• Nie Znaleziono Wyników

Przestrzeń barw

W dokumencie Wykad 12 (Stron 23-38)

Trzy parametry liczbowe bodźca barwowego (C) = trzy współrzędne punktu w przestrzeni (3D). Odstępstwo od tradycyjnego

rachunku wektorowego!

Moduł (długość) wektora:

B

G

R

C   

Na rysunku: prawo mnożenia - każdy promień jest miejscem punktów o jednakowej chromatyczności. Odległość punktu na danym promieniu od początku układu jest zaś proporcjonalna do luminancji.

Fotometria i kolorymetria

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Przestrzeń barw

W rachunku barw parametry R, G, B mogą przyjmować wartości ujemne, ale przestrzeń barw nie obejmuje całej przestrzeni (ani nawet jej połowy). Barwy fizyczne mieszczą się w pewnym wycinku przestrzeni a resztę zapełniają barwy fikcyjne, niepowodujące wrażeń wzrokowych, nieodtwarzane w przyrządach fizycznych, ale mimo to wprowadzone do rachunków kolorymetrycznych.

Wielkość wycinka przestrzeni obejmującego punktu barw fizycznych zależy od charakteru promieniowań obranych za bodźce odniesienia (tu: R, G, B). Wektory wszystkich bodźców barw odtwarzalnych będą leżały wtedy w kącie przestrzennym obejmującym współrzędne dodatnie. Wektory barw o większym nasyceniu będą się mieścić w kątach sąsiednich, obejmujących jedną lub dwie współrzędne ujemne – te części będą większe lub mniejsze w zależności od wyboru bodźców.

Fotometria i kolorymetria

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Przestrzeń barw

Aby wszystkie barwy fizyczne mieściły się w kątach współrzędnych dodatnich, za układ odniesienia można zastosować

układ barw fikcyjnych. Taki układ

bodźców fikcyjnych, oznaczonych jako (X), (Y) i (Z), został przyjęty w 1931r. przez CIE jako wygodniejszy (z różnych względów).

Fotometria i kolorymetria

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Płaszczyzna barw

Konstrukcji przestrzeni barw trójwymiarowej, a więc trudnej w analizie, używa się w rachunku kolorymetrycznym rzadko. Tym

niemniej jest to pojęcie

najogólniejsze, potrzebne do

zrozumienia sensu działań

prowadzonych na płaszczyźnie barw, kiedy mamy do czynienia z efektami niezauważalnymi w danym przekroju.

Przekrój płaszczyzną jednostkową:

1

G B

R

Fotometria i kolorymetria

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Płaszczyzna barw

Współrzędne przestrzenne punktu na płaszczyźnie jednostkowej = współrzędne trójchromatyczne:

B

G

R

R

r

B

G

R

G

g

B

G

R

B

b

1

g b

r

Fotometria i kolorymetria

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Płaszczyzna barw

Dwie współrzędne chromatyczne określają więc chromatyczność bodźca, nie dając jednak możliwości obliczenia jego modułu, a więc wartości.

Żeby określić jego wartość (moduł), niezbędna jest znajomość przynajmniej jednej ze składowych trójchromatycznych, np. jednej ze składowych:

r

R

B

G

R   

Fotometria i kolorymetria

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Płaszczyzna barw

Konieczność znajomości modułów

zagadnienie wyznaczania położenia punktu na płaszczyźnie barw, odpowiadającego mieszaninie dwóch barw o znanych współrzędnych trójchromatycznych.

2 2 2

 

1 1 1

2 1

: m R G B : R G B

m     

Fotometria i kolorymetria

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Płaszczyzna barw

Punkt barwy wypadkowej na płaszczyźnie barw leży na odcinku łączącym punkty barw składowych i dzieli go na części odwrotnie proporcjonalne do ich modułów.

2 2 2

 

1 1 1

2

1

: m R G B : R G B

m     

Również odwrotnie, każdy punkt na

płaszczyźnie barw, leżący na odcinku łączącym dwa inne punkty, reprezentuje chromatyczność, jaką można uzyskać mieszając barwy, odpowiadające punktom na końcach odcinka, w ilościach odwrotnie proporcjonalnych do części, na jakie ten punkt dzieli wymieniony odcinek.

Fotometria i kolorymetria

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Przestrzeń a płaszczyzna barw

Prawa przestrzeni barw są słuszne przy dowolnym układzie osi współrzędnych – może on być prostokątny, ale też ukośnokątny (przy czym kąty między osiami mogą być różne).

Inaczej jest na płaszczyźnie barw. W zależności od doboru kątów między osiami współrzędnych, trójkąt barw może być zarówno ukośnokątny jak i prostokątny; w szczególnym przypadku może być równoboczny.

Położenie punktu na płaszczyźnie barw określa się wtedy jego

odległościami od boków trójkąta odniesionymi do wysokości, z którymi

są związane:

1

'

'

'

r g b

h

b

h

g

h

r

b g r

bo: odległości wierzchołków trójkąta od początku układu współrzędnych przyjęto za jednostkowe!).

Fotometria i kolorymetria

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Płaszczyzna barw

Dygresja: kartezjański układ współrzędnych i określanie współrzędnych w tym układzie.

Fotometria i kolorymetria

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Płaszczyzna barw

Trójkąt równoboczny:

Parametry położenia punktu na

płaszczyźnie liczbowo równe

współrzędnym trójchromatycznym, a

każdy punkt trójkąta reprezentuje

barwę w ilości jednej jednostki

trójchromatycznej (jak w płaskim

przekroju przestrzeni). Wierzchołki

trójkąta reprezentują ilości

jednostkowe bodźców odniesienia (tu: R, G, B) a środek ciężkości trójkąta, czyli punkt przecięcia środkowych –

promieniowanie umownie

achromatyczne, którym, przy

przyjęciu bodźców normalnych za

bodźce odniesieniowe, jest

Fotometria i kolorymetria

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Płaszczyzna barw

Trójkąt prostokątny:

Prostokątny trójkąt barw jest szczególnie łatwy w zastosowaniu i kreśleniu. Można go otrzymać poprzez rzutowanie trójkąta równobocznego, związanego z przestrzenia o współrzędnych prostokątnych, na jedną z płaszczyzn głównych tego układu.

Przy takim rzutowaniu punkt barwy określony będzie dwoma współrzędnymi trójchromatyczny mi r i g, a trzecia współrzędna traci znaczenie.

Fotometria i kolorymetria

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Płaszczyzna barw

Trójkąt prostokątny równoramienny:

Jeżeli w takim rzucie otrzymałoby się niekorzystne rozmieszczenie

punktów (nie uprzedzajmy

wypadków, ale...), można wykorzystać rzut trójkąta na inną płaszczyznę główną.

Fotometria i kolorymetria

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Płaszczyzna barw

Rzutowanie przestrzeni barw na płaszczyznę

Fotometria i kolorymetria

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Płaszczyzna barw

Przekształcenie przestrzeni i płaszczyzny barw

Swoboda operacji matematycznych w przestrzeni, płaszczyźnie i na równaniach barwnych wynika z tego, że ważny jest tylko stosunek długości odcinków na danej linii prostej (a nieistotny stosunek długości odcinków dwóch prostych o dowolnym położeniu).

Obliczenia kolorymetryczne są prowadzone (zwykle) na materiale

liczbowym związanym z bodźcami barwowymi fikcyjnymi, nierealizowalnymi w przyrządach optycznych. Materiał ten pochodzi z badań eksperymentalnych. Niezbędne jest więc przetwarzanie pierwotnych danych eksperymentalnych dla wyrażenia ich w jednostkach układu fikcyjnego, a czasem również odwrotnie.

Fotometria i kolorymetria

Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Płaszczyzna barw

Przekształcenie przestrzeni barw

Aby przekształcić jedną przestrzeń (płaszczyznę) barw na inną, należy: a) rozłożyć wektor barwy [C] na składowe wzdłuż osi nowego układu; b) rozłożyć wektor bodźca równoenergetycznego [E] na składowe wzdłuż osi nowego układu;

c) obliczyć składowe trójchromatyczne bodźca (C) jako stosunek wartości składowych [C] do wartości składowych [E];

d) obliczyć współrzędne trójchromatyczne bodźca (C) jako stosunek jego składowych trójchromatycznych do ich sumy.

W dokumencie Wykad 12 (Stron 23-38)

Powiązane dokumenty