slike bài giảng đồ hoạ và hiện thực ảo - lê tấn hùng chương 8 mầu sắc trong đồ họa color model

8 452 1
slike bài giảng đồ hoạ và hiện thực ảo - lê tấn hùng chương 8 mầu sắc trong đồ họa color model

Đang tải... (xem toàn văn)

Thông tin tài liệu

CNTT – DHBK Hanoi 8682595 Hunglt@it-hut.edu.vn 1 Kü thuËt §å ho¹ 1 Bài 6: Mầusắc trong đồ họa – Color model Kü thuËt §å ho¹ 2 Mô hình mầu - color model z Mô hình mầulàhệ thống có quy tắcchoviệctạokhoảng mầutừ tập các mầucơ bản. z Khoảng mầumàchúngtatạoravớitậpcácmầucơ bản goi là gam mầuhệ thống đó system’s color gamut. z Mỗimôhìnhmầucókhoảng mầu hay gam mầu riêng gamut (range) củanhững mầumànócóthể hiểnthị hay in. z Mỗimôhìnhmầu đượcgiớihạnkhoảng củaphổ mầu nhìn được. Gam mầu hay khoảng còn đượcgọi là không gian mầu "color space". Ảnh hay đồ hoạ vector có thể nói: sử dụng không gian mầu RGM hay CMY hay bấtcứ không gian mầunàokhác z Mộtsốứng dụng đồ hoạ cho phép người dùng sử dụng nhiềumô hình mầu đồng thời để soạnthảo hay thể hiện đốitượng hình học. Ðiểm quan trọng là hiểuvàđể chọđúng mô hình cầnthiết cho công việc. Kü thuËt §å ho¹ 3 z Có 2 loại mô hình mầu là: – Mầu thêm additive: Mô hình mầu thêm sử dụng ánh sáng - light để hiển thị mầu. Mầu sắc của mô hình này là kết quả của ánh sáng tryền dẫn - transmitted – Mầu bù subtractive: mô hình mầ bù sử dụng mực in - printing inks. Mầu sắc cảm nhận được là từ ánh sáng phản xạ - reflected light. Kü thuËt §å ho¹ 4 Phép trộn mầu Colour Mixing z Additive: spectrum of light is the result of addition of individual spectra – CRT colour mixing – LCD projectors z Subtractive: colour resulting from the selective absorption of light wavelengths – paints – dyes λ Φ λ Φ λ Φ += λ Φ λ Φ λ Φ = Mô hình mầu thêm Additive Model RGB Mô hình mầu thêm Additive Model RGB z Khi 2 nguồnsángkếthợpthìkếtquả thu đượclàsự thêm vào củacủaphấnbố phổ năng lượng z Thomas Young (1801) 3 mầucơ bảnred, green, blue từng đôi sẽ chora3 mầuthứ cấp yellow, cyan, magenta; z Mầutrắng thu đượckhikếthợpcả 3 mầu z Sự thay đổicường độ củacácmầu thành phầnsẽ tạo đượcgiátrị mầubấtkỳ trong phổ mầu spectral hues z Màn hình mầusử dụng nguyên lý 3 mầu thêm Kü thuËt §å ho¹ 6 Mô hình mầu RGB (Red - Green - Blue) Đỏ -Lục - Lam Additive Color Model z C = rR + gG + bB – C = color or resulting light, – (r,g,b) = color coordinates in range 0 1, cường độ cả ánh sáng chiếu hay bộ 3 giá trị kích thích tristimulus values RGB – (R,G,B) = red, green, blue primary colors. z Nếu2 mầutạo ra cùng 1 giá trị kích thích thì chúng ta không thể phân biệt được2 mầu z The sRGB không gian mầudựa theo chuẩn ITU-R BT.709 tdd V ới 22 à CNTT – DHBK Hanoi 8682595 Hunglt@it-hut.edu.vn 2 RGB Color Model RGB Color Model z Advantages – relates easily to CRT operation – easy to implement z Disadvantages – RGB values generally not transferable between devices (no standard `red’ phosphor) – not perceptually (colours close together near white are distinguishable, but not true near black) – not intuitive - eg where is skin colour? z ứng dụng – CRT display – transparency – slide film Kü thuËt §å ho¹ 8 Device Dependency z This is a vector space with the basis vectors defined by the properties of the monitor phosphors. z If the phosphors change the colour space changes. z We cannot use RGB to universally define a colour. z ⇒ we require a device independent