نموذج لوني
من ويكيبيديا
النموذج اللوني (بالإنجليزية: color model)‏ هو نموذج رياضياتي مختصر يصف طريقة تمثيل الألوان بمجموعة مترابطة من الأرقام، كثلاث أو أربع قيم أو مكونات للون. عندما يقترن هذا النموذج بوصف دقيق لكيفية تأويل هذه المكونات (مثل ظروف الرؤية، والإضاءة، إلخ) تسمى عندها مجموعة الألوان بالفضاء اللوني. هذه المقالة تشرح طرق نمذجة رؤية اللون البشرية.
الفضاء اللوني بقيم الحفز الثلاثي:
يمكن تمثيل هذا الفضاء بمنطقة في الفضاء الإقليدي ثلاثي الأبعاد إذا عرّفنا المحاور x وy وz بحفز مستقبلات الطول الموجي الطويل L والطول الموجي المتوسط M والطول الموجي القصير S. مركز الإحداثيات (S,M,L) = (0,0,0) يرتبط باللون الأسود. ولا يوجد موضع محدد للون الأبيض في هذا المخطط وإنما يعرف وفق درجة الحرارة اللونية أو كما هو متوفر من الإضاءة المحيطة. الفضاء اللوني البشري له شكل مخروطي ذو قاعدة بشكل حدبة الحصان كما تظهر في الشكل، يمتد من مبدأ الإحداثيات إلى اللانهاية نظريا. ومن الوجهة العملية، فإن المستقبلات الحسية البشرية للون ستصل إلى الإشباع أو تتضرر عند شدات إضاءة عالية جدا. ولكن هذا الأمر ليس جزءا من الفضاء اللوني لهيئة الإضاءة الدولية ولا تغير الإدراك اللوني عند مستويات إضاءة منخفضة.
تتوضع الألوان الأكثر إشباعا على المحيط الخارجي للمنطقة، وتكون الألوان المضيئة أبعد عن المركز. وبقدر المستطاع تتفاعل استجابات المستقبلات في العين، فلا يوجد أضواء بنية أو رمادية. فأسماء الألوان الأخيرة تعرف بأنها ضوء برتقالي وأبيض ذو شدة أقل من الضوء في المناطق المحيطة بها. يمكننا أن نلاحظ ذلك عند مشاهدة شاشة لعرض جهاز إسقاط خلال إحدى الاجتماعات، فنحن نرى الحروف السوداء على خلفية بيضاء، مع أن اللون الأسود لم يصبح أدكن من الشاشة البيضاء التي يسقط عليها قبل أن يشغل جهاز الإسقاط. المناطق السوداء لم تصبح أكثر دكانة ولكنها ستكون سوداء نسبة إلى الكثافة الأعلى للضوء الأبيض الساقط على الشاشة حوله. (اقرأ أيضا: ثبات لوني (color constancy)). الفضاء اللوني البشري له خاصية مزج الألوان جمعيا ترتبط بإضافة الأشعة في هذا الفضاء. وهذا يجعله سهل لوصف الألوان الممكنة (سلسلة لونية) التي يمكن أن تتشكل من الألوان الأولية الأحمر والأخضر والأزرق في إظهار الحواسيب.

الفضاء اللوني 1931 CIE

من أوائل الفضاءات اللونية المعرفة رياضيا هو الفضاء اللوني س ع ص (ويعرف أيضا بالفضاء اللوني 1931 CIE) وضعته هيئة الإضاءة الدولية سنة 1931. قيست هذه المعطيات للمراقبين البشريين باستخدم حقل رؤية بزاوية 2°. وقد نشرت في سنة 1964 معطيات المراقبين باستخدام حقل رؤية بزاوية 10°.

لاحظ أن منحنيات قيم الحفز الثلاثي المعطاة بجداول فيها شيء من الاعتباطية. فأشكال منحنيات X و Y و Z المستقلة يمكن قياسها بدقة جيدة. ولكن منحني الإضاءة الكلي (وهو مجموع هذه المنحنيات الثلاث) هو شخصي لأنه يتضمن أن نطلب من شخص الذي يقوم بالاختيار أن يحدد تساوي الإضاءة لمنبعين ضوئيين حتى لون كانا مختلفي اللون تماما. بالإضافة إلى أن مقدار المنحنيات X و Y و Z اعتباطي. ويمكن لكل شخص أن يعرف فضاء لونيا بمنحني X ذو مقدار مضاعف عن سابقه. وهذا الفضاء اللوني الجديد يكون له شكلا مختلفا. ومنحنيات الحساسية هذه في الفضاء اللوني س ع ص 1931 والفضاء اللوني س ع ص 1964 قد رسمت بمقياس ليكون لها نفس المساحات تحت المنحنيات.

يظهر الشكل الجانبي دوال المضاهاة اللونية للمراقب المعياري وفق هيئة الإضاءة الدولية. في هذا الشكل، ترتبط x وy بـ قيم الحفز الثلاثي X وY وZ بالعلاقات:

x = X / ( X + Y + Z ) {\displaystyle x=X/(X+Y+Z)} 
y = Y / ( X + Y + Z ) {\displaystyle y=Y/(X+Y+Z)} 

x وy هي إحداثيات الإسقاط وتشغل ألوان المخطط اللوني منطقة من مستوي الإسقاط. ولأن منحنيات الحساسية التي وضعتها هيئة الإضاءة الدولية متساوية المساحات تحت المنحينيات فإن الطيف ذو الطاقة مسطحة (flat energy spectrum) يرتبط بالنقطة (x,y) = (0.333,0.333).

نحصل على قيم X وY وZ من تكامل جداء طيف الضوء وتوابع المضاهاة اللونية المنشورة. أطوال الموجات الزرقاء والحمراء لا تسهم كثيرا في السطوع (luminosity) وهذا موضح في المثال التالي:

وبالنسبة لشخص ذي رؤية لونية طبيعية، يبدة اللون الأخضر أسطع من الأحمر، والذي بدوره أسطع من الأزرق. حتى اللون الأزرق النقي يظهر داكنا جدا ويمكن تمييزه بصعوبة عن الأسود عند النظر إليه عن بعد. فالأزرق ذو قدرة تلوينية قوية عند مزجه مع الأخضر والأحمر.

وفي أحد أنواع عمى الألوان للأحمر والأخضر، يكون الأخضر أكثر سطوعا من الأزرق، والأحمر أدكن وبالكاد يلاحظ. وأضواء إشارات المرور الحمراء لا يمكن رؤيتها في الأيام المشمسة. في حين أن الأضواء الخضراء تظهر كأبيض متسخ وبالكاد تميز عن أضواء الشوارع الليلية.

والفضاء اللوني س ع ص هرمي الشكل، على عكس الفضاء اللوني مخروطي الشكل في ما تقدم معنا قبلا. وفي التمثيل ثنائي الأبعاد xy نحصل على جميع المزج الجمعية من اللونين A وB من الخط الواصل بينهما. ولكن المزج الجمعي للونين لا تكون شرطا في وسط الخط تماما.

النموذج اللوني أحمر أخضر أزرق

إن النموذج اللوني أحمر أخضر أزرق لا يتماشى جيدا مع إنتاج الألوان التي الرؤية البشرية، لذلك قام الباحثون بتطوير نموذجين لونيين بديلين عنه، هما النموذج اللوني ص ش ق، والنموذج اللوني ص ش ض حيث ص: صبغة اللون، وش: إشباع اللون، ق: قيمة اللون، ض: إضاءة اللون. إن مل من ص ش ق وص ش ض هو تحسين لترتيب الألوان المكعبي للنموذج اللوني أحمر أخضر أزرق بحيث تتوزع الألوان واحدة الصبغة بشكل شرائح قطرية حول محور مركزي من الألوان الحيادية التي تتفاوت بدورها بين اللون الأسود في الأسفل واللون الأبيض في الأعلى. وتتوضع الألوان المشبعة لكل صبغة في دائرة تسمى دولاب الألوان.

يستخدم النموذجين ص ش ق وص ش ض استخداما واسعا في الرسومات باستخدام الحاسوب وخصوصا في مصطفي الألون (color pickers) في برامج تعديل الصور. ويمكن حساب التحويل الرياضي بين من الفضاء اللوني أحمر أخضر أزرق إلى ص ش ق أو ص ش ض في الزمن الحقيقي، كما يوجد خريطة سهلة الفهم بين الألوان في كلا هذين الفضائين وإظهارهما في الأجهزة العاملة على نظام أحمر أخضر أزرق.

