Skala CIE X,Y,Z :: Biosens

Skala CIE X,Y,Z

Do prawidłowego postrzegania barwy konieczne są trzy elementy: źródło białego światła, obiekt oraz ludzki obserwator. Aby określić postrzeganie barwy przez człowieka każdy elementy musi być przedstawiony w postaci liczbowej.

Ludzie pomimo posiadania często bardzo wprawionego oka, postrzegają zarówno kolory, jak i wygląd odmiennie. W modelu dotyczącym postrzegania barwy przez człowieka, obserwator reprezentuje ludzkie oko, które odbiera światło odbite lub przechodzące przez obiekt i przetwarzane w mózgu w celu percepcji barwy. Niniejsza nota aplikacyjna jest opisem obliczania składowych barw CIE X,Y,Z podczas „standaryzacji” obserwatora, jako reprezentanta widzenia „przeciętnej osoby”.

Definiowanie Standardowego Obserwatora.

W 1920 roku dwóch naukowców z Wielkiej Brytanii, David Wright i John Guild przeprowadziło na ochotnikach eksperyment dopasowania kolorów, aby określić zdolność postrzegania barwy przez standardowego obserwatora. W 1931 roku w oparciu o ich badania opublikowano skalę CIE dotyczącą standardowego obserwatora o kącie widzenia 2°. Nazwa obserwatora 2° wywodzi się od wielkości kąta widzenia zastosowanego podczas eksperymentu dopasowania kolorów. Sądzono wtedy, że wszystkie czopki wrażliwe na kolor są zlokalizowane w siatkówce oka na powierzchni o łuku 2°. Eksperyment polegał na wyświetlaniu kolorów z zakresu widzialnego widma na ekranie. Osoby badane za zadanie miały odtworzyć kolor wyświetlany na ekranie za pomocą kombinacji trzech kolorowych świateł: czerwonego, zielonego oraz jasnoniebieskiego. Krzywe uzyskane z tych danych zostały przedstawione, jako współrzędne funkcji x, y, z, o których mowa w CIE- Standardowy Obserwator o kącie widzenia 2°, z 1932 roku.


W 1960 roku udowodniono, że czopki w ludzkim oku obejmują większe pole widzenia niż dotychczas sądzono. Eksperyment wizualnego dopasowania został powtórzony przez W. S. Stiles, J. M. Burch oraz N. I. Speranskaya, którzy użyli szerszego pola widzenia i w 1964 roku opublikowano skalę CIE dotyczącą Standardowego Obserwatora o kącie widzenia 10°. Obserwator o tym kącie widzenia najlepiej przedstawiania postrzeganie kolorów przez człowieka. Jak pokazano na rysunku nr.2, standardowy obserwator o kącie widzenia 2° opisany w 1931 roku jest bardzo podobny do tego z 1964 roku dotyczącego kąta widzenia 10°, co więcej nie zaprzestano jego używania ze względu na wcześniejsze umieszczenie go w specyfikacjach produktów z wielu branży. Obecnie, Standardowy Obserwator o kącie widzenia 10° jest polecany przez CIE, jako odpowiedni kąt dla większości aplikacji, aczkolwiek do wyboru nadal pozostaję obserwator o kącie widzenia 2°. Względne rozmiary obydwu kątów pokazane są na rysunku nr 1.

Obserwatorzy o kącie widzenia 2° oraz o kącie widzenia 10° są używani do obliczania wartości postrzegania kolorów odbitych przez człowieka.


Definiowanie wartości barwy


Trójchromatyczne wartości CIE X, Y, Z są obliczane na podstawie funkcji CIE Standardowego Obserwatora, wybranego źródła światła oraz odbicia lub transmisji próbki. Przy każdej długości fali, funkcje wykresu x ,y, z są mnożone przez źródło światła CIE. Następnie wartości te są mnożone przez wartość odbicia lub transmisji próbki przy każdej długości fali. Kolejnym krokiem jest zsumowanie wszystkich długości fal i scalenie w celu wyświetlenia wartości barwy CIE X, Y, Z.
Trójchromatyczne wartości CIE X, Y, Z są obliczane w następujący sposób :
X = ∫(R lub T) * współczynnik źródła światła *  współrzędna x dla standardowego
obserwatora
Y = ∫(R lub T) *współczynnik źródła światła *  współrzędna y dla standardowego
obserwatora
Z = ∫(R lub T) * współczynnik źródła światła *  współrzędna z dla standardowego obserwatora

Gdzie R = odbicie lub T = transmitancja dla zakresu widma urządzenia

tristimulus values


Należy pamiętać, że wartości X, Y, Z obejmują współczynniki dla Standardowego Obserwatora skali CIE. Wszystkie inne trójchromatyczne skale, takie jak Hunter L, a, b lub CIE L*a*b*, są obliczane na podstawie skali CIE, X,Y, Z.


[X]

Ta witryna używa plików cookie. Więcej informacji o używanych plikach cookie można znaleźć na naszej stronie internetowej Polityka plików cookie.