Определение цветовой системы

Кодирование цветных изображений

Для измерения и представления информации о цвете в первую очередь необходимо иметь представление о его фундаментальных физических и психологических свойствах. Цвет является результатом взаимодействия света, объекта и наблюдателя (или регистрирующего прибора). При взаимодействии с объектом свет модифицируется таким образом, что регистрирующий прибор (например, как система зрения человека) воспринимает модифицированный свет как определенный цвет. Чтобы цвет как таковой существовал, необходимо присутствие всех трех этих элементов. Фактически цвет – это феномен, вызываемый восприятием аппаратом зрения человека света.

Основой математического описания цвета в колориметрии является экспериментально установленный факт, что любой цвет при соблюдении определенных условий можно представить в виде смеси (суммы) определённых количеств трёх линейно независимых цветов, т. е. таких цветов, каждый из которых не может быть представлен в виде суммы каких-либо количеств двух других цветов. Групп (систем) линейно независимых цветов существует бесконечно много, но в колориметрии используются лишь некоторые из них. Три выбранных линейно независимых цвета называются первичными (primary colors). Эти цвета определяют цветовую координатную систему (ЦКС) или цветовую схему (color scheme) – набор первичных цветов, используемых для получения всех остальных. Тогда три числа, описывающие данный цвет, являются количествами основных цветов в смеси, цвет которой зрительно неотличим от данного цвета – цветовая координата данного цвета.

Будучи отнесены к стандартному наблюдателю в определённых неизменных условиях, стандартные данные смешения цветов и построенные на них колориметрической ЦКС описывают фактически лишь физический аспект цвета, не учитывая изменения цветовосприятия глаза при изменении условий наблюдения и по другим причинам.

Представление цвета с помощью цветовой координатной системы должно отражать свойства цветового зрения человека. Поэтому предполагается, что в основе всех цветовых схем лежит так называемая физиологическая ЦКС. Эта система определяется тремя функциями спектральной чувствительности трех различных видов приёмников света (так называемых колбочек), которые имеются в сетчатке глаза человека и, согласно наиболее употребительной трёхцветной теории цветового зрения, ответственны за человеческое цветовосприятие. Реакции этих трех приёмников на излучение считаются цветовыми координатами в физиологической ЦКС, но функции спектральной чувствительности глаза не удаётся установить прямыми измерениями. Их определяют косвенным путём и не используют непосредственно в качестве основы построения колориметрических систем.

Свойства цветового зрения учитываются в колориметрии по результатам экспериментов со смешением цветов. В таких экспериментах выполняется зрительное уравнивание чистых спектральных цветов (т. е. цветов, соответствующих монохроматическому свету с различными длинами волн) со смесями трех основных цветов. При графическом построении зависимостей количеств основных цветов от длины волны получаются функции длины волны, называемые кривыми сложения цветов или просто кривыми сложения.

Цветовые схемы можно разделить на две группы: схемы представления цвета от излучаемого и отраженного света. Мы видим объекты потому, что они либо излучают свет, либо светят отраженным светом. В первом случае предметы приобретают цвет испускаемого ими излучения, а во втором их цвет определяется цветом падающего на них света и цветом, который они отражают. Примером излучающего объекта является экран монитора, а отражающего – бумага, нанесенная на нее краска.