claudio.oleari@fis.uipr.it Claudio Oleari Uiversità degli Studi di Parma - Dipartimeto di Fisica Campus, Viale GP Usberti 7/A 43100 Parma tel 051-90514 Colorimetria psicometrica: CIELAB 6 COLORIMETRIA per i Bei Culturali Claudio Oleari, Uiversità di Parma 1
VISIONE IN SITUAZIONE DI CONTROLLO CIELAB CIE 1931 A D65
SCALE PSICOMETRICHE E SISTEMI STANDARD CIE 1976 scopo: specificare il colore come percepito (etro il limite di MacAdam) 1. colore o lumioso o superficiale. colore autolumioso (i geerale a bassa purezza) Le soluzioi CIE 1976 (o defiitive) CIELUV e CIELAB tegoo coto 1. dell adattameto all illumiate, suppoedo che sfodo e cotoro abbiao la cromaticità dell illumiate. della o liearità della brillaza rispetto alla lumiaza 3. delle soglie di discrimiazioe del colore Il colore psicometrico, come defiito dalla CIE, è specificato dalle segueti gradezze chiarezza o chiarore psicometrico {lightess} agolo di tita psicometrico {hue-agle} croma psicometrica {chroma} lo spazio del colore è ora metrico e o più vettoriale!! LIMITI DEL SISTEMA CIELAB La CIE (CIE publicatio. 15., II ed., Colorimetry, CIE Wie 1986) afferma: Lo spazio CIELAB (come pure il CIELUV) è cocepito per cofrotare differeze tra oggetti colorati della stessa dimesioe e forma, visti sullo stesso sfodo, da biaco a grigio medio, da u osservatore fotopicamete adattato a u campo di cromaticità o molto diversa da quella della luce diura media. Il sistema CIELAB si basa su trasformazioi di vo Kries modificate e o è i grado di prevedere correttamete le tite. Il sistema CIELAB è idipedete dal livello di lumiaza, quidi o prevede gli effetti Hut e Steves. Il sistema CIELAB è idipedete dallo sfodo e dalla corice, quidi o prevede il cotrasto simultaeo e i risultati di Bartleso-Breema che deuciao dipedeza del cotrasto d immagie dalla lumiaza relativa dello sfodo. Il sistema CIELAB o cosete la completa elimiazioe dell iflusso dell illumiate (molto importate el passaggio tra diversi mezzi di riproduzioe). Il sistema CIELAB o cosidera gradezze correlate alla brillaza e alla pieezza di colore, attributi assoluti dell appareza. 3
(Steves power law) Chiarezza L* CIE 1976 [per l osservatore CIE 1931 e CIE 1964 (co pedice 10 )] chiarezza = attributo della sesazioe visiva dovuta a colori superficiali i relazioe al biaco di riferimeto chiarezza L* CIE 76 per l illumiate (x, y ) è fuzioe del fattore di lumiaza percetuale Y del colore superficiale i esame (, Y, Z) i relazioe a quello del perfetto diffusore (, Y = 100, Z ) L* = 116 (Y / Y ) 1/3 16 per (Y / Y ) > 0.008856 L* = 903.3 (Y / Y ) per (Y / Y ) 0.008856 (9/3) 3 903.3, (6/9) 3 0.008856, La scala della chiarezza L* è scritta i accordo co la scelta della radice cubica è co ottima approssimazioe uiforme è defiita ell itervallo 0 100 igora l effetto Helmholtz-Kohlraush e il crispeig ) L* = 116 (Y / Y ) 1/3 16 per (Y / Y ) > 0.008856 L* = 903.3 (Y / Y ) per (Y / Y ) 0.008856 L* 7.9996 8 (4/116) 3 0.008856 Y/Y L* Y/Y 4
5 CIELAB coordiate CIELAB dove [7.787 (9/3) 3 /116 =841/108] e aalogamete per e (, Y = 100, Z ) è il vettore del perfetto diffusore (, Y = 100, Z ) illumiato dall illumiate scelto. = = Z Z f Y Y f b Y Y f f a 00 * 500 * + = > = 0.008856 e 116 16 7.787 0.008856 e 1/3 f f r p r p Z Z Y Y e 16 116 * = Y Y f L
giallo chiaro verde blu scuro rosso L* b* a* I coordiate cilidriche si ha l agolo di tita la croma h ab = arcta[b* / a*] C* ab = [a* + b* ] 1/ misurato i gradi L* b* b* C* ab h ab (i gradi) a* a* 6
coordiate cilidriche: L* l agolo di tita h ab = arcta[b* / a*] (misurato i gradi) la croma C* ab = [a* + b* ] 1/ h ab C ab * 7
Spazio metrico e o più vettoriale!! co differeza tra colori = distaza euclidea E* ab = [(L* 1 L* ) + (a* 1 a* ) + (b* 1 b* ) ] 1/ = = [( L*) + ( a*) + ( b*) ] 1/ Le coordiate b* e a* rappresetao le due oppoeze secodo l ipotesi di Herig 8
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b* 10 Limite di MacAdam el sistema CIELAB, osservatore CIE 1964 e illumiate D 65 90 95 98 a* 10 80 70 60 50 40 b* 10 50 40 30 0 10 5 a* 10 CLR_TRS1.bas FORMULE PER LA DIFFERENZA DI COLORE CIE CMC CIE94 CIEDE000 10
Dati BFD b 10 * a 10 * FORMULE PER LA DIFFERENZA DI COLORE Differeza di colore percettibile Differeza di colore accettabile Formula per la differeza di Colore CIELAB 1976 Geeralmete valida per l osservatore supplemetare CIE 1964 i coordiate Cartesiae (L*, a*, b*) L*= L* 1 L* a*= a* 1 a* b*= b* 1 b* E* ab = [( L*) + ( a*) + ( b*) ] 1/ 11
i coordiate cilidriche (L*, C* ab, h ab ) E* ab = [( L*) + ( C* ab ) + ( H* ab ) ] 1/ co C* ab = [(C* ab ) (C* ab,ref ) ] 1/ H* ab = [( E* ab ) ( L*) ( C* ab ) ] 1/ H* ab C* ab h ab (π / 180) per piccole differeze di colore H* ab ) 1/ L* b* QS = L* Q RP = C* ab SR = H* ab C* ab h ab E ab PQ = E ab = ( L* + C* ab + L* P S R H* ab a* Formula per la differeza di colore CMC(l:c) elissoide ello spazio (L*, C* ab, H* ab ) E CMC L * Cab * Hab * ( l: c) = + lsl + csc S H (per l = 1 e c = 1 soglia di differeza di colore appea distiguible; per l > 1 e/o c > 1 differeze di colore percettibili ma accettabili dal mercato), co i cui S L = 0.040975 L* / (1 + 0.01765 L*), ivece per L* < 16 si ha S L = 0.511 S C = [0.0638 C* ab / (1 + 0.0131 C* ab )] + 0.638 S H = S C (T f + 1 f) f = {(C* ab ) 4 / [(C* ab ) 4 + 1900]} T = 0.36 + 0.4cos(h ab + 35), ivece per 164 < h ab < 345 si ha T = 0.36 + 0. cos(h ab + 168). 1/ 1
Formula per la differeza di colore CIE 1994 ellissoide ello spazio (L*, C* ab, H* ab ) co 1 / L * Cab * Hab * ECIE ( kl: kc: kh ) = + klsl + kcsc khsh S L = 1 S C = 1 + 0.045 C* ab S H = 1 + 0.015 C* ab (per k L = 1, k C = 1 e k H = 1 soglia di differeza di colore appea distiguibile; per k L > 1 e/o k C > 1 e/o k H > 1 differeze di colore percettibili ma accettabili dal mercato). b* 10 b*10 E CIE 94 (1:1:1) E CMC (1:1) a* 10 a*10 Reticolo OSA L osa =0 13
CIEDE000 Colour differece formula 1) M. R. Luo, G. Cui, B. Rigg, The Developmet of the CIE 000 Colour-Differece Formula: CIEDE000, Color Research ad Applicatio 6, 340-350 (001). ) CIE Techical Report: Improvemet to Idustrial Colour-Differece Evaluatio. CIE Pub No 14-001. Viea: Cetral Bureau of the CIE (001). La più recete formula per la differeza del colore pubblicata dalla CIE è la CIEDE000 ed è idicata co E 00. Questa formula è defiita su uove coordiate, fuzioi delle coordiate CIELAB L ' = L* a ' = (1 + G) a * b ' = b* C ' = a' + b' 1 b' h' = ta a' * C ab co G = 0.5 1 * 7 Cab * 7 ab + 5 dove è la media aritmetica dei valori relativi alla coppia di colori a cofroto. C * C ab 7 CIEDE000: uova formula per piccole differeze di colore della CIE deotata col simbolo E 00 E 00 = L' klsl C' + kcsc H ' + kh SH + R T C' kcsc H ' kh SH b 10 * Altri dati oltre ai dati BFD a 10 * 14
La formula CIEDE000 è i cui S L E 00 = L' klsl 0.015( L ' 50) = 1+ 0 + ( L ' 50) C' + kcsc H ' + kh SH + R T C' H ' kcsc kh SH, S C = 1+ 0.045C ', =1+ 0.015C ' T S H T = 1 0.17 cos( h ' 30 ) + 0.4 cos(h ') + 0.3cos(3h ' + 6 ) 0.0 cos(4h ' 63 ) R = se( θ ) co θ = 30 exp ( h ' 75 )/ 5 e co co T R C 7 C ' R C = 7 7 L ' = L' b L' s h ' = h' b h' s C ' + 5 C ' = C' b C', s, { [ ] } h' H ' = C' b C' s se, dove il pedice s distigue lo stadard dal campioe b e L', C ', h' soo la medie aritmetiche di valutate tra campioe e stadard, e k, k, k L C H soo fattori parametrici da scegliere i relazioe alla tessitura e alle codizioi di visioe dei campioi i esame (ua scelta geeralmete valida è 1,1,1). Occorre particolare attezioe el calcolare el caso i cui si cosiderio colori co agolo di tita apparteeti a differeti quadrati, per es. se lo stadard e il campioe hao rispettivamete agoli di tita di 90 e 300 il valore medio 195 è diverso dal valore corretto che è 15. Per evitare l errore occorre valutare la differeza assoluta tra i due agoli di tita. Se tale differeza è iferiore di 180 si cosidera la media aritmetica degli agoli di tita, altrimeti si deve sottrarre 360 all agolo di tita maggiore e quidi fare la media aritmetica. 15