Mầusắc trong đồ họa – Color model

Trang 1

Bai 6:

Mau sắc trong đô hoa —

Color model

(c) SE/ FIT/ HUT 2002

Phép trộn mau Colour Mixing

= Additive: spectrum of light is the result of addition of

individual spectra

= CRT colour mixing

= LCD projectors ® NE th =| 0 IY

= Subtractive: colour resulting from the selective absorption

of light wavelengths

= paints LÍ II Sw |

= dyes

(c) SE/ FI T/ HUT 2002 3

Mô hinh mau RGB (Red - Green - Blue) Đỏ - Lục - Lam

Additive Color Model

= C=rR+gG+bB

= C=color or resulting light,

= (1,g,b) = color coordinates in range 0 1, cuong

độ cả ánh sáng chiêu hay bộ 3 giá trị kích

thich tristimulus values RGB

= (R,G,B) =red, green, blue primary colors

m Nếu 2 màu tạo ra cùng | giá trị kích thích Yellow Wie

thị chúng ta không thê phân biệt được 2 g 3

Cyan

Red

gama = 2.2 và điểm trăng của mô hình là søø ` Ly

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 5

M6 hinh mau - color model

m Mô hình mâu là hệ thống có quy tắc cho việc tạo khoảng mẫu từ tập các mâu cơ bản

m Có 2 loại mô hình mâu là:

= Mau thém additive: Mé hinh mau thém str dung anh sang - light 4é hién thi mau Mau sắc của m6 hinh nay la két qua cua anh sang tryén dan - transmitted

= Mau bu subtractive: m6 hinh ma ba sir dung muc in - printing inks Mau sac cam nhan được là từ ảnh sáng phan xa - reflected light

m Khoảng mâu mà chúng ta tạo ra với tập các mầu cơ bản goi là gam mâu hệ thống đó system’s color gamut

m Môi mô hỉnh mậu có khoảng mâu hay gam mâu riêng gamut (range) của những mâu

mà nó có thê hiện thị hay In

m Mỗi mô hình mầu được giới hạn khoảng của phổ mâu nhìn được Gam mầu hay _ khoảng còn được gọi là không gian mâu "color space" Anh hay đô hoạ vector có thê nói: sử dụng không gian mâu RGM hay CMY hay bất cứ không gian mâu nao khác

m Một sô ứng dụng độ hoạ chọ phép người dùng sử dụng nhiêu mô hình mâu đông thời

đề soạn thảo hay thê hiện đôi tượng hình học Điểm quan trọng là hiểu và để chọ đúng

mô hình cân thiệt cho công việc

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 2

M6 hinh mau thém

Additive Model RGB

Khi 2 nguén sang két hợp thì kết qua thu

được là sự thêm vào của của phan bé phổ

năng lượng

Thomas Young (1801) 3 mau co ban red,

green, blue timg déi sé cho ra 3 mau thir cap yellow, cyan, magenta;

Mau trang thu duoc khi két hop ca 3 mau

Sự thay đổi cường độ của các mâu thành phan ws

sẽ tạo được giá trị mâu bât kỳ trong phô mâu - -spectral hues

Màn hình màu sử dụng nguyên lý 3 mầu thêm II

m= Advantages

= relates easily to CRT operation

= easy to implement

= 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?

m ứng dụng

= CRT display

= transparency

= slide film

Trang 2

CNTT - DHBK Hanoi

8682595

Hunglt@it-hut.edu.vn

Device Dependency

m This is a vector space with the basis Ag j1

the monitor phosphors

= => we require a device independent RGB Snbe 1

colour space

M6 hinh mau CMY- K

= M6 hinh mé rong cua CMY img dung trong may in mau Gia

trị đen bố xung vào thay thế cho hàm lượng mâu bằng nhau

của 3 mau co ban

m Công thức chuyển đối:

K_= mn(O M Y) ;

G0 G6 8

M=M- K,;

Y=Y K:;

a C-Cyan, M-Magenta, Y-Yellow; K-black (c) SE/ FIT/ HUT 2002

The Munsell Color System <@

= Albert Henry Munsell, an American artist

= Duya trén tri gidc cam nhan, Rational way to describe color’ su aung

ký pháp mô tả thập phân đơn giản thay vào tên màu, ( he

considered "foolish" and "misleading.")

1898 with the creation of his color sphere, or tree

A Color Notation, in 1905 Dia mau chuan standard for colorimetry (the

measuring of color)

m Munsell mô hình hó hệ thông như là quỹ đạo của các mức quay quanh

phô mâu :

Trục của quỹ đạo là trục đen trăng tỉ lệ với đen là trục nam đen tai trục

bac (black as the south pole.)

Extending horizontally from the axis at each gray value is a gradation of

color progressing from neutral gray to full saturation

With these three defining aspects, any of thousands of colors could be

fully described Munsell named these aspects, or qualities, Hue, Value,

and Chroma

Subtractive color - Mau bu

Mô hình mầu CMY- xanh tím, Đỏ tươi, vàng

Mô hình mau bi - Subtractive color models hién thi anh sang va mau sắc phản xạ từ mực in Bỗ xung thêm mực đông nghĩa với ánh sáng phản xạ càng Ít

Khi bề mặt không phủ mực thì ánh sáng phản xạ là ánh sáng trăng - white

Khi 3 mầu có cùng giá trị cho ra mẫu xám Khi các giá trị đạt max cho mẫu đen

Color = cC + mM + yY

Fale aes

M6 hinh mau YIQ

m Mô hình mau YIQ là mô hình mau duoc > ung dung trong truyén hinh mau bang tan rong tại Mỹ, và do đó nó co môi quan hệ chặt chẽ với màn hình

do hoa mau raster

m YIQ là sự thay đôi của RGB cho khả năng truyền phát và tính tương thích với tỉ vi đen trắng thê hệ trước Tín hiệu truyền sử dụng trong hệ thông NTSC (National Television System Committee)

m Sự biến đổi RGB thành YIQ được xác định theo công thức sau:

Y| [0.299 0.587 0.114 |Z /|=|0.596 -0.275 -0.321]G Q| |0.212 -0.523 0.311 | &

= Yis luminance, 7 & Q đại lượng về mầu sắc

= Note: Yis the same as CIE’s Ÿ

= Result: backwards compatibility with B/W TV! (c) SE/ FIT/ HUT 2002

Hue

Munsell defined hue as "the quality by which we distinguish one color from another." He selected five and five intermediate colors: yellow-red, green-yellow, blue-green, purple-blue, and red-purple; and he arrange:

these in a wheel measured off in 100 compass points

= 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, SYR, 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 later expanded to values of 0 (black) through 10 (white)

Trang 3

Chroma

= 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: t

hue at every value Munsell saw that full

chroma for individual hues might be

achieved at very different places in the color

sphere For example, the fullest chroma for

hue 5RP (red-purple) is achieved at 5/26:

NRRRRR NiI|||L

= However, chroma is not uniform for every EWEI: E1

| JB|RHINIIDI -

a

M6 hinh mau HSV Yêu tô cảm nhận

Hue - sắc mâu dùng đê phân biệt sự khác nhau giữa các mâu như xanh, đỏ, vàng

Saturation - độ bão hoà: chỉ ra mức độ thuân của một màu hay

khoảng cách của mâu tới điệêm có cường độ cân băng(mâu xám) Lightness - độ sáng: hiện thân về mô tả cường độ sáng từ ánh

sáng phản xạ nhận được từ đối tượng

Brighitness (độ phát sáng) cường độ ánh sáng mà tự đối tượng phát ra chứ không phải do phản xạ từ các nguồn sáng khác

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 14

M6 hinh mau HSV

( Hue, Saturation, Value )

Mô hi’nh mau RGB, CMY, YIQ duge

định hướng cho phân cứng 120°

HSV=HSB dinh huong người sử dụng

dựa trên co SỞ VỆ trực giác vê tông màu,

sắc độ và sắc thái mỹ thuật

HSV, 1978 by Alvey Ray Smith

= Hue: sac độ 0-360

= Value-Brightness:(d6 sang) 0-1

Cyan

= Saturation: Dé bao hoa 0-1

odd and anti-intuitive when the

strength of the colour of white is

considered

V

b

HSV Color Space

a nIc Saturation

= S= Saturation

= V = Value (or brightness)

he: ID 2 Beđ [z» 3

= ficz 4] Geen: [c:s =1

Ss lum: [ise fee: fo 2

0.0

Curert

(c) SE/ FIT/

Chuyén d6i HSV-RGB

= Khi S=0 H ko tham gia //den trang

m R=V;

m G=V;

mB=V;

m Els€//CHROMATIC case

=s H=H/60;

m I=Floor(H);//lấy giá trị nguyên

mE=H—I;

=» M=V*(1—S);

=» N=V*(l1—S*F);

s 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 [= 2 then (R, G, B) = (M, V, K);

if [= 3 then (R, G, B)=(M,N, V);

if I= 4 then (R, G, B) = (K, M, V);

if I— 5 then (R, G, B) = (V, M, N}sge, city wut 2002

Hue, Lightness, Saturation Model

m Mô hình thường được sử dụng trong kỹ |

thuật đô hoa

m Uu điểm

m intuitive(trực giác): choose hue, vary lightness, vary saturation

m Nhược điểm

m Chuyên đổi với RGB có sai số (cube stood

on end) thay đôi trên trên các loại màn hình khác nhau

m không có cảm nhận đêu

Trang 4

CNTT - DHBK Hanoi

8682595

HSV (Hue, Saturation and Value),

HLS (Hue, Luminance and Saturation)

HSI (Hue, Saturation and Intensity)

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 19

Nhuoc diém RGB»

Kết quả thực nghiệm cho thấy rat nhiều Hìngg anh sang mau không thê tạo thành từ 3 thành phần mầu cơ cở với nguyên nhân do vỏ của võng mạc

- retinal cortex

Với mầu Cyan: cường độ của ánh sáng 2 mau green va blue kich thich cảm nhận mầu đỏ trong mắt ngăn không cho thu được mâu chính xác Cách duy nhật đề thu được mẫu này là loại bớt phần mầu đỏ bằng cách thêm ánh sáng đỏ vào mẫu ban đầu

Bằng cách thêm từ từ ánh sáng đỏ vào thu được (test + red) sẽ cho ra mầu dung bang (blue + green)

C+rR=gG +bB <=>C€C =gG +bB -rR Van dé dat ra là việc phức tạp trong phân tích mẫu và chuyên đổi mầu với đại lượng âm của ánh sáng đỏ độc lập thiết bị

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 20

CIE stands for Comission Internationale de I'Eclairage

(International Commission on Illumination)

= Commission thanh lap 1913 tao mét điễn

đàn quốc tê về tảo đổi ý tưởng và thông

tin cũng như tập chuân - set standards cho

những vấn đề liên quan đến ánh sáng

m Mô hình mầu CIE color phát triển trên cơ

sở hoàn toàn độc lập thiết bị

m Dựa trên sự cảm nhận của của mắt người

vé mau sắc

m Yếu tô cơ bản của mô hình CIE định

nghĩa trên chuẩn về nguồn sáng và chuẩn

VỀ người quan sát

(c) SE/ FI T/ HUT 2002 21

Standard Sources & Standard Observer The following CIE standard sources were defined in 1931

Ngudn chuan - 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

m Nguồn BvàC có thể thu từ nguỗn A théng qua lọc từ phân bỗ phố của nguỗn A Người quan sát chuẩn - Standard Observer

CIE 1931 có 2 đặc tả cho chuẩn người quan sát và bố xung năm 1964

Standard obseryer là sự kết hợp cả nhóm nhỏ các cá thể (about 15-20) và là đại điện cho hệ quan sát mâu sắc của người thường-normal human color vision

Các đặc tả sử dụng kỹ thuật tương tự để để thu được những mâu có 3 giá trị kích thích tương đương với 3 kích thích tô RGB - RGB tristimulus value

CIEXYZ; là mô hình CIE gốc sử dụng sơ đồ mâu được chấp nhận năm 1931 CILELUV: là mô hình thiết lập năm 1960 và bê xung 1976 mô hình thay đổi và mở rộng sơ đô mâu gốc đề hiệu chỉnh tính khéng déng déu non-uniformity

CIELAB: Một cách tiếp cận khác và phát triển của Richard Hunter in 1942 địng nghĩa mâu theo 2 trục phân cực cho 2 mâu (a and b) và đại lượng thứ 3 là ánh sáng (L)

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 22

CIE XYZ - Color Space

CIE - Cambridge, England, 1931 voiy

tưởng 3 dai luong anh sang lights mau X, Y,

Z cùng phô tương ứng:

Mỗi sóng ánh sáng 2 có thể cảm nhận được

bởi sự kết hợp của 3 đại lượng X,Y,Z

Mô hình - là khối hình không gian 3D X,Y,Z

gom gamut cha tat cả các mầu có thể cảm

nhận được

Color= KX + YY+ ZZ NI

XYZ tristimulus values thay thé cho 3 đại

luong truyén théng RGB 24 y

= Mau được hiểu trên 2 thuật ngữ (Munsell's :

terms) mâu sắc và sắc độ re

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 23

(NHI N

CIE sử dụng 3 giá trị XYZ tristimulus dé hinh thanh nén tap cac giá trị về độ kết tủa mâu - chromaticity mô tả bằng xyz

