Conceptos básicos de audio y vídeo (5): tono, brillo y saturación del espacio de color CIE I
Los próximos artículos se presentarán de acuerdo con esta idea.
Al escribir la imagen (1), sabemos que el color es el resultado de la percepción de la luz visible por parte de nuestro sistema visual, y que la frecuencia de la onda de luz del color percibida está determinada.
Resultado perceptivo es un término particularmente vago, por lo que la Comisión Internacional de Iluminación (CIE, recuerda esta palabra, aparecerá a menudo más adelante) define estos sentimientos, utilizando tres características del color para distinguir los colores, es decir, el tono. , saturación y ligereza. Estas son características distintivas inherentes al color.
Debido a que estas tres características del color se formulan en base a resultados de percepción subjetiva, deberían ser más fáciles de entender.
Mirando la imagen de arriba, el tono está representado por un círculo en la rueda de colores. Los colores en el círculo tienen la misma saturación y luminosidad. Mira la imagen de la derecha. Es el atributo más fácil para distinguir los colores. Representa la percepción del sistema visual del color presentado en un área determinada. Se puede describir con palabras como rojo, naranja, amarillo, verde, azul, índigo y morado. En términos técnicos, la percepción del tono se llama color. Como el azul claro y el azul oscuro. El negro, el blanco y el gris representan la ausencia de color. Como solemos decir, la vida es incolora.
Como se muestra en la imagen, los colores a lo largo del radio tienen el mismo tono y valor, pero su saturación es diferente. La saturación se utiliza para distinguir el brillo de un color. Cuando un color se mezcla con otros componentes claros, el color se considera menos saturado. Los colores completamente saturados son colores sin luz blanca.
Los siete colores que se muestran en el ejemplo tienen el mismo tono y valor, pero difieren en saturación. El de la izquierda tiene la saturación más clara y el de la derecha tiene la saturación más oscura.
El brillo es la propiedad percibida del sistema visual de cuánta luz irradia o emite un objeto visible. Por ejemplo, una vela encendida parece más brillante que una lámpara incandescente. Esta palabra es más emotiva, pero se puede entender comparando color y saturación. En realidad, el tono puede entenderse como los diferentes colores de los que hablamos a menudo, mientras que la saturación puede entenderse como la intensidad del color.
El valor es 0-10. De los siete colores de la derecha, tienen el mismo tono y saturación, pero diferente luminosidad. El brillo en la parte inferior es el más pequeño y el brillo en la parte superior es el más grande.
Debido a que el valor subjetivo percibido de la luminosidad no se puede medir con equipos físicos, CIE definió posteriormente la luminancia, que representa la intensidad de la luz reflejada o emitida por unidad de área. Esta es una representación mensurable y comprenderla es suficiente.
El comentario decía que la saturación y el brillo del color aún no están claros después de leer el artículo. Bueno, lo pensé mucho después, y esto es realmente importante, porque la distinción entre luminosidad y saturación también es clave para comprender la próxima evolución de los espacios de color y los métodos de medición del color.
A continuación, quiero distinguir claramente estas dos propiedades del color en lengua vernácula. Lo primero que hay que entender aquí es que los tres atributos de tono, saturación y luminosidad del color formulados por CIE son completamente independientes e indispensables a la hora de describir un color. ¿Por qué? Lo siguiente que sabes.
Si quieres describir la ligereza en una frase, sería oscuridad y amanecer~
Bueno, en este punto, es posible que de repente te des cuenta. Si aún no lo entiendes, sigue leyendo.
Si el sol brilla sobre el cielo azul y las nubes blancas, mire en la dirección del sol y encontrará que el cielo al lado del sol es blanco. Luego, aleja gradualmente los ojos del sol y descubrirás que el cielo se vuelve cada vez más azul. Si fueras clarividente y pudieras ver el otro lado de la Tierra, verías que el cielo lentamente se vuelve gris, se oscurece y luego se oscurece donde el sol no puede alcanzarlo, debajo del horizonte.
Este proceso cambia el color manteniendo inalterados el brillo, el tono y la saturación.
Llegados a este punto, podemos entender que la luz es luz. Sin luz, no podemos ver nada.
Pero puede que no nos importe demasiado en la vida. La luz afecta más que solo lo que vemos y vemos.
Como se mencionó anteriormente, desde ninguna luz hasta luz extremadamente fuerte, el color cambia de la siguiente manera: negro -> negro oscuro -> oscuro -> color primario oscuro -> color primario -> gt; white
Como se muestra en la imagen de arriba:
Entonces, en el modelo de color, generalmente describimos el cambio de brillo como 0 a 10, es decir, de negro a gris. blanco. Cuando el brillo es 0, es decir, negro, cualquier color es negro. Cuando la luminosidad es 10, que es blanca, cualquier color es blanco.
Si puedes usar PS, puedes crear una nueva capa, rellenarla de rojo y luego mover el brillo de negro a blanco para ver el cambio de color. Como se muestra en la siguiente imagen:
Después de hablar de brillo, debería ser más fácil entender la saturación. Coloquialmente, la saturación puede denominarse pureza o brillo de un color. Su representación del radio es el proceso desde la saturación 0% hasta la saturación 100%.
Cuando la saturación es 0, el color que vemos pasa a ser el valor del brillo, es decir, negro, blanco y gris.
Por lo tanto, cuando el brillo fijo es un valor determinado (para ver el color claramente no puede ser 0 o 10), el proceso de cambiar la saturación de 0% a 100% es intuitivo, es decir es, a partir de: una determinada escala de grises de valor -> Color original gris -> Color primario de iluminación -> Color primario puro
Es decir, la imagen de ejemplo en el párrafo 1.2:
Hablando francamente , es rojo puro, agrégale lentamente una cierta proporción de gris y finalmente gris.
Los colores completamente saturados en el libro de texto se refieren a colores sin luz blanca. Esta frase es correcta, entonces, ¿cómo entenderla?
Primero explicamos desde la definición de color, porque el color es nuestra percepción de la luz visible, que pertenece a las ondas electromagnéticas. Si el color que vemos consta de una sola longitud de onda de ondas electromagnéticas, está completamente saturado.
Para decirlo más claramente, una cierta proporción de gris que agregamos lentamente es en realidad una cierta proporción de luz blanca.
Si abres el selector de color en PS, podrás ver la siguiente imagen.
La parte más a la izquierda aquí, de abajo hacia arriba, es el cambio de brillo. De derecha a izquierda hay un cambio de saturación. Puede ver que en la parte inferior de la figura, cuando el valor de brillo es relativamente bajo, el cambio de color causado por el cambio de saturación es muy pequeño.
Para entender esto, primero debemos entender la aplicación del color. De hecho, si lo piensas bien podrás entenderlo, ¿en qué escenas utilizamos el color? Si se divide en dos categorías, una es visualización y la otra son operaciones en papel, como impresión o dibujo.
No hace falta decir que los monitores pueden mostrar un tono, saturación, brillo y otros atributos excelentes, y nuestros monitores generalmente pueden ajustar el brillo (brillo), la saturación e incluso el contraste, por lo que pueden simular muy bien escenas reales. En productos de papel, convertir la luminosidad del negro al blanco en pintura y luego verlo bajo la luz también puede simular bien la relación de luz y oscuridad de la escena real.
Dicho todo esto, ¿por qué saltar de nuevo al espacio de color? Para resolver este problema, primero debemos entender por qué CIE define estas propiedades del color, tal como definimos el sistema de coordenadas cartesianas en matemáticas. En coordenadas bidimensionales o en un espacio tridimensional, definimos el sistema de coordenadas para definir o encontrar con precisión un punto determinado, como si le diéramos a cada casa un número de casa.
Los atributos de tono, saturación y luminosidad también se utilizan para saber qué color se encuentra en el espacio de color.
Pero una cosa es que el espacio de color, debido al desarrollo de la historia y la ciencia, ha producido muchos espacios de color que describen colores.
Son sinónimos entre sí. Para decirlo sin rodeos, es lo mismo, sólo que se llama de manera diferente en diferentes ocasiones.
El espacio de color se utiliza principalmente en escenas matemáticas y generalmente se representa mediante un modelo tridimensional, que especifica coordenadas tridimensionales que representan tres parámetros para describir la posición del color en el espacio de color. Estos tres parámetros no explican directamente de qué color es. Depende de sus coordenadas. Esto significa que hay que obtener las coordenadas y buscarlas en el espacio de color para saber de qué color es.
Por ejemplo, el espacio de color HSB/HSV (tono, saturación, luminosidad/valor) utiliza directamente el tono, la saturación y la luminosidad como ejes de coordenadas. El tono se calibra en ángulo, con el rojo como 0 grados y el cian como 180 grados, la saturación como radio y la luminosidad como eje vertical. Este espacio de color ya debería resultarle familiar.
Porque el efecto visual del color se basa en el equipamiento y los materiales. Cuando los equipos y materiales cambian, los efectos de color correspondientes también cambiarán.
Por lo tanto, a estos espacios de color los llamamos espacios de color dependientes del dispositivo, como espacios de color RGB y CMYK. Cuando diferentes dispositivos con diferentes modos de reproducción cromática representan el mismo color, los valores de color correspondientes son diferentes.
Por otro lado, el espacio de color CIE Lab* establecido sobre la base de HSB (que se analiza más adelante) utiliza directamente un conjunto de valores numéricos para simular la visión humana del color, en lugar de un conjunto de valores numéricos requeridos. Los valores de control de un dispositivo específico producen colores cuyos valores de color son independientes del dispositivo, por lo que este espacio de color se denomina espacio de color independiente del dispositivo.