colour space RGB Space 1 R G B S p a c e 2 Kü thuËt §å ho¹ 9 Subtractive color - Mầubù CMY- (Cyan, Magenta, Yellow) z Mô hình mầu CMY- xanh tím, Đỏ tươi, vàng z Mô hình mầubù-Subtractive color models hiểnthị ánh sáng và mầusắc phảnxạ từ mựcin. B ổ xung thêm mực đồng nghĩavới ánh sáng phảnxạ càng ít. z Khi bề mặt không phủ mực thì ánh sáng phảnxạ là ánh sáng trắng - white. z Khi 3 mầu có cùng giá trị cho ra mầu xám. Khi các giá trị đạt max cho mầu đen z Color = cC + mM + yY ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ B G R Y M C 1 1 1 Kü thuËt §å ho¹ 10 Mô hình mầuCMY-K z Mô hình mở rộng của CMY ứng dụng trong máy in mầu. Giá trị đen bổ xung vào thay thế cho hàm lượng mầu bằng nhau của 3 mầu cơ bản. z Công thức chuyển đổi: K = min(C, M, Y) ; C = C - K ; M = M - K; Y = Y - K ; – C-Cyan, M-Magenta, Y-Yellow; K-blacK Kü thuËt §å ho¹ 11 Mô hình mầuYIQ z Mô hình mầu YIQ là mô hình mầu được ứng dụng trong truyềnhìnhmầubăng tầnrộng tạiMỹ, và do đónócó mối quan hệ chặtchẽ với màn hình đồ hoạ màu raster. z YIQ là sự thay đổicủaRGB chokhả năng truyền phát và tính tương thích vớitivi đen trắng thế hệ trước. Tín hiệutruyềnsử dụng trong hệ thống NTSC (National Television System Committee). z Sự biến đổi RGB thành YIQ được xác định theo công thứcsau: z Y is luminance, I & Q đại lượng về mầu sắc – Note: Y is the same as CIE’s Y – Result: backwards compatibility with B/W TV! ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ − −−= ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ B G R Q I Y 0.311 0.5230.212 0.3210.2750.596 0.114 0.587 0.299 Kü thuËt §å ho¹ 12 The Munsell Color System z Albert Henry Munsell, an American artist. z Dựa trên tri giác cảm nhận, Rational way to describe color" sử dụng ký pháp mô tả thập phân đơn giản thay v ào tên màu, ( he considered "foolish" and "misleading.") z 1898 with the creation of his color sphere, or tree z A Color Notation, in 1905. Đĩa mầu chuẩn standard for colorimetry (the measuring of color). z Munsell mô hình hó hệ thống như là quỹ đạo của các mức quay quanh phổ mầu. z Trục của quỹ đạo là trục đen trắng tỉ lệ với đen là trục nam đen tai trục bắc (black as the south pole.) z Extending horizontally from the axis at each gray value is a gradation of color progressing from neutral gray to full saturation. z With these three defining aspects, any of thousands of colors could be fully described. Munsell named these li i H V l d Ch CNTT – DHBK Hanoi 8682595 Hunglt@it-hut.edu.vn 3 Kü thuËt §å ho¹ 13 z Hue Munsell defined hue as "the quality by which we distinguish one color from another." He selected five principle colors: red, yellow, green, blue, and purple; and five intermediate colors: yellow-red, green-yellow, blue-green, purple-blue, and red-purple; and he arranged these in a wheel measured off in 100 compass points z Value Value was defined by Munsell defined value as "the quality by which we distinguish a light color from a dark one." Value is a neutral axis that refers to the grey level of the color. This ranges from white to black. As notations such as 10R, 5YR, 7.5PB, etc. denote particular hues, the notation N is used to denote the gray value at any point on the axis. Thus a value of 5N would denote a middle gray, 2N a dark gray, and 7N a light gray. In Munsell's original system, values 1N and 9N are, respectively, black and white, though this was lt ddt l f0(bl k)th h Kü thuËt §å ho¹ 14 Chroma z Chroma is the quality that distinguishes the difference from a pure hue to a gray shade. The chroma axis extends from the value axis at a right angle and the amount of chroma is noted after the value designation. Thus 7.5YR 7/12 indicates a yellow-red hue tending toward yellow with a value of 7 and a chroma of 12: z However, chroma is not uniform for every hue at every value. Munsell saw that full chroma for individual hues might be achieved at very different places in the color sphere. For exam p le , the fullest chroma for Kü thuËt §å ho¹ 15 Mô hình mầu HSV Yếu tố cảmnhận  Hue - sắcmầu dùng để phân biệtsự khác nhau giữacácmầunhư xanh, đỏ, vàng  Saturation - độ bão hoà: chỉ ra mức độ thuầncủa một màu hay khoảng cách củamầutới điểmcó cường độ cân bằng(mầuxám)  Lightness - độ sáng: hiệnthânvề mô tả cường độ sáng từ ánh sáng phảnxạ nhận đượctừđối tượng.  Brighitness (độ phát sáng). cường độ ánh sáng à t đ ối t hát h ứ khô h ải d h ả Kü thuËt §å ho¹ 16 Mô hình mầu HSV ( Hue, Saturation, Value ) z Mô hi`nh mầu RGB, CMY, YIQ được định hướng cho phầncứng z HSV=HSB định hướng ngườisử dụng dựatrêncơ sở về trựcgiácvề tông màu, sắc độ và sắctháimỹ thuật z HSV, 1978 by Alvey Ray Smith – Hue: sắc độ 0-360 – Value-Brightness:(độ sáng) 0-1 – Saturation: Độ bão hoà 0-1 z odd and anti-intuitive when the strength of the colour of white is considered Kü thuËt §å ho¹ 17 HSV Color Space z Không gian mầu trực quan – H = Hue – S = Saturation – V = Value (or brightness) Value Saturation Hue Kü thuËt §å ho¹ 18 Chuyển đổi HSV-RGB z Khi S=0 H ko tham gia //đen trắng – R = V; – G = V; – B = V; z Else//CHROMATIC case – H = H/60; – I = Floor(H);// lấygiátrị nguyên – F = H — I; – M = V*(1 — S); – N = V*(l — S*F); – K = V*(1—S*(1—F)) if I = 0 then (R,G,B) = (V,K,M); If I = 1 then (R, G, B) = (N, V, M); if I = 2 then (R, G, B) = (M, V, K); if I = 3 then (R, G, B) = (M, N, V); if I = 4 then (R, G, B) = (K, M, V); if I 5 th (R G B) (V M N) CNTT – DHBK Hanoi 8682595 Hunglt@it-hut.edu.vn 4 Hue, Lightness, Saturation Model Hue, Lightness, Saturation Model z Mô hình thường được sử dụng trong kỹ thuật đồ hoạ. z Ưu điểm – intuitive(trực giác): choose hue, vary lightness, vary saturation z Nhược điểm – Chuyển đổi với RGB có sai số (cube stood on end) thay đổi trên trên các loại màn hình khác nhau. – không có cảm nhận đều Kü thuËt §å ho¹ 20 HSV (Hue, Saturation and Value), HLS (Hue, Luminance and Saturation) HSI (Hue, Saturation and Intensity) Kü thuËt §å ho¹ 21 Nhược điểmRGB z Kếtquả thực nghiệmchothấyrấtnhiềunhững ánh sáng mẫu không thể tạo thành từ 3 thành phầnmầucơ cở với nguyên nhân do vỏ củavõngmạc - retinal cortex. z Vớimầu Cyan: cường độ của ánh sáng 2 mầu green và blue kích thích cảmnhậnmầu đỏ trong mắtngăn không cho thu đượcmầu chính xác z Cách duy nhất để thu đượcmầu này là loạibớtphần mầu đỏ bằng cách thêm ánh sáng đỏ vào mẫu ban đầu. z Bằng cách thêm từ từ ánh sáng đỏ vào thu được (test + red) sẽ cho ra mầu đúng bằng (blue + green) z C+ rR = gG + bB <=> C = gG + bB - rR Kü thuËt §å ho¹ 22 CIE stands for Comission Internationale de l'Eclairage (International Commission on Illumination). z Commission thành lập 1913 tạo một điễn đàn quốctế về tảo đổi ý tưởng và thông tin cũng