Хабрахабр

У цветового треугольника не два, а один угол

Как увидеть цвет, которого в природе не бывает?

image

Лектор — Дмитрий Николаев, заведующий сектором зрительных систем ИППИ РАН. Четыре года назад на Хабое был пост с интересным и полезным видео «Как устроен цвет».

Пока набирал текст, чуть не поменял своё φ(λ). Я сделал расшифровку (в меру своего понимания материала), потому что считаю и тему важной и подачу — отличнейшей. Слово спикеру:

Поговорим о математике и геометрии цвета, о том, какие абстрактные структуры заложены в этом слове.

Что такое «цвет» не знает никто.

Цвет — это что-то, о чем говорит человек, наблюдающий и познающий мир с помощью глаза.

«Колбочки» регистрируют какие-то мощностные свойства. Глаз регистрирует какие-то свойства электромагнитного излучения, называемого светом, попадающего в глаз, преломляющегося на хрусталике, проецируемого на сетчатку. И дальше внезапно человек говорит о каком-то «цвете».

В физике нет цвета, а есть спектральные свойства излучения.

(При прохождении через призму человек видит характерную «радугу».) «Цвет» связан с относительным распределением спектральной энергии, мощности или потока излучения.

Цвет — это ощущение, к объективной физике не имеющий отношения. Совершенно точно, «цвет» — психологический феномен.

Мы можем говорить о цвете вещей — красная рубашка — «краснота» рубашки напрямую никак не связана с тем, какое излучение придет от этой рубашки в глаз.

image

«Цвет» располагается на стыке трёх миров — биологии, физики, психологии.

Феномен цветопостоянства (цветовая константность) — способность человека, вне зависимости от того, что прилетело в глаз от конкретной точки объекта, оперировать термином «окраска объекта».

image

Белый автомобиль освещенный красным закатным солнцем — техника ошибается, человек — нет. Не знаю ни одной системы технического зрения, которая обладает хорошей цветовой константностью (2014 год).

Общее всем излучением. Цвет есть свойство спектрального состава излучений. ч. в т. и визуально неразличимым для человека.
— Шредингер

Если бы цвет соответствовал только излучению (а не к объектам в дополнение), то Шредингер был абсолютно прав. Это определение только половина правды.

Простейшая модель цвета, в которой работал Шредингер

image

Мы говорим что этот цвет несет в себе фотоны с разными энергиями. S(λ) — спектральное распределение светового потока. Или это распределение электромагнитных волн с разными длинами волн.

Это вектор. X(λ) В глазу есть три типа «колбочек», каждый характеризуется спектром чувствительности, насколько много электронов выбивается из пигментов, которые находятся в этой клетке, в зависимости от того, какой фотон он поглотил.

Рассмотрим физически бесконечно малый участок сетчатки и скажем что в каждой точке у нас возникает три числа:

image

В разных типах колбочек. Каждый светочувствительный элемент суммирует все фотоны на разных длинах волн. Сколько-то электронов выбито в красном, сколько-то в синем, сколько-то в зеленом.

В реальности есть некоторые алгоритмы интерполяции, и в камере, и в человеке.

Что у вектора «а» (электрически трудно вытащить) три компоненты? Как удалось понять что эта штука трёхмерная? Ночью — одна, в сумерках — четыре. Днём. Установить это удалось раньше, нежели разобрались с колбочками, с помощью колориметрических опытов. Но мы будем говорить о дневном зрении.

В поле зрения человека попадает только равномерно светящийся участок, как-будто человек смотрит в окуляр, и попадает только излучение определенного спектрального состава. Шредингер говорил о колориметрических условиях наблюдения. Но перечисление этих цветов ничего не скажет о размерности цветового пространства. При этом он может назвать цвет, который он видит.

Поле зрения человека было разделено на две области. Был сделан следующий интересный эксперимент. В другую половинку направляли смесь нескольких других источников. В одну область подавался конкретный спектр. И человека заставляли ответить на вопрос, может ли он выставить ручки так, чтобы он визуально не мог отличить границу между смесью и референтным излучением. А человеку давали крутить столько ручек, смесь от скольки источников туда подавалась.

И все другие испытуемые тоже не увидят границ. Выяснилось, что если предоставить человеку три ручки, то он всегда может уравнять любое излучение. Можно так подобрать две ручки и начальное базовое, что никаким способом не сможет. Двумя нельзя.

Почему это работает с точки зрения нашего интеграла?

image

Sx
S0
S1

image

С учетом того, что наш интеграл — это линейная проекция из бесконечномерного пространства функций S.

Всегда есть разложение, причем все эти вещи неотрицательны. Если у нас есть три некомпланарных вектора.

Поэтому вместо того чтобы «вычитать» в одном окошке, мы «прибавляем» в другом. Вот есть два окошка, где вы можете взвешенно суммировать, но не вычитать. И всегда можно разложить на три базовых излучения.

Так было показано, что цветовое пространство внутри человека трёхмерно.

И никакое количество обнаруженных колбочек в человеческом глазе не может заменить этого опыта. Это важный опыт. Если есть три типа колбочек, то цветовое пространство не выше трёх. Потому что обнаруженное число разных типов светочувствительных клеток в человеческом глазу может ограничить размерность этого пространства сверху.

У них другое цветовое пространство. Дальтоникам достаточно две рукоятки. Для них некоторые пары наших цветов являются одним цветом. Поэтому неверно утверждать, что они «не видят» какого-то цвета. Но нет такого участка спектра, который они не различают. Причем таких пар бесконечно много.

Простейший лингвистический эксперимент: сколько вы можете цветов назвать между зелёным и синим, и между зелёным и красным. «Зелёный и красный очень близко».

Поэтому человеческий глаз как прибор может очень точно, за счет усреднения многих колбочек оценить спектральный состав в области красно-зеленого, хотя сами детекторы показывают очень скореллированные сигналы, а сильно декореллированный синий сигнал теряет в точности из-за того, что он пространственно очень редок. Связано это с тем, что концентрация светочувствительных рецепторов в фовеальной области («зеленых» и «красных») — подавляющее большинство, а синих практически нет, они расположены на периферии.

Дискомфорт от ярких синих надписей возникает из-за того, что мы воспринимаем их краем глаза, а краем глаза мы не любим смотреть.

Человек не смотрит на абстрактное излучение, он смотрит на цвет, который отражается от поверхности. Основной недостаток определения Шрёдингера связан с тем, что он вообще игнорировал то, как человек «пользуется» цветом.

image

как мощность меняется, меня не будет большую часть времени беспокоить. Я всё время буду для простоты полностью игнорировать геометрию, индикатрисы рассеяния, и буду говорить только об относительном спектральном составе. Исчезнут все интегралы по телесным углам и много чего неприятного.

«Интеграл», который «прилетает» в глаз имеет такой вид:

image

Вот отсюда растут все цветовые ощущения.

Если рассмотреть одну точку она очевидно неразрешима. Возвращаясь к эксперименту с одуванчиком, хочу сказать, что человеческое зрение решает феноменальную задачу, невообразимую. Оцените.

image

Мы НЕ знаем как устроено солнце, оно всегда разное, на закате, в зените, в зависимости от облаков, лампы разноцветные. Мы знаем вот эти три числа (векторы «а»), мы знаем в результате самокалибровки вот эти три функции X(h).

Задача цветового зрения человека оценить вот эту функцию:

image

Эта функция говорит, спелый фрукт или нет. Эта функция задает материал. Эту функцию мы хотим определить по трем числам, при условии, что она домножилась на другую неизвестную функцию.

Если бы этот механизм не работал, мы бы путались, если бы нам показывали красную бумажку, освещенную белым цветом и белую бумажку, освещенную красным цветом. Пока мы не оценили, как/чем был освещен объект, мы ничего не можем сказать о цвете. До тех пор, пока в поле зрения более чем только эта бумажка. А мы не путаемся. Если объектов много то сразу понятно, какого цвета освещение, какого бумага. Если бумажка висит в пустоте — мы не можем различить.

Мозг решает кучу задач, о которых мы не догадываемся, пока не приходится запрограммировать робота, тогда начинаешь понимать сколько всего делает зрительная система человека.

Окраска

Выделим это понятие из слова «цвет». Окраска — объективная характеристика физического предмета. Даже если я закрываю глаза, окраска не исчезает, она присуща самому предмету, в отличие от «цвета», который есть ощущение.

Яркость

Существуют черно-белые телевизоры и цвет можно почти «изжить». Остается мощностная компонента цвета. Нужно разделять слова «яркость» и «светлота». Яркость относится к излучению, а светлота — к объекту. Объект может быть светлым, а освещение — ярким. И то и другое — мощностные характеристики, но принадлежат разным мирам и это важно. Коэффициент отражения зажет между 0 и 1, а мощность излучения сверху ничем не ограничена.

Белый объект в черно-белом мире существует, а «белого» (максимально яркого освещения) излучения не существует.

Насыщенность

Существует параметр, естественно объясняемый человеку. Насыщенность — насколько цвет далёк от серой шкалы. Насыщенность — это то, что уменьшается при разбавлении любым серым цветом. Максимальная насыщенность у излучения лазера. (Чуть позже поговорим про химические психоактивные вещества.)

Цветовой тон

Это то, что остается от цвета в цветовом пространстве, после того, как мы ввели две предыдущие координаты. Иногда мы путаем цвет и цветовой тон. Этому есть и физические и биологические предпосылки.

Цветность

Это та двухкомпонентная часть цвета, которая не мощностная. Если из цвета излучения «выкинуть» «яркость», то останется «цветность».

Метамерия

В отличие от любой женщины, мужчина напрочь игнорирует явление метамерии. Каждая девушка знает, что не стоит покупать кофточку, которая подходит к юбке под люминесцентном свете, пока не протестировал это при естественном освещении. Это интуитивное знание о существовании метамерии окраски.

Метамерия излучения — это когда мы знаем, что существует бесконечно много разных спектров, которые могут попасть на глаз, чтобы у человека появилось одинаковое ощущение.

Цвет (по Шредингеру) — это то общее у всех спектров, которые вызывают одно и то же ощущение.

Если две разные окраски выглядят одинаково при некотором фиксированном S, отсюда никак не следует, что при другом S они будут совпадать. Метамерия окрасок.

Мы можем подобрать такие отвратительные спектры источников, полосные например, с какими-то пиками, что две окраски, которые только что казались одного цвета станут разными. Гарантировать что они будут совпадать, мы можем только для одинаковых φ, то есть для абсолютно одинаковых спектров. И вот это как раз и происходит в магазинах.

После этого мы получаем историю, похожую на колориметрические условия наблюдения. Три четверти задачи цветовой константности — это оценить S(λ) в той точке, где находится объект, то есть оценить как он был освещен.

Выберем три таких спектра, что любая окраска может быть приближена к линейной комбинации этих трёх базовых окрасок. На западе широко используются линейные модели. Всё становится красиво, есть куча алгоритмов, правда работают они очень плохо. И получаем связь параметров окраски через матрицу 3х3. Есть глубокая причина.

image

И примитивная причина — вы не можете различные узкополосные спектры одновременно хорошо аппроксимировать суммой трёх любых.

Если есть узкий пик, который непрерывно катается по шкале длин волн, то линейная модель не может все эти узкие спектры одновременно хорошо аппроксимировать.

Да, существует. Существует ли модель, которая умеет это делать? Гауссовская модель.

У неё три параметра. Мы считаем, что φ(λ) — это экспонента от полинома второй степени. Она умеет аппроксимировать белый, она легко апрроксимирует любой узкий спектр, но серию «колокольчиков» она уже не сможет.

Это очень важное её свойство. Цвета и высокой и низкой насыщенности гауссовская модель аппроксимирует одинаково хорошо. Второе свойство:

image

Для того, чтобы параметры модели никуда не ускакивали, важно, чтобы модель была замкнута относительно операции умножение. В нашем интеграле функции между собой перемножаются.

Фиолетовые окраски

Есть одно «но». Есть фиолетовые окраски, они имеют такой спектр — сильно не ноль в красной области и сильно не ноль в синей области и гауссиана с этим не может работать. Но есть трюк.

И интеграл от нуля до бесконечности перестает быть конечным, но, поскольку мы всегда наблюдаем это через глаз, где гауссианы успевают убывать быстрее, для этого у них старший коэффициент должен быть по модулю больше чем у этой окраски, то оказывается, что интеграл в результате берется, и мы можем спокойно работать с не очень насыщенным фиолетовыми окрасками и фиолетовыми излучениями. Если под экспонентой стоит полином с ненулевым квадратичным коэффициентом, у нас гауссиана превращается в экспоненциальную растущую параболу.

Блик

Как оценить спектр источника излучения? Если мы это сделаем, то дальше, введя цветовую модель, мы решим задачу цветовой константности. Существует несколько гипотез на этот счет. Наиболее ранние модели были такие: если человек видит в сцене белый объект или если он видит блик (на гладкой диэлектрической поверхности видит отражение источника).

Там не происходит «умножения» на окраску. Вне зависимости от цвета самого объекта блик несет спектр цвета источника.

Все окрашенные диэлектрические поверхности в первом приближении могут быть описаны диэлектрической моделью блика Шеффера, когда есть зеркальное отражение, например, от пота на лбу, и есть рассеянное отражение от частиц пигмента «в глубине».

image

В блике любой диэлектрик выглядит как белый. «Зеркальная компонента» — как если бы от белого объекта. Гладкий металл отражает «своим» цветом. С металлами не так. Блик от меди всегда красный. Блик от золота всегда желтый.

Художник видит три цвета в точке, остальные — два

Ещё одна вещь, которая осложняет понятие «цвет», связана с тем, что когда мы смотрим в одну точку, мы видим сразу три цвета. Первое что мы «видим» (можем научиться видеть) — это «что же оттуда прилетело». Чтобы хорошо это видеть, нужна трубочка. Если человек не видит «что прилетело», он не сможет стать художником-реалистом. Много трюков и много самотренировки требуется художнику, чтобы понять, что из какой точки прилетело и нарисовать именно «это». Тогда картина будет реалистичной. Вместо этого мозг решает полезные задачи (поскольку быть художником абсолютно бесполезно в гонке за выживание). Мозг определят что туда «упало». Глядя на улицу, мы понимаем, что трава освещена закатным солнцем. Тень голубовата, потому что освещена небом. И одновременно вы видите в этой точке какого цвета объект. Глядя на человеческое лицо вы увидите мельчайший румянец, потому что это эволюционно чрезвычайно важно (зарумянилась девушка или нет), но при этом вам все равно, как падают тени на её лицо, освещена она закатом или полуденным солнцем, или это облачное небо. Проблема в том, что не художник видит это одновременно два цвета, не отдавая себе отчет в этом, а художник должен видеть три цвета.

А художнику приходится отключать очень много алгоритмов зрения, чтобы превратиться в «фотоаппарат». Когда мы рисует то что мы видим в смысле окрасок, мы начинаем рисовать как дети.

Баланс белого

«Баланс белого» в фотоаппаратах не значит вообще ничего. Это шаманство. Как в кулинарных книгах — «варить до готовности», «добавьте соли и перца». Для фотографа это имеет смысл, они знают что будет меняться, если эту рукоятку повернуть, но на самом деле абсолютно не понятно что это такое. Я догадываюсь что там происходит, но это хуже чем о цвете говорить. Я бы предпочел не говорить о «балансе белого», надо держаться твердой почвы.

Цветовой треугольник

У нас есть некоторое трёхмерное цветовое пространство в котором живут наши вектора image, условно назовём его RGB, чтобы компьютерщикам было легче. И Вернулись к излучениям. Кто-то светит в глаз.

Вопрос: Любые ли комбинации R, G и B возможны?
Ответ: Конечно же, нет.

image

Они частично пересекаются. Мы рисовали спектры чувствительности. Это значит, что вы не можете возбудить одну колбочку, не возбудив, хотя бы немного, колбочку другого типа. Они нигде не строго ноль, там где другие не ноль.

Если бы мы могли освещать «спектром с отрицательной энергией», то мы могли бы в любую точку пространства, включая и отрицательные, зайти.

image

Если осветим вот так, всё будет хорошо, но это физически невозможно.

Математически можно сказать вот что: Всевозможные спектры излучений в исходном бесконечномерном пространстве образуют конус (не «круглый», а из линейной алгебры).

Конус — это такая структура, что если вектор принадлежит конусу, то вектор умноженный на неотрицательное число тоже принадлежит конусу.

Неотрицательные функции одного аргумента, которыми мы бомбардируем наш глаз — они образуют конус.

Представьте бесконечномерный куб и тот «квадрант», где все оси положительные, там и будет жить наш конус.

Более того — выпуклый конус. Поскольку наш глаз осуществляет линейную проекцию а пространство RGB, то здесь, в цветовом пространстве, все допустимые реакции тоже будут образовывать конус. Это значит что сумма двух векторов конуса с неотрицательными коэффициентами так же принадлежат конусу.

image

Плоскость цветности мы можем ввести как угодно. Построим сечение и сделаем центральную проекцию. Из нуля растет яркость.

На плоскости цветности, раз это конус, у нас должна быть какая-то выпуклая фигура.

image

У неё два угла. То что эта штука называется треугольником — это отдельный юмор. И это очевидно. Но я вас сейчас с лёгкостью докажу, что на самом деле у цветового треугольника должен быть один угол. Почему их два — совершенно не понятно.

image

image

Вспомнив, как устроены функции, и что это выпуклое множество, мы можем сказать, что любую функцию можно собрать из выпуклой суммы дельта-функций.

image

Чтобы это ни значило. Математики меня бы убили за такую вещь, но… в пределе.

Это значит, что любой спектр, который может попасть нам в глаз — это выпуклая комбинация каких-то лазерных излучений, бесконечно узких. Давайте возьмем такую мелкую-мелкую дискретизацию и скажем, что любая функция в пределах этой дискретизации — это сумма каких-то столбиков. С цветовым треугольником то же самое. Это значит, что весь цветовой конус — это выпуклая оболочка реакций на лазерное излучение. ЦТ- это на плоскости цветности выпуклая оболочка лазерных излучений.

в цветовом пространстве мы обойдем какую-то петлю. Начнем двигаться лазером из ультрафиолетового в инфракрасный.

image

Из нуля уйдем и в ноль вернемся. Почему петлю?

image

Потому что на УФ не реагируем, на ИК тоже не реагируем.

Какая-то произвольная траектория.

Человек специфическим образом устроен, что здесь нет вогнутостей:

image

image

У неё один единственный «клюв». Это петля. И у неё должен быть один «клюв». И мы эту штуку гладко проецируем на плоскость. В остальных местах всё непрерывно. Это очевидно.

Но нет.

А производные с двух разных сторон — разные. Дело в том что этот излом находится непосредственно в центре центральной проекции.

image

Это не «клюв», который сходится к одной касательной, касательная справа и касательная слева — разные.

Поэтому УФ часть «клюва» проецируется сюда:

image

А ИК — сюда:

image

А все лазерные излучения живут вот здесь:

image

И каждой части этой дуги цветового треугольника приписать какую-то длину волны.

А вот этой штуке нельзя приписать никакие длины волн:

image

Таких лазеров не бывает. Потому что здесь замыкается выпуклая оболочка. Это можно возбудить только двумя дельта функциями минимум.

Цветовой треугольник — это выпуклая оболочка над реакциями на лазерное излучение.

Есть, как я говорил, трюк. Не все точки нашего RGB достижимы в принципе, по физике. Что для мозга то же самое. Можно очень сильно дать человеку по голове, либо принять каких-либо веществ. С колбочки такого прийти не могло. Если у нас уже на этапе обработки будут возникать удивительные числа, то там они могут возникать такие, которых в природе не бывает. Или во сне. Но в зрительной коре, под воздействием какой-то химии или механики, такие комбинации возникнуть могут. В принципе, мы можем видеть цвета, которых в природе не бывает. Во сне же мы получаем сигналы не от колбочек.

Будучи абсолютно честным, я даже про ваше существование ничего не могу сказать, а вы про воображение просите. Вопрос: А в воображении можем?
Ответ: Я ничего не могу сказать про ваше воображение, простите.

Мондриан

Был такой художник — Пит Мондриан. С Кандинским и Малевичем считается отцом абстрактной живописи.

image

У Мондриана есть характерные картины из прямоугольников нескольких цветов.

примеры

Меня цвета на картине и меня освещенность можно что-то понять про человека. В цветоведении «мондриан» стал нарицательным, потому что это очень хороший воображаемый объект, наблюдая за реакцией человека, который смотрит на «мондриан» можно много сказать про зрительную систему. Например, поняли, что если на картине есть белый, то человек не путает освещение с окраской, если белого нет, то может путать.

Что в цветовом пространстве (при фиксированном Х(глазе) и S(источнике)) «высечет». Если взять мондриан, который не бликует, очень матовый, и его осветить равномерно, а потом мы будем менять всевозможные окраски на мондриане.

И это только меньшее зло. Некоторые фотоаппараты фотографируют ИК сигнал от пульта телевизора — синим. Но интерпретационная мощь человеческого зрительного аппарата настолько велика, что мы на это забиваем. На самом деле цветопередача любого фотоаппарата отвратительная.

Чтоб человек предпочитал телевизор смотреть а не в окошко. Человек насыщенные цвета любит больше, поэтому у телевизоров насыщенность задрана. В окошке — серо и отвратительно, в телевизоре — прекрасно.

Цветовое тело

Фиксированно Х, фиксированно S, меняем φ, но оно зажато от 0 до 1.

Кроме черной точки:

image

есть белая точка:

image

Белый объект, всё отражает (если источник желтый, то «желтая точка»). Когда φ строго равен 1. Это уже не конус. За пределы этой точки мы уже не выйдем. Что же это?

image

Это выпуклая симметричная фигура, чичевичнообразная.

Это просто. Почему эта штука симметрична? На любой спектр окраски найдется другой, такой, что это единица минус первый спектр.

Теорема Максимова

Если вы знаете форму цветового тела, вы можете восстановить спектр S(λ) для всех λ. Для меня это просто шок. К несчастью, это не может быть хорошим алгоритмом цветовой константности, потому что никогда не бывает настолько много цветов, которые наблюдает человек, и они все по-разному освещены по мощности.

Это к вопросу про цветовую температуру. Солнце похоже на недокаленную лампочку(желтая), а небо, наоборот, — на перекаленную лампочку (голубая). А у планковского источника есть соответствующая температура. Начали аппроксимировать источники света планковскими источниками. До какой температуры надо абсолютно черное тело нагреть, чтобы оно такой спектр выдало из себя.

Я могу взять всевозможные:

image

Если я вижу в сцене что-то что выпадает за эту проекцию, я могу исключить этот источник из списка гипотез о том, чем это было освещено. для каждого планковского источника, которых всего однопараметрическое семейство, я могу построить цветовое тело, я могу спроецировать это цветовое тело на плоскость цветности, и оно займет не весь цветовой треугольник.

image

Как применять теорему Максимова непонятно, потому что цветовое тело мы можем наблюдать только в лаборатории. На западе это называется алгоритм gamut.

Задача цветовой сегментации

Есть более простая задача, чем задача цветовой константности. Вопрос, можем ли мы, глядя на фотографию, определить где кончается один цвет и начинается другой. Не называя цвета. Сказать — здесь скачок окраски.

Однородные объекты, а между собой разные, они собой делят пространство и есть области с разной окраской. Будем считать, что у нас нет текстур и акварелей. Разбиение изображения на эти области — это задача цветовой сегментации.

Люди говорят: «Я же вижу что весь стол коричневый, значит, и программа должна это видеть.» Нужно просто покластеризовать цветовое распределение хорошим алгоритмом. Много лет люди наступают на одни и те же грабли. И никогда не заработает. Не работает. То, что мы видим как объект одного цвета, в цветовом пространстве никак точкой саппроксимированно быть не может. Поскольку исходная посылка была ложной. Если это равномерно освещенный мондриан, то да. В большинстве случаев.

Определенного цвета. Представим идеального сферического коня в вакууме. Сбоку. Вот он висит и освещен бесконечно далёким солнцем. Вопрос: как будет проецироваться этот конь в цветовое пространство?

В отличие от плоского коня, сферический конь в цветовом пространстве будет подмножеством прямой, проходящей через начало координат. Ответ.

image

И большая часть вещей выглядит так. С этой штукой k-means не справится. А если сфера была ещё и гладкой, а не матовой, то возникает блик и у нас индикатрисса рассеяния имеет два члена, тогда у нас под интегралом будет взвешенная сумма двух цветов, и вот это штука станет кусочком плоскости, проходящей через ноль.

image

Не обязательно через ноль проходят. Можно показать, что в разных простейших случаях наблюдения различных объектов и разных условиях освещения, однородно окрашенные объекты будут проецироваться в цветовое пространство как линейные подмногообразия.

И по описанию сцены, утверждая, был ли белый источник, был ли объект гладким, или что источников было два, причем один параллельный а другой диффузный (как небо, со всех сторон), можно понять не только размерность этого подмногообразия, но и его положение относительно нуля и ахроматической прямой. Можно ввести ранговую классификацию: иногда это будут точки, иногда — плоскости, который проходят через ахроматическую прямую.

А если мы спроецируем, то что мы видим на окружность цветового тона, то окажется, что во многих случаях, когда даже если это была плоскость, она на ЦТ стала прямой, проходящей через серую точку, а потому она спроецировалась в одну точку на окружности цветового тона. Оказывается, что это важно, потому что мы можем тогда сказать, как эта штука проецируется на плоскость цветности, потому то если это линейное подпространство, то она теряет в размерности при проекции на цветовой треугольник, что хорошо. И вот это очень важно.

Человек потому и выделяет цветовой тон как отдельную координату в цветовом пространстве, потому то это наиболее стабильная компонента цвета при изменениях освещения и наблюдения.

В нашем цветовом пространстве есть ахроматическая прямая, куда проецируются спектры равные константе

Фототехника

У фотоаппарата спектры чувствительности должны быть линейной комбинацией человеческих, тогда ему достаточно трёх светочувствительных элементов, но поскольку это не так, то нужно больше, а делают три и не сводимых к человеку, поэтому у аппарата цветопередача далека от идеальной.

Мониторы

Интересно, что про мониторы ответ совершенно другой. Хороший монитор должен иметь как минимум пять типов источников света. Монитор может только выпуклую комбинацию своих трёх цветов изображать, а это всегда подмножество истинного ЦТ человека. Чтобы хорошо его саппроксимировать нужно взять еще несколько фильтров и пятиугольником аппроксимировать. В Америке есть одна фирма, которая планирует рано или поздно сыграть на этом.

Краски для принтера

Из-за метамерии окрасок, красок у принтера должно быть бесконечно много. Иначе не будет такого, что при разных источниках цвета картинка всё равно выглядит правильно. Это одна из причин, почему у профессиональных принтеров количество красок достаточно велико. И постоянно выпускают «патчи», которые улучшают метамерию при наблюдении в люминисцентном свете.

Lena512.tiff

C 1973 года в индустрии обработки изображений принято новые алгоритмы испытывать на изображении:

image

Вот тут даже разыскали эту «Лену».

Я вот и подумал, почему бы цветоведам не придумать свою шутки и девушка в мандриане может стать стандартом. У самих специалистов-тестировщиков изображение ниже простирается гораздо дальше.

image

Теги
Показать больше

Похожие статьи

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Кнопка «Наверх»
Закрыть