النموذج اللوني سيان قرمزي أصفر أسود

من الممكن الحصول على طيف كبير من الألوان التي تراها العين البشرية وذلك بمزج الأصبغة أو الأحبار ذات لون السيان، والقرمزي، والأصفر على خلفية بيضاء. هذه ألوان أولية طرحية. يضاف اللون الرابع الأسود لتحسين إنتاج الألوان الداكنة. وتعطي هذه الألوان الفضاء اللوني سيان قرمزي أصفر أسود أو النموذج اللوني سيان ماجنتا أصفر أسود.

يعكس الحبر السياني جميع الأضواء عدا الأحمر. ويعكس الحبر الأصفر جميع الأضواء عدا الأزرق. ويعكس الحبر القرمزي جميع الأضواء عدا الأخضر. وهذا لأن الضوء السياني مكون من مزيج متساوي من الأخضر والأزرق، والضوء الأصفر هو مزيج متساوي من الأحمر والأخضر، والضوء القرمزي هو مزيج متساوي من الأحمر والأزرق.

الأنظمة اللونية

يوجد عدة أنماط للأنظمة اللونية تصنف اللون وتحلل تأثيراته. نظام الألوان مونسل الذي قسمه الأمريكي ألبرت هنري مونسل هو تصنيف معروف ينظم الألوان المختلفة في مجسم لوني يعتمد على صبغة اللون وإشباعه وقيمته. وهناك أنظمة أخرى مهمة تشمل نظام الألوان الطبيعي السويدي (NCS) الذي أصدره معهد اللون الإسكندنافي، والفضاء اللوني المنتظم وهو نتيجة أعمال جمعية البصريات الأمريكية (OSA-UCS)، ونظام كلورؤويد الهنغاري (Coloroid). يعتمد NCS على نموذج لوني متضاد، في حين تحاول أنظمة مونسل، و OSA-UCS وكلورؤويد تماثل النموذج اللوني. أنظمة مضاهاة الألوان بانتون الأمريكي (Pantone) ورال الألماني (RAL (color space system)) تختلف عن سابقاتها بأن فضاءاتها اللونية لا تعتمد على نماذج لونية ضمنية.

فضاء لوني
من ويكيبيديا
النموذج اللوني هو نموذج رياضي نظري يصف طريقة تمثيل الألوان بمجموعة من القيم العددية (عادة ثلاث أو أربع قيم) أو “مركبات اللون” (مثلا النموذج اللوني أحمر أخضر أزرق والنموذج اللوني سيان قرمزي أصفر أسود). ولكن إذا لم يكن للفضاء اللوني تابع يحوله إلى فضاء لوني مطلق، فإنه نظام لوني كيفي بدون أي ارتباط بنظام مفهوم لتفسير اللون.إن إضافة تابع محدد يربط بين النموذج اللوني وفضاء لوني محدد يعطي منطقة محددة من الفضاء اللوني. وتسمى هذه المنطقة بالسلسلة اللونية. وهذه السلسلة اللونية بالاشتراك مع النموذج اللوني تعرف فضاء لونيا جديدا. مثلا، الفضاء اللوني أدوبي أحمر أخضر أزرق (Adobe RGB)، والفضاء اللوني المعياري أحمر أخضر أزرق (sRGB) هما فضاءان لونيان مطلقان وكلاهما معتمدان على النموذج اللوني أحمر أخضر أزرق. إضافة وظيفة رسم الخرائط بين نموذج لوني و لون إشارة معينة في الفضاء ينتج بتحديد “البصمة” ضمن فضاء اللون المشار إليه. هذه “البصمة” معروفة كمجموعة كاملة، وفي تركيبة مع نموذج اللون، تحدد لون الفضاءالجديد. على سبيل المثال، برنامج Adobe RGB and sRGB نوعان من مختلف مساحات اللون المطلقة، كلاهما يعتمد على نموذج RGB. بالمعنى العلمي للتعريف أعلاه، يمكن تعريف مساحات اللون من دون استخدام نموذج اللون. هذه المساحات، مثل بانتون،هي في الواقع مجموعة معينة من الأسماء أوالأرقام التي يتم تحديدها منخلال وجود مجموعة المقابلة للألوان المادية. تركزهذه المقالة على المفهوم الرياضي للنموذج. يمكن تعريف الفضاءات اللونية بدون استخدام نموذج لوني. هذه الفضاءات، مثل بانتون، هي في الحقيقة مجموