3.3 Модель xyY − нормированный вариант модели XYZ
Работать с трехмерными графиками достаточно сложно, поэтому для удобства использования данного цветового пространства был разработан его нормированный вариант − хуY (рис. 3.3), являющийся двухмерным аналогом полного цветового пространства XYZ [6]. В нем введены нормированные значения цветовых координат:
х = Х/(Х + Y + Z),
y = Y/(X +Y + Z),
z = Z/(X + Y + Z),
где х + у + z =1.
Рис. 3.3. Схема преобразования трехмерной цветовой системы XYZ в двухмерное нормированное цветовое пространство хy
Поэтому величина z может быть легко определена на основе известных значений цветовых координат х и у: z = 1 − у − х.
В нормированном варианте xyY модели величина Y определяет не имеющую прямого отношения к цвету яркость, поскольку для полного описания цвета кроме цветности необходимо учитывать и ее.
Эта модель достаточно наглядна и популярна, поскольку именно в координатах ху принято изображать цветовой охват глаза (локус), включающий все наблюдаемые цвета. Цветовые охваты (gamut) всех реальных устройств, используемых в технологии работы с цветом, находятся внутри этого локуса (рис. 3.4), что удобно, например, при сопоставлении цветовых охватов разных устройств, входящих в состав настольных издательских систем.
Международная комиссия по освещению решила ориентировать треугольник XYZ таким образом, что равные количества гипотетических основных цветов XYZ давали в сумме белый цвет. В центре треугольника находится опорный белый цвет − точка равных энергий с координатами х = у = 0,33.
Координаты точки опорного белого цвета зависят от источника освещения.
Для компьютерной графики можно отметить две наиболее важные области применения МКО-системы.
1. Определение цветового охвата устройств ввода, вывода и преобразования цветовой информации.
2. Выполнение взаимного конвертирования цветов различных цветовых моделей.
Все цвета, которые лежат внутри графика МКО или на его границе, являются физически реализуемыми. Поэтому их можно применять для получения новых цветов путем смешивания. Если отметить три таких цвета и соединить принадлежащие им точки прямыми линиями, то образуемая ими геометрическая фигура (треугольник) будет характеризовать цветовой охват устройства, в котором эти три цвета используются в качестве основных для аддитивного цветового синтеза. В цветовой охват полученного гипотетического устройства будут входить все цвета, попадающие внутрь построенного треугольника, включая и граничные линии (рис. 3.4).
Цветовой охват носителя информации не всегда имеет форму треугольника. В частности, для печатной продукции, где используется субтрактивный синтез (в процессе печати красками, чернилами, красителями и т.д.), цветовой охват принимает форму шестиугольника (рис. 2.10, 3.4).
Рис. 3.4. Пример сопоставления цветовых охватов различных устройств с помощью системы MKO: сплошная линия − цветовой охват монитора; пунктир − цветовой охват принтера
Наряду с достоинствами цветовой системе xyY также присущи недостатки, это:
• сложность учета яркости;
• неравномерность, проявляющаяся в том, что небольшое изменение длины световой волны в одной области цветового пространства может остаться практически незамеченным, в то время как изменение на такую же величину другого цвета будет просто катастрофическим. Указанная неравномерность составляет 80:1.
Поэтому система xyY непригодна для оценки количественного выражения цветовых различий. Для проведения такого сравнения необходима система, в которой расстояние между точками для любых цветов было бы прямо пропорционально визуально наблюдаемому различию между ними. При этом единица длины, соответствующая одному порогу цветоразличия, должна быть постоянной в любой области цветового пространства. Система с такими свойствами называется равноконтрастной.
К настоящему времени разработано множество равноконтрастных колориметрических систем, основанных на различных принципах; среди них самое широкое практическое применение нашла система CIE Lab.