Хроматическая адаптация

Хроматическая адаптация — это способность зрительной системы человека приспосабливаться к изменениям освещенности, чтобы сохранить внешний вид цветов объекта. Он отвечает за стабильное отображение цветов объекта, несмотря на широкие вариации света, который может отражаться от объекта и наблюдаться нашими глазами. Функция преобразования хроматической адаптации ( CAT ) имитирует этот важный аспект восприятия цвета в моделях цветового восприятия .

Объект можно рассматривать в различных условиях. Например, он может быть освещен солнечным светом, светом костра или резким электрическим светом. Во всех этих ситуациях человеческое зрение воспринимает объект одинакового цвета: красное яблоко всегда кажется красным, независимо от того, рассматривается ли оно днем ​​или ночью (если красное яблоко освещено, так как палочки в наших глазах не видят красного цвета). С другой стороны, камера без регулировки света может зарегистрировать яблоко как имеющее разный цвет. Эта особенность зрительной системы называется хроматической адаптацией, или постоянством цвета ; когда коррекция происходит в камере, это называется балансом белого .

Хотя зрительная система человека обычно сохраняет постоянный воспринимаемый цвет при разном освещении, бывают ситуации, когда относительная яркость двух разных стимулов будет казаться обратной при разных уровнях освещенности . Например, ярко-желтые лепестки цветов будут казаться темными по сравнению с зелеными листьями в тусклом свете, тогда как днем ​​все наоборот. Это известно как эффект Пуркинье и возникает из-за того, что пиковая чувствительность человеческого глаза смещается в сторону синего конца спектра при более низких уровнях освещенности.

Преобразование фон Криса

Метод хроматической адаптации фон Криса — это метод, который иногда используется при обработке изображений камеры. Этот метод заключается в применении усиления к каждой реакции спектральной чувствительности колбочек человека , чтобы сохранить адаптированный внешний вид эталонной белой константы. Применение идеи Йоханнеса фон Криса об адаптивном эффекте трех типов колбочек было впервые явно применено к проблеме постоянства цвета Гербертом Э. Айвзом , и этот метод иногда называют преобразованием Айвза. или адаптация фон Криса – Айвза.

Правило фон Криса коэффициента основано на предположении, что постоянство цвета достигается путем индивидуальной адаптации усиления реакций трех колбочек, причем усиление зависит от сенсорного контекста, то есть истории цвета и окружения. Таким образом, ответы колбочек $c'$ из двух спектров излучения могут быть сопоставлены путем соответствующего выбора диагональных матриц адаптации D ₁ и D ₂ :

$c'=D_{1}\,S^{T}\,f_{1}=D_{2}\,S^{T}\,f_{2}$

где $S$ – матрица чувствительности конуса и $f$ – спектр кондиционирующего раздражителя. Это приводит к преобразованию фон Криса для хроматической адаптации в цветовом пространстве LMS (отклики длинноволнового, средне- и коротковолнового пространства отклика конуса):

$D=D_{1}^{-1}D_{2}={\begin{bmatrix}L_{2}/L_{1}&0&0\\0&M_{2}/M_{1}&0\\0&0&S_{2}/S_{1}\end{bmatrix}}$

Эта диагональная матрица D отображает реакции колбочек или цвета в одном состоянии адаптации на соответствующие цвета в другом; когда предполагается, что состояние адаптации определяется источником света, эта матрица полезна в качестве преобразования адаптации источника света. Элементами диагональной матрицы D являются отношения откликов конуса (Длинный, Средний, Короткий) для точки белого источника света .

Более полное преобразование фон Криса для цветов, представленных в XYZ или цветовом пространстве RGB , включает в себя матричные преобразования в пространство LMS и из него с диагональным преобразованием D посередине.

Цветовые модели CIE

Международная комиссия по освещению (CIE) опубликовала набор моделей цветового оформления , большинство из которых включали функцию цветовой адаптации. CIE L*a*b* (CIELAB) выполняет «простое» преобразование типа фон Криса в цветовом пространстве XYZ, в то время как CIELUV типа Джадда использует (трансляционную) адаптацию точки белого . Две версии более полных моделей цветового оформления, CIECAM97 и CIECAM02 , каждая включала функцию CAT, CMCCAT97 и CAT02 соответственно. Предшественник CAT02 представляет собой упрощенную версию CMCCAT97, известную как CMCCAT2000.

Дальнейшее чтение

• CIE ТК 1-52 (2004). Обзор трансформаций хроматической адаптации . 160:2004. CIE. ISBN  978-3-901906-30-5 . {{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )

Внешние ссылки

• Алгоритмы цветовой балансировки , заархивировано 21 апреля 2021 г. на Wayback Machine.
• Оценка хроматической адаптации