Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 1/32 Ing. Jan Buriánek Katedra softwarového inženýrství Fakulta informačních technologií České vysoké učení technické v Praze Jan Buriánek, 2010 Multimediální a grafické aplikace (BI-MGA), ZS 2010/11, Přednáška 3 MI-POA Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 2/32 Témata Obsah Barva a její reprezentace Vnímání a interpretace barev Barevné prostory
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 3/32 Zdroje informací Studijní materiál Computer Graphics: Principles and Practice, James D. Foley, Andries van Dam, Steven K. Feiner, John F. Hughes, Addison-Wesley, 1995 Správa barev, průvodce profesionála, Bruce Fraser, Chris Murphy, Fred Bunting, Computer Press, 2003
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 4/32 Co je to barva? Barva a její reprezentace Reprezentace barvy
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 5/32 Barva a její reprezentace Grassmanovy zákony (1854) lidské oko vnímá: dominantní vlnovou délku (odstín, hue ) čistotu barvy (sytost, saturation ) intenzitu (jas, brightness ) Barvy lze aditivně skládat (A = B, C = D => A + C = B + D)
Barva a její reprezentace Senzorický vstup == oko Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 6/32
Barva a její reprezentace Sítnice oka Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 7/32
Perceptuální pohled Psychofyzické pokusy Pan Marr a jeho Depth from X Vnímání a interpretace barev Viditelné spektrum 320nm and 800nm Nejcitlivější rhodopsin ~550nm (gray) Retinální vidění Tři typy senzorů (Photosensitive cells) Čípky/Cones (vnímání barev), citlivost na červenou (558 nm), modrou (419 nm) a zelenou (531 nm), soustředěno v žlutém tělísku Tyčinky/Rods (vnímání odstínu, černobílé vidění, velmi citlivé) Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 8/32
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 9/32 Vnímání a interpretace barev Rozložení čípků a tyčinek
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 10/32 Vnímání a interpretace barev Předzpracování barev
Lidské vnímání barev Vnímání a interpretace barev Adaptace dynamického rozsahu Adaptace na bílou Efekt okolního kontextu Určení rozdílů odstínů Časová sumace Sukcesivní kontrast Nerovnoměrná citlivost na barevné spektrum Spektrální citlivost má peak 555 nm Stereoskopické vidění! (2D placka není realita 3D) Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 11/32
Vnímání a interpretace barev Vnímání barev je vždy subjektivní (1/2) 50Hz není vždy dostatečné (FastTV koncept z IBC08 ) různá citlivost na červenou (0.3), zelenou (0.6) a modrou (0.1) barvu střed žluté skvrny téměř neobsahuje modré čípky zaostřuje se podle jasové složky (Y = R + G) nelze dobře zaostřit na rozdíly v modré složce integrační schopnost sítnice vnímáme samostatné tečky a zároveň jejich hustotu umožňuje použít rozptylovací metody vliv okolí ( surround ) vjem barvy závisí na okolních barvách/intenzitách hnědá barva neexistuje Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 12/32
Vnímání a interpretace barev Vnímání barev je vždy subjektivní (2/2) větší rozlišovací schopnost ve svislém a vodorovném směru, v šikmých směrech asi o 30% menší přeostřování na barvy vzdálené ve spektru setrvačnost ( afterimage ) očekávání ( expectation ), psycho-fyziologická vlastnost čočka a sklivec se zbarvují stále více do žluta ve stáří klesá schopnost vidět krátké vlnové délky vady barevného vidění: splynutí červeného a zeleného pigmentu (nebo absence jednoho z nich) - nejčastější vada chybí modrý pigment chybějí čípky vůbec ( monochromats ) Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 13/32
Vnímání a interpretace barev Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 14/32
Vnímání a interpretace barev Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 15/32
Vnímání a interpretace barev Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 16/32
Vnímání a interpretace barev Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 17/32
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 18/32 Doporučení plynoucí z obecných vlastností oka používat barvy střízlivě maximálně 4-6 různých barev, odstínů může být víc nekreslit malé objekty a tenké čáry modře málo modrého pigmentu ve středu žluté skvrny na pozadí nepoužívat červenou a zelenou modrá i žlutá vyhovují nekreslit vedle sebe syté barvy daleko ve spektru používat barvy logicky a konzistentně
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 19/32 Fyzikální pohled Vnímání a interpretace barev Světlo je vlnění Různé vlnové délky a jejich vzorkování Oprostěno od subjektivního vnímání barev jen standardy CIE, IBU a ISO Viditelné spektrum 380 nm (purpurová) do 780 nm (červená) (Pozn. 1 nanometr = 1 nm = 10-9 m)
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 20/32 CIE standardizace Vnímání a interpretace barev 1931 Commission International de l Exlairage CIE (x,y) chromatický diagram = X/(X+Y+Z), y = Y/(X+Y+Z), z = Z/(X+Y+Z)
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 21/32 Vnímání a interpretace barev CMF (Color Matching Functions) experiment Využíval Grasmanův zákon (linearita skládání barev)
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 22/32 Vnímání a interpretace barev CMF (Color Matching Functions) experiment RGB
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 23/32 Vnímání a interpretace barev CMF (Color Matching Functions) experiment XYZ
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 24/32 CIE (x,y) diagram Vnímání a interpretace barev
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 25/32 CIE (x,y) diagram Vnímání a interpretace barev
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 26/32 Gamut Vnímání a interpretace barev
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 27/32 Vnímání a interpretace barev Gamut
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 28/32 Barevný objem (CIE) Barevné prostory
Barevné prostory Barevné prostory Rotace barevného prostoru CIE Různá hustota barevného objemu Typ barevného prostoru = parametrizace barevného objemu Digitální reprezentace = vektor čísel/parametrů barevného prostoru Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 29/32
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 30/32 RGB CIE YCbCr YUV Lab Luv HSV HSI Barevné prostory
Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 31/32 RGB CIE YCbCr YUV Lab Luv HSV HSI Barevné prostory
Děkuji Dotazy Ing. Jan Buriánek (ČVUT FIT) Barvy a barevné prostory I BI-MGA, 2010, Přednáška 3 32/32