x(), y() és z() színingermegfeleltet függvények, amelyek az R, G és B alapszín-ingereket X, Y és Z elnevezés nem valóságos alapszín-ingerek helyettesítik. A CIE megfogalmazás szerint az 1931-es szabványos színmér észlel (Standard Colorimetric Observer) a mérend színinger X,Y és Z alapszín-összetevit az x(), y() és z() színinger-megfeleltet függvények szerint határozza meg. (Megjegyzés: a színinger-megfeleltet függvények nem érzékenységi görbéi a receptoroknak, és nem tekinthetk egy (vagy három szín) spektrális eloszlási görbéjének. Az alapul szolgáló alapszínek kiválasztása ugyanolyan önkényes történt mint a méter, láb, kilogramm meghatározása. A színinger-megfeleltet függvények a színmérés mértékegységei.) CIE 1931-es színmér észlel (az érdekldknek) 3. Színinger-összetevk A mintaszínben mért alapszín mennyiségi arányok elnevezése íninger-összetevk (Tristimulus Values). A színinger-összetevk számítása a mintaszín spektrális eloszlása és a három színmegfeleltet függvény szorzatának összesítésével (integrálásával) történik. A képletben X,Y,Z a színinger-összetevk egyezményes jelölése, az adott alapszínre utaló nagybetk, k konstans a világosság meghatározásához, L e a mérend szín spektrális eloszlása, x, y, z színinger-megfeleltet függvények, d mérési hullámhossz-köz, rendszerint 10 vagy 20 nm. Ha vizsgált szín tárgyszín, akkor L e helyett S() () ahol S() vizsgált színmintát megvilágító fény(forrás) spektrális eloszlása, () a felület spektrális reflexiós tényezje. 780 X = k L e x() d _ Y = k L e y() d Z = k L e z() d 380

18 CIE 1931-es színmér észlel (az érdekldknek) 1.2 Relatív L D65 S() x 1 Relatív () Minta () = 1 Relatív S() () S()() x x x 1.8 x szining.össz. x() 1.8 y szining.össz. y() 1.8 z szining.össz. z() = = = 1.8 0S() () x() 380 X S() () () Y S() () ž() Z 780 Egy színminta színinger-összetevinek számítása. Kiinduló adatok a minta és a mintát megvilágító D65 fehér spektrális reflexiós- illetve teljesítmény-eloszlása: S() és (). 1. lépés: S() és () összeszorzása lépés: S()() és a három színmegfeleltet függvény összeszorzása lépés: a három függvény - görbe alatti területének - integrálása. CIE 1931-es színmér észlel (az érdekldknek) Y c Y=1 C 4. XYZ színingertér Az XYZ színinger-összetev hármas ábrázolása az XYZ és az xyy derékszög koordináta-rendszerekben történik. Szinességi diagram X=1 Az XYZ színingertér (XYZ Color Space) normalizált, a színinger pontok a három egységvektorral kifeszített egységsíkra kerülnek. Egy színinger koordinátái: x=x/(x+y+z) X c Spektrum színek y=y/(x+y+z) z=z/(x+y+z) így x+y+z=1 Egységsík Z c Z=1 R=1 G=1 B=1 Hullámhossz () ,1 435,8 Fénysrség (L) 1 4,59 0,06 x,y koordináták 0.73, , , xyy színességi diagram Z koordináta redundáns adat, ezért elmarad, az XYZ egységsík 2D-s koordináta-rendszer xy síkjára vetíthet, a színeket x,y koordináta-pár határozza meg, z = 1 -x-y. Az xyy színességi diagram 3D-s koordináta-rendszer, a harmadik tengely jelölése nagybets Y. Ezen a tengelyen az Y színinger-összetev mennyisége, azaz a színinger világossága ábrázolható.

19 CIE 1931-es xyy színességi diagram Y P 1 B = 435,8 (0.17,0.01) S 1 b S 3 a CIE 1931-es xyy színességi diagram Spektrum színek görbéje S 2 P 2 D 65 G = (0.27,0.72) eef= (0.33,0.33) Bíbor színek egyenese R = (0.73,0.26) X 6. Színességi koordináták 1. Helyek (Locus * ) - spektrumszínek (monokromatikus színek) patkó alakú görbéje; - bíbor-egyenes (a spektrumszínekbl hiányzó kék-vörös keverékek); - színinger-mér RGB alapszínek, -egyenl energiájú Fehér (R=1/3, G=1/3, B=1/3); - referencia fényforrások színei (pl. D 65 ); - két mintaszín keverékének (additív összegének) helye a színpontjaikat összeköt egyenesen fekszik (pl. S 1 S k S 2 ). Domináns hullámhossz: a színárnyalat (Hue) jellemzje: a mintaszínnel azonos színezet monokromatikus fény hullámhossza. Helyét a spektrum színek görbéjén a megvilágítást adó fehér- és a mintaszín helyén átfektetett egyenes jelöli ki, (pl. D 65 S 1 P 1 ). Domináns komplementer hullámhossz: a bíbor színek komplementer spektrum színe, (pl. P 2 D 65 S 2 ). Kibocsátási tisztaság a szín telítettségének (Saturation) jellemzje: S=a/(a+b) * locus, loci latin: hely, helyek. CIE 1931-es xyy színességi diagram Y CIE 1931-es xyy színességi diagram 6. Színességi koordináták 2. Gamut (színterjedelem): a képrögzít és megjelenít eszközök színrögzít illetve színvisszaadó képessége. 0.21,0.71 A képalkotó lánc (pl. szkenner képerny nyomtató) színeinek összehangolására a színkezel eljárás (Color Management) szolgál. 0.29, ,0.55 A színkezelés beállításai, az un. színprofil elmenthet a képfájlban vagy külön az ICC* által szabványosított formában (ICC Color Profile). *ICC - International Color Consortium E 0.64, , , , , ,0.06 X

20 CIEL*a*b* színingertér (1976) CIELab színrendszer, a színek gömb alakú elvi elrendezése. CIELab színrendszer az ellentétes színek (Hering) látáselméleten alapul. - L (Lightness) tengely határozza meg a világosság fokozatokat a feketétl a fehérig. - a tengely határozza meg a zöld és vörös színeket. A L tengely közelében a színek telítettsége alacsony, világosság értékük az L tengely szerint változó. - b tengely határozza meg a kék és sárga színeket. A L tengely közelében a színek telítettsége alacsony, világosság értéke a L tengely szerint változó. CIEL*a*b* színingertér (1976) Nyomdai gamut Monitor Gamut Forrás: ICC A CIELab színrendszerben a megjelenít eszközök színterjedelme különböz kiterjedés színtestet képez.

21 CIECAM - Színmegjelenés Média váltásnál a színek megjelenése módosul. Pl. ugyanaz a CIE XYZ szín másnak látszik a képernyn és a nyomtatón. Módosító tényezk: 1. technikai különbségek (fénysrség, - felbontás (színben, térben), eltér képjellemzk (gamma, gamut, dinamika.) 2. különböz látási körülmények: (háttér, környezet szokásos megvilágítása) 3. képi tartalom: (pszichofizikai tényezk, pszichológiai tényezk: méret, alak (forma), mélység, szerkezet, kognitív felismerés) A feladat az, hogy média váltásnál a színek megjelenése legyen ugyanaz. A CIE színmér rendszerei csak egy idben látott mintákra vonatkoznak. Olyan színrendszerre van szükség, amellyel a színek megjelenése elre jelezhet. A CIECAM (Color Appearance Model) a CIE 1997-ben bevezetett kísérleti rendszere elre jelzi (predict) a szín megjelenését (color appearance). Szín Háttér Környezet Eszközfügg színrendszerek Feladatuk - fizikai paraméterek leképezése, - fizikai paraméterek vezérlése. Fontosabb jellemzk - színek elrendezése 3D-s koordináta-rendszerekkel: Descartes, henger, gömb, - normalizált skálák (0,0,0 fekete szint, 1,1,1 fehér pont). Követelmények - felhasználóbarát vezérlparaméterek (pl. szín, telítettség, világosság), - egyenletes színkülönbségek ( az érzékelt színtér nem-euklidesi), - kapcsolat a színmér és a színrendel rendszerekkel. RGB rendszerek az összeadó színkeveréshez. - Három alapszín: vörös, zöld, kék). - RGB színmodell a képfelvev és megjelenít eszközökhöz (Crt, Lcd, Plazma stb.) - HSV, HSL színmodell a vezérléshez, szerkesztéshez. - LUV, YIQ, YCC színmodell a képtovábbító TV-videó rendszerekhez. CMY rendszerek a kivonó színkeveréshez. - Három alapszín: cián, magenta, sárga. - CMYK színmodell a négyszínes nyomtatókhoz.