như tậpchuẩn - set standards cho những vấn đề liên quan đến ánh sáng. z Mô hình mầu CIE color phát triển trên cơ sở hoàn toàn độc lập thiết bị z Dựa trên sự cảm nhận của của mắt người về mầu sắc. z Yếu tố cơ bản của mô hình CIE đ ị nh n g hĩa trên chuẩn về n g uồn Kü thuËt §å ho¹ 23 Standard Sources & Standard Observer The following CIE standard sources were defined in 1931: z Nguồn chuẩn - Standard Sources – Source A tungsten-filament lamp with a color temperature of 2854K – Source B model of noon sunlight with a temperature of 4800K – Source C model of average daylight with a temperature of 6500K – Nguồn B và C có thể thu từ nguồn A thông qua lọc từ phân bố phổ của nguồn A. z Người quan sát chuẩn - Standard Observer CIE 1931 có 2 đặc tả cho chuẩn người quan sát và bổ xung n ăm 1964 – Standard observer là sự kết hợp cả nhóm nhỏ các cá thể (about 15-20) và là đại diện cho hệ quan sát mầu sắc của người thường-normal human color vision. – Các đặc tả sử dụng kỹ thuật tương tự để để thu được những mầu có 3 giá trị kích thích tương đương với 3 kích thích tố RGB - RGB tristimulus value z CIEXYZ:là mô hình CIE gốc sử dụng sơ đồ mầu được chấp nhận năm 1931. z CIELUV : l àmôhình thi ếtlậpnăm 1960 và b ổ xung 1976 mô hình thay Kü thuËt §å ho¹ 24 CIE XYZ - Color Space z CIE - Cambridge, England, 1931. vớiý tưởng 3 đạilượng ánh sáng lights mầu X, Y, Z cùng phổ tương ứng: z Mỗi sóng ánh sáng λ có thể cảm nhận đượcbởisự kếthợpcủa3 đạilượng X,Y,Z z Mô hình - là khối hình không gian 3D X,Y,Z gồm gamut củatấtcả các mầucóthể cảmnhận được. z Color = X’X + Y’Y + Z’Z z XYZ tristimulus values thay thế cho 3 đ ại l ư ợng truy ền th ống CNTT – DHBK Hanoi 8682595 Hunglt@it-hut.edu.vn 5 Kü thuËt §å ho¹ 25 CIE XYZ z CIE sử dụng 3 giá trị XYZ tristimulus để hình thành nên tập các giá trị về độ kết tủa mầu - chromaticity mô tả bằng xyz z Ưu điểm của 3 loại mầu nguyên lý cơ bản là có thể sinh ra các mầu trên cơ sở tổng các đại lượng dương của mầu mới thành phần. z Việc chuyển đổi từ không gian mầu 3D tọa độ (X,Y,Z) vào không gian 2D xác định bởi tọa độ (x,y),theo công thức dưới phân số của của tổng 3 thành phần cơ bản. z x = X/(X+Y+Z) , y = Y/(X+Y+Z) , z = Z/(X+Y+Z) – x + y + z = 1 Kü thuËt §å ho¹ 26 CIE's 1931 xyY - The chromaticity coordinates và chromaticity diagram z Chuẩn CIE xác định 3 mầugiả thuyết hypothetical colors, X, Y, and Z làm cơ sở cho phép trộnmầu theo mô hình 3 thành phần kích thích - tristimulus model. z Không gian mầu hình móng ngựa -horseshoe-shaped là kết hợp của không gian tọa độ 2D mầu-chromaticity x, y và độ sáng. z λx = 700 nm; λy = 543.1 nm; λz = 435.8 nm Kü thuËt §å ho¹ 27 Mô hìnhCIE xyY z Thang đo của Y xuất phát từ điểm trắng trên đường thẳng vuông góc với mặt phẳng x,y với giá trị từ 0 to 100. z Khỏang mầu lớn nhất khi Y=0 tại điểm trắng và bằng CIE Illuminant C. Đây là đáy của hình. z Khi Y tăng mầu trở nên sáng hơn và khoảng mầu hay gam mầu giảm diện tích trên tọa độ x,y cũng giảm theo z Tại điểm trên không gian với Y= 100 mầu có sác xám bạc và khoảng mầu ở đây là bé nhất. Không sử dụng sơ đồ mầu xyY như là ánh xạ cho việc chỉ ra quan hệ giữa các mầu. Sơ đồ là là không gian phẳng giới hạn bởi đường cong mà phép ánh xạ quan hệ mầu của không gian quan sát được bị vặn méo.  