Czym jest przestrzeń kolorów CIELAB?

Przestrzeń kolorów CIE 1976 L*a*b*, często nazywana przestrzenią kolorów CIELAB, to powszechnie używana metoda pomiaru i porządkowania kolorów. Jest ona wykorzystywana na całym świecie do kontroli kolorów w różnych branżach, takich jak tekstylia, farby, tusze, tworzywa sztuczne, papier i materiały drukowane.

Przestrzeń kolorów CIELAB 1976 jest matematyczną transformacją systemu kolorymetrycznego wprowadzonego przez CIE w 1931 roku. Zarówno przestrzenie kolorów z 1931, jak i 1976 roku, opierają się na tych samych podstawowych zasadach, w tym na koncepcji, że kolor jest odczuciem wynikającym z interakcji światła, obiektu i obserwatora. Proces ten polega na oświetleniu obiektu źródłem światła, który modyfikuje i odbija światło do obserwatora. Następnie obserwator odbiera to odbite światło, a wartości są obliczane na podstawie tych danych.

System CIE L*a*b* z 1976 roku oferuje wiele zalet w porównaniu do systemu z 1931 roku, w tym lepszą jednolitość percepcyjną i zgodność z teorią kolorów przeciwstawnych.

System CIE 1931 - Początek

System CIE z 1931 roku umożliwiał użytkownikom opisywanie i porządkowanie kolorów. Dzięki swoim współrzędnym kolorów oraz związanym z nimi diagramom, system ten pozwalał także na porównywanie kolorów. Dane graficzne i liczbowe były wykorzystywane do opisywania kolorów (i różnic między nimi) za pomocą funkcji takich jak: Y, x, y, czystość i dominująca długość fali.

Mimo że system z 1931 roku okazał się przydatny, jego praktyczne zastosowanie było ograniczone, ponieważ nie wyrażał różnic między kolorami w jednolity percepcyjny sposób. Wizualne postrzeganie różnic (w jasności, czystości i dominującej długości fali) nie było zwykle zgodne z dostępnymi informacjami numerycznymi z systemu.

1976 CIE L*a*b* - jednolitość percepcyjna

System CIELAB z 1976 roku poprawił system z 1931 roku, organizując kolory w taki sposób, że różnice numeryczne między kolorami zgodnie korelowały z wizualnymi odczuciami. Ta poprawa ułatwiła i uproszczała komunikację informacji o różnicy kolorów między stronami.

Współrzędne kolorów przeciwstawnych

Metoda opisywania (i porządkowania) kolorów za pomocą systemu barw przeciwstawnych okazała się użyteczna i powszechnie akceptowana. Ta koncepcja opiera się na pomyśle, że gdzieś między okiem a mózgiem informacje z receptorów stożkowych w oku są kodowane na sygnały jasny-ciemny, czerwony-zielony i żółty-niebieski. Koncepcja ta opiera się na bazie "przeciwieństw", że kolor nie może być jednocześnie czerwony i zielony lub żółty i niebieski. Jednak kolor można uznać za kombinację czerwonego i żółtego, czerwonego i niebieskiego, zielonego i żółtego lub zielonego i niebieskiego.

W jednolitej przestrzeni kolorów CIE L*a*b* współrzędne są następujące:

L* - współrzędna jasności.
a* - współrzędna czerwień/zieloność, gdzie +a* oznacza czerwień, a -a* oznacza zieloność.
b* - współrzędna żółć/niebieskość, gdzie +b* oznacza żółć, a -b* oznacza niebieskość.

 

 

 

Korzystanie z systemu kolorów CIELAB

Przestrzeń kolorów CIELAB może być przedstawiona jako przestrzeń trójwymiarowa, w której każdy kolor może być jednoznacznie zlokalizowany. Położenie każdego koloru w przestrzeni jest określane przez jego współrzędne kolorów; L*, a* i b*.

Współrzędne kolorów L*, a* i b* (obiektu) są obliczane w następujący sposób:

1. Obiekt jest mierzony za pomocą spektrofotometru.
2. Wybierane jest źródło światła (światło padające).
3. Wybierany jest obserwator (2° lub 10°).
4. Wartości trójbarwne (X, Y, Z) są obliczane na podstawie danych dotyczących światła-obiekt-obserwator.
5. Współrzędne L*, a* i b* są obliczane na podstawie danych X, Y, Z, przy użyciu równań CIE 1976.

Oś współrzędnych L*, a* i b* definiuje trójwymiarową przestrzeń kolorów CIE. Dlatego jeśli znane są współrzędne L*, a* i b*, kolor nie jest tylko opisany, ale także zlokalizowany w przestrzeni.

Kolor można również opisać i zlokalizować w przestrzeni kolorów CIELAB, używając alternatywnej metody, polegającej na określeniu jego współrzędnych L*, C* i h*. W tej metodzie współrzędna L* jest taka sama jak w L*a*b*, podczas gdy współrzędne C* i h* obliczane są na podstawie współrzędnych a* i b*. Ten sam kolor nadal znajduje się w tym samym miejscu w przestrzeni kolorów, ale istnieją dwie różne metody opisywania jego położenia (L*a*b* lub L*C*h*).

Przestrzeń kolorów L*C*h* jest również trójwymiarowa, ale kolor jest lokalizowany za pomocą współrzędnych cylindrycznych, jak następuje:

L* - współrzędna jasności, taka sama jak w L*a*b*.
C* - współrzędna chromatyczności, odległość od osi jasności.
h* - kąt barwy, wyrażony w stopniach, przy czym 0° to pozycja na osi +a*, kontynuując do 90° dla osi +b*, 180° dla -a*, 270° dla -b* i z powrotem do 360° = 0°.

Wielu użytkowników systemu CIE preferuje metodę L*C*h* do określania koloru, ponieważ koncepcja barwy i chromatyczności zgadza się z doświadczeniem wzrokowym.

Diagram CIE a*, b*

Diagram a*, b* to przydatny sposób prezentacji położenia kolorów w przestrzeni kolorów CIELAB. Kolory można zlokalizować za pomocą współrzędnych a* i b* lub współrzędnych C* i h*. W obu przypadkach współrzędna L* jest zazwyczaj wyświetlana oddzielnie jako liczba.

Różnice kolorów w systemie CIELAB

Różnica kolorów CIELAB między dowolnymi dwoma kolorami w przestrzeni CIE to odległość między położeniami kolorów. Tę odległość można wyrazić jako delta E CIE L*a*b*, gdzie:

ΔE* = (ΔL*2 + Δa*2 + Δb*2)1/2.
ΔL* oznacza różnicę jasności.
Δa* oznacza różnicę czerwieni/zielonego.
Δb* oznacza różnicę żółtego/niebieskiego.

Dla tych, którzy wolą wyrażać różnice w terminologii chromatyczności i barwy, zamiast da* i db*, stosuje się następujące pojęcia:

ΔC* oznacza różnicę chromatyczności.
Δh* oznacza różnicę kąta barwy.
ΔH* oznacza różnicę miary barwy.
ΔE* = (ΔL*2 + ΔC*2 + ΔH*2)1/2

Różnice ΔE* i ΔL* są takie same, niezależnie od tego, czy używa się L*a*b* czy L*C*h*.

Tolerancje kolorów w systemie CIELAB

System CIELAB jest często wykorzystywany do ułatwienia kontroli jakości kolorowych produktów. W takich przypadkach kolor próbki produkcyjnej jest lokalizowany w przestrzeni CIELAB i porównywany z normą kolorów produkcji. Różnice kolorów między próbką produkcyjną a standardem są obliczane, a następnie zazwyczaj porównywane z limitem (tolerancjami) akceptowalności klienta dla kolorowego produktu.

Tolerancje akceptowalności zazwyczaj są ustalane między dostawcą a jego klientem, na podstawie doświadczeń historycznych i czynników komercyjnych. System CIELAB jest często używany do pomocy w określeniu tolerancji akceptowalności dla każdego klienta i kombinacji kolorów.

Przy ustalaniu tolerancji akceptowalności zazwyczaj najlepiej jest określić oddzielne tolerancje dla ΔE*, ΔL*, Δa* i Δb* (lub ΔE*, ΔL*, ΔC* i Δh*). Oddzielne tolerancje pozwalają na zastosowanie systemu CIE w zastosowaniach akceptowalności, nawet jeśli kryteria akceptowalności klienta odbiegają od jednolitej zauważalności przestrzeni kolorów CIELAB.

Podsumowanie

System CIELAB, znany także jako system CIE L*a*b*, jest powszechnie używaną metodą pomiaru i porządkowania kolorów. Umożliwia to porównywanie i opisywanie kolorów przy użyciu współrzędnych koloru, takich jak L*, a*, b*. System ten opiera się na teorii kolorów przeciwstawnych, co sprawia, że kolor nie może być jednocześnie czerwony i zielony, ani żółty i niebieski. Przestrzeń kolorów CIELAB jest trójwymiarową przestrzenią, w której każdy kolor można jednoznacznie zlokalizować. Ułatwia to porównywanie kolorów i określanie różnic między nimi.

System CIELAB jest używany do kontroli jakości produktów kolorowych, gdzie próbka produkcyjna jest porównywana z normą kolorów produkcji. Różnice kolorów są obliczane i porównywane z tolerancjami wyznaczonymi przez klienta. Tolerancje te są zazwyczaj ustalane między dostawcą a klientem, uwzględniając ich doświadczenia i wymagania komercyjne.

System CIELAB umożliwia skuteczną kontrolę jakości produktów kolorowych i pomaga dostosować tolerancje do indywidualnych potrzeb klienta.

 

źródło: xrite.com, datacolor.com