Цветовая модель lab сообщение

Обновлено: 02.07.2024

Цветовая модель Lab была создана в 1976 году Международной комиссией по освещению (С1Е) с целью преодоления существенных недостатков вышеизложенных моделей. Цветовая модель Lab, являющаяся аппаратно-независимоймоделью, основана на человеческом восприятии цвета. При одинаковой интенсивности глаз человека воспринимает наиболее ярким красный цвет, и еще более темным — синий. Необходимо иметь в виду, что яркость является характеристикой восприятия, а не самого цвета.

Любой цвет в модели Lab определяется яркостью (Lightness)и двумя хроматическими компонентами — параметром а, изменяющимся в пределах от зеленого до красного, и параметром b, изменяющимся от синего до желтого. Яркость в модели Lab полностью отделена от цвета, что делает модель удобной для регулировки контраста, резкости и других тоновых характеристик изображения.

Модель Lab является трехканальной. Ее цветовой охват соответствует цветовому охвату обычного человеческого глаза, а также включает охваты всех других цветовых моделей. Цвета соответствующие предельным значениям параметров а и b не воспроизводятся ни на бумаге, ни на экране монитора.

Этот факт позволяет переводить изображение в формат Lab из, например, модели RGB и обратно, без изменения цвета и потери качества изображения, что является несомненным преимуществом данной цветовой модели (рисунок 31). Именно поэтому этой моделью охотно пользуются профессионалы - дизайнеры, фотографы и др.

Модель Lab хорошо согласуется с биологическим механизмом восприятия цвета человеком. Американские ученые Дэвид Хьюбл и Торстен Вайзел в 1981 году получили Нобелевскую премию за исследования цвета. Они выяснили, что человеческий мозг воспринимает не информацию о красном, зеленом и синем, а мозг получает информацию о:

- разнице между светлым и темным;

- разнице между зеленым и красным;

- разнице между синим и желтым.

Т.е. очень похоже на модель Lab, хотя следует отметить, что модель стала использоваться раньше, чем были сделаны открытия этих ученых.

Цветовая модель Lab была создана Международной комиссией по освещению (CIE) с целью преодоления существенных недостатков вышеизложенных моделей, в частности, она призвана стать аппаратно независимой моделью и определять цвета без оглядки на особенности устройства (монитора, принтера, печатного станка и так далее). В отличие от других цветовых моделей впервые цвет описан не в терминах элементов, воспроизводимых устройствами, а с использованием трех составляющих цветового зрения человека. В этой модели любой цвет определяется светлотой ( L- Lightness ) и двумя хроматическими компонентами: канал a - это цвета от темно-зеленого через серый до пурпурного цвета, канал b - это цвета от синего через серый до желтого. Каналы a и b меняются от -128 до 127, а параметр L от 0 до 100. Нулевое значение цветовых компонентов при яркости 50 соответствует серому цвету в модели RGB (119,119,119). При значении яркости 100 получается белый цвет, при 0 - черный.

Графическое представление цветовой модели Lab.

В Lab параметр яркости L полностью отделен от изображения, поэтому в случаях где нужно заменить цвет или повысить насыщенность изображения удобно использовать эту модель, влияя только на цветовые составляющие a и b. Регулировка контраста, резкости и других тоновых характеристик изображения возможна за счет изменения параметра яркости L. Примечательно, что при конвертации в Lab все цвета сохраняются. Можно перевести изображение в режим Lab, выполнить в нем коррекцию изображения, а затем безболезненно перевести результат обратно в режим RGB. Цветовой охват Lab шире, чем RGB, поэтому каждое повторное преобразование из одного режима в другой достаточно безопасно. Это свойство Lab очень важно для полиграфии. Программа Adobe Illustrator и Adobe Photoshop использует цветовую модель Lab в качестве "посредника" при любом конвертировании из модели в модель. Помимо этого, модель Lab можно использовать в следующих случаях: при печати на принтерах с PostScript Level 2 и 3, при работе с форматом PhotoCD, при конвертировании цветного изображения и серую шкалу.

Наиболее распространенным использованием цветового пространства RGB (красный, зеленый, синий) является система отображения (компьютеры, телевизоры и т. Д. Используют цветовое пространство RGB для отображения изображений). В общем, компьютеры, телевизоры и т. Д. Используют три электронных пушки для излучения электронных лучей R-компонентных, G-компонентных и B-компонентных элементов соответственно, чтобы возбудить три цвета люминофоров RGB на экране, чтобы излучать разные цвета и разную яркость. Пиксели, в свою очередь, формируют изображение, и ясно, что цветовое пространство RGB использует суперпозицию трех основных цветов в физике для составления принципа получения различных цветов. В цветовом пространстве RGB свойства трех компонентов R, G и B независимы. То есть цвета RGB могут быть выражены как (красный, зеленый, синий). Среди них, чем меньше значение каждого компонента, тем ниже яркость. Чем больше значение, тем выше яркость, например: (0,0,0) означает черный, (255,255,255) означает белый;

Цветовое пространство RGB представляет цвета в RGB565, RGB555, RGB24, RGB32 и т. Д .;

Среди них RGB565 использует 16 бит для представления пикселя: 5 бит представляют R, 6 бит представляют G и 5 бит представляют B;

RGB555 - это другой 16-битный метод для представления пикселя: 5 бит используются для представления компонентов RGB, а оставшийся не используется;

RGB24 использует 24 бита для представления пикселя: 8 бит для представления каждого компонента RGB, этот метод является наиболее распространенным;

Цветовое пространство RGB называется цветовым пространством, связанным с устройством, поскольку разные сканеры сканируют одно и то же изображение, чтобы получить данные изображения разных цветов, а разные модели дисплеев, отображающих одно и то же изображение, также будут иметь разные результаты цветного отображения. Пространство RGB, используемое мониторами и сканерами, отличается от пространства системы цветовых таблиц истинного основного цвета CIE 1931 RGB, которое является независимым от устройства цветовым пространством.

HSV (оттенок, насыщенность, значение) представляет оттенок, насыщенность и яркость. Цветовое пространство может быть представлено конусом, как показано на следующем рисунке:

Здесь

оттенок представляет фазовый угол цвета, диапазон значений 0 - 360;

V обозначает яркость цвета: диапазон от 0 до 255. V равно 0 означает нижнюю фиксированную точку конуса, то есть черный, V равно 1 означает верхнюю поверхность конуса, когда V = 1 и S = 0 означает чистый белый цвет;

(H) является основным атрибутом цвета, как обычно говорятцветИмя, такое каккрасный、желтыйИ так далее. (S) относится к чистоте цвета. Чем выше цвет, тем чище цвет и чем ниже цвет, тем серый становится постепенно серым. (V), яркость (L), принять 0-100%.

Преимущества:

Большинство телевизоров, мониторов и проекторов генерируют разные цвета, смешивая красный, зеленый и синий свет различной интенсивности. Это RGB.Три основных цветаизАддитивный метод, Таким образом, вы можетеЦветовое пространство RGBСоздает большое количество разных цветов,Однако связь между значениями этих трех компонентов цвета и сгенерированными цветами не является интуитивно понятной。

Преобразование из RGB в HSL или HSV [редактировать]

Установить (r, g, b) Являются ли красные, зеленые и синие координаты цвета, а их значения являются действительными числами от 0 до 1. устанавливатьmaxЭквивалентноr, gиbСамый большой, устанавливатьminРавен наименьшему из этих значений. Найти (в пространстве HSLh, s, l) Значение здесьh ∈ [0, 360）степеньЯвляется ли угол наклона угла, иs, l∈ [0,1] - насыщенность и яркость, рассчитаннаяРасчет цвета HSLКак следует:

hЗначение обычно нормализуется в диапазоне от 0 до 360 °. иh= 0 дляmax = min(Просто серый) время вместо того, чтобы остатьсяhНе определено.

HSL и HSV имеют одинаковоеоттенокОпределение, но другие веса разные.

Цвет HSVsиvОпределяется следующим образом：

HSB - это оттенок, насыщенность, легкость,
HSL - это оттенок, насыщенность, яркость,
HSV - это оттенок, насыщенность и легкость.

HSB и HSV одинаковы, но имена разные, а HSL имеет некоторые тонкие различия:

Это также может быть продемонстрировано различными методами расчета для L и V выше.

Цветовая модель CIELab основана на человеческом восприятии цвета. Значения в Lab описывают все цвета, которые могут видеть люди с нормальным зрением. Поскольку Lab описывает способ отображения цветов, а не количество конкретных красителей, необходимых устройствам (таким как мониторы и принтеры) для создания цветов, Lab считается независимой от устройства цветовой моделью. Система управления цветом использует Lab в качестве стандарта цвета для преобразования цветов из одного цветового пространства в другое. Помимо преимуществ, не связанных с оборудованием, цветовая модель Lab также имеет свои преимущества: широкая цветовая гамма. Он не только содержит все цветовые гаммы RGB и CMYK, но также отображает цвета, которые они не могут выразить. Цвета, которые могут воспринимать человеческие глаза, можно выразить с помощью модели Lab.

Компонент яркости (L) цветового режима Lab находится в диапазоне от 0 до 100, а компонент a (зеленая-красная ось) и компонент b (сине-желтая ось) находятся в диапазоне от +127 до -128.

Как видно из вышесказанного, Lab - это цветовая модель и описание цветов, которые нельзя ни распечатать, ни отобразить. Таким образом, в соответствии с нашими потребностями, мы в конечном итоге будем выводить RGB или CMYK.

Цветовая модель 2.1Lab основана на человеческом восприятии цвета, не имеет ничего общего с оборудованием и имеет широкую цветовую гамму. Поэтому он используется в качестве основы для преобразования цветов в управлении цветом.

2.2Lab имеет широкую цветовую гамму и полностью содержит все цветовые гаммы RGB и CMYK. Таким образом, теоретически преобразование между Lab и двумя другими цветовыми пространствами не приведет к потере цвета. Если конечное изображение необходимо преобразовать в CMYK, то правильный метод преобразования - RGB-Lab-CMYK, который минимизирует потерю цвета.

2.3Lab color и канал Mingdao разделены, поэтому мы настраиваем яркость, не влияем на цвет, регулировка цвета не влияет на яркость, что является очень важной концепцией для пост-ретуши и регулировки цвета.

Диапазон значений - [0,100], что означает от чистого черного до чистого белого, a означает диапазон от красного до зеленого, диапазон значений - [127, -128]; b означает диапазон от желтого до синего, диапазон значений [127, -128]

Цветовая модель

Цветовое пространство RGB to Lab

Цветовое пространство RGB нельзя напрямую преобразовать в цветовое пространство Lab. Необходимо преобразовать цветовое пространство RGB в цветовое пространство XYZ с помощью цветового пространства XYZ, а затем преобразовать цветовое пространство XYZ в цветовое пространство Lab.

RGB имеет следующие отношения с цветовым пространством XYZ:

Посмотрите внимательно на формулу (1), где X = 0,412453 * R + 0,412453 * G + 0,412453B, сумма коэффициентов 0,950456, очень близко к 1, мы знаем, что диапазон R / G / B равен [0,255], Если сумма коэффициентов равна 1, диапазон значений X также должен быть в диапазоне [0,255], поэтому мы можем рассмотреть возможность пропорционального изменения коэффициентов, чтобы сумма была равна 1, чтобы XYZ и RGB отображались в одном и том же диапазоне. , Вот почему X, Y и Z в коде делятся на 0,950456, 1,0 и 1,088754 соответственно.

YUVЯвляется своего родацветкодированиеМетод. Часто используется в различных компонентах обработки видео. Когда YUV кодирует фотографию или видео, он учитывает способность человеческого восприятия, позволяя уменьшить ширину полосы цветности. YUV - это тип скомпилированного цветового пространства истинного цвета, Y'UV, YUV,YCbCr，YPbPrДругие собственные имена можно назвать YUV, которые перекрывают друг друга

особенность

YUV и RGB формула преобразования:

Компоненты U и V могут быть представлены как исходные R, G и B:

В общем порядке, диапазон переносимых компонентов может быть получен:

В отношениях реверсирования, от YUV до RGB, доступно

Вместо этого, используя матричное представление, вы можете получить формулу:

Lab — система задания цветов, использует в качестве параметров светосилу, отношение зеленого до красного и отношение синего до желтого. Эти три параметра образуют трехмерное пространство, точки которого соответствуют определенным цветам.

Цветовая модель L * a * b разрабатывалась как аппаратно-независимая, то есть она задает цвета без учета особенностей цветопередачи. Имеет три параметра для описания цвета: светосила L (англ. Lightness) и два хроматические параметры. Первый (условно обозначен латинской буквой a) указывает на соотношение зеленой и красной составляющей цвета, второй (обозначен буквой b) — соотношение синей и желтой составляющей.

История Lab

В 1931 году после серии экспериментов по оценке восприятия цвета человеческим глазом Международная комиссия по освещенности разработала стандарт CIE 1931 XYZ. Цветовое пространство содержит все цвета, воспринимает человек. Чтобы устранить нелинейность XYZ, в 1960 году Дэвид Мак-Адам предложил использовать пространство CIE 1 964 color space. В 1964 году Вишецьким была предложена модель U * V * W. В 1966 году был предложен Hunter L, a, b, а в 1976 году, после устранения некоторых разногласий, была разработана модель CIE L * a * b *, которая в настоящее время является международным стандартом.

Во всех цветовых пространствах пытались уменьшить нелинейность изменения цвета в разных частях области цветового охвата, но идеального, с этой точки зрения, стандарта так и не появилось. В Hunter Lab наблюдается сжатие в желтой части и расширения в синий. В CIELAB, хотя она и разработана на основе Hunter Lab и должна была устранить основные недостатки, отмечается расширение в желтой части. Оба цветовые пространства вычисляются из пространства CIE 1931 XYZ, но преобразования в CIELAB осуществляется с использованием кубических корней, в то время как Hunter Lab использует квадратные.

Формулы определения координат CIELAB

Преобразование XYZ -> L * a * b *

Разделение функции на два промежутка было сделано, чтобы избежать точки бесконечной сингулярности при. линейная при значениях меньших, и отвечает на промежутке. Иными словами:

(соответствует значению) (соответствует кривой)

Значение b выбрано 16/116. Приведенные выше уравнения могут быть решены для a и t _0:

Содержании значений Lab

В цветовом пространстве Lab значение светлости обособленно от значения хроматической составляющей цвета (оттенок, насыщенность). Светлость задана координатой L (изменяется от 0 до 100, то есть от самого темного до самого светлого), хроматические составляющая — двумя декартовыми координатами a и b.

(Первая обозначает положение цвета в диапазоне от зеленого до красного, вторая — от синего до желтого.)

Использование Lab

В отличие от цветных пространств RGB или CMYK, которые являются, по сути, набором аппаратных данных для воспроизведения цвета на бумаге или на экране монитора, Lab однозначно определяет цвет. Поэтому Lab широко используется в программном обеспечении для обработки изображений в качестве промежуточного цветового пространства, через которое проходит конвертирования данных между другими цветными пространствами (например, RGB сканера в CMYK печатного процесса). При этом особые свойства Lab сделали изменения в этом пространстве мощным инструментом коррекции цвета.

Благодаря характеру определения цвета в Lab появляется возможность отдельно влиять на яркость, контраст изображения и на его цвет. Во многих случаях это позволяет ускорить обработку изображений. Lab предоставляет возможность избирательного воздействия на отдельные цвета в изображении, усиление цветового контраста, незаменимыми есть возможности, которые этот цветовое пространство предоставляют для борьбы с шумом на цифровых фотографиях.

Недостатки и критика LAB

Несмотря на то, что в преобразовании с XYZ в LAB используются формулы, содержащие кубические корни, LAB представляет собой сильно нелинейную систему. Это затрудняет применение привычных операций над 3-мерными векторами в этом цветовом пространстве.

Читайте также: