2.4 Модели CIE

Так вот, имея в распоряжении цветовые системы RGB, CMYK или систему "цветность-насыщенность-светлота" [или, как её нередко именуют, HSL: Hue (цветовой тон), Saturation (насыщенность), Lightness (светлота); кстати, она имеет несколько вариантов и может трансформироваться в HLV: Chroma (хроматичность), Luminance (светимость), Value (яркость). Именно эти системы соответствуют тому, как человеческий глаз видит цвет] мы легко можем отыскать положение какого-либо конкретного цвета в трехосевом цветовом пространстве. Но для того, чтобы ввести некую стандартность, или, если хотите, фундаментальность колориметрических измерений, нам нужно иметь повторяемый набор стандартных шкал, своеобразную базовую точку отсчёта, которая позволяла бы нам корректно сравнивать и воспроизводить необходимые нам цвета. От неё можно было бы отталкиваться, проводя различные  колористические изыскания - она стандартизировала бы их.

Приведённые системы для этих целей использовать нельзя, потому что они, строго говоря, очень индивидуальны. Существует столько  различных пространств RGB, CMYK или HSL/HLV, сколько в мире пар глаз, ламп, мониторов и пр. - все эти пространства зависимы от конкретного цветоприёмного (или цветоизлучающего) устройства (и глаз - это тоже в некотором роде устройство), которое ни в коем случае не может выступить стандартным образчиком адекватности цветовых измерений и цветовоспроизведения.

 

Решить эту проблему помогают шкалы комитета CIE (Commission Internationale d'Eclairage), называемого в нашей стране Международной комиссией по освещению.

 

В 1931 г. CIE утвердила несколько стандартных цветовых пространств, описывающих видимый спектр. Главное достоинство этих пространств в том, что с их помощью можно сравнивать цвета на основе жёстких стандартов, не акцентрируясь на особенностях конкретных наблюдателей или устройств цветопередачи ("Не дай бог, этих стандартов будут придерживаться мои клиенты", - подумает колорист).

 

 В том же 1931 г. комитет CIE создал универсальную систему предопределённых спектральных данных для нескольких широко применяемых типов источников света.

 

 

Такие стандарты - результат проведённой комиссией большой работы по изменению цветовой реакции человека на свет различного спектрального состава. На основе экспериментальных данных, полученных в ходе многократных опытов, были построены так называемые функции соответствия цветов (color-matching functions) и универсальное и универсальное цветовое пространство (universal color space), в котором в полном объёме представили диапазон видимых цветов, характерный для среднестатистического человека. Функции соответствия цветов - это значения каждой первичной составляющей света: красной, зелёной и синей, которые должны присутствовать, чтобы человек со средним зрением мог воспринимать все цвета видимого спектра. Этим трём первичным составляющим были поставлены в соответствия координаты X, Y и Z. Поэтому своё главное цветовое пространство CIE  назвало, не мудрствуя лукаво, пространством XYZ (оно уточнялось и корректировалось в 1960, 1964, 1976, 1986, 1996 гг.)

 

 По этим значениям X, Y и Z комитет CIE построил диаграмму цветности xyY (xyY Chromaticity Diagram) и определил видимый спектр как трёхмерное цветовое пространство. Оси этого цветового пространства аналогичны цветовому пространству HSL. Однако пространство xyY нельзя описать как цилиндрическое или сферическое. Комитет CIE обнаружил, что человеческий глаз воспринимает цвета неодинаково, следовательно, цветовое пространство, отображающее диапазон нашего зрения, имеет несколько искривлённую форму.

 

С практической точки зрения, у модели xyY есть всего один, но очень крупный недостаток: она неравномерна, не сбалансирована. Это значит, что немного изменив один цвет, мы этого даже не заметим, но изменение другого цвета на такую же величину будет просто катастрофическим. Неравномерность составляет 80:1.

 

Поэтому разработаны более однородные цветовые шкалы CIE Lab и CIE Luv (хотя справедливости ради стоит отметить, что полного решения пока не найдено, в максимуме в "Лабе" неравномерность достигает величины 6:1).

 

 Модель CIE Lab (1976 г.) основана на теории, по которой цвет не может быть одновременно зелёным и красным или жёлтым и синим. Следовательно, для описания атрибутов "красный/зелёный" и "жёлтый/синий" можно воспользоваться одними и теми же значениями. В этой системе L означает светлоту, a - величину красной/зелёной составляющей, b - жёлтой/синей. Она использует прямоугольные координаты на базе двух перпендикулярных осей: жёлтый/синий и зелёный/красный. Атрибуты CIE Lab можно получить путём замера спектральных данных цвета и прямого преобразования XYZ - значений или непосредственно из колометрических XYZ - значений. Когда набор числовых значений будет спроецирован на каждое из измерений, мы сможем точно определить конкретное положение цвета в цветовом пространстве Lab. В общем, всё просто.

 

И в заключение нашего знакомства с цветовыми моделями - несколько слов о российских аналогах. Да, да, и в нашей стране велись активные работы в этом направлении, и чтобы удовлетворить потребность социалистического народного хозяйства в точном цветоизмерении, было создано несколько образцов атласов цвета (наподобие атласов Манселла). Чаще всего применялись атлас Рабкина и "1000 цветный атлас стандартных образцов цвета", разработанный и выпускаемый НПО ВНИИМ им. Д. И. Менделеева.