Рассматриваются колориметрические системы, методы и приборы измерений цвета. <...> На основе дифференциальной геометрии автор дает методику и разрабатывает строго равноконтрастные цветовые системы как двумерные, так и трехмерные. <...> Рассмотрены вопросы цветовоспроизведения и цветовосприятия в телевидении, показаны цветовые искажения и предлагаются метод коррекции цветовых искажений. <...> Определение положения различных цветов на цветовом графике МКО 1931 . <...> Классический метод измерения цветовых координат и аналитический анализ погрешности измерения . <...> Численный метод анализа погрешности классического колориметра . <...> Спектрально-координатный метод измерения координат цветности в телевидении и анализ погрешности . <...> Кривые сложения и элементы векторной теории цвета . <...> Цветовые искажения в тракте «от света до света» . <...> Метод создания телекамеры с идеалными спектральными характеристиками чувствительности . <...> Предложения по уменьшению влияния внешней засветки во время просмотра телепередачи . <...> Приведены систематизация и количественное выражение цветов, цветовые уравнения и основы колориметрии. <...> Показаны цветовые искажения в ТВ, вызванные внешним источником освещения. <...> Таким образом, причины, по которым Аристотель выбрал как основные цвета черный и белый, отличались от таковых Платона. <...> Цветовой тон обозначается греческой буквой λd (лямбда) с индексом и выражается в нанометрах. <...> Цветовой тон λd и чистота цвета ρ характеризуют качество цвета. <...> Но и цветность не характеризует цвет полностью. <...> Два цвета тождественны, если они имеют одинаковую цветность и одинаковую яркость. <...> Спектральные цвета являются самыми чистыми цветами, которые нам приходится наблюдать, так как в них отсутствует примесь белого цвета. <...> Цветовой треугольник Основные цвета помещаются в вершинах треугольника. <...> Спектральные цвета (красный, оранжевый, желтый, желтовато-зеленый, зеленый, голубой, синий) лежат вдоль первой и затем вдоль второй стороны <...>
Цвет_в_телевидение_Учебное_пособие.pdf
УДК 621.397
Цвет в телевидении (учебное пособие)/Л.Д. Ложкин.
В данном учебном пособие излагается история науки развития измерений цвета, роль
цвета в деятельности общества и человека. Рассматриваются колориметрические системы,
методы и приборы измерений цвета. Даѐтся анализ погрешности измерений различных методов.
Автором разработан программный комплекс по измерению порогов цветоразличения
в условиях телевизионного наблюдения. На основе дифференциальной геометрии автор
дает методику и разрабатывает строго равноконтрастные цветовые системы как двумерные,
так и трехмерные.
Рассмотрены вопросы цветовоспроизведения и цветовосприятия в телевидении, показаны
цветовые искажения и предлагаются метод коррекции цветовых искажений.
Приведены результаты более 40 летнего опыта работы автора в области колориметрии.
Данное учебное пособие рассчитано на студентов ВУЗов старших курсов, аспирантов и
специалистов, работающих в области цветовоспроизведения, обработки изображений, цветовых
измерений и других областях, связанных с цветовосприятием.
Рецензенты: д.т.н., проф. П.К. Ланге Самарский технический университет,
д.т.н., проф. В.А. Фурсов Самарский аэрокосмический университет
им. С.П. Королева
2
Стр.2
Оглавление
ПРЕДИСЛОВИЕ ..................................................................................................................................... 7
Введение ....................................................................................................................................................... 8
1. Понятие цвета ........................................................................................................................................ 11
1.1. Представление о цвете в античное время .................................................................................... 11
1.2. Современное представление о цвете ............................................................................................ 25
Контрольные вопросы к главе 1 .......................................................................................................... 38
2. Цвет и свет в деятельности общества и человека ............................................................................. 39
2.1. Физиологическое воздействие цвета ............................................................................................ 39
2.2. Строение глаза и цветовое зрение ............................................................................................... 52
2.3. Дневное и ночное зрение. Эффект Пуркинье .............................................................................. 56
2.4. Зрительное восприятие излучения ............................................................................................... 59
2.4.1. Яркость и светлота ..................................................................................................................... 59
2.4.2. Цветовой тон и насыщенность .................................................................................................. 62
2.4.3. Общее число цветов ................................................................................................................... 64
2.4.4. Систематизация и количественное выражение цветов .......................................................... 65
2.5. Цветовой график ........................................................................................................................... 69
2.6. Цветовые уравнения ...................................................................................................................... 71
2.6.1. Величины для количественной характеристики цветов, используемые в колориметрии ... 73
2.7. Основы колориметрии .................................................................................................................. 74
Контрольные вопросы к главе 2 .......................................................................................................... 79
3. Цветовые системы. Обзор и анализ ................................................................................................. 80
3.1.Предмет измерения. Цвет - трехмерная величина ...................................................................... 80
3.2.Системы координат измерения
цвета и цветнсти ................................................................... 81
3.2.1. Система координат RGB (МКО-31) .......................................................................................... 81
3.2.2. Система координат XYZ МКО 1931 ........................................................................................ 82
3.2.3. Переход между цветовыми системами XYZ и RGB с использованием разных стандартов
рабочих цветов ...................................................................................................................................... 86
3.2.4. Система координат МКО 1960 ................................................................................................... 88
3.2.5. Цветности стандартных излучателей MКО ............................................................................. 88
3.2.6. Определение положения различных цветов на цветовом графике МКО 1931 .................... 90
3.2.7. Области различных цветов на графике xy ................................................................................ 93
3.2.8. Определение границ охвата основных цветов ......................................................................... 94
3.3. Равноконтрастные цветовые системы .......................................................................................... 95
3
Стр.3
3.4. Система UVW ............................................................................................................................... 102
3.5. Система YIQ ................................................................................................................................. 104
3.6. Система CMY (CMYK), HSV и HLS ......................................................................................... 105
3.7. Анализ цветовых систем ............................................................................................................. 109
Контрольные вопросы к главе 3 ........................................................................................................ 115
4. Методы и устройства измерения координат цвета и цветности ................................................ 116
4.1. Визуальная колориметрия ........................................................................................................... 116
4.2.Объективная колориметрия.......................................................................................................... 118
4.2.1. Классический метод измерения цветовых координат и аналитический анализ погрешности
измерения ............................................................................................................................................. 118
4.2.2. Численный метод анализа погрешности классического колориметра ................................ 128
4.3. Спектрально-координатный метод измерения координат цветности в телевидении и анализ
погрешности ........................................................................................................................................ 134
4.3. Спектральный метод измерения цветовых координат ............................................................ 143
4.3.1. Анализ погрешности измерения спектральным методом ..................................................... 144
4.4. Спектрально-колориметрический метод измерения ................................................................. 160
4.5.1.Погрешность измерения спектрально-колориметрического метода ..................................... 163
4.5.2. Реализация спектрально- колориметрического метода ......................................................... 169
Контрольные вопросы к главе 4 ........................................................................................................ 181
5. Высшая колориметрия. Восприятие цвета.................................................................................... 182
5.1. Условие независимости от спектрального состава .............................................................. 192
5.2. Кривые сложения и элементы векторной теории цвета ..................................................... 194
5.3.
Задачи цветоделения для аддитивных процессов ................................................................ 199
5.4. Характеристика синтетического процесса................................................................................. 203
5.5. Цветоделение при субтрактивном синтезе ........................................................................... 211
5.6. Формулы цветовых различий ...................................................................................................... 217
Контрольные вопросы к главе 5 ........................................................................................................ 223
6. Пороги цветоразличения ............................................................................................................ 224
Контрольные вопросы к главе 6 ........................................................................................................ 238
7. Дифференциальная колориметрия ............................................................................................ 239
7.1. Двумерное изотропное цветовое пространство ........................................................................ 240
7.2. Трехмерное изотропное цветовое пространство ....................................................................... 257
7.3. Строго равноконтрастное цветовое пространство .................................................................... 264
7.3.1. Постановка задачи .................................................................................................................... 265
7.3.2. Цветовое пространство ............................................................................................................. 267
4
Стр.4
7.3.3. Кривизна пространства цветоразличения .............................................................................. 273
7.3.4.Тензор энергии-импульса цвета ................................................................................................ 275
7.3.5.
Решение уравнения ............................................................................................................. 280
7.3.6. Цветовой вектор ....................................................................................................................... 289
7.3.6. Тензор порога цветоразличения......................................................................................... 293
7.3.7. Область цветового локуса – тензорное поле .......................................................................... 296
7.3.8.
Разработка строго равноконтрастного цветового пространства ..................................... 300
7.3.9. Матрица перехода из декартовой в сферическую систему для порогов цветоразличения 302
7.3.10. Решение тензорного уравнения и его результаты ................................................................ 304
Контрольные вопросы к главе 7 ........................................................................................................ 312
8. Воспроизведение цвета в ТВ .......................................................................................................... 313
8.1. Качество воспроизведения цвета ................................................................................................ 313
8.2. Колориметрически правильная цветопередача ........................................................................ 317
8.3. Оптические характеристики датчиков видеосигналов ......................................................... 324
8.3.1. Спектральные характеристики чувствительности датчиков видеосигналов .................. 325
8.3.2. Цветокоррекция в камерном канале ....................................................................................... 327
8.3.3. Визуализация телеизображений .............................................................................................. 332
8.3.4. Цветовые искажения в тракте «от света до света» ............................................................... 340
Контрольные вопросы к главе 8 ........................................................................................................ 353
9.Практическая реализация колориметрически верного цветовоспроизведения в ТВ ................ 354
9.1. Колориметрически точное цветовоспроизведения в ТВ .......................................................... 354
9.2. Метод создания телекамеры с идеалными спектральными характеристиками
чувствительности ................................................................................................................................ 362
Контрольные вопросы к главе 9 ........................................................................................................ 366
10.Восприятие цвета в ТВ .................................................................................................................. 367
10.1. Модели хроматической адаптации ......................................................................................... 367
10.1.1.Модель хроматической адаптации Фон Криза ..................................................................... 369
10.1.2.Модель хроматической адаптации Наятани ......................................................................... 375
10.1.3. Модель хроматической адаптации Гута .............................................................................. 377
10.1.4. Модель хроматической адаптации Фершильда .................................................................... 380
10.1.5. Семейство САТ моделей хроматичской адаптации ........................................................... 384
10.2.
Результаты и анализ работы модели цветопередачи ...................................................... 386
10.3. Предложения по уменьшению влияния внешней засветки во время просмотра
телепередачи ........................................................................................................................................ 396
Контрольные вопросы к главе 10 ...................................................................................................... 408
5
Стр.5
Заключение .......................................................................................................................................... 409
Литература: .......................................................................................................................................... 411
6
Стр.6