Равноконтрастные колориметрические системы

Рассмотренные выше колориметрические системы КСВ и ХУ 2 дают возможность определять с помощью цветовых уравнений важные ха­рактеристики цветов, такие как яркость, насыщенность (чистоту цве­та), цветовой тон (доминирующую длину волны). Но дать визуальную оценку различия между двумя цветами, близкими по цветовому тону, эти системы не позволяют. Например, мы знаем, что излучения с X = =530 нм и X - 555 нм будут зелеными. Но будет ли глаз различать эти излучения? С помощью колориметрических систем КСВ и ХУ Ъ это оп­ределить невозможно. Дело в том, что эти системы, будучи неравнокон-трастными, не дают представления о степени различия близких цветов, особенно контрастирующих по цветовому тону.

Однако количественная оценка цветовых различий имеет боль­шое практическое значение. Например, очень часто требуется оце­нить точность цветовоспроизведения полноцветного оттиска или цве-топробы по отношению к цветному оригиналу. Измерение малых цветовых различий в этом случае позволяет объективно оценивать точность цветопередачи и предупреждать возможные ошибки. В ко­лориметрии вопросы определения в количественной мере относятся к области высшей метрики цвета [21]. Сравнение близких по цвету образцов предполагает определение различия в виде однозначной характеристики. Причем эта характеристика должна учитывать раз­личие как по светлоте, так и по цветности.

Основой для оценки малых цветовых различий является возмож­ность представления цветов определенными точками, являющимися концами векторов, расположенными в цветовом пространстве недале­ко друг от друга. С увеличением расстояния между точками будут уве­личиваться и различия между цветами. Иными словами, цвета при этом будут становиться более контрастными. Установив единицу длины, со­ответствующую одному порогу цветоразличия, можно выражать раз­личие между цветами числом порогов цветоразличения. Это число пока-

Глава 5

зывает количество промежуточных цветов, мало отличающихся друг от друга и находящихся между сравниваемыми цветами.

Впервые пороги цветоразличения, или, другими словами, цветовые пороги, были определены Джаддом, который нашел их расположение на диаграмме ху. Джадд установил, что точки цветов, минимально отличи­мые от данного цвета, образуют эллипсы. Такие эллипсы были названы пороговыми [21 ]. Размеры эллипсов цветовых порогов и их ориентация на диаграмме цветности ху, как показал Джадд, различны для разных цветов.

Оказалось, что в различных областях диаграммы цветности ху цве­товые пороги представляются отрезками разной длины. Кроме того, пути перехода от одной цветности к другой не являются прямолиней­ными. В результате этого в области сине-фиолетовых цветов число раз­личных цветностей, приходящихся на единицу площади диаграммы, оказалось в несколько сот раз больше, чем в области зеленых цветов. Такая неоднородность расположения цветностей на диаграмме объяс­няется тем, что наше зрение воспринимает изменение координат цвет­ности хну не по линейному закону.

Позднее Мак-Адам, проведя экспериментальное изучение чувстви­тельности глаза к изменению цветности, уточнил размеры и положение пороговых эллипсов (рис. 5. 42, вкладка). Как видно из этого рисунка, пороговые эллипсы не только неравномерно распределены по диагона­ли, но и имеют различное направление. Так, в верхней части графика по­рог возрастает с изменением координаты у, г в нижней — координаты х.

Таким образом, несмотря на то что на диаграмме дгг/ расстояние меж­ду двумя точками всегда является критерием различия цветностей, со­ответствующих этим точкам, по нему нельзя точно судить о числе цве­товых порогов. Поэтому система С1ЕХУ2 непригодна для оценки ко­личественного выражения цветовых различий. Чтобы можно было про­вести сравнение двух цветов, необходима система, в которой расстоя­ние между точками было прямо пропорционально визуально наблюда­емому различию между ними. При этом единица длины, соответствую­щая одному порогу цветоразличения, не должна зависеть от того, в ка­ком месте цветового пространства расположены сравниваемые цвета. Система с такими свойствами называется равноконтрастной.

Первым шагом в направлении создания равноконтрастных систем явился график, предложенный Мак-Адамом. Позже он был использо­ван при создании равноконтрастной колориметрической системы \5У№. В 1960 году эта система была принята МКО для практического исполь­зования и получила название МКО-60.

Равноконтрастный цветовой график иь был получен Мак-Адамом путем центрально-аффинного преобразования диаграммы цветности ху,

Восприятие цвета на упаковке 161

При этом была установлена взаимосвязь координат цветности колори­метрических систем ХУ2 и 11УЛУ [21].

Следует отметить, что система С1Е11У\\^ является равноконтраст-ной только в определенном приближении, так как полученные при пре­образовании диаграммы ху замкнутые кривые далеки от равновеликих окружностей и их размеры отличаются друг от друга. Кроме того, по­мимо указанных выше причин в данной системе отсутствует информа­ция по светлоте.

В дальнейшем было разработано еще несколько равноконтрастных колориметрических систем, основанных на различных принципах. Все они создавались с таким расчетом, что конкретно выбранной единице ДЕ соответствует один порог цветоразличения (АЕ— число порогов цве-торазличения).

Не вдаваясь в подробности разработанных колориметрических сис­тем, следует остановиться на одной, нашедшей наибольшее практичес­кое применение. Это равноконтрастная колориметрическая система ЬАВ (С1ЕЬАВ). Она была рекомендована для расчета цветовых разли­чий МКО в 1976 году. В основе построения этой системы лежит рав-ноконтрастное пространство ЬаЬ, где соответственно: Ь — светлота, а и Ь — показатели цветности. Данные параметры вычисляются через соответствующие координаты ХУ2:

Ь- 116(У/У₀)1/з-1б,

а = 500[(Х/Х₀)"з - (У/У₀)П (5.13)

6 = 200[(У/У₀)«/з-(2/2₀)'/з],

где Х₀, У₀, 2₀ — координаты цвета соответствующего стандартного ис­точника; X, У, 2 — измеренные координаты цвета образца.

Цветовое различие между двумя цветами, выраженное числом по­рогов цветоразличения АЕ, в СШЬАВ определяется по формуле

АЕ=^(М)²+(Аа)²+(АЬ)\ (5.14)

где АЬ ^ш Ь_{ - Ь_г Аа = а_{ - а_г АЬ = Ь_х-Ъ_г — разности между соответству­ющими значениями светлоты и показателями цветности сравниваемых цветов. На рис.5.43 (вкладка) схематично представлено пространство ЬАВ, а на рис.5.44 (вкладка) — цветовой график аЬ. В настоящее время именно эта равноконтрастная колориметрическая система ЬАВ нашла наибольшее применение в полиграфии.

Однако в пространстве ЬАВ невозможно определение доминирую­щей длины волны и чистоты цвета. В связи с этим для определения этих параметров используется пересчет в координаты ЬСН.

162_________________________________________________ Глава 5

Ь - яркость цвета (координата яркости) определяется так же, как и вСЛЕЬАВ.

С (СЬгота) — величина отрезка прямой от ахроматической оси I. до точки определенного цвета, характеризующей его насыщенность.

Н (Ние) — угол, позволяющий определить цветовой тон.

Значения С и Н вычисляются по формулам:

С=^1а²+Ь²,

Н=агс^. <⁵¹⁵>

а

Их определение показано на рис. 5.45 (вкладка). Координатами ЬСН обычно пользуются на стадии сканирования и обработки изображений [55]. Позднее на основе ЬСН были предложены новые величины для определения цветового контраста АЕ_9А и Л#_смс, обеспечивающие луч­шее соответствие с визуальной оценкой. Однако для определения А5" для минимально различимых цветов чаще пользуются формулой (5.14).

Как же по конкретным значениям АЕ можно определить, различимы цвета или нет? В соответствии с Европейским стандартом разница АЕ между цветом на оттиске и соответствующим цветом оригинала не дол­жна превышать 3 [71]. Согласно отечественным справочным данным, величина цветового различия между двумя триадными красками одно­го цвета составляет АЕ < 4,0 для голубой и желтой краски и ДЕ < 5,0 — для пурпурной. Цвет не триадной краски считают соответствующим цвету эталонного образца при &Е< 5,0 [77]. Имеются и другие сведения относительно численных значений цветового контраста. Например, что­бы выяснить, какую величину А/Г различает обыкновенный наблюда­тель в условиях печатного цеха, используют «колориметрический тест». Его особенностью является то, что эталонные поля и поля сравнения изменяются от 1 до 5 АЕ. Эти пять групп ДЕ характеризуют сравни­ваемые цвета следующим образом: 1 — не различаются; 2 — едва раз­личаются; 3 — различаются; 4 — заметно различаются; 5 — сильно различаются. Следует отметить, что при сравнении глаз увереннее раз­личает малонасыщенные, чем насыщенные. Как видно, в этом вопросе пока еще нет полной ясности.

Популярность С1ЕЬАВ объясняется тем, что с ее помощью удалось описать цвет независимыми от устройств численными значениями. Это позволило проводить систематический контроль данных о цвете начи­ная с начала обработки оригинала вплоть до получения оттиска.

Но этот вопрос требует отдельного рассмотрения.

Восприятие цвета на упаковке 163