Ưu diém cua 3 loại mau nguyên lý cơ bản lả có thé sinh ra cac mẫu trên cơ sở tông các đại lượng dương của mâu mới thành phan

Việc chuyên đổi từ không gian mâu 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 tông 3 thành phân cơ bản

x=X/(X+Y+Z), y= Y/(X+Y+Z), z= Z/(X+Y+Z2)

ñ x.y ca |

toạ độ z không được sử dụng

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 24

Trang 5

CIE's 1931 xyY - The chromaticity

coordinates va chromaticity diagram

Chuan CIE xac dinh 3 mau gia thuyét

hypothetical colors, X, Y, and Zlamcoso ™

cho phép trộn mầu theo mô hình 3 thành

phân kích thích - tristimulus model

Không gian mâu hình móng ngựa -

horseshoe-shaped là kết hợp của không

gian toa dé 2D mau-chromaticity x,y va ¥™y

Ax = 700 nm; Ay = 543.1 nm; Az=435.8 „,

nm

Thành phần độ sáng hay độ chói được chi

định chính bằng giá trị đại lượng Y trong

tam kích té tristimulus cua mau sac x

25

M6 hinhCIE xyY “SQ

m Thang đo của Y xuất phát từ điểm trắng trên we —S thắng vuông góc với mặt phăng x„y với giá trị tu 0 ` : y

to 100

m Khỏang màu lớn nhất khi Y=0 tại điểm trắng và bang CIE Illuminant C Day la đáy của hình

a khy tang 1 mau tro nén sang hon va khoang mau hay gam mâu giảm diện tích trên toa do x,y cũng giảm theo

m Tại điểm trên không gian với Y= 100 mầu có sác xám bạc và khoảng mâu ở đây là bé nhật

“Không sử dụng sơ đồ mầu xy„Ÿ như là ánh xạ cho việc chỉ ra quan hệ giữa các

mau

"So do la là không gian phẳng giới hạn bởi đường cong mà phép ánh xạ quan

hệ mâu của không gian quan sát được bị vặn méo

" las dụ: mẫu không thuộc khoảng xanh lục sẽ thuộc phần đỏ hay tím

E002 (00/12 100011 )0/2)

(c) SE/ FI T/ HUT 2002 26

Ưu điểm

Cung câp

thành thông tin của các mô hình mâu khác Ce

1 cách định nghĩa và xác định trực quan va don

Chuan chuyén déi giá trị mầu mà độ bão hoà 03“ ae

CIE-LUV “|

giản về mâu bù thông qua giải thuật hình học có L

thê tính toán

Định nghĩa tự nhiên về sắc thai tint và đơn giản

hoá việc định lượng giá trị của thuộc tính này

Cơ sở cho định nghĩa gam mau (space) cho man

hinh hay thiét bj hién thi Gam cua man hinh

RGB có thê mô tả bằng so dé mau CIE

Sự thay đổi mầu sắc của đối tượng có thể ánh xạ

thành quy dao trén so do CIE

Vi du maximum cua blackbody spectrum ca đối

tượng nung nóng cố thê biểu diễn trên sơ đồ

mâu (c) SE/ FIT/ HUT 2002

À ^- 2 A 4h z TT Ỷ e

*Trong sơ đồ môi đoạn thăng m6 ta su khac biét ve “)

mẫu sắc tương đồng với tỉ lệ bằng nhau a \ a ieb ora TE Be

*Khoang cach gitra 2 đầu của mỗi đoạn thắng được | AV A O31 we in

cảm nhận là như nhau theo CIE 1931 2° standard ae Vi, in

observer | wae

« Chiều dài đoạn thang là biến thiên và có thé rat ch} ng

lớn phụ thuộc vào vị trí cả chúng trên biêu đồ x

*Su khac biét giữa chiều dài của đoạn thắng cũng

chính là sự biên dạng méo giữa các phân của do thị

m_ Đẻ hiệu chỉnh điều đó, sơ đồ tỉ lệ mầu đồng dang-uniform chromaticity scale (UCS) được đưa ra

m SơđồUCS sử dung công thức toán đê chuyên đôi giá trị XYZ hay tọa độ x,y thành 1 cặp các giá trị mdi (u,v) biéu dién 1 cách trực quan và chính xác mô hình 2 chiều

m 1960, CIE chấp nhận loại UCS vảy với tên 1960 CIE u,v Chromaticity Diagram:

(e) SE/ FIT/ HUT 2002 28

CIE u,v Chromaticity Diagram:

m So sánh UCS với so do 1931 diagram trước

đó,khác biệt là sự kéo dài vùng mâu lam-đỏ

blue-red của sơ đồ và sưh thay đổi vị trí của

điểm chói trang dan dén giảm trông thấy sự

khác biệt của vùng mâu lục

Ý

m Tynhiên điều đó vẫn không thoả mãn cho

đên năm1975,

m 1976 CIE đưa ra sự sửa đôi cha so dé u,v

thay bằng 2 giá trị mới (z,v”) bang cach

nhân v với 1.5

m Sơ đồ mới có dạng chuyển đổi

mw uw=u

my '=l.5y,

(c) SE/ FI T/ HUT 2002

CRW)

m Ty không phải là toàn điện nhưng sơ đồ ø“v' đưa ra sự đồng đạng tốt hơn han so với

u,v

m đoạn thắng trong sơ đồ w',y' cling cé hinh dang giéng như trong x,y nhưng quan sát cho thay ching gần như đồng dạng với nhau

m Một điểm khác biệt tạo dé tạo nên mô hình CIELUV là sự thay thang đo giá trị độ

sáng Y bang thang do L*

m Thang đo của Y là tỉ lệ đồng dạng của độ sáng với các bước thay đôi là bằng nhau

m Tuy nhiên tỉ lệ này chưa thoả đáng khi biểu diễn sự khác biệt tương đương về độ sáng

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 30

Trang 6

CNTT - DHBK Hanoi

8682595

Oe Ey)

m 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 thập hay cao cũng như điêm nằm giữa

m Sử dụng công thức toán, giá trị Ÿ chuyên thành giá trị khác xấp xi và đồng

dạng đề chỉ ra sự khác biệt 1 cách dé dang

= Thang do moi L*, gần giống với thang do hệ thong Munsell Sy khac biệt rõ

ràng nhat la L* sử dụng thang đo 0-100, trong khi Munsell's sử dụng thang đo

0-10

m Thang do độ sáng /* được sử dụng trong CIELAB cũng như CIELUV Giá trị

cua CIELUV tuong tu CIEXYZ va CIE xy¥ la tinh doc lap thiét bị và vì vậy

ore not restrained by gamut

m Việc phát triển theo CIEXYZ và x„Y sẽ cho phép biêu diễn không gian mầu

đồng dạng tốt hơn

(c) SE/ FI T/ HUT 2002 31

CIE-LAB Ss)

CIELAB la hé thong thứ 2 được CIE chấp nhận năm

1976 như là mô hình mau dé biéu diễn tốt hơn giá trị mau đồng dạng

CIELAB là hệ thống màu đối nghịch dựa trên hệ thống

cua Richard Hunter [1942] goi la L, a, b

Sự đối mâu được phát hiện ra vào khoảng giữa năm 60s hat: tai 1 vi trí giữa than kinh thị giác và não hay võng mạc sự kích thích mẫu được chuyên thành sự khác biệt gữa tôi và sáng (light and dark) giữa đỏ và luc( red and green), gitra lam va vang( blue and yellow)

CIELAB biéu dién cac giá trị này trên 3 trục: L*, a*,

and b* CIE L*a*b* Space.) Truc dimg trung tam biéu diễn độ sáng L* với các giá trị chạy từ (black) tới 100 (white)

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 32

CIE - LAB

= Truc mau dua theo nguyên lý: mâu không thể ca do lan luc hay

lam va vàng vì chúng 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 mẫu đỏ trong khi đó âm chỉ ra tông

mau x

m Trên trục b-b', mầu vàng dương và lam âm

m Trên cả 2 trục Zero cho mau xam

m Như vậy giá trị chỉ cần 2 trục mà còn độ sáng hay mức độ xám sử dụng trục

(L*), khác biệt hắn với RGB, CMY or XYZ độ sáng phụ thuộc vào tông

tương quan của các kênh mau

m= CIELAB va desktop color

m Độc lập thiét bi (unlike RGB and CMYK),

= Lamé hinh mau co sé cho Adobe PostScript (level 2 and level 3)

m được dùng là mô hình quản lý mâu độc lập thiét bi cho ICC (International Color

Consortium

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 33

Gamut Comparisons

Monitor Gamut

common monitor only

Printer Gamut printer only

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 34

Gamut Handling

common gamut scale gamut clip

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 35

XYZ — RGB Conversion

= Ultimate goal: select most appropriate RGB values to match the hue and luminance of a spectral source

