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颜色的色彩学模型简介

时间:2023-06-16 理论教育 版权反馈
【摘要】:HSI空间反映了人的视觉系统知觉颜色的方式,其模型如图7-3所示,包含了色调H、饱和度S和强度I三个分量。CIE1976L*a*b*空间是1976年国际照明委员会推荐的均匀颜色空间,包含的色彩范围最广。图7-3常用的颜色空间模型

颜色的色彩学模型简介

通过计算机或者相机获取的图像均采用RGB模型,RGB空间分为红、绿、蓝三个分量,每个分量上的参数表示亮度,其优点在于颜色值获取方便,便于存储计算,缺点在于此颜色空间不均匀,色差度量不精确,并不符合人的视觉感知特性(杨振亚,王勇,杨振东,王成道,2010)。因此,需对其进行颜色空间的转换。如上所述,从心理学角度,人对颜色的知觉主要从明度、色调和饱和度三个方面进行。三者对视知觉的影响力不同,明度影响力最大,色调次之,饱和度最小(王博,王自容,孙晓泉,2002),且三者之间也存在相互影响的关系。另外,刺激强度与人的感受性并非是线性关系。视觉明度(100光量子时)的韦伯分数为0.016,但此系数仅适用于中等程度刺激。有研究表明,在亮度这一分量上,在图像灰度中等的条件下,人眼的分辨能力最强,灰度过低或较强都会减弱分辨能力(贾其,吕绪良,吴超,吴厚超,2010)。所以,符合人类视觉特性的颜色空间必须综合考虑各方面因素。

目前,常用的颜色空间有HSI空间和CIE1976L*a*b*空间。HSI空间反映了人的视觉系统知觉颜色的方式,其模型如图7-3所示,包含了色调H(hue)、饱和度S(saturation)和强度I(intensity)三个分量。H分量值用弧度表示;S分量为圆的半径,其值越小,H值越不稳定;I分量用中心轴方向上的高度表示,其值越小颜色越暗(张振升,朱名日,2011)。此模型较符合人的视觉特性,对颜色信息和亮度信息可以进行独立的操作,体现了颜色和亮度的差异(徐英,2007)。其缺点在于没有考虑现实刺激与主观感受的非线性关系,导致颜色分布的变化与人的视觉效果的变化不一致,且从RGB空间转化时,HSI空间只保留了部分信息,对其他信息的丢弃也是其缺点之一(张勇,吴文健,刘志明,2009)。

CIE1976L*a*b*空间是1976年国际照明委员会推荐的均匀颜色空间,包含的色彩范围最广。CIE1976L*a*b*空间共有三个通道,L*表示明度通道,a*和b*表示色彩通道(图7-3)。相较于其他空间,L*a*b*空间在颜色转化过程中,能保留RGB空间的所有信息,在明度分量上符合人的视觉特性,但是其色调和饱和度的均匀性较差,因此,根据此空间模型计算出来的数据与人的视觉感受存在一定差距(郑元林,杨淑蕙,周世生,曹从军,2005)。(www.xing528.com)

显然,目前没有任何一个颜色空间能够将物理刺激与人的感觉完全拟合,为了改善基于计算机的迷彩设计,除了进一步改善颜色空间的算法外,另一方法就是利用颜色空间算出颜色后利用行为实验进行后期修正,以便理论模型与实际感知觉评估的结合。

图7-3 常用的颜色空间模型

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