a. Các đặc tính của không gian màu
• Tính đồng nhất (uniform): Một không gian màu đồng nhất là một không gian mà trong đó khoảng cách giữa các điểm trong không gian màu là tương đương với khoảng cách nhận thức được giữa các điểm
đó của con người.
• Tính đầy đủ (complete): Một không gian màu đầy đủ là một không gian biểu diễn được tất cả các màu mà con người có thể cảm nhận
được.
• Tính duy nhất (unique): Một không gian màu có tính duy nhất nếu hai
điểm riêng biệt trong không gian màu đại diện cho hai màu khác nhau theo cảm nhận của con người.
b. Không gian màu RGB
Phần lớn không gian màu dùng cho ảnh số và đồ hoạ máy tính là RGB (Red-Green-Blue). Đó là không gian màu mà trong đó các màu được tạo ra khi kết hợp tuyến tính ba thành phần màu đỏ (red), xanh lục (green), xanh lam (blue).
Hình 2.2 Không gian màu RGB
Tuy không gian màu RGB đơn giản và được sử dụng rộng rãi nhưng nó lại không đồng nhất về mặt nhận thức. Khoảng cách giữa hai điểm trong không gian màu chưa chắc đã ám chỉ rằng hai màu đó là giống nhau hay không giống nhau. Thêm vào đó, ba kênh của không gian màu RGB không biến đổi phù hợp về mặt độ sáng.
c. Không gian màu CMY
Không gian CMY được dùng chủ yếu trong in ấn. CMY là viết tắt của Cyan-Magenta-Yellow (màu lục lam, màu đỏ tươi, màu vàng), đó là ba màu chính tương ứng với ba màu mực in. Hệ thống màu CMY theo mô hình in trên giấy trắng và theo cách thức trừ màu từ màu trắng thay vì thêm vào từ
Hình 2.3 Không gian màu CMY d. Không gian màu HSV
Mô hình HSV (Hue, Saturation, Value) được tạo ra từ năm 1978 bởi Alvy Ray Smith. Nó là một phép biến đổi phi tuyến của không gian màu RGB. Mô hình HSV giúp tách bạch màu (H, S) và độ sáng (V).
Không gian màu HSV, còn gọi là HSB (Hue, Saturation, Brightness)
định nghĩa một không gian màu gồm có ba thành phần tạo nên:
• Hue: loại màu (chẳng hạn màu đỏ, xanh, hay vàng). Có giá trị từ 0 - 360 • Saturation: độ bão hoà của màu. Có giá trị từ 0 - 100%. Độ bão hoà của
một màu càng thấp, độ xám của màu đó càng nhiều và màu đó càng mờ
(càng giống với ảnh đen trắng)
Hình 2.4 Một số cách biểu diễn không gian màu HSV
Không gian màu HSV được sử dụng khá rộng rãi trong các ứng dụng đồ
hoạ máy tính vì nó cung cấp sự điều khiển trực tiếp đến độ chói và màu sắc. Có một số phương pháp biểu diễn không gian màu này như bánh xe màu, hình nón và hình trụ (hình 2.4).
Không gian màu HSV có vẻ phù hợp với cảm nhận của mắt con người hơn không gian màu RGB, tuy nhiên người ta đã chứng minh được rằng không gian màu này cũng không phải là không gian màu đồng nhất về nhận thức. Do vậy, cần thiết phải xây dựng không gian màu phù hợp với cảm nhận của con người, đó chính là không gian màu ta sẽ nghiên cứu sau đây.
e. Không gian màu có thang chia màu đồng nhất CIE
Trong một cố gắng định nghĩa một không gian màu đồng nhất về cảm nhận, Uỷ ban Commission Internationale de l’Eclairage (CIE) đã phát triển không gian màu L*-u*-v* (CIELUV) và L*-a*-b* (CIELAB). Không gian màu là một hình trụ với L* hình thành nên trục đầu tiên (thẳng đứng), L* xác
định độ sáng của màu từđen đến trắng (hình 2.5).
Không gian màu CIELUV và CIELAB được đưa ra như những sự lựa chọn cho các không gian màu mà độ chói được thừa nhận là không đổi cho tất cả các màu. Tầm quan trọng của màu sắc và độ chói là cân bằng nhau. Kết quả là, trong không gian màu CIELUV và CIELAB ba đặc tính biểu diễn một không gian màu sắc là tính đồng nhất, tính đầy đủ và tính duy nhất được đáp
việc miêu tả các đặc trưng màu sắc và các phép đo. Lý do cho việc lựa chọn này bởi vì nó đáp ứng hầu hết tính thống nhất về cảm giác của không gian màu, một đặc trưng đã không được đáp ứng ở hầu hết các không gian khác.
Để chuyển đổi từ không gian màu RGB sang không gian hai không gian màu này phải thông qua không gian màu trung gian XYZ. Sự chuyển đổi từ
không gian màu RGB sang không gian màu CIELAB được trình bày chi tiết trong phần phụ lục.
Hình 2.5 Không gian màu CIELAB f. So sánh các không gian màu
Có rất nhiều không gian màu tồn tại, mỗi cái có ưu điểm và nhược điểm riêng. Nhưđã đề cập, không gian màu RGB là không gian được sử dụng rộng rãi tuy nhiên nó lại không tuyến tính về mặt cảm nhận thị giác. Thêm vào đó không gian màu này lại phụ thuộc vào thiết bị hiển thị. Không gian màu CMY
được sử dụng hầu hết trong các máy in màu. Tuy nhiên nó cũng không thống nhất về mặt cảm nhận. Không gian màu HSB có vài phần tương tự với không gian màu HSV và HSI, các không gian màu này có đặc điểm và tách biệt giữa sắc độ (màu sắc và độ bão hoà) và độ chói. Tuy nhiên các không gian màu này cũng không đồng nhất về cảm nhận. Các không gian màu YIQ, YUV và
YCrCb được sử dụng lần lượt cho các tiêu chuẩn NTSC, PAL và JPEG. Chúng đều phụ thuộc vào thiết bị hiển thị và không đồng nhất về cảm nhận. Thống kê so sánh giữa các không gian màu được tổng kết trong bảng 2.1.
Bảng 2.1 So sánh giữa các không gian màu
Không gian màu Đồng nhất Đầy đủ Duy nhất Độc lập thiết bị
RGB Không Có Không Không
CMY Không Có Không Không
HSL, HSV, HSI Không Có Có Không
YIQ, YUV, YCrCb Không Có Không Không
CIELAB, CIELUV Có Có Có Có