Автор: Пользователь скрыл имя, 25 Марта 2012 в 21:17, курсовая работа
В данной курсовой работе будет рассмотрена тема моделирования цветового пространства в виде того или иного трехмерного цветового тела.
Эта тема является интересной для изучения, так как на основе трехмерных моделей цветового пространства создаются атласы цветов, получившие широкое применение в самых различных сферах деятельности человека. Однако, с первого взгляда сложно выбрать какую-либо определенную цветовую модель в силу того, что построены они с использованием различных параметров.
Введение…………………………………………………………………………………………………………………………3
1. Краткий обзор цветовых моделей и требования к ним………………………….…………4
2. Система Манселла………………………………………………………………………………….…………..5
3. Эксперимент ……………………………………………………………………………………..……………….10
4. Система Оствальда…………………………………………………………………………………….……….12
5. Шведская система естественных цветов NCS……………………………….……………………15
6. Применение цветовых координатных систем………………………………………………..…17
Заключение………………………………………………………………………………………………………………….…20
Список литературы…………………………………………………………………………………………………….……21
Имеются различные издания атласа, отличающиеся по количеству образцов, их размеру и типу поверхности (блестящая или матовая). Например, издание атласа с глянцевыми образцами включает 1450 цветных накрасок, расположенных на 40 картах постоянного цветового тона: на каждой странице образцы расположены по возрастанию светлоты (снизу в верх) и насыщенности (от корешка к полям). Кроме того, в атлас входит 18-ступенчатая серая шкала. Каждый образец цвета располагается в прорези на карте и при необходимости может быть легко вынут. Размер карты 25,4 Х 33 см; размер отдельного образца 1,8 Х 2,1 см. Атлас выпускается в двух томах размером 33 Х 30,5 Х 5,1 см [5].
Выпущенная в 1929 г. «Книга цветов» Манселла (Munsell Book of Color) содержит в качестве основы таблицы с образцами накрасок. Таблицы сопровождаются необходимыми пояснениями и краткими наставлениями к использованию. Существует колориметрическая спецификация, согласно которой должен использоваться Стандартный двухградусный колориметрический наблюдатель CIE 1931, С-осветитель CIE, средне-серый фон (№5 по Манселлу) и достаточный уровень освещенности (не ниже 500 lux) – только в таки условиях просмотра система Манселла сохраняет равномерность по восприятию. В иных условиях манселловский атлас уже не будет являться физическим воплощением системы Манселла.
В 40-х годах прошлого века экспериментальным путем манселловские образцы были приведены к определенным колориметрическим точкам, благодаря чему вся система была размечена заново (Ньюхолл, 1940). Координаты цветности и коэффициент яркости для каждого манселловского образца (включая те, которые трудно или невозможно воспроизвести) можно найти в книге Вышецкого и Стайлса «Наука о цвете» (1982).
Важно отметить, что система Манселла построена из трех одномерных шкал цветового восприятия, каждая из которых равномерна по своему атрибуту восприятия, но трехмерные взаимоотношения между ее отрезками (то есть цветовые отличия) непостоянны: увеличение манселловской насыщенности на два шага равно изменению цвета образца по манселловской светлоте на один шаг, а размер шага цветового тона во многом зависит от насыщенности образцов. Более подробно данная проблема рассматривается в работах Бернса (Nickerson Index of Fading, 2000) и Ханта (Munsell system, 1998).
Учитывая все вышеизложенное, в следующей главе будет описан эксперимент, в ходе которого будет сделана попытка воспроизвести цвета на срезе системы Манселла и анализ получившихся цветовых образцов.
3 эксперимент
Изучив теоретический материал, были получены базовые знания на тему системы восприятия цвета по Манселлу. В данной главе будет описан эксперимент, в ходе которого будут нарисованы две плоскости манселловской светлоты / насыщенности при постоянном цветовом тоне, а именно 5Y и 5PB. Рисуем шкалу при помощи компьютерной программы Photoshop. Задаем определенные значения для каждой ячейки шкалы по координатам L*, a*, b*. К сожалению, первоисточник координатных данных цветовых точек, а именно книгу Вышецкого и Стайлса «Наука о цвете», найти не удалось. Поэтому, пользуясь научным прогрессом, берем координаты цветовых точек из сети Интернет, представленные там, в виде шестизначного номера по кодировке html. Заданные значения представлены в таблице 2. Для удобства прочтения координаты расположены в границах той же геометрической фигуры, что и сама цветовая плоскость.
Таблица 2 – Заданные значения.
| 12 | 10 | 8 | 6 | 4 | 2 | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
10 |
|
|
|
|
|
| L: 100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| a: 0 |
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| b: 0 |
|
|
|
|
| |
9 |
|
|
|
|
| L: 91 | L: 92 | L: 91 | L: 91 |
|
|
|
|
|
|
|
| a: 3 | a: 0 | a: 3 | a: 3 |
|
|
| |
|
|
|
|
| b: -11 | b: 0 | b: 12 | b: 27 |
|
|
| |
8 |
|
|
|
| L: 81 | L: 81 | L: 82 | L: 81 | L: 82 | L: 82 | L: 82 | L: 82 |
|
|
|
| a: 2 | a: 3 | a: 0 | a: 3 | a: 3 | a: 3 | a: 4 | a: 4 | |
|
|
|
| b: -20 | b: -11 | b: 0 | b: 12 | b: 26 | b: 41 | b: 55 | b: 69 | |
7 |
|
| L: 71 | L: 71 | L: 71 | L: 72 | L: 73 | L: 72 | L: 72 | L: 72 | L: 72 | L: 72 |
|
| a: 0 | a: 1 | a: 2 | a: 3 | a: 0 | a: 3 | a: 3 | a: 3 | a: 4 | a: 5 | |
|
| b: -37 | b: -28 | b: -19 | b: -11 | b: 0 | b: 13 | b: 26 | b: 41 | b: 54 | b: 70 | |
6 | L: 61 | L: 61 | L: 61 | L: 61 | L: 61 | L: 62 | L: 62 | L: 62 | L: 62 | L: 62 | L: 62 |
|
a: 0 | a: 0 | a: 1 | a: 1 | a: 2 | a: 2 | a: 0 | a: 3 | a: 3 | a: 4 | a: 5 |
| |
b: -55 | b: -45 | b: -37 | b: -28 | b: -19 | b: -11 | b: 0 | b: 12 | b: 26 | b: 41 | b: 56 |
| |
5 | L: 51 | L: 51 | L: 51 | L: 51 | L: 51 | L: 52 | L: 52 | L: 52 | L: 52 | L: 52 | L: 52 |
|
a: 1 | a: 1 | a: 1 | a: 1 | a: 2 | a: 2 | a: 0 | a: 3 | a: 3 | a: 4 | a: 6 |
| |
b: -54 | b: -46 | b: -37 | b: -28 | b: -20 | b: -11 | b: 0 | b: 12 | b: 27 | b: 42 | b: 55 |
| |
4 |
| L: 40 | L: 41 | L: 41 | L: 41 | L: 41 | L: 41 | L: 41 | L: 41 | L: 42 |
|
|
| a: 2 | a: 1 | a: 2 | a: 2 | a: 2 | a: 0 | a: 3 | a: 4 | a: 5 |
|
| |
| b: -46 | b: -38 | b: -29 | b: -21 | b: -12 | b: 0 | b: 13 | b: 27 | b: 41 |
|
| |
3 |
|
| L: 30 | L: 30 | L: 31 | L: 31 | L: 30 | L: 31 | L: 31 |
|
|
|
|
| a: 2 | a: 2 | a: 2 | a: 2 | a: 0 | a: 2 | a: 4 |
|
|
| |
|
| b: -39 | b: -31 | b: -22 | b: -13 | b: 0 | b: 11 | b: 25 |
|
|
| |
2 |
|
|
| L: 20 | L: 20 | L: 20 | L: 20 | L: 21 | L: 21 |
|
|
|
|
|
| a: 2 | a: 1 | a: 1 | a: 0 | a: 2 | a: 4 |
|
|
| |
|
|
| b: -30 | b: -21 | b: -11 | b: 0 | b: 11 | b: 27 |
|
|
| |
1 |
|
|
|
| L: 10 | L: 10 | L: 10 | L: 11 |
|
|
|
|
|
|
|
| a: 2 | a: 2 | a: 0 | a: 3 |
|
|
|
| |
|
|
|
| b: -21 | b: -12 | b: 0 | b: 12 |
|
|
|
| |
0 |
|
|
|
|
|
| L: 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| a: 0 |
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| b: 0 |
|
|
|
|
|
После записи всех координат, делаем отпечаток на бытовом домашнем принтере Epson Stilus S22 на мелованной матовой бумаге. Принтер не откалиброванный и качество оставляет желать лучшего, но тем интереснее будет проанализировать полученные данные. Отпечатанный образец представлен в Приложении работы.
Отпечатанную шкалу измеряем спектрофотометром, выставляя в настройках источник освещения D50. Полученные значения заносятся в таблицу 3.
Таблица 3 – Полученные значения.
| 12 | 10 | 8 | 6 | 4 | 2 | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
10 |
|
|
|
|
|
| L: 100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| a: 0 |
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| b: 0 |
|
|
|
|
| |
9 |
|
|
|
|
| L: 88,67 | L: 90 | L: 89,28 | L: 89,03 |
|
|
|
|
|
|
|
| a: 3,94 | a: 2,38 | a: 3,57 | a: 1,92 |
|
|
| |
|
|
|
|
| b: -17,96 | b: -11,54 | b: -0,42 | b: 16,36 |
|
|
| |
8 |
|
|
|
| L: 80,3 | L: 80,66 | L: 81,22 | L: 81,22 | L: 81,65 | L: 81,42 | L: 81,31 | L: 81,56 |
|
|
|
| a: 1,29 | a: 3,65 | a: 1,53 | a: 1,99 | a: 0,74 | a: 1,04 | a: 3,79 | a: 6,53 | |
|
|
|
| b: -26,65 | b: -22,64 | b: -11,44 | b: 0,87 | b: 16,05 | b: 32,03 | b: 44,61 | b: 57,71 | |
7 |
|
| L: 71,02 | L: 71,43 | L: 71,83 | L: 72,12 | L: 72,6 | L: 72,83 | L: 72,95 | L: 72,54 | L: 72,83 | L: 72,99 |
|
| a: -4,6 | a: -3,09 | a: -0,82 | a: 1,62 | a: -1,23 | a: 0,69 | a: 0,17 | a: 1,66 | a: 5,86 | a: 8,59 | |
|
| b: -37,21 | b: -35,36 | b: -30,36 | b: -23,42 | b: -10,62 | b: 4,83 | b: 19,65 | b: 31,1 | b: 42,54 | b: 53,97 | |
6 | L: 62,5 | L: 62,87 | L: 62,97 | L: 63,58 | L: 63,48 | L: 63,82 | L: 63,81 | L: 63,4 | L: 63,74 | L: 63,68 | L: 64,21 |
|
a: -6,95 | a: -6,56 | a: -4,77 | a: -2,83 | a: 0,02 | a: 0,61 | a: -2,56 | a: -0,55 | a: 0,05 | a: 3,01 | a: 5,81 |
| |
b: -44,52 | b: -44,33 | b: -42,83 | b: -39,53 | b: -32,09 | b: -21,99 | b: -7,63 | b: 5,63 | b: 17,49 | b: 27,4 | b: 38,18 |
| |
5 | L: 54,83 | L: 54,84 | L: 54,42 | L: 54,35 | L: 54,18 | L: 54,57 | L: 55,25 | L: 55,04 | L: 55,42 | L: 55,89 | L: 56 |
|
a: -8,93 | a: -7,4 | a: -4,88 | a: -3,1 | a: -1,41 | a: -0,39 | a: -3,14 | a: -0,98 | a: -0,75 | a: 2,91 | a: 4,89 |
| |
b: -50,11 | b: -48,58 | b: -46,04 | b: -38,09 | b: -31,11 | b: -20,78 | b: -6,44 | b: 5,76 | b: 15,95 | b: 25,76 | b: 29,54 |
| |
4 |
| L: 47,15 | L: 47,15 | L: 46,99 | L: 46,24 | L: 46,72 | L: 46,98 | L: 47,92 | L: 47,82 | L: 47,85 |
|
|
| a: -7,91 | a: -7,05 | a: -4,57 | a: 2,22 | a: -1,63 | a: -5,35 | a: -1,83 | a: -0,2 | a: 1,36 |
|
| |
| b: -50,53 | b: -45,65 | b: -38,27 | b: -29,79 | b: -19,37 | b: -4,56 | b: 5,43 | b: 15,68 | b: 20,06 |
|
| |
3 |
|
| L: 40,21 | L: 39,44 | L: 39,23 | L: 38,49 | L: 38,75 | L: 39,6 | L: 39,59 |
|
|
|
|
| a: -7,22 | a: -5,35 | a: -3,15 | a: -0,99 | a: -4,53 | a: -1,79 | a: 1,23 |
|
|
| |
|
| b: -39,71 | b: -36,13 | b: -29,86 | b: -20,71 | b: -4,79 | b: 5,98 | b: 10,12 |
|
|
| |
2 |
|
|
| L: 33,1 | L: 31,79 | L: 30,67 | L: 30,43 | L: 32,29 | L: 33,13 |
|
|
|
|
|
| a: -1,47 | a: -0,86 | a: -0,39 | a: -2,28 | a: -0,95 | a: 1,35 |
|
|
| |
|
|
| b: -25,77 | b: -19,96 | b: -13,29 | b: -4,13 | b: 1,39 | b: 3,18 |
|
|
| |
1 |
|
|
|
| L: 28,61 | L: 27,22 | L: 26,45 | L: 29,8 |
|
|
|
|
|
|
|
| a: 0,67 | a: 0,66 | a: -0,56 | a: -1,01 |
|
|
|
| |
|
|
|
| b: -8,85 | b: -5,44 | b: -3,26 | b: -1,46 |
|
|
|
| |
0 |
|
|
|
|
|
| L: 19,9 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
| a: 0,3 |
|
|
|
|
| |
|
|
|
|
|
| b: -0,44 |
|
|
|
|
|
Далее анализируем значения. При визуальном рассмотрении видно слияние образцов 6/12 с 6/10, 5/12 с 5/10 и 1/4 с 1/2. Соответственно и полученные значения координат оказались схожими. Это обстоятельство еще больше сужает цветовой охват воспроизводимых значений.
Для математического анализа полученных значений воспользуемся формулой цветового различия (2), полученной в процессе изучения дисциплины «Основы управления цветом».
E = √ ((L*1 – L*2)2 + (a*1 – a*2)2 + (b*1 – b*2)2) (2)
Расчетные данные заносим в таблицу 4.
Таблица 4 – Значение цветового различия Е.
№ | 12 | 10 | 8 | 6 | 4 | 2 | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 |
10 |
|
|
|
|
|
| 0,00 |
|
|
|
|
|
9 |
|
|
|
|
| 7,40 | 11,95 | 12,55 | 10,87 |
|
|
|
8 |
|
|
|
| 9,75 | 11,66 | 11,57 | 11,18 | 10,21 | 9,20 | 10,42 | 11,58 |
7 |
|
| 4,60 | 8,43 | 11,73 | 12,50 | 10,70 | 8,53 | 7,02 | 10,00 | 11,64 | 16,46 |
6 | 12,66 | 6,85 | 8,44 | 12,42 | 13,47 | 11,23 | 8,25 | 7,43 | 9,17 | 13,74 | 17,97 |
|
5 | 11,33 | 9,59 | 11,31 | 11,40 | 12,05 | 10,39 | 7,87 | 8,00 | 12,16 | 16,73 | 25,80 |
|
4 |
| 13,03 | 12,69 | 12,84 | 10,24 | 10,01 | 9,23 | 11,34 | 13,81 | 22,04 |
|
|
3 |
|
| 13,78 | 13,02 | 12,49 | 11,16 | 10,96 | 10,65 | 17,40 |
|
|
|
2 |
|
|
| 14,20 | 11,98 | 11,00 | 11,45 | 15,12 | 26,86 |
|
|
|
1 |
|
|
|
| 22,27 | 18,48 | 16,78 | 23,47 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
| 19,91 |
|
|
|
|
|
На основании полученных данных видно, что цветовое различие между заданными значениями накрасок и значениями на оттиске превышает все возможные пределы. Это говорит о низком качестве полученного оттиска и о его невозможности использования в качестве эталона цвета. однако полученный оттиск дает общее представление о том как должна выглядеть подобная карта цветов.
4 система Оствальда
Трехмерную модель цветового режима можно представить в виде двух конусов, имеющих общее снование и повернутых на 180° относительно друг друга. По общей оси обоих конусов расположены цвета ахроматического ряда от белого до черного. По окружности общего основания конусов расположены хроматические цвета максимальной насыщенности. При движении по радиусу основания изменяется насыщенность тона, к центру она убывает, переходя в средне-серый цвет (рис. 6).
При перемещении по вертикали сверху вниз для определенного цвета будут задаваться различные значения светлоты. Если построить сечение, перпендикулярное оси конусов, в круге плоскости сечения будут располагаться все хроматические цвета определенной яркости (светлоты).
Рис. 6 - Цветовое тело Оствальда
Если провести сечение конусов по высоте, в плоскости полученного треугольника будут находиться все оттенки только одного цветового тона. Они будут затемняться до черного или осветляться до белого при перемещении по вертикали. При движении по горизонтали выбранный хроматический цвет будет терять насыщенность до соответствующего серого. Все цвета, имеющие один тон и отличающиеся один от другого только светлотой и насыщенностью, называются теневым рядом соответствующего цвета.
Такая модель цветового пространства была предложена Оствальдом и названа замкнутым цветовым телом.
В атласе Оствальда таблицы разделяются более или менее точно по цветовым тонам, причем два дополнительных тона со всеми их оттенками соединены в одну таблицу по обе стороны от ряда ахроматических цветов (рис. 7). Расположение по цветовым тонам, однако, выполнено у Оствальда не вполне точно, так как он исходил из ряда ошибочных положений своей теории, которая не обеспечивает надежного измерения цвета.
Рис. 7 - Вид таблицы из атласа Оствальда (однотонный треугольник)
Все оттенки цветов одного и того же цветового тона одной и той же таблицы образуют «однотонный треугольник» (по терминологии Оствальда), в одной вершине которого расположен белый, в другой черный, а в третьей наиболее «полноцветный» (по терминологии Оствальда) цвет данного цветового тона. Практически, «полноцветный» означает наиболее «яркий цветной» (яркий не в научном понимании слова яркость — светлота, а в том смысле, как говорят обычно про цвета окрашенных предметов, например, «яркое платье», подразумевая под этим цвет довольно сильно насыщенный и, в то же время, не слишком темный) [6].