22 RGB eszközök Közeli fénykép a K-313-as teremben található monitorról. Távolról nézve a három képpont összeolvad, s azt fehérnek látjuk, ha a kék, zöld és piros képpont egyforma erséggel világít. Balra az LCD monitor részlete, felül a CRT, alul a plazma monitor mködési elve. Digitális kamera

23 RGB színmodell Kék (0,0,1) Cián (0,1,1) Bíbor (1,0,1) Fehér (1,1,1) Fekete (0,0,0) Zöld (0,1,0) Vörös (1,0,0) Sárga (1,1,0) CMY színmodell Sárga (0,0,1) Vörös (0,1,1) Zöld (1,0,1) Fekete (1,1,1) Fehér (0,0,0) Bíbor (0,1,0) Cián (1,0,0) Kék (1,1,0) 1 1 G R Y MC 1 1 B 1 M C B GR 1 Y CMY színmodell: a kivonó színkeveréssel realizálható színek 3D-s elrendezése, az RGB színmodell inverze. A három alapszín: sárga, cián (türkizkék) és a magenta (bíbor), + fehér, + fekete. A három alapszín színszrként viselkedik. A fehér fénybl - a cián kivonja a vöröset, az eredmény kékes-zöld. - a magenta kivonja a zöldet, az eredmény kékes-vörös (bíbor). - a sárga kivonja a kéket, az eredmény sárga. Tehát: Cián + Magenta + Sárga Fekete Cián + Sárga Zöld Cián + Magenta Kék Magenta + Sárga Vörös

24 HSV színmodell Zöld (120 ) Sárga (60 ) Az RGB színmodellbl származtatott modell. Cián (180 ) Kék (240 ) Fehér (100) Világosság (0-100) Vörös (0 ) Bíbor (300 ) Hue = szín Saturation = telítettség Value = világosság A hatszöglet gúla az RGB kocka 2D-es vetülete. Szín: Fekete (0) Telítettség (0-100) Szín (0-359 ) Telítettség: Világosság: Színinterpoláció a zöld és vörös között a HSV és az RGB színrendszerben. HLS színmodell Fehér (100) Az RGB színmodellbl származtatott modell. Zöld (120 ) Sárga (60 ) Hue = szín Lightness = világosság Saturation = telítettség Cián (180 ) Kék (240 ) Világosság (0-1) Bíbor (300 ) Vörös (0 ) Telítettség: Szín: Világosság: Szín (0-359 ) Fekete (0) Telítettség (0-100)

25 RGB HSV konverzió Az RGB HSV konverzió kiszámolja az RGB A színek un. hetero-kromatikus 1 színek színét, telítettségét és világosságtartalmát világossága különböz, pl. a kék sötétebb, a sárga világosabb. (A látórendszerben a világosság érzékelés ketts rendszer. Nemcsak a (Z+V)::(Z+V) világosság csatorna, hanem a K::Z és Z::V színcsatornák is keltenek világosság érzetet.) Az RGB HSV konverzió ezt a 0 1 RGB színek világosság-különbséget is figyelembe veszi. Az els átszámítási képletet 1953-ben állapították meg, hogy a színes TV adás fekete-fehér készüléken is látható legyen. Világosság (Y) átszámítási képlete a következ: Világosság RGB Zöld Vörös Kék Y=0.299R+0.587G+0.114B Digitális kamera Bayer féle színszr elrendezése (Bayer Color Filter Array). BME Építészmérnöki Kar, Építészeti Ábrázolás Tanszék munkaközössége, Peredy József, Szoboszlai Mihály, Kiss Zsolt, Strommer László, Ledneczki Pál, Batta Imre, Juhász Péter, Fejér Tamás, Kovács András, Kovács András Zsolt