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 36

Trang 7

O(A) > XYZ Conversion

u The first stage is to determine the XYZ tristimulus values

required to match the spectral source:

780

xe [r@ocnaa Y= [PMO z= [raoae

= Tristimulus curves available in tabular form, so

approximate integral with a summation:

80 a ~r+ :

XxŸ 3I@(A@0)A4 Ï*À3? OC) „- HL

i where A(/)=380+40;, AZ 2 20]40))A

(c) SE/ FI T/ HUT 2002 37

RGB —> XYZ Conversion

= Now determine the linear transformation which maps RGB tristimulus values to XYZ values

= This matrix is different for each monitor (1.¢ different monitor phosphors)

= Monitors have a finite luminance range (typically 100 cd/m), 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

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 38

RGB > XYZ Conversion

= Recall linear relationship between XYZ and RGB spaces:

x a 4 a/R

Y |=|@, 4 @;|/G

⁄ a, A, a;|B

= Linear system can be solved if positions of 3 colours are

known in both spaces

= Sometimes manufacturers provide tristimulus values for

monitor phosphors = (X,, Y,, Z,) (Xg, Ya, Z,) (Xp, Yp» Zp)

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 39

RGB —> XYZ Conversion

= Solution of the linear system:

Pal bal bake

G|=|0|>)] ¥ |= Y,

m and similarly for G= 1 and B= 1

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 40

m The opposite transformation is given by the inverse of the

original RGB G XYZ matrix:

Coz =M, non ›xvZCRGB

C, A ll

“RGB ` Mice sv xrz

= We can thus determine an RGB value associated with the

XYZ value determined earlier from P(A)

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 41

= Usually XYZ tristimulus values for each phosphor not provided

= Manufacturers provide the chromaticity co-ordinates of the phosphors and the whitepoint (colour when R = G =B = 1):

(x,y) (4,V4) („, 1,) CLEA)

m finally we need to know the luminance of the whitepoint given as Y

ede) aaa aha bez esd eee

=X =x, BE) i TP, 2 =(1-x, TU)”,

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 42

Trang 8

CNTT - DHBK Hanoi

8682595

= Similar conditions hold for (X,, Y,, Z,) and (X,, Y,, 2)

= Therefore the only unknowns are E,, E, and E,

xX x,E, XE, XyE R

Y T JE, VE, 3l G

m but we also require that:

xt 1 Kiel ail

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 43

m First we need to determine (X,, Y,,, Z,) given (x, Yw> Vw:

¥ Vi

J, =o 2H, 1,42, =>

DU 0á u22 vi,

a

Xe TY A

“X =x 4 andalso Z, =(I-x, ¬— w Ww

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 44

= To determine values for E,, E, and E, we observe that

Xx, ƒ xX g xX e Xx, w

if R+G+B=W then) Y, |+| Y, |+) Y, [=| F,

ys " 4, g Y g Z w

A SAP A A, 4 x Xe,

m and similarly for Y,, and Z,, leading to a new linear

system in no unknowns therefore we can solve for E,, E,

and E,,:

XG) Eve X, ON E,

2% HH (lax, a4) (1-x, —y,) 4,

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 45

Chuyên đổi không gian mâu Color Spaces

m Công thức chuyên đổi R' Xr XG Xe) R

aN

= Mau RGB cua man hinh 2 tuong ;

ứng với RGB của màn hình 1 theo B Zr Zo Ze|B

công thức chuyên đổi

(c) SE/ FIT/ HUT 2002 46

Sharing colours between monitors

= If we wish to guarantee that a colour on monitor | 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

= Different RGB values may be required for a match with the

colour on each monitor (call these C, and C,)

= Each monitor has its own conversion matrix (denote by M,

and M;) Œ=M'MC,

m Therefore:

(c) SE/ FI T/ HUT 2002 47

Tiêu đề	Màu sắc trong đồ họa – Color model
Trường học	Đại học Bách Khoa Hà Nội
Chuyên ngành	Công nghệ thông tin
Thể loại	Bài
Năm xuất bản	2002
Thành phố	Hà Nội

Định dạng
Số trang	8
Dung lượng	1,01 MB