Vid dụ: mầu không thuộc khoảng xanh lục sẽ thuộc phần đỏ hay tím. •X = x(Y/y) , Y = Y , Z = (1 - x - y)(Y/y) Kü thuËt §å ho¹ 28 Ưu điểm z Cung cấp z Chuẩn chuyển đổi giá trị mầu mà độ bão hoà thành thông tin của các mô hình mầu khác. z 1 cách định nghĩa và xác định trực quan và đơn giản về mầu bù thông qua giải thuật hình học c ó thể tính toán. z Định nghĩa tự nhiên về sắc thái tint và đơn giản hoá việc định lượng giá trị của thuộc tính này z Cơ sở cho định nghĩa gam mầu (space) cho màn hình hay thiết bị hiển thị. Gam của màn hình RGB ể ằ ồ ầ Kü thuËt §å ho¹ 29 CIE-LUV z Để hiệu chỉnh điều đó, sơ đồ tỉ lệ mầu đồng dạng-uniform chromaticity scale (UCS) được đưa ra. z Sơ đồ UCS sử dụng công thức toán để chuyển đổi giá trị XYZ hay tọa độ x,y thành 1 cặp các giá trị mới (u,v) biểu diễn 1 cách trực quan và chính xác mô hình 2 chiều z 1960, CIE ch ấpnhậnloại UCS v ày v ớit ên 1960 CIE u,v Chromaticity •Trong sơ đồ mỗi đoạn thẳng mô tả sự khác biệt về mầu sắc tương đồng với tỉ lệ bằng nhau. •Khoảng cách giữa 2 đầu của mỗi đoạn thẳng được cảm nhận là như nhau theo CIE 1931 2° standard observer. •Chiều dài đoạn thẳng là biến thiên và có thể rất lớn phụ thuộc vào vị trí cả chúng trên biểu đồ •Sự khác biệt giữa chi ều dài của đoạn thẳng cũng chính là sự biến dạng méo giữa các phần của đồ thị. Kü thuËt §å ho¹ 30 CIE u,v Chromaticity Diagram: z So sánh UCS với sơ đồ 1931 diagram trước đó,khác biệt là sự kéo dài vùng mầu lam-đỏ blue- red của sơ đồ và sưh thay đổi vị trí của điểm chói trắng đẫn đến giảm trông thấy sự khác biệt của vùng mầu lục. z Ty nhiên điều đó vẫn không thoả mãn cho đến năm1975, z 1976 CIE đưa ra sự sửa đổi của sơ đồ u,v thay bằng 2 giá trị mới (u',v') bằng cách nhân v với 1.5. z Sơ đồ mới có dạng chuyển đổi. – u' = u CNTT – DHBK Hanoi 8682595 Hunglt@it-hut.edu.vn 6 Kü thuËt §å ho¹ 31 CIE u’v’ z Ty không phải là toàn diện nhưng sơ đồ u',v' đưa ra sự đồng dạng tốt hơn hẳn so với u,v. z đoạn thẳng trong sơ đồ u',v' cũng có hình dạng giông như trong x,y nhưng quan sát cho thấy chúng gần như đồng dạng với nhau. z Một điểm khác biệt tạo để tạo nên mô hình CIELUV là sự thay thang đo giá trị độ sáng Y bằng thang đo L*. z Thang đo của Y là tỉ lệ đồng dạng của độ sáng với các bước thay đổi là bằng nhau. z Tuy nhiên tỉ lệ này chưa thoả đáng khi biểu diễn sự khác biệt tương đương về độ sáng. Kü thuËt §å ho¹ 32 CIE LUV z Độ sáng Y được cho là không khác biệt với giá trị là cường độ là khoảng là 70 hay 75. Về con số sự khác biệt là 5 tuy chúng ta không phân biệt được sự khác biệt giữa giá trị thấp hay cao cũng như điểm nằm giữa. z Sử dụng công thức toán, giá trị Y chuyển thành giá trị khác xấp xỉ và đồng dạng để chỉ ra sự khác biệt 1 cách dễ dàng. z Thang đo mới L*, gần giống với thang đo hệ thống Munsell. Sự khác biệt rõ ràng nhất là L* sử dụng thang đo 0-100, trong khi Munsell's sử dụng thang đo 0-10. z Thang đo độ sáng L* được sử dụng trong CIELAB cũng như CIELUV. Giá trị của CIELUV tương tự CIEXYZ và CIE xyY là tính độc lập thiết bị và vì vậy ore not restrained by gamut. z Vi ệ c p hát triển theo CIEXYZ và x yY sẽ cho p hé p biểu diễn Kü thuËt §å ho¹ 33 CIE-LAB z CIELAB là hệ thống thứ 2 được CIE chấp nhận năm 1976 như là mô hình mầu để biểu diễn tốt hơn giá trị mầu đồng dạng. z CIELAB là hệ thống mầu đối nghịch dựa trên hệ thống của Richard Hunter [1942] gọi là L, a, b. z Sự đối mầu được phát hiện ra vào khoảng giữa năm 60s