Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 0 2D-3D számítógépes grafika Színmérés BME Építészmérnöki Kar Építészeti Ábrázolás Tanszék Batta Imre DLA.

Az előadások a következő témára: "Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 0 2D-3D számítógépes grafika Színmérés BME Építészmérnöki Kar Építészeti Ábrázolás Tanszék Batta Imre DLA."— Előadás másolata:

1 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 0 2D-3D számítógépes grafika Színmérés BME Építészmérnöki Kar Építészeti Ábrázolás Tanszék Batta Imre DLA

2 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 1 Tartalom Téma: hogyan mérjük és rendszerezzük a színeket. CIE 1931-es színmérő észlelő, CIE 1931 xyY színességi diagram és a CIELAB színtér. Színhőmérséklet korrelált színhőmérséklet ▪ fehéregyensúly Trikromatikus színmérés metamer színek ▪ színérzet / színinger ▪ negatív színek CIE 1931-es színmérő észlelő színinger megfeleltető függvények X, Y, Z képzetes alapszínek szabványos megvilágítók Színek rendszerezése CIE 1931 XYZ színtér ▪ CIE 1931 xyY színességi diagram CIELUV ▪ CIELAB ▪ CIECAM Mellékletek CIE szótár ▪ színjellemzők

3 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 2 Színmérés rendeltetése A színmérés rendeltetése, hogy a fény fizikai összetételét (spektrális teljesítmény eloszlását), vagyis a színt… a vizuális érzet szempontjából számszerűsíthető mennyiségekkel meghatározza, két szín közötti érzeti eltérést (színkülönbséget) számszerűen kifejezze, a színnek a látási körülményektől, a környezetétől és a képi tartalomtól függő módosulásait előre jelezze. A színméréssel kapott értékszámok alapján a színeket – a színemlékezetünktől függetlenül – bármely képalkotó eszközzel, anyaggal újra előállíthatjuk, a képfelvevő, képrögzítő, képtovábbító, megjelenítő eszközök színeit összehangolhatjuk. A színmérés történhet: 1.feketetest sugárzó különböző hőmérsékleteken keletkező színeihez hasonlítva: korrelált színhőmérséklet. 2.három reprezentatív szín mennyiségi arányához hasonlítva: trikromatikus színmérés.

4 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 3 Színmérés Színhőmérséklet

5 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 4 Színhőmérséklet A korrelált színhőmérséklet (Correlated Color Temperature) a közel-fehér fényforrások egytényezős jellemzője. Egy fényforrás színe olyan „hőmérsékletű”, hogy a legjobban hasonlít (korrelál) a fekete test sugárzó (Plank-sugárzó) adott hőmérsékleten keletkező színéhez. Pl. egy fénycső korrelált színhőmérséklete 4100 K, azaz a színe a legjobban hasonlít a 4100 K hőmérsékletű feketetest sugárzó színéhez. Hidegen sugárzó (fluoreszcens, LED) fényforrás üzemi és színhőmérséklete között tehát nincs közvetlen fizikai összefüggés. 0 1E+13 2E+13 3E+13 4E+13 5E+13 0500100015002000 λ 3200 K 5000 K 6500 K 380780 λ 0 1 2045 K 3200 K 5000 K 6500 K Az anyagok EM sugárzása különböző hőmérsékleten. Alul: normalizált spektrális eloszlások.

6 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 5 Színhőmérséklet ACÉL ÜVEG SZÉN WOLFRAM GÁZ + FÉNYPOR

7 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 6 Színhőmérséklet A színhőmérséklet azért alkalmas a fény- források jellemzésére, mert akárcsak a nap vagy a fekete test sugárzó, a XX. század közepéig (1 milliárd év!) hőmérsékleti sugárzók voltak. Az új fényforrások (fénycső, LED stb.) színét (színhőmérsékletét) a napfény fehér vagy a wolframszálas izzólámpák sárgás színéhez (színhőmérsékletéhez) igazítják. A színhőmérséklet még nem minden. Az ideális fényforrás spektrális eloszlása egyenletes, az adaptált szem fehérnek látja. Az egyenlőtlen, hiányos eloszlás nem jelenít meg minden színt! Pl. a nátriumlámpa közel monokromatikus sárga fényében (589 nm) a kék, vörös és bíbor szín barna vagy fekete. 780 λ 380 Erco Eclipse wolfram halogén 2800 K CRI 100 780 λ 380 GE fénycső (40 W) 6500K 780 λ 380 Erco Optec LED 3200K CRI > 90 780 λ 380 Solux halogén izzó (12 W) 4700K CRI > 99 780 λ 380 Kisnyomású nátriumgőz lámpa 1800 K CRI -45 780 λ 380 Nagynyomású nátriumgőz lámpa 2000 K CRI ≤ 25

8 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 7 Karl Lagerfeld Sárga, csúnya, nem illik semmihez, de életet ment.

9 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 8 Színvisszadási index A színvisszaadási index annak jellemzésére használt mérőszám, hogy a kérdéses, spektrális sugárzáseloszlásával jellemzett fényforrással megvilágítva, kiválasztott jellemző színminták (referencia színminták 1…8) színe milyen mértékben változik meg a referenciasugárzóval megvilágított színükhöz képest. CRI számítás teszt mintákon mért kérdéses és egy ideálisnak tekintett fényforrás okozta színeltolódásán összevetésén alapul. A tökéletes fényforrás a vizsgált fényforrással megegyező színhőmérsékletű feketetest sugárzás, ha az 5000 K KSzH-nél alacsonyabb, vagy D65 sugárzáseloszlás (napfény) ha az 5000 K KSzH-nél magasabb. A színminták (8 db) eredetileg Munsell színminták, újabban a Machbet színminták, 780 λ 380 GE fénycső (40 W) 6500K 780 λ 380 Erco Optec LED 3200K 780 λ 380 Solux halogén izzó (12 W) 4700K 780 λ 380 Kisnyomású nátriumgőz lámpa 1700 K CRI 0 780 λ 380 Higanygőz lámpa 5900 K 780 λ 380 Higanygőz lámpa 5900 K

10 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 9 Fehéregyensúly A szem adaptálódik a fényforrás színéhez (spektrális teljesítmény eloszlásához), kiegyenlíti – a napfényhez (fehér fényhez) képest – színtorzító hatását. A nem fehér megvilágítás mellett készült (színes fény)kép eltolódott színeit a szem nem képes teljesen kiegyenlíteni, mert nem a (fény)képhez, hanem a környezethez adaptálódik, a (fény)kép információi ritkán elégségesek a világítás színének felismeréséhez. Az eltolódott (általában sárgás vagy kékes) színeket – színhőmérsékleti skála segítségével – a fehér színű megvilágítás (6504 K) színeihez kell igazítani. A színkorrekció elnevezése fehéregyensúly (White Balance).

11 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 10 Fehéregyensúly DK fehéregyensúly beállítása történhet: becsléssel, listából választott színhőmérsék- let szerint. fél-automatikusan: » szürke lapra vagy fehér felületre mérve, szürke lapra » FE objektívsapkával (BaLens, ExpoDisc),BaLensExpoDisc » felvételsorozattal (WB Bracketing). automatikusan: a felvétel akkor kiegyenlített, ha » a legvilágosabb pixel fehér, » az összes pixel átlaga középszürke, » felismert arc színe egyik rassz bőrszín; vagy gyakori fényforrásra jellemző színösz- szetétel felismerése alapján. utólag képszerkesztővel: » Photoshop Bridge: Open With Camera Raw > White Balance; » Photoshop: Adjustment Layer > Levels/ Color Balance/Photo Filter.

12 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 11 Fehéregyensúly Tájékoztató adatok 1000 K 10000 K 2000 K 3000 K 4000 K 5000 K 6000 K 7000 K 8000 K 9000 K 1900 K gyertyafény 6504 K átlagos nappali fény, kékes „napfény” színű fénycső 10000 K tiszta kék égbolt 7500 K borús égbolt 6000 K Canon WB Cloudy & Flash / Nikon WB Cloudy, HMI lámpa filmezéshez 1800 K kisnyomású nátriumgőz lámpa 2000 K napnyugta 3000 K Nikon WB Incandescent, sárgás „meleg” színű fénycső 2800 K 60 W-os háztartási wolframszálas izzólámpa 3200 K Canon WB Tungsten, műtermi wolframszálas izzólámpa, halogén lámpa 8000 K Nikon WB Shade 5400 K Nikon WB Flash 5003 K napfény délben, D50-es film, fehér „hideg” színű fénycső 5200 K Canon WB Daylight / Nikon WB Direct sunlight 7000 K Canon WB Shade 4000 K Canon WB Fluorescent / Nikon WB Fluorescent 5500 K tipikus napfény + égbolt, a fényképészeti napfény, D55-ös film 2042 K kandela (platina olvadék dermedési ponton)

13 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 12 Napfényben az árnyékok kékek Ferenczy Károly: Napos délelőtt, 1905

14 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 13 Fehéregyensúly A fehéregyensúly kifejezés a TV techniká- ból származik: a vörös, zöld és kék jelerősség aránya, egyensúlya, a kamera oszcilloszkóppal (Waveform Monitor) ellenőrizhető, ill. módosítható. Filmes felvételek FE beállítása megfelelő színérzékenységű (színhőmérsékletű) film választásával vagy színszűrővel történik. A digitális kamera raw fájl az FE beállítást metaadatként rögzíti, tehát a felvétel utólag vesztesség mentesen korrigálható. Ökölszabály: a magasabb színhőmérséklet FE mód sárgít, az alacsonyabb kékít. A skála mired (micro reciprocal degree) alapú (1000000/K): alacsonyabb érték erősebb korrekciót jelent. Pl. 4000 – 3000 K között 1000 K különbség = 83 mired. 7000 – 6000 K között 1000 K különbség csak = 24 mired.mired Az égbolt árnyékának kékes színét (7000 K) „Shade” FE mód csökkenti. Használható napfényben archoz is, akkor is, ha az arc nincs árnyékban, és használható a hajnal és az alkony arany színeinek erősítésére. A fénycsövek színhőmérséklete 2700-6500 K között változik. A „Fluorescent” FE mód bíbor szűrő, a fénycsövek, fémhalogén és higanylámpák zöldes színét kompenzálja. Esküvői fényképen számít a vaku fehér és a teremvilágítás sárgás vagy zöldes színe okozta eltérés. Megoldás vaku színszűrő. Vakuzó kamera „Flash” FE módra vált. Az „Auto” FE mód 3000-7000 K színhőmér- séklet között működik. Hamis lesz a beállítás, ha a látványban nincs világos fehér felület, vagy a szürke világ számítást egy uralkodó szín elrontja.

15 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 14 Színmérés Trikromatikus színmérés

16 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 15 Metamer színek a különböző spektrális eloszlások azonos színérzetet kelthetnek: a metamer színpárok színérzete azonos, spektrális teljesítmény eloszlásuk azonban különböző. (Metamer, görög, ugyanazon anyag különböző formában.) És megfordítva: ugyanaz az eloszlás eltérő körülmények között különböző színérzetet kelthet.* A színmérés számára más a… színérzet (Color Sensation), amely az agyban keletkező vizuális érzet, és a színinger (Color Stimulus), amely adott színérzetet több féle formában is kiváltó fizikai jelenség. A színinger tehát nem egy bizonyos spektrális eloszlás, több „szín” is lehet. * Eltérő színérzetet kelthet (1) ugyanazon felület különböző megvilágí- tásban, (2) ugyanazon felület különböző fénysűrűséggel, (3) ugyanazon szín más színek mellet, (4) ugyanazon szín különböző adaptáltsággal. A szín köznapi fogalmában a fizikai jelenség (spektrális teljesítmény eloszlás) és a kiváltott vizuális érzet összekapcsolódik. Sárga festék, sárga színérzet. Valójában… 780380λ 780380λ

17 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 16 Trikromatikus színmérés Valamennyi színérzet létrehozható három egymástól független szín additív keverékével. Három szín akkor független egymástól, ha egyik sem hozható létre a másik kettő keverékeként. C színminta ≡ R(R) + G(G) + B(B) A színminta és három alapszín (Primary Color) additív keverékének metamer egyezését színmegfelelésnek (Color Matching) nevezik. Az eredményül kapott számhármas a szín „mennyisége”, elnevezése színinger-összetevők (Tristimulus Values). A három alapszín mennyiségével illetve arányával a színek mérhetők, a színek egymáshoz viszonyított helyzete 2 és 3D-s koordináta-rendszerben ábrázolható.

18 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 17 0% Vörös +33% Vörös +66% Vörös Zöld VörösKék -30% Vörös C C’ Negatív színek A három alapszínnel történő mérés fogyatékossága: két szín additív keveréke mindig kevésbé telített színt eredményez, a hozzáadott harmadik alapszín a fehértartalmat növeli. Ezért a színek egy része csak két méréssel katalogizálható: Első mérés a színmintát a két közel álló alapszín keverékével hasonlítja össze. Második mérés a színmintához a harmadik alapszínből annyit tesz hozzá, annyival tompítja, hogy az megfeleljen a másik kettő keverékének. Ez utóbbi hozzáadott alapszín értéke tehát negatív előjelű.

19 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 18 Negatív színek R GB W Alapszín ff-ok Színminta ff. Második mérés M R Színminta Alapszín mix Háttér Észlelő Első mérés Judd és Wyszecki 1975 alapján

20 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 19 Színmérés CIE 1931-es színmérő észlelő 24 éves Maxwell a színtárcsával, 1851

21 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 20 CIE 1931-es színmérő észlelő CIE 1931 Standard Colorimetric Observer (szabványos színmérő észlelő) a Nemzetközi Világítástechnikai Bizottság (Commission Internationale de l’Eclairage) 1931-ben szabványosított színmérő rendszere. Jellemzői: színmérés, fénymérés, rendszerezés egy méréssel; mérés vizuális összehasonlítással vagy színinger-megfeleltető függvények alkalmazásával műszeresen (számítással); szabványosított színinger-megfeleltető függvények és alapszínek; szabványosított megvilágítók (spektrális sugárzás eloszlások) a tárgyszínek méréséhez. A mérési módszer ma is érvényes. A színek rendszerezésén 1931 óta számtalanszor változtattak, de az eredeti is használatos.

22 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 21 CIE RGB alapszínek A három választott alapszín (Primary Color) három egyszerűen megvalósítható monokromatikus fény(forrás): 700 nm λ (R), 546.1 nm (G), λ 435.8 λ nm (B). Jelölésük: (R), (G), (B). A három alapszín szabványosított alapmeny- nyiségei 1(R) + 4,5907(G) + 0,601(B) fénysűrűség arányok, melyeknek additív keveréke fehér színinger. Elnevezése egyenlő energiájú fehér. Így a színmérés eredményeként kapott értékszám hármas a színingernek az EE fehértől való távolságát számszerűsíti. λ 700 nm 1(R) λ 546.1 nm 4.5907(G) λ 435.8 nm 0.601(B) RGB Hullámhossz (λ)700564,1435,8 Fénysűrűség (L)14,59070,601 x,y koordináták0.73, 0.260.27, 0.710.17, 0.01

23 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 22 CIE rgb színinger-megfeleltető függvények Összehasonlító színmérés csak vizuálisan végezhető el, mert a metamer egyezést csak az agy képes megállapítani. Maxwell javaslata (1855): színinger- megfeleltető függvények (Color Matching Functions) segítségével a színinger-össze- tevők műszeresen is megállapíthatók. A színinger-megfeleltető függvények a teljes spektrumon hullámhosszról- hullámhosszra (dλ-ként) – vizuális összehasonlítással – mért három alapszín mennyiségi arányok. A függvények segítségével egy színminta műszeresen mért spektrális teljesítmény eloszlásában dλ-ként kiszámítható a három alapszín mennyiség aránya. Az arányszámok összesítése (integrálása) ugyanazt az eredményt adja, mint a vizuális összehasonlító színmérés. 700600500 400 λ

24 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 23 700600500 400 λ -0.1 0.0 0.2 0.4 b g r CIE rgb színinger-megfeleltető függvények A színinger-megfeleltető függvényekkel a színinger-összetevők megállapítása pontosabb, mert a vizuális összehasonlítás (metamer megfeleltetés) nem a gyakorlati színmérés alkalmával történik, hanem a kísérleti módszerek pontosságával (ellenőrzött kísérleti személyek, mérés-sorozatok átlagolt eredménye stb.), és a hullámhosszankénti mérések szétporlasztják a mérési hibát. A kísérleti mérések 380-780 nm-es hullám- sávban, 5 nm-es intervallumokban történtek. Az osztott látómező látószöge 2°-os volt. CIE 1931-es r ̅ (λ), g ̅ (λ) és b ̅ (λ) színinger-megfeleltető függvények.

25 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 24 CIE xyz színinger-megfeleltető függvények A CIE 1931-es szabványos x ̅ (λ), y ̅ (λ), z ̅ (λ) színinger-megfeleltető függvények a kísérleti rgb függvények lineáris mátrix- transzformációja. Ezek az „alapszínek” (Primary Colors) már nem realizálható, képzetes színek. Jelölésük: (X), (Y), (Z). A színinger-összetevők (Tristimulus Values) a színmérés eredményéül kapott érték hármas. Jelölésük: X, Y, Z. A CIE megfogalmazása szerint az 1931-es szabványos színmérő észlelő az az ideális észlelő, aki a mérendő színinger X, Y és Z színinger-összetevőit az x ̅ (λ), y ̅ (λ) és z ̅ (λ) színinger-megfeleltető függvények szerint határozza meg. 700600500400 λ 0.0 1.0 2.0 z y x CIE 1931-es 2°-os x̅(λ), y̅(λ) és z̅(λ) színinger-megfeleltető függvények.

26 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 25 rgb–xyz koordináta transzformáció Az rgb – xyz transzformáció céljai: Az rgb színinger-megfeleltető függvények negatív értékeinek megszüntetése, mert a negatív értékek bonyolulttá tették volna a korabeli színmérő műszereket. A színmérés és rendszerezés össze- kapcsolása: minden színinger-összetevő érték a színkoordináta-rendszer egy térnyolcadába kerül. Az y ̅ (λ) színinger-megfeleltető függvény azonos a V(λ) láthatósági függvénnyel, így az Y színinger-összetevő értéke arányos a fénysűrűséggel. A transzformációt (tk. a színek felszorzását) Grassmann arányosság törvénye megengedi. Lásd a mellékletet. 700600500400 λ 0.0 1.0 2.0 z y x CIE 1931-es 2°-os x̅(λ), y̅(λ) és z̅(λ) színinger-megfeleltető függvények.

27 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 26 rgb–xyz koordináta transzformáció [X] [Y] 1.0 1.0 2.0 r g [X 1.2749,-0.2777] [G ] [B ] [R ] [ 0.17697r+0.81240g+0.01063b ] [Y -1.7400,2.7677] [Z -0.7430,0.1408] (X) = 2.76888 (R) + 1.75175 (G) + 1.13016 (B) (Y) = 1.00000 (R) + 4.59070 (G) + 0.06010 (B) (Z) = 0.00000 (R) + 0.05651 (G) + 5.59427 (B) CIE 1931 xyz színtér (vetület) CIE 1931 rgb színtér (vetület) [G ] [B ] [R ] spektrum színek

28 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 27 CIE szabványos megvilágítók Csak az önsugárzó fényforrásoknak van állandó színe. A tárgyak színe a megvilágítás (spektrális teljesítmény eloszlás) és a felület spektrális reflexiós tényezőjének szorzata. A nem önsugárzó – fényvisszaverő vagy fényáteresztő – felületszínek, más néven tárgyszínek színméréséhez szabványos fényforrás színek (sugárzott teljesítmény eloszlások) szükségesek. Elnevezésük CIE szabványos megvilágítók (CIE Standard Illuminants). 1. Megvilágító a feketetest sugárzás megvalósításával: A sugárzás eloszlás (2856 K) gáztöltésű wolframszálas izzólámpa. 2.Megvilágítók az „A” típusú fényforrás és folyadékszűrők egyesítésével: B sugárzás eloszlás (4867 K) közvetlen napfény; C sugárzás eloszlás (6774 K) átlagos nappali fény. 3. Kísérleti mérésekből átlagolt mesterséges eloszlások: D50 sugárzás eloszlás (5003 K) nappali fény a nyomdaipar számára; D65 sugárzás eloszlás (6504 K) nappali fény a TV-video és sz.gép rendszerekhez.

29 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 28 Mérés a CIE 1931-es színmérő észlelővel A színmérés, azaz a három színinger- összetevő kiszámítása a műszerrel mért sugárzott teljesítmény eloszlás és a három színinger-megfeleltető függvény szorzatának összesítésével (integrálásával) történik. Ha a színminta tárgyszín, szabványos fehér fényű (pl. D65) megvilágításban az anyag spektrális reflexió eloszlása ρ(λ) mérendő. A megvilágító sugárzott teljesítmény eloszlása S(λ) és a három színinger- megfeleltető függvény rendelkezésre áll. szenzor megvilágító színminta vizuálbox

30 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 29 1.lépés: ρ(λ) és S(λ) összeszorzása. 2.lépés: ρ(λ)S(λ) és a három színinger-megfeleltető függvény összeszorzása. 3. lépés: a kapott három függvény - görbe alatti területének - integrálása. 1.lépés: ρ(λ) és S(λ) összeszorzása. 2.lépés: ρ(λ)S(λ) és a három színinger-megfeleltető függvény összeszorzása. 3. lépés: a kapott három függvény - görbe alatti területének - integrálása. Mérés a CIE 1931-es színmérő észlelővel S(λ) ρ(λ) x(λ) 0 1.8 780λ380 X S(λ) ρ(λ) ŷ(λ) 0 1.8 780λ380 Y S(λ) ρ(λ) ž(λ) 0 1.8 780λ380 Z x szining.össz. 0 1.8 780λ380 x(λ) − y szining.össz. 0 1.8 780λ380 y(λ) − z szining.össz. 0 1.8 780λ380 z(λ) − × = = = × × Relatív L 0 1.2 780λ380 D65 S(λ) Relatív ρ(λ) 0 1 780λ380 Minta ρ(λ) Relatív S(λ) ρ(λ) 0 1 780λ380 ρ(λ)S(λ) = × Start

31 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 30 X = k ∫ L e,λ x ̅ (λ) dλ Y = k ∫ L e,λ y ̅ (λ) dλ Z = k ∫ L e,λ z ̅ (λ) dλ ahol X, Y, Z a keresett színinger-összetevők; k a fotometriai világosság (relatív fénysűrűség) megállapításához szükséges konstans; L e,λ a színminta műszerrel mért sugárzott teljesítmény eloszlása. Ha vizsgált minta tárgyszín, akkor L e,λ helyett S e (λ) ρ(λ) ahol S(λ) a vizsgált színmintát megvilágító fényforrás sugárzott teljesítmény eloszlása, és ρ(λ) a felület spektrális reflexiós tényező eloszlása. x ̅ (λ), y ̅ (λ), z ̅ (λ) a színinger-megfeleltető függvények; dλ a mérési hullámhossz köz, rendszerint 10 vagy 20 nm. CIE 1931-es színmérő észlelő (összefoglalás) 780 380 780 380 780 380 ∫ S fehér (λ) × V(λ)dλ k = 100

32 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 31 Színmérés CIE 1931-es xyY színességi diagram

33 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 32 Történeti előzmények Newton 1704 Kör alakú színrendszer. 7 spektrum alapszín: kék, indigó, ibolya, vörös, narancs, sárga, zöld komplementer színek. Munsell 1906 Henger alakú színrendszer. 5 alapszín: vörös, sárga, zöld, kék, bíbor. 3 színjellemző: színezet (Hue), telítettség (Chroma), világosság (Value). Szabadalmaztatott képlet szerint kézzel festett színminták. Maxwell 1855 Háromszög alakú színrendszer. 3 elemi érzet: ibolya, vörös, zöld. 3 minőség: intenzitás (Intensity), színezet (Hue), árnyalat (Tint). Isaac Newton: Optics. Book I. Part II. Plate III.James C. Maxwell: On the Theory of Colours in relation to Colour-Blindness, Trans. Of the RSSA. ATLAS of the Munsell Color System

34 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 33 YcYc XcXc C ZcZc CIE 1931 XYZ színtér A XYZ színinger-összetevőkkel meghatározott színingerek rendszerezése az XYZ, illetve az xyY koordináta-rendszerekben történik. Az XYZ színtérben C színinger (és a többi) a monokromatikus spektrumszínek görbéje által meghatározott kúpon belül helyezkedik el. Y=1 X=1 Z=1 XcXc C ZcZc Spektrumszínek görbéje az XYZ térben Növekvő fénysűrűség – metamer egyezés ugyanaz

35 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 34 YcYc XcXc C ZcZc CIE 1931 XYZ színtér 1. vetítés. Az XYZ színtér (XYZ Color Space) pontjai a három egységvektorral kifeszített egységsíkra kerülnek, mert definíció szerint: C színinger koordinátái (jelölésük x, y, z ) az X,Y és Z színinger-összetevők és azok összegének hányadosa. Képlettel: x = X / (X + Y + Z) y = Y / (X + Y + Z) z = Z / (X + Y + Z) Így x + y + z = 1 A normalizálás következtében a koordináták csak a színinger-összetevők arányát, azaz a színinger színességét képviselik, az összetevők mennyiségeit (a fényűrűséget) már nem. Spektrumszínek görbéje az egységsíkon Y=1 X=1 Z=1 Spektrumszínek görbéje az XYZ térben

36 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 35 Színességi diagram x=1 y=1 Y=100 YcYc XcXc C ZcZc CIE 1931 xyY színességi diagram 2. vetítés. Mivel a három színességi koordináta összege = 1, kettő közülük elegendő a színesség jellemzésére. A z koordináta elmarad, az XYZ egységsík a koordináta-rendszer X,Y síkjára vetül, a színingereket 2D-s x,y koordináta-pár határozza meg. Az ábrázolási mód elnevezése CIE 1931 xyY színességi diagram (Chromaticity Diagram). Az x,y színinger koordináták elnevezése színességi koordináták (Chromaticity Coordinates). Az xyY színességi diagram is 3D-s koordináta-rendszer. A nagybetűs Y tengellyel jelölt mélységben a színingerek fotometriai világosságát a Y színinger- összetevő határozza meg. Lásd a következő diát. Spektrumszínek görbéje az XYZ térben Spektrumszínek görbéje az egységsíkon Start

37 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 36 CIE 1931 xyY színességi diagram y = V(λ) Y világosság (fénysűrűség index) Az y ̅ (λ) színinger-megfeleltető függvény alakja megegyezik a CIE 1924 V(λ) láthatósági függvénnyel, amely egyúttal a max. fényhasznosítás értéke, a fotometria alapegysége, 683 lm/W. Ha színminta önsugárzó, Y világossága maga az Y színinger-összetevő: Y = S(λ) × V(λ) Ha színminta tárgyszín, Y világossága – azonos megvilágítású referencia fehér világosságához (Y=100) viszonyított – relatív érték. A referencia világosság minden hullámhosszon 100 %-osan visszaverő fehér felület Y összetevője. Az xyY színességi diagram, mint 3D-s színtér teljesen irreális. A színtest nem kúp, hanem szabálytalan labda alakú. ∫ S fehér (λ) × V(λ)dλ k = 100 x=1 y=1 Y=100 Fekete (fénysűrűség nélküli színinger Y = 0) nem pont, hanem a teljes xy sík, elnevezése Alychne, latin, fény nélküli. Fehér színinger (Y=100) nincs színesség

38 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 37 CIE 1931 xyY színességi diagram Helyek (Locus*) (X), (Y), (Z) képzetes alapszínek (R), (G), (B) alapszínek Monokromatikus spektrum színek Bíbor színek (nem spektrum színek) Feketetest színek (Planck görbe) CIE szabványos megvilágítók Ee fehér (5500 K †, 0.33, 0.33) A wolfram izzólámpa (2856 K †, 0.45, 0.41) B közvetlen napfény (4874 K †, 0.35, 0.35) C átlagos nappali fény (6774 K †, 0.31, 0.32) D65 átlagolt nappali fény (6504 K †, 0.31, 0.33) ∞ K (0.24,0.23) * locus, loci – latin, hely, helyek. † korrelált színhőmérséklet A 8 4800 K 5500 K 6500 K 7500 K 10000 K C B (G) = 564.1 λ (0.27,0.72) (R) = 700.0 λ (0.73,0.26) (B) = 435,8 λ (0.17,0.01) D 65 Ee (X) (1.0,0.0) (Y) (0.0,1.0) (Z) (0.0,1.0) X Y

39 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 38 CIE 1931 xyY színességi diagram X Y D65 0.15,0.06 sRGB/HDTV 0.64,0.33 0.30,0.60 Adobe RGB 0.21,0.71 0.64,0.33 0.15,0.06 UHDTV 0.13,0.04 0.17,0.79 0.70,0.29 CMYK Gamut (színterjedelem) a képalkotó (felvevő, rögzítő, továbbító, megjelenítő) eszközök színrögzítő illetve színmegjelenítő, színvisszaadó képessége. Terület vagy tér rész egy szintérben, amely tartalmazza egy eszköz rögzíthető, illetve megjeleníthető színeit. Példák: sRGB, HDTV (ITU-R BT.709) UHDTV (ITU-R BT.2020) Adobe RGB CMYK nyomtató

40 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 39 CIE pszichofizikai színjellemzők * Referencia fehér a színméréshez használt sugárzás eloszlás, pl. D65. Két szín additív összege a két színpontot összekötő egyenesen fekszik. Domináns hullámhossz a szín színezetének (Hue) jellemzője. Annak a spektrum színnek a hullámhossza, amelyet referencia fehérrel* keverve a szín- mintával megfeleltethető. Helyét a spektrum színek görbéjén a referencia fehér és a színminta pontjain átfektetett egyenes metszi ki. Pl. C 1 → D Domináns komplementer hullámhossz a bíbor színek komplementer spektrum színeinek hullámhossza. Pl. C 2 → K Kibocsátási tisztaság a telítettség jellemzője: a domináns spektrum szín és a referencia fehér keverékének arányszáma (%-ban). C 3 = a / (a + b) Csak a spektrum színek 100 %-os tiszta színek. a b C2C2 C1C1 C3C3 K D65 D X Y

41 CIELUV, CIELAB

42 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 41 CIE 1931 továbbfejlesztése Az 1931-es rendszerezés – a színek távolsága az EE-fehértől – három ad hoc alapszínen alapul, azok nem a színérzet meghatározó pszichofizikai dimenziói. A 1931-es színesség (Chromaticity) és a relatív világosság (Y index) egymástól független. A színinger koordináták közötti távolság érzetileg nem egyenközű. Lásd a köv. diát. 2°-os színinger-megfeleltető függvények miatt a kék tartomány kiterjedése (λ 460 nm alatt) elégtelen. Lásd a köv. diát. A rendszerezés a mért X, Y, Z színinger- összetevők inter- és extrapolációjára alkalmatlan. A színipar csak a színrendszerek összevetésére használja: színkeverés, színeltérés, fehérség, fakulás, sárgulás, színező képesség, fedőképesség stb. számításra nem. Módosítások 1976-ig Kiegészítő színinger-megfeleltető függvények 10°-os látószöggel (1964 Supplementary Standard Observer) Egyenközű színességi skálák (Uniform Chromaticity Scale, UCS) az 1931 xyY színességi diagram projektív átosztásával: CIE 1964 UCS diagram (elavult) CIE 1976 UCS diagram 1976-os módosítások: CIELUV színtér CIELAB színtér Módosítások 1997-től CIECAM (Color Appearance Model) szín- megjelenés modell

43 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 42 y CIE 1931 továbbfejlesztése CIE 1931 xyY színességi diagram CIE 1964 UCS (egyenközű színességi skála) diagram CIE 1976 UCS (egyenközű színességi skála) diagram x v u v’ u’ x=X/(X+Y+Z)= y=Y/(X+Y+Z)= u=4X/(X+15Y+3Z)=4x(-2+12y+3) v=6Y/(X+15Y+3Z)=6y(-x+12y+3) u’=4X/(X+15Y+3Z)=4x(-2+12y+3) v’=9Y/(X+15Y+3Z)=9y(-2x+12y+3) Éppen észlelhető színinger-különbségek 10x-es nagyításban. Megfigyelhető az aránytalanság a zöld, kevésbé vörös, és a kék színingerek között. MacAdam 1942

44 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 43 1976-os módosítások Két új színtér: CIELUV és CIELAB Két tengelyes króma skálák. Jelölésük u* és v* illetve a* és b*. A színességgel összekapcsolódó relatív világosság tengely az xyY színességi diagram független Y világosság tengelye helyett. Ugyanaz mind a két színtérben. Elnevezése Lightness, jelölése L*. A világosság 0 – 100 zárt skálán referencia fehérhez aránylik: (X/X w, Y/Y w, Z/Z w ). A skála azonban nem lineáris, hanem hatványkitevős. Képlete: L*  116 (Y/Y w ) 1/3 – 16 Megemeli a görbét, hogy a 0,0088-nél kisebb Y/Y n értékeknél az emelkedés egyenes: L*  903.3 (Y/Y w ) L* tengely 10 1 Relatív fénysűrűség Relatív világosság érzet 0

45 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 44 CIELUV színtér CIE 1976 L*u*v* színtér A CIE 1976 UCS diagram továbbfejlesztése. Önsugárzó fényforrásoknál működik, a világítástechnikában és a TV & videó rendszerekhez használják. X, Y, Z színinger-összetevők új koordinátái a következők: L* (Lightness) relatív világosság tengely: a színek világossága fekete (0) és fehér (100) közötti zárt skálán. u* és v* tengelyek: a fehér pontba tolt u’ és v’ színességi koordináták. Az XYZ → u’v’ egyenleteket lásd a 34-es dián, az u’v’ → u*v* egyenleteket lásd itt.itt u* v*

46 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 45 CIELUV színtér Wyszecki és Stiles, 1982

47 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 46 CIELAB színtér CIE 1976 L*a*b* színtér Munsell színrendszer tanulmányozásán alapul; a végeredmény megfelel Hering ellentétes színelméletének. A festék-, textil- és nyomdaiparban elterjedt, az XYZ színtér mellett a számítógépes színkezelés is ezt használja. X, Y, Z színinger-összetevők új koordinátái a következők: L* (Lightness) relatív világosság tengely: a színek világossága fekete (0) és fehér (100) közötti zárt skálán. a* tengely: zöld (−a) és vörös (+a) két végén nyitott króma skála. b* tengely: kék (−b) és sárga (+b) két végén nyitott króma skála. Az XYZ → a*b* egyenleteket lásd itt.itt -a+a +b -b sRGB gamut felülnézetben

48 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 47 CIELAB színtér Wyszecki és Stiles, 1982

49 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 48 CIELAB színtér 310° – 130° 230° – 50° 250° – 70° 180° – 0°

50 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 49 © Batta Imre 2016 www.epab.bme.h u

51 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 50 Melléklet CIE szótár

52 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 51 Graßmann törvények Szimmetria Ha A színinger egyezik B színingerrel, akkor B színingerrel is egyezik A színingerrel. ha A ≡ B, akkor B ≡ A Tranzitivitás Ha A egyezik B-vel, és B egyezik C-vel, akkor A is egyezik C-vel. ha A ≡ B és B ≡ C, akkor A ≡ C Arányosság Ha A egyezik B-vel, akkor αA is egyezik αB-vel, ahol α mennyiséget (fénysűrűséget) növelő- csökkentő tényező. ha A ≡ B, akkor α A = α B Additivitás ha A ≡ B, C ≡ D, és (A + C) ≡ (B + D), akkor (A + D) ≡ (B + C) ≡++ ≡++ ≡++ ≡ egyformának látszó, metamer egyezés. + színek additív keverése. Wandel 1995 után

53 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 52 CIE szótár (fotometria) Sugárzott teljesítmény (Radiant Flux, Radiant Power) az az energia mennyiség, amelyet fényforrás vagy felület optikai sugárzás formájában egységnyi idő alatt kibocsát, átenged, felfog vagy visszaver. Jelölése Φ e Spektrum az elektromágneses sugárzás látható hullám- hossz tartománya, a 380–780 nm-es sáv. Spektrális eloszlás (spektrális teljesítmény eloszlás, színkép) a sugárzott teljesítmény hullámhossz szerinti eloszlása a 380–780 nm-es sávban. Láthatósági függvények (Spectral Luminous Efficiency Function) más néven spektrális fényhatékonysági függvények, a nappali és éjszakai látás fényhasznosító képességét (érzékenységét) számszerűsítik hullámhosszanként. Jelölésük: 1924 V(λ), 1924 V’(λ) Fényáram (Luminous Flux) a sugárzott teljesítménynek a V(λ) vagy V’(λ) láthatósági függvények szerint súlyozott hányada. Jelölése Φ v Teljes feketetest sugárzó (Full Blackbody Radiator) olyan fényforrás etalon, amelynek spektrális teljesítmény eloszlása csak a hőmérséklettől függ, anyagától, alakjától és méretétől (sugárzó területétől) nem. Fizikai formájában hőálló anyagból készült zárt üreg a mérést szolgáló kis nyílással. Színhőmérséklet a feketetest sugárzó színe (spektrális teljesít- mény eloszlása) különböző hőmérsékleten. Korrelált színhőmérséklet a közel-fehér fényforrások egytényezős jellemzője. Olyan szín, amely a legjobban hasonlít (korrelál) a fekete test sugárzó egy adott hőmérsékleten keletkező színéhez.

54 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 53 CIE szótár (tristimulusos színmérés) Színinger (Color Stimuli) olyan fizikai jelenség, amely az agyban a színérzetet vált ki. Metamer színek olyan színinger-párok, lehet több is, amelyek azonos színérzetet keltenek, spektrális teljesítmény eloszlásuk azonban különböző. Spektrumszínek közel egy hullámhosszú (monokromatikus) színek a 380-780 nm-es hullámsávban. Alapszínek (Primary Colors) a színméréshez választott három spektrumszín vagy képzetes szín, amelyeknek additív keverékeivel a színingerek többsége létrehozható. Jelölésük: (R), (G), (B) vagy (X), (Y), (Z). Színegyezés, színmegfeleltetés (Color Match, Color Matching) egy színminta és az alapszínek additív keveréke között létrehozott színazonosság, metamer egyezés. Egyenlő energiájú fehér az alapszínek kísérleti úton megállapított fénysűrűség aránya, melyeknek additív keveréke a referencia fehér színinger. Színinger-megfeleltető függvények (Color Matching Functions) a színmérés segédfüggvényei, a három alapszín kísérleti úton megállapított mennyiségi arányai, melyeknek additív keverékei azonosnak látszanak (megfelelnek) a spektrum monokromatikus színeivel. A szabványos színinger-megfeleltető függvények kísérleti függvények 1931-ben átalakított változatai, jelölésük x ̅ (λ), y ̅ (λ), z ̅ (λ). Színinger-összetevők (Tristimulus Values) a szín „mennyisége”, a színmérés eredményeként kapott számhármas, a három alapszín azon mennyiségi aránya, amelyeknek additív keveréke hasonlít a színmintára. Jelölésük: R, G, B, vagy X, Y, Z.

55 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 54 CIE szótár (színrendszerezés) Szabványos megvilágítók (Standard Illuminants) a fényvisszaverő vagy fényáteresztő tárgyszínek színméréséhez szabványosított fényforrás színek (sugárzás eloszlások). Színinger-tér színtér (lásd következő oldal), amely nem konkrét színeket (színmintákat), hanem a színingereket foglalja magába. Színinger koordináták színinger-összetevőkből képzett koordináták a CIE 1931 XYZ színtérben és leszármazott változataiban. Jelölésük: X, Y, Z; L*, a*, b* stb. Színességi diagram (Chromaticity Diagram) CIE 1931 XYZ színtér 2D-s vetülete. Fotometriai világosság dimenzióval kiegészülve (nagy Y tengely) szintén 3D-s koordináta-rendszer. Színességi koordináták (Chromaticity Coordinates) a színinger- koordináták megkülönböztető elnevezése a CIE 1931 xyY színességi diagram és leszárma- zott változatainál. Jelölésük: x, y, u, v stb. 2° és 10°-os látószög a színméréshez használt optikai műszerben az összehasonlító osztott látómező kiterjedése. A 2°-os látószög kiküszöböli a pálcák színtorzító hatását, mert a látószöggel befogott terület nem nagyobb, mint a fovea, ahol nincsenek pálcák, azonban a rövid hullámhosszokra (kék színingerekre) érzékeny csapok száma is kevesebb. Színrendszer elnevezés a színek kezelésének valamennyi elemét felöleli. Pl. színmérő, színválasztó vagy eszközvezérlő rendeltetés, alkalmazott színkeverési mód, színmodell stb.

56 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 55 CIE szótár (színkeverés) Összeadó (additív) színkeverés egymásra vetített, vagy 0.016° látószög alatt egymás melletti, vagy 50 Hz felett egymásután vetített önálló színingerek (spektrális teljesítmény eloszlások), amelyek a receptorok korlátozott helyzeti és időbeli felbontó képessége következtében a színérzetben összeadódnak. Additív színkeveréssel működnek a kamerák, szkennerek, képernyők, vetítők. Kivonó (szubsztraktív) színkeverés a megvilágítás (spektrális teljesítmény eloszlás) és a felület spektrális reflexiós eloszlásának szorzata. A felület színét az a spektrális össze- tétel határozza meg, amely a jellemzően a fehér színű megvilágításból elnyelt illetve átengedett, azaz kivont hullámhosszakból megmarad. Kivonó színkeveréssel működnek a festékek, tinták, színszűrök. Színmodell (Color Model) a színek (színingerek) matematikai-geometriai rendszerezése- elrendezése alapszínek és/vagy más élettani és pszichológiai tényezők pl. világosság, telítettség alapján. Színtér (Color Space) a színek színmodellen alapuló geometriai reprezentációja. Térben megfogalmazott előírások színek megjelenítéséhez. Színtest a realizálható színingerek burokba foglalható halmaza színtérben, színesség diagramban. Gamut a képalkotó eszköz színrögzítő illetve színvisszaadó képességének terjedelme. Színkezelés céljából a CIE 1931-es XYZ és a CIELAB színtérben határozzák meg.

57 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 56 Melléklet Színjellemzők

58 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 57 Színjellemzők Szín (Color) színességgel vagy szín nélküliséggel jellemezhető vizuális érzet, amely leírható színelnevezésekkel. Ős színek: vörös, zöld, kék, sárga. További alapszínek: narancs, barna, lila, rózsaszín. Akromatikus színek: fehér, fekete, szürke. Elszigetelt és nem elszigetelt színek Az elszigetelt színek (Unrelated Colors) más színektől elkülönített felület által kiváltott érzet. A nem elszigetelt színek (Related Colors) más színekkel együtt láthatók. Egyes színek csak az egyik vagy a másik csoportba tartoznak. Pl. a barna vagy a szürke nem elszigetelt színek, elszigetelve a barna narancssárga, a szürke pedig fehér. Jellemző elszigetelt színek a közlekedés lámpák, köztéri kandeláberek, vagy a jelző fények színe éjszakai látási körülmények mellett. Szín(érzet) három alapjellemzője 1. színezet (Hue), 2. világosság (Brigthness), 3. színdússág (Colorfulness). Színhez kapcsolódó elnevezések: erős, fakó, fátyolos, halvány, harsány, harsogó, intenzív, izzó, krém, mély, piszkos, pasztell, ragyogó, rikító, sápadt, sötét, szürkés, telt, tiszta, tompa, tört, tüzes, üde, vidám, világos stb.

59 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 58 Színjellemzők Színezet (H) (Hue) a vizuális érzetnek az a jellemzője, amely szerint egy felület hasonlít vörösnek, sárgának, zöldnek vagy kéknek nevezett érzet egyikéhez vagy közülük kettő kombinációjához. A négy színezet két ellentétes színpárt alkot, együtt nem észlelhetők: nincs kékes sárga, és nincs vöröses zöld. Az ellentét nyelvileg is megalapozott, a négy színezet más színelnevezésekkel vagy azok kombinációival nem írhatók le. A színezet árnyalatai zárt skálán rendezhetők sorba, például kör alakú skálán 0-360° szöggel (Hue Angle), vagy vörös-sárga (0-199), sárga- zöld (100-199), zöld-kék (200-299) és kék-vörös (300-400) kvadránsra (Hue quadrature) tagolva. Akromatikus szín az a szín, amelynek nincs színezete. Kromatikus szín az a szín, amelynek van színezete. Színezet 0 – 24° 90° 162° 246° – 400100200300

60 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 59 Színjellemzők Világosság (Q) (Brightness) a vizuális érzetnek az a jellemzője, amely szerint egy felület több vagy kevesebb fényt bocsát ki. A világosság a fénysűrűségen kívül függ a színességtől is. (Helmholtz-Kohlrausch hatás) A világosság abszolút rangsorolás eredménye, árnyalatai nyitott végű skálán rendezhetők sorba, melynek kezdőpontja fekete (0 foton). Fényesség (L) (Lightness) a felület minőségének jellemzője. A felület becsült reflektanciája vagy transzmittanciája, a látórendszernek a relatív világosság alapján kialakított következtetése. Az elszigetelt színeknek nincs fényessége. Relatív világosság (J) (Relative Brightness) egy felület világossága egy hozzá hasonlóan megvilágított fehérnek vagy nagyon fényáteresztőnek látszó felület (referencia fehér) világosságához képest. J = Q / Q fehér A relatív világosság lokális látási szituációban jelenlevő színingerek közvetlen összevetésének eredménye. Árnyalatai zárt végű skálán rendezhetők sorba, melynek végpontja a referencia fehér. Relatív világossága csak nem elszigetelt színnek lehet, elszigetelt szín nem lehet szürke. A CIE 1976 Lightness relatív világosság és nem fényesség. Világosság Fekete – Relatív világosság Fekete (0) – – referencia fehér (100)– világos

61 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 60 Színjellemzők Színdússág (M) (Colorfulness) a vizuális érzetnek az a jellemzője, amely szerint egy felület színezet tartalma többnek vagy kevesebbnek látszik. A színdússág függ a megvilágítottságtól is: fotopos látási körülmények között az erőseb- ben megvilágított felület dúsabb színezetűnek látszik, mint a gyengébben megvilágított, kivéve ha a világossága nagyon nagy. A színdússág abszolút rangsorolás eredménye, árnyalatai nyitott végű skálán rendezhetők sorba, amelynek kezdőpontja szín nélküli szín. Mindazonáltal fotopos látásnál nincs olyan szín, amely teljesen színtelen lenne, a „teljesen” fehérnek is van színezete. Króma (C) (Chroma) relatív színdússág, azaz egy felület színdússága egy hozzá hasonlóan megvilágított fehérnek vagy nagyon fényáteresztőnek látszó felület (referencia fehér) világosságához képest. C = M / Q fehér A króma lokális látási szituációban jelenlevő színingerek közvetlen összevetésének eredménye. Fotopos látási körülmények között egy felület krómája minden megvilágítás mellett (borús, napfényes stb.) megközelítően állandó, kivéve ha a világossága nagyon nagy, mert a változó megvilágítással a referencia fehér világossága is változik. A CIELUV/LAB uv/ab tengelyek króma skálák. Színdússág Színezet nélküli szín (0) – Króma Fekete, szürke vagy fehér (0) – – dús színezet

62 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 61 Színjellemzők Telítettség (S) (Saturation) egy felület színdússága (M) saját világosságához (Q vagy J) képest. S = Q / M vagy S = J / C A telítettség független a megvilágítástól, egy szín telítettsége ugyanaz fényben és árnyékban, mert a referencia világossága saját maga. Ha egy világos felülethez, pl. fehérhez, színt keverünk, növekszik a telítettsége és csökken a világossága. Míg a króma csak a nem elszigetelt színeknél kifejezhető, addig a telítettség az elszigetelt és nem elszigetelt színeknél is. Színdússág Világosság B A BA Telítettség Fekete, szürke vagy fehér (0) – – telített szín Színezet: A ≡ B Világosság: A > B Színdússág: A > B Rel. világosság F-hez képest: A > B Króma F-hez képest: A > B Telítettség: A ≡ B F Telítettség (J/C)

63 Batta Imre: 2D-3D számítógépes grafika / 62 Irodalom Colorimetry: Understanding the CIE System. 1st Edition, Editor: Janos Schanda Mark D. Fairchild: Color Appearance Models. 2013 R. W. G. Hunt: The Reproduction of Colour. 6th Edition, Wiley 2004 Margaret Livingstone: Vision and Art : The Biology of Seeing. Ján Morovič: Color Gamut Mapping. 1st Edition Günther Wyszecki, W. S. Stiles: Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae. 2nd Edition RIT Munsell Color Science Laboratory: Useful Color DataUseful Color Data