Szoftver tervezése színtorzulások hatásainak vizsgálatára Sik András (andras.sik@gmail.com) Gruber Kristóf (gk@lka.hu) IV. éves műszaki informatikus mérnök hallgatók Témavezetők: Dr. Schanda János (schanda@vision.vein.hu) Dr. Lányi Cecília (lanyi@almos.vein.hu)
Tartalom Bevezetés: Kitűzött célunk A szín fogalma, szíharmónia A program fejlesztése Összefoglalás
Bevezetés: Célunk TDK munkánk keretében egy olyan szoftver tervezését és fejlesztését tűztük ki célul, mely az egyes színtorzulások hatásait vizsgálja.
Bevezetés: Célunk Manapság egyre jobban előtérbe kerülnek a színharmóniával kapcsolatos kérdések. Ezek a kérdések sokszor nem csak kényelmi tényezőket jelenthetnek, ennél sokkal többről van szó, akár baleseti kockázatról is. Az esztétikai szempontok mellett a színekkel jelzett mennyiségek összetartozását, különbözőségét jellemezhetjük, különböző megvilágítások esetén való színtorzulások a gyors felismerést nehezítik, esetleg téves következtetésekhez vezethetnek.
Hogy készült: Mérföldkövek A szükséges szakirodalom áttekintése Színtani alapfogalmak, számítások megértése Modellezés Szoftverfejlesztés
A szín fogalma A szembe behatoló látható sugárzást színingernek, valamint ennek következményeként létrejött tudattartalmat észlelt színnek (színészleletnek) nevezzük.
Színharmónia klasszikus esetei Monokróm színharmónia Kiegészítő színharmónia
Színharmónia klasszikus esetei Analóg színharmónia Osztott-kiegészítő színharmónia
Színharmónia klasszikus esetei Háromszögletű színharmónia Négyszögletű színharmónia
Modellezés Mivel a számítógép RGB színtere nem egyenlőközű, abban az olyan színjellemzők, mint pl. telítettség (s), színezeti szög (h), relatív világosság (J), világosság (L) vizsgálatára standard RGB színtérben nincs lehetőség márpedig a színharmóniai vizsgálatokhoz ezen mennyiségek szükségesek ezért vizsgálódásunkhoz egy másik modellt kellett választanunk.
Modellezés A CIE által legfrissebben javasolt CIECAM02-es modellben végeztük el számításainkat, mivel ez jó közelítésben egyenlőközű, azaz azonos színingerkülönbségekhez a színtér különböző részeiben azonos távolságok tartoznak.
Bemeneti paraméterek Kiindulásul az irodalomból vettünk egy színes képet, s az egyes színes felületek színkoordinátáit Photoshop segítségével CIELAB rendszerben határoztuk meg. Ezekből számoltuk vissza a X,Y,Z színinger összetevőket. Az adott megvilágításban használt referencia fehér értékek (XwYwZw). Mi a D50 (X=96.40, Y=100.0, Z=82.50) referencia fehér értékeket használtunk, mert ezeket használják a grafikus iparban. Az La, Yb értékekre, melyek a megfigyelt mező és a háttér megvilágítási jellemzői, ezeket néhány CIE példaszámításban megfigyelt adat alapján állítottuk be.
Kimeneti paraméterek Xw Yw Zw La CIE Color XYZ Appearance Model Surround Yb conditions Lightness (J) Brightness (Q) Redness-greenness (a) Yellowness-blueness (b) Colorfullness (M) Chroma (C) Saturation (s) Hue composition (H) Hue angle (h)
L*a*b* számítás
RGB számítás Null-fény értékek levonása Lineáris RGB adatok számítása mátrixtranszformációval. Inverz gammákkal történő torzítás Korrekció az offset értékek felhasználásával 0-255 skálára normálás
A program fejlesztése Java környezetben végeztük a fejlesztést a platformfüggetlenség miatt. MVC (Model-View-Controller) sémát használtunk A szoftver az előre megadott XYZ értékeket átszámítja a CIECAM02-es modellbe, ahol módosíthatjuk a kívánt színjellemzőket, majd az így kapott értékeket a transzformáció inverzével visszaalakítja XYZ értékekké. Az XYZ értékekből megtörténik az L*a*b*, valamint az RGB értékek kiszámítása.
A program osztályai FakeRainbow osztály ConvertFunctions osztály FakeRainbowView osztály UserDataDialog osztály ControlPanel osztály MeasuringWindow osztály MeasuringField osztály ColorField osztály DisabledField osztály PlusMinusField osztály
A szoftver használata
Összefoglalás A cél színtorzulások alapvető hatásainak vizsgálatához használható eszköz elkészítése volt. Ennek első lépéseként egy olyan szoftvert terveztünk és fejlesztettünk, mely az egyes színtorzulások hatásait vizsgálja. A színeket áttranszformáltuk CIECAM02-es modellbe, így lehetőségünk nyílt színjellemzők egyenlőközű színtérben való megváltoztatására, mely RGB színtérben nem lenne lehetséges, itt elvégeztük a számításokat, majd visszatranszformáltuk a kapott értékeket. A program lehetőséget biztosít, hogy a színtorzulást ne csak 2-3 színminta összehasonlításával, hanem összetett ábrán, számos minta egyidejű tervezett változásának figyelembe vételével vizsgáljuk.
Jövőbeli céljaink Laboratóriumi körülmények között a program tesztelése számos tesztalannyal. A kapott eredmények kiértékelése. Ezt követően további vizsgálódások más színeket megjelenítő eszközökkel, pl. LED fényforrások.
Köszönetnyilvánítás Köszönjük megtisztelő figyelmüket! Szeretnénk köszönetet mondani konzulenseinknek a dolgozat elkészítéséhez nyújtott segítségükért, ránk fordított idejükért, ötleteikért és javaslataikért!