hat: tại 1 vị trí giữa thần kinh thị giác và não hay võng mạc sự kích thích mầu được chuyển thành sự khác biệt gữa tối và sáng (light and dark) giữa đỏ và lục( red and green), giữa lam và vàng( blue and yellow). CIELAB bi ể diễ áiátị àtê3 Kü thuËt §å ho¹ 34 CIE - LAB z Trục mầu dựa theo nguyên lý: mầu không thể cả đỏ lẫn lục hay lam và vàng vì ch úng là mầu đối lẫn nhau. Trên mỗi trục giá trị chạy từ dương đến âm. – Trên trục a-a', giá trị dương chỉ ra tổng của mầu đỏ trong khi đó âm chỉ ra tổng mầu xanh. – Trên trục b-b', mầu vàng dương và lam âm. – Trên cả 2 trục zero cho mầu xám z Như vậy giá trị chỉ cần 2 trục mầ còn độ sáng hay mức độ xám sử dụng trục (L*), khác biệt hẳn với RGB, CMY or XYZ độ sáng phụ thuộc vào tổng tương quan của các kênh mầu. z CIELAB và desktop color. – Độclậpthiếtbị (unlike RGB and CMYK), – Là mô hình mầucơ sở cho Adobe PostScript (level 2 and level 3) – được dùng là mô hình quảnlýmầu độclậpthiếtbị cho ICC ( International Color Consortium Kü thuËt §å ho¹ 35 R G B Monitor Gamut Printer Gamut common monitor only p rinter only Gamut Comparisons Gamut Comparisons Kü thuËt §å ho¹ 36 White common gamut scale gamut clip Gamut Handling Gamut Handling CNTT – DHBK Hanoi 8682595 Hunglt@it-hut.edu.vn 7 Kü thuËt §å ho¹ 37 XYZ → RGB Conversion z Ultimate goal: select most appropriate RGB values to match the hue and luminance of a spectral source. 380 780 Φ λ λ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 56.0 32.0 11.0 B G R Kü thuËt §å ho¹ 38 Φ(λ) → XYZ Conversion z The first stage is to determine the XYZ tristimulus values required to match the spectral source: z Tristimulus curves available in tabular form, so approximate integral with a summation: ∫ Φ= 780 380 )()( λλλ dxX ∫ Φ= 780 380 )()( λλλ dyY ∫ Φ= 780 380 )()( λλλ dzZ () λλ ΔΦ≈ ∑ = )(][ ~ 80 0 iixX i () λλ ΔΦ≈ ∑ = )(][ ~ 80 0 iiyY i () λλ ΔΦ≈ ∑ = )(][ ~ 80 0 iizZ i 5,40380)( =Δ+= λ λ ii where Kü thuËt §å ho¹ 39 RGB → XYZ Conversion z Now determine the linear transformation which maps RGB tristimulus values to XYZ values. z This matrix is different for each monitor (i.e. different monitor phosphors). z Monitors have a finite luminance range (typically 100 cd/m 2 ), whereas XYZ space is unbounded ⇒ Need to be concerned with the display of bright sources (e.g. the sun) – tone mapping: reproducing the impression of brightness on a device of limited luminance bandwidth. Kü thuËt §å ho¹ 40 RGB → XYZ Conversion z Recall linear relationship between XYZ and RGB spaces: z Linear system can be solved if positions of 3 colours are known in both spaces. z Sometimes manufacturers provide tristimulus values for monitor phosphors = (X r , Y r , Z r ) (X g , Y Z )( X b Y b Z b ) ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ B G R aaa aaa aaa Z Y X 333231 232221 131211 Kü thuËt §å ho¹ 41 RGB → XYZ Conversion z Solution of the linear system: z Note: z … and similarly for G = 1 and B = 1. ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ B G R ZZZ YYY XXX Z Y X bgr bgr bgr ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⇒ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ r r r Z Y X Z Y X B G R 0 0 1 Kü thuËt §å ho¹ 42 XYZ → RGB Conversion z The opposite transformation is given by the inverse of the original RGB A XYZ matrix: z We can thus determine an RGB value associated with the XYZ value determined earlier from Φ(λ) XYZXYZRGBRGB RGBXYZRGBXYZ CMC CMC 1− → → = = CNTT – DHBK Hanoi 8682595 Hunglt@it-hut.edu.vn 8 Kü thuËt §å ho¹ 43 XYZ → RGB Conversion z Usually XYZ tristimulus values for each phosphor not provided. z Manufacturers provide the chromaticity co- ordinates of the phosphors and the whitepoint (colour when R = G = B = 1): z … finally we need to know the luminance of the whitepoint given as Y W ),(),(),(),( wwbbggrr yxyxyxyx rrrrrrrrrr r r rrrrr EyxZEyYExX E X xZYXE )1( Let −−===⇒ =⇒++= Kü thuËt §å ho¹ 44 XYZ → RGB Conversion z Similar conditions hold for (X g ,Y g , Z g ) and (X b , Y b , Z b ) z Therefore the only unknowns are E r ,E g and E b z … but we also require that: ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ −−−−−− = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ B G R EyxEyxEyx EyEyEy ExExEx Z Y X bbbgggrrr bbggrr bbggrr )1()1()1( ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ 1 1 1 M Z Y X w w w Kü thuËt §å ho¹ 45 XYZ → RGB Conversion z First we need to determine (X w , Y w , Z w ) given (x w , y w , Y w ): () () w w www w w ww wwwww www w w w w www www w w y Y yxZ y Y xX ZYXxX ZYX X x y Y ZYX ZYX Y y −−== ∴ ++=⇒ ++ = =++⇒ ++ = 1 also and Kü thuËt §å ho¹ 46 XYZ → RGB Conversion z To determine values for E r , E g and E b we observe that z … and similarly for Y w and Z w leading to a new linear system in no unknowns therefore we can solve for E r ,E g and E b : bbggrrbgrw w w w g g g g g g r r r ExExExXXXX Z Y X Z Y X Z Y X Z Y X WBGR ++=++= ∴ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ + ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ + ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ =++ then if ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ −−−−−− = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ b g r bbggrr bgr bgr w w w E E E yxyxyx yyy xxx Z Y X )1()1()1( Kü thuËt §å ho¹ 47 Chuyển đổi không gian mầu Color Spaces z Công thức chuyển đổi z C 2 = M -1 2 M 1 C 1 z Mầu RGB của màn hình 2 tương ứng với RGB của màn hình 1 theo công thức chuyển đổi ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ B G R ZZZ YYY XXX B G R BGR BGR BGR ' ' ' Kü thuËt §å ho¹ 48 Sharing colours between monitors z If we wish to guarantee that a colour on monitor 1 looks the same as on monitor 2 (assume the colour lies within the gamut of both monitors) we use the RGB→XYZ conversion matrix M. z Different RGB values may be required for a match with the colour on each monitor (call these C 1 and C 2 ) z Each monitor has its own conversion matrix (denote by M 1 and M 2 ) z Therefore: 11 1 22 CMMC − = . Hanoi 86 82595 Hunglt@it-hut.edu.vn 1 Kü thuËt §å ho¹ 1 Bài 6: Mầusắc trong đồ họa – Color model Kü thuËt §å ho¹ 2 Mô hình mầu - color model z Mô hình mầulàhệ thống có quy tắcchoviệctạokhoảng mầutừ. §å ho¹ 9 Subtractive color - Mầubù CMY- (Cyan, Magenta, Yellow) z Mô hình mầu CMY- xanh tím, Đỏ tươi, vàng z Mô hình mầubù-Subtractive color models hiểnthị ánh sáng và mầusắc phảnxạ từ mựcin dụng nguyên lý 3 mầu thêm Kü thuËt §å ho¹ 6 Mô hình mầu RGB (Red - Green - Blue) Đỏ -Lục - Lam Additive Color Model z C = rR + gG + bB – C = color or resulting light, – (r,g,b) = color coordinates

Ngày đăng: 24/10/2014, 15:19

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan