Цветовая модель CIE — это математическая модель, описывающая, как цвета могут быть представлены с помощью числовых значений. CIE означает Международная комиссия по освещению (Commission Internationale de l'Eclairage), организация, которая разработала эту модель в 1930-х годах.
В начале 20-го века не существовало стандартизированного способа количественной оценки или описания цветов. Были предложены различные системы порядка цветов, такие как цветовая система Манселла и цветовая система Оствальда, но не было единого мнения о том, какую из них использовать.
Чтобы решить эту проблему, в 1913 году была создана CIE для стандартизации различных аспектов света и цвета, включая единицы измерения, методы измерения и математические инструменты для описания цвета. В 1931 году CIE определила первое стандартизированное цветовое пространство, названное CIE 1931 XYZ. Это было монументальное достижение, которое впервые позволило точно передавать цвета между различными дисциплинами.
Цветовое пространство CIE XYZ основано на концепции трехцветных значений. Трехцветные значения представляют собой количества трех основных цветов (красного, зеленого и синего), необходимые для получения желаемого цвета. Вот некоторые ключевые моменты о трехцветных значениях:
Указав трехцветные значения X, Y и Z цвета, его можно точно передать и воспроизвести.
Ключевым аспектом цветовой модели CIE является стандартизированный наблюдатель. Это представляет собой модель зрительной системы человека, в частности, как среднестатистический человек воспринимает цвет.
CIE определила кривые спектральной чувствительности, которые представляют, на сколько видимого света реагируют колбочки человеческого глаза на каждой длине волны. Эти кривые были определены в ходе экспериментов, проведенных на людях в 1920-х годах. Кривые были усреднены для разработки модели, называемой стандартным наблюдателем 2-степени.
Эта модель наблюдателя позволяет количественно определять различные источники света и объекты стандартным способом. Трехцветные значения цвета вычисляются путем умножения спектрального распределения мощности света на стандартные кривые наблюдателя.
Диаграмма цветности CIE отображает цветность различных цветов на двухмерном графике. Цветность относится к тону и насыщенности цвета, независимо от его яркости.
Диаграмма цветности представляет собой подковообразный график, определяемый этими осями:
Координаты цветности x и y рассчитываются из трехцветных значений следующим образом:
Вот пример диаграммы цветности CIE 1931:
Основные моменты, которые следует отметить в этой диаграмме:
Указав координаты цветности x и y, а также яркость Y, можно точно воспроизвести любой цвет.
В науке о цвете источник света относится к спектральному распределению мощности источника света, освещающего объект. Различные стандартные источники света определены CIE для обеспечения общей ссылки на источники света.
Вот некоторые важные стандартные источники света CIE и их характеристики:
| Освещение | Описание |
|---|---|
| D65 | Представляет собой средний дневной свет с цветовой температурой 6500 К. |
| A | Представляет собой свет от вольфрамовой лампы накаливания при 2856 К. |
| F2 | Представляет собой холодную белую люминесцентную лампу при 4230 К. |
| E | Освещение с одинаковой энергией — имеет одинаковую мощность во всех длины волн. |
Эти стандартные источники света позволяют сравнивать цвета при постоянных условиях освещения для критической работы по сопоставлению цветов.
Вот некоторые ключевые преимущества использования цветовой модели CIE:
Цветовая модель CIE широко используется для следующих приложений:
В целом, цветовая модель CIE лежит в основе большинства аспектов современной науки о цвете и инженерных приложений.
Несмотря на широкое распространение, цветовая модель CIE имеет некоторые ограничения:
В целом, однако, структура CIE предлагает мощный инструмент для спецификации цвета даже с этими ограничениями.
Цветовая модель CIE фундаментально преобразила науку о цвете с момента ее появления в 1930-х годах. Предоставляя стандартизированный, количественный способ определения цветов на основе человеческого зрения, она позволила передавать и воспроизводить цвета с беспрецедентной точностью.
Хотя более новые цветовые модели устраняют некоторые из ее ограничений, CIE остается глубоко укорененной во всех аспектах современной цветовой технологии, от дисплеев до освещения, фотографии и не только. Строгость и универсальность колориметрии CIE обеспечат ее актуальность для любых будущих достижений в науке о цвете.