씨캠02

색채측정학에서 CIECAM02는 2002년 국제조명위원회(CIE) 기술위원회 8-01(색채관리시스템에 대한 색채모형 모델링)에서 발표한 색채모형 모델이며, CIECAM97s의 후속 모델이다.^[1]

모델의 두 가지 주요 부분은 색채적응 변환인 CIECAT02이며, 색채의 6가지 기술적으로 정의된 색채모양 차원에 대한 수학 상관관계를 계산하는 방정식이다: 밝기(휘도), 밝기, 색채, 포화, 색채, 색조.

밝기는 물체가 주변 환경에 따라 얼마나 밝게 나타나는지, 물체가 어떻게 조명되는지를 주관적으로 보여주는 모습이다. 가벼움은 색이 얼마나 밝은지 주관적으로 보여주는 모습이다. 화려함은 색과 회색의 차이다. 크로마는 비슷한 시야 조건에서 흰색으로 나타나는 또 다른 색의 밝기에 상대적인 화려함이다. 이것은 주어진 크로마의 표면이 조도가 증가함에 따라 색상이 증가한다는 사실을 가능하게 한다. 포화는 자신의 밝기에 비례하는 색의 화려함이다. 색조는 자극이 빨강, 초록, 파랑, 노란색으로 묘사되는 자극과 비슷하거나 다른 것으로 묘사될 수 있는 정도, 이른바 독특한 색조다. 물체의 외관을 구성하는 색은 물체의 표면을 구성하는 색상을 말할 때 빛과 색의 측면에서, 물체에 의해 방출되거나 반사되는 빛을 말할 때 밝기, 포화, 화려함의 측면에서 가장 잘 설명된다.

CIECAM02는 자극의 삼분해 값, 적응 백점, 적응 배경 및 주변 휘도 정보, 관찰자의 광원 할인 여부(색상 항상성이 유효함)를 입력한다. 모델은 이러한 외관 속성을 예측하는 데 사용될 수도 있고, 뚜렷한 시야 조건에 대한 전진 및 역진 구현으로 해당 색상을 계산하는 데 사용될 수도 있다.

윈도 비스타에 도입된 윈도 컬러 시스템은 캐논의 규아노스(キanアノ) 기술을 이용해 출력 장치 사이에 이미지 게이머츠를 매핑하고, 차례로 컬러 매칭에는 CIECAM02를 사용한다.^[2]

보기 조건

내부 원은 자극이며, 이 자극으로부터 2° 표준 관찰자를 사용하여 CIE XYZ에서 3차원 값을 측정해야 한다. 중간 원은 근위부 장으로, 2° 더 확장된다. 바깥 원은 배경이며, 10°까지 도달하며, 이로부터 상대 휘도(Y_b)를 측정해야 한다. 근위부가 배경과 같은 색이면 배경은 자극에 인접한 것으로 간주한다. 디스플레이 필드(디스플레이 영역, 뷰잉 영역)를 구성하는 원 너머에는 서라운드 영역(또는 주변 영역)이 있어 전체 룸으로 간주할 수 있다. 근위부 필드, 배경 및 주변부의 총체성을 적응 필드(적응을 지원하는 시야 필드 - 시력의 한계까지 확장)라고 한다.^[3]

문헌을 언급할 때 채택된 백점(계산적 백점)과 채택된 백점(관찰자 백점)의 차이점을 알고 있는 것도 유용하다.^[4] 이러한 구별은 정신물리학적 현상이 작용하는 혼합 모드 조명에서 중요할 수 있다. 이것은 연구 대상이다.

매개변수 결정표

CIECAM02는 이 문서의 나머지 부분을 참조하기 위해 여기에서 정의된 관련 매개변수와 함께 평균, 어둡고 어두운 세 가지 서라운드(잉)를 정의한다.^[5]

• S_R = L_sw / L_dw: 서라운드 필드에서 측정된 기준 흰색(흰색 점)의 절대 휘도와 표시 영역의 비율 0.2 계수는 "회색 세계" 가정(약 18%–20% 반사율)에서 도출된다. 서라운드 휘도가 중간 회색보다 어둡거나 밝은지 시험한다.
• F: 적응 정도를 결정하는 요인
• c: 주변 영향
• N_c: 색도 유도 계수

중간 조건의 경우 이러한 값은 선형적으로 보간될 수 있다.^[5]

나중에 필요할 수량인 적응장의 절대 휘도는 광도계로 측정해야 한다. 사용할 수 없는 경우 참조 화이트를 사용하여 계산할 수 있다.

${\displaystyle L_{A}={\frac {E_{w}}{\pi }}{\frac {Y_{b}}}{\frac {\frac}}}}{\pi}}}}{\frac}}}}Y_{w}}={\frac {L_{W}Y_{b}}}}{{b}}}}{{b}}}}}}}{{b}}}}{Y_{w}}}}}$

여기서 Y는_b 배경의 상대적 휘도, E_w = lL은_W 럭스의 기준 백인의 조도, L은_W cd/m의² 기준 백인의 절대 휘도, Y는_w 적응 분야의 기준 백인의 상대 휘도다. 알 수 없는 경우 적응 필드는 평균 반사율("회색 월드" 가정)을 갖는다고 가정할 수 있다. L_A = L_W / 5.

참고: 참조 화이트의 절대 휘도 L_W(cd/m²)과 LMS 색상 공간에서 레드콘 반응 L_w(red con response)을 혼동하지 않도록 주의해야 한다.

색채적응

요약

1. 적응을 준비하려면 "예리하게 날카로워진" CAT02 LMS 공간으로 변환하십시오. 스펙트럼 샤프닝은 보다 날카롭고 집중된 스펙트럼 민감도 집합에서 비롯되었을 삼분해 값을 새로운 값으로 변환하는 것이다. 이것은 특히 푸른 지역에서 색의 항상성을 돕는다고 주장한다.(Compare Finlayson et al. 94, Spectrum Sharping:색 항상성 개선을 위한 센서 변환)
2. CAT02("수정된 CMCCAT2000 변환"이라고도 함)를 사용하여 색도 적응을 수행하십시오.
3. 원뿔 기초에 가까운 LMS 공간으로 변환하십시오. 지각 속성의 상관관계를 예측하는 것이 그러한 공간에서 가장 잘 수행된다고 주장한다.^[5]
4. 적응 후 원뿔 응답 압축 수행

CAT02

XYZ에서 일련의 삼분해 값을 지정하면 해당 LMS 값은 M_CAT02 변환 매트릭스(CIE 1931 2° 표준 색도 측정 관찰자를 사용하여 계산)에 의해 결정될 수 있다.^[1] 시험 조명의 표본 색상은 다음과 같다.

${\displaystyle {\bmatrix}L\\M\\S\end{bmatrix}=\mathbf {M} _{\mathit {CAT02}{\begin{bmatrix}X\\\Y\\Z\end{bmatrix}},\quad \mathbf {M} _{\mathit {CAT02}}={\begin{bmatrix}\;\;\,0.7328&0.4296&-0.1624\\-0.7036&1.6975&\;\;\,0.0061\\\;\;\,0.0030&0.0136&\;\;\,0.9834\end{bmatrix}}}$

일단 LMS에 입력하면 파라미터 D를 선택하여 원하는 도에 맞춰 화이트 포인트를 조정할 수 있다.^[3] 일반 CAT02의 경우 기준 광원 내 해당 색상은 다음과 같다.

${\displaystyle {\reasoned}L_{c}&={\Big (}{\frac {Y_{w_{wr}L_{wr}}}{wr}}}{{wr}}}}}{{wr}}}}}Y_{wr}L_{w}}}D+1-D{\Big )}L\\\\\M_{c}&={\Big (}{\frac {Y_{w}M_{wr}}}}{wr}}}}{wr}}}}{wr}}}}}}}{{{{wr}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}Y_{wr}M_{w}}}D+1-D{\Big )}M\\\\\\S_{c}&={\Big (}{\frac {Y_{w}S_{wr}}}}{wr}}}}{wr}}}}{wr}}}}}}{{{wr}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}Y_{wr}S_{w}}}D+1-D{\Big )}S\\\\end{arged}}}$

여기서 Y_w/Y_wr 인자는 색도는 같지만 기준 백인은 다른 두 개의 광원을 설명한다.^[6] 첨자는 시험(w) 및 기준 광원(wr)에 따른 백색에 대한 원뿔 반응을 나타낸다. 적응(할인) D의 정도는 적응이 없는 경우 0으로 설정할 수 있으며(자극성) 완전 적응을 위한 일체(색상 항상성)는 0으로 설정할 수 있다. 실제는 도표에서 볼 수 있듯이 0.65 ~ 1.0이다. 중간 값은 다음과 같이 계산할 수 있다.^[5]

