Что такое цвет? Цвет — это качественная субъективная характеристика электромагнитного излучения оптического диапазона, определяемая на основании возникающего физиологического зрительного ощущения и зависящая от ряда физических, физиологических и психологических факторов. Восприятие цвета определяется индивидуальностью человека, а также спектральным составом, цветовым и яркостным контрастом с окружающими источниками света, а также несветящимися объектами [1].
Промышленные технологии и мировое разделение труда достигло такого уровня развития, что возникла острая необходимость в точном числовом описании цветовых ощущений людей, стандартизации и инструментальном воспроизведении цветовых ощущений по числовым данным.
Методами измерения, выражением количества цветов и их различий занимается наука колориметрия, возникшая в XIX веке [2].
Главную роль в ее развитии сыграли сформулированные немецким математиком Г. Грассманом законы, по которым каждый цвет является суммой трех других цветов, взятых в определенных долях. При этом такие цвета должны быть независимыми, то есть два из них, смешиваясь, не должны давать третий. Независимые исходные стимулы называют кардинальными стимулами.
Измерить цвет — значит выразить его через какие-то величины и тем самым определить его место во всем множестве цветов в рамках некоторой системы их выражения или математического описания.
Цвета представляются в виде кортежей чисел (упорядоченного набора из n элементов), обычно трех или четырех значений, называемых цветовыми компонентами (координатами), такая абстрактная модель описания представления цветов называется цветовой моделью. Вместе с методом интерпретации этих данных (например, определение условий воспроизведения и/или просмотра — то есть задание способа реализации), множество цветов цветовой модели определяет цветовое пространство [3].
Сетчатка глаза человека имеет 3 вида фоторецепторов (светочувствительных сенсорных нейрона сетчатки глаза) — колбочек, ответственных за цветное зрение. Каждый вид колбочек реагирует на определённый диапазон видимого спектра. Отклик, вызываемый в колбочках светом определённого спектра, называется цветовымстимулом, при этом свет с разными спектрами может иметь один и тот же цветовой стимул и, таким образом, восприниматься человеком одинаково. Это явление называется метамерией — два излучения с разными спектрами, но одинаковыми цветовыми стимулами, будут неразличимы для человека.
Существует большое количество цветовых пространств различной размерности — от одномерных, которые могут описать исключительно монохромное изображение, до шести и десяти-мерных, таких, например, как пространство CMYKLcLm (Cyan, Magenta, Yellow, Key color, lightCyan, lightMagenta).
Цветовое пространство XYZ — это эталонная цветовая модель, заданная в строгом математическом смысле организацией CIE (International Commission on Illumination — Международная комиссия по освещению) в 1931 году. Цветовая координатная система абстрактного колориметра CIE XYZ может выступать в роли связующего математического пространства – то есть пространства, связывающего различные реальные или абстрактные трехстимульные визуальные системы. Существуют стандартные формулы, позволяющие пересчитать координаты XYZ в координаты любой другой цветовой модели (например, L*a*b*). При обработке изображений для устройств печати чаще всего имеют дело с тремя цветовыми моделями: CIE — перцепционное цветовое пространство, RGB — аддитивное цветовое пространство и CMYK — субтрактивное цветовое пространство. Цветовая модель RGB является естественной для электронных устройств ввода, таких как мониторы компьютеров, сканеры и цифровые камеры, в которых воспроизведение цвета основано на пропускании или поглощении света, а не на его отражении [4].