${\displaystyle D=F\left(1-\textstyle {\frac {1}{3).6.e^{-(L_{A}+42)/92}\오른쪽)}$

여기서 서라운드 F는 위에서 정의한 것과 같으며 L은_A cd/m² 단위의 적응장 휘도이다.^[1]

CIECAM02에서 기준 광원은 동일한_wr 에너지 L = M_wr = S_wr = 100)를 가지며 기준 백색은 완벽한 반사 확산기(즉, 유니티 반사율 및 Y_wr = 100)이므로 다음과 같다.

${\displaystyle {\reasoned}L_{c}&={\Big (}{\frac {Y_{w}}{L_{w}}}D+1-D{\Big )}L\\M_{c}&={\Big (}{\frac {Y_{w}}{M_{w}}}D+1-D{\Big )}M\\S_{c}&={\Big (}{\frac {Y_{w}}{S_{w}}}D+1-D{\Big )}S\\\end{aligned}}}$

또한 두 가지 광원 모두의 기준 흰색에 Y triistimulus 값(Y_wr = Y_w)이 있는 경우:

${\displaystyle {\reasoned}L_{c}&={\Big (}{\frac {L_{wr}}}}{{wr}}}}{{wr}}}}}{{wrL_{w}}}D+1-D{\Big )}L\\M_{c}&={{\Big (}{{\frac {{M_{wr}}}D+1-D{{W}}}}D+1-D{\S_{c&}={Big (}{\frac {S_}}}}}{{{{wr)}}}}}}}}})S_{w}}}D+1-D{\Big )}S\\\end{정렬}}}$

적응후

적응 후 XYZ를 거쳐 다음과 같이 원뿔 반응이 헌트-포인터-에스테베즈 공간으로 변환된다.^[5]

${\displaystyle {\bmatrix}L'\\M'\S'\end{bmatrix}=\mathbf {M} _{H}{begin{bmatrix}X_{c}\\\\Y_{c}\\Z_{c}\end{bmatrix}=\mathbf {M} _{H}\mathbf {M} _{CAT02}^{1}{\begin{bmatrix}}L_{c}\\M_{c}\\S_{c}\end{bmatrix}}$

${\displaystyle \mathbf {M} _{H}={\begin{bmatrix}\;\\,0.38971&0.68898&#0.07868\\\-0.22981&#1.18340&\;\,0.04641\\;\;\,0.00000&0.0.00000&\;\,\,1.00000\end{bmatrix}}$

CIECAM97s에서 상속된 위의 매트릭스는 0.38971 + 0.68898 – 0.07868 = 1.001, 1 m M1_H⃗ 이후 회색에 0이 아닌 크롬이 발생하는 불행한 속성을 가지고 있으며,^[7][8] 따라서 CAM16에서 다루려고 하는 문제에 주목한다.^[9]

마지막으로, 일반화된 Michaelis-Menten 방정식에 기초하여 응답을 압축한다(해당 항목 참조).^[5]

${\displaystyle k={\frac {1}{5}L_{A}+1}}$

${\displaystyle F_{L}=\extstyle {1}{5}k^{4}\좌측(5L_{A}\우측)+\텍스트스타일 {\frac{1}{1}{1}{10}{1-k^{4}}}}^{2}{{좌측(5L_{A}\3})^{1/3}$

F는_L 휘도 수준 적응 계수다.

${\displaystyle {\reasoned}L'_{a}&={\frac {400{\좌(F_{L}L'/100\우)^{0.42}{27.13}{\좌(F_{L}L'/100\우)^{0.42}}+0.1\\M'_{a}&={\frac {400{\좌(F_{L}M'/100\우)^{0.42}{27.13+{\좌(F_{L}M'/100\우)^{0.42}}+0.1\\S'_{a}&={\frac {400{\좌(F_{L}S'/100\우)^{0.42}{27.13+{\좌(F_{L}S'/100\우)^{0.42}}+0.1\end{정렬}}}$

앞에서 언급한 바와 같이 배경의 휘도 수준을 알 수 없는 경우에는 "중간회색" 가정을 이용하여 백색의 절대휘도 L_A = L / 5로_W 추정할 수 있다. (F의_L 표현은 편의상 5L로_A 표기한다.) 광학 조건에서 휘도 수준 적응 계수(F_L)는 적응장 휘도(L_A)의 입방근에 비례한다. 스코치 조건에서는 L_A(휘도 수준 적응이 없음을 의미)에 비례한다. 광학 임계값은 대략 L_W = 1이다(위의 F_L–L_A 그래프 참조).

외모는 상관관계가 있다.

CIECAM02는 노란색-파란색, 빨간색-녹색, 밝기 및 색채의 상관관계를 정의한다. 몇 가지 예비 정의를 내리자.

${\displaystyle {\begin{aligned}C_{1}&=L_{a}^{\prime }-M_{a}^{\prime }\\C_{2}&=M_{a}^{\prime }-S_{a}^{\prime }\\C_{3}&=S_{a}^{\prime }-L_{a}^{\prime }\end{aligned}}}$

적녹색(a)에 대한 상관 계수는 고유 황색(C₁ = C₂ / 11) 기준에서 C가₁ 이탈하는 크기(c)이며, 황록색(b)에 대한 상관 계수는 고유 적색(C₁₂ = C)과 고유 녹색(C₁ = C)에서 C가₁ 이탈하는 정도(c = C₃)의 평균에 기초한다.^[3]

${\displaystyle {\begin{aligned}a&=C_{1}-\textstyle {\frac {1}{11}}C_{2}&=L_{a}^{\prime }-\textstyle {\frac {12}{11}}M_{a}^{\prime }+\textstyle {\frac {1}{11}}S_{a}^{\prime }\\b&=\textstyle {\frac {1}{2}}\left(C_{2}-C_{1}+C_{1}-C_{3}\right)/4.5&=\textstyle {\frac{1}{9}\왼쪽(L_{a}^{\premium }+M_{a}^{\premium }-2S_{a}^{\premium }\right}}}}}\end{aigned}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}?$

4.5 인자는 짧은 파장(눈은 파란 색에 덜 민감함)에 있는 원뿔이 적다는 사실을 설명한다. 용어의 순서는 b가 (파란색이 아닌) 황색에 대해 긍정적일 정도로 많다.

색조각(h)은 직사각형 좌표(a, b)를 극좌표로 변환하여 확인할 수 있다.

${\displaystyle h=\angle(a,b)=\dataname {atan2}(b,a)\ (0<360^{\message })$

편심률(e_t)과 색조 구성(H)을 계산하려면 다음 표의 도움을 받아 색조가 어느 사분면에 있는지 확인하십시오. h_i ≤ h′ < h_i+1, 여기서 h′ = h인₁ 경우 h, h′ = h인 경우 h, h′ = h + 360°인 경우 i를 선택한다.

${\displaystyle {\reasoned}H&=H_{i}+{\frac {100(h^{\prime }-h_{i})/e_{i}}{(h^{\prime }-h_{i})/e_{i}+(h_{i+1}-h^{\prime })/e_{i+1}}}\\e_{t}&=\textstyle {\frac {1}{4}}\left[\cos \left(\textstyle {\frac {\pi }{180}}h+2\right)+3.8\오른쪽]\끝{정렬}}$

(이것은 표에 제시된 편심율과 정확히 동일하지 않다.)

무채색 반응 A를 계산:

${\displaystyle A=(2L_{a}^{\premy }+M_{a}^{\premy }+\textstyle {\frac{1}{20}^{a}^{\premy }-0.305))N_{bb}}$

어디에

${\displaystyle {\begin{aigned}&N_{bb}=N_{cb}=0.725n^{-0.2}\\&n=Y_{b}/Y_{w}\end{aigned}}}}$

가벼움의 상관관계는

${\displaystyle J=100\왼쪽(A/A_{w}\오른쪽)^{cz}}$

여기서 c는 서라운드(위 참조)의 영향이다.

${\displaystyle z=1.48+{\sqrt{n}}$

밝기의 상관관계는

${\displaystyle Q=\왼쪽(4/c\오른쪽){\sqrt {\textstyle {\frac {1}{100}}}J}}\왼쪽(A_{w}+4\오른쪽)F_{L}^{1/4}}$

그리고 임시 수량 t를 계산한다.

${\displaystyle t={\frac {50\000}{13}N_{c_{cb}e_{t}{\sqrt{a^{2}+b^{2}}}}}{{L_{a}^{\premy }+M_{a}^{\premy }+\텍스트스타일 {\frac {21}{20}}S_{a}^{\primy }}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}}$

크로마의 상관관계는

$C=t^{0.9}{\sqrt {\textstyle {\frac {1}{100}J}(1.64-0.29^{n})^{0.73}}$

화려함의 상관관계는

${\displaystyle M=C\cdot F_{L}^{1/4}}$

포화의 상관관계는

${\displaystyle s=100{\sqrt {M/Q}}$

색상 공간

외관상 CIECAM02, J, a, b는 시야 조건이 고정되어 있는 한 색상 차이를 계산하는 데 사용할 수 있는 균일한 색 공간을 형성한다. 더 일반적으로 사용되는 파생상품은 실험 데이터에 더 잘 매치하기 위해 트위크가 있는 확장형 CAM02 균일 색상 공간(CAM02-UCS)이다.^[10]

인간 시각 처리 모델로서의 CIECAM02

많은 컬러 모델들과 마찬가지로, CIECAM02는 색에 대한 인간의 인식을 모델링하는 것을 목표로 한다. CIECAM02 모델은 이전의 CIELAB 모델에 비해 1차 시각피질 내 신경활동의 보다 그럴듯한 모델인 것으로 나타났다. 구체적으로 무채색 응답 A와 적녹색 상관관계는 모두 각각 고유한 특성 지연을 갖는 EMEG 활동(엔트리테인먼트)과 일치시킬 수 있다.^[11]

참조

추가 읽기

• CIE TC 8-01 (2004). A Color appearance model for color management systems. Publication 159. Vienna: CIE Central Bureau. ISBN 3-901906-29-0. Archived from the original on 2011-04-13. Retrieved 2008-04-28.
• Fairchild, Mark D. (2004-11-09). "Color Appearance Models: CIECAM02 and Beyond" (PDF). IS&T/SID 12th Color Imaging Conference. Retrieved 2008-02-11.
• Schlömer, Nico (2018). Algorithmic improvements for the CIECAM02 and CAM16 color appearance models. arXiv:1802.06067.

외부 링크

• 컬러랩 MATLAB 도구상자(Jesus Malo와 Maria Jose Luque, Universitat de Valias) 그것은 CIE 표준 삼분해 색도 측정과 다수의 비선형 색상 외관 모델로의 변환을 포함한다(CIELAB, CIEC 등).
• 전진 및 역방향 예제가 포함된 Excel 스프레드시트 Eric Walowit 및 Grit O'Brien에 의해 Wayback Machine에 2007-01-09 보관
• Cliff Rames에 의한 Photoshop 호환 플러그인(Microsoft Windows Only)에서 CIECAM02 색 외관 모델의 실험적 구현
• CIECAM02 컬러 외관 모델에 대한 참고 사항. 빌리 빅스(Billy Biggs)에 의해 전진 및 후진 변환의 C에 있는 소스 코드.
• Nathan Moroney의 CIECAM02 Java 애플릿

  Java 애플릿은 더 이상 주요 브라우저에서 실행되지 않지만, 이 페이지는 Windows, Mac OS X 및 HP-UX용 명령줄 실행 파일도 제공한다. 페이지 자체에 기록되지 않았지만, 이러한 실행 파일의 사용은 예를 들어 Windows에서 그렇게 어렵지 않다.

  >%TEMP%\cam02vc 에코 95.01 100 108.82 200 18 1&>%TEMP%\cam02xyz 에코 40 20 10&ciecam02 0 1 %TEMP%\cam02vc %TEMP%\cam02xyz con

  다른 플랫폼에서도 이와 유사하게. 처음 세 숫자는 사용할 흰색 점, 이 경우 평균 서라운드 조명, 이 경우 200 cd/m², 이 경우 18%, 1 = 평균, 2 = 어둡고 3 = 어두운 주변 조건, 그리고 확인할 색상의 XYZ 좌표. 결과는 JCh 좌표가 될 것이다. 비트 0 1 0은 '전진, 장황, 계산 D'를 의미하므로 첫 번째 값을 JCh에서 XYZ로 변환하려면 1로, 두 번째 값을 계산에서 중간 값을 인쇄하지 않으려면 0으로, 마지막 값을 1로 변경하여 D 파라미터를 1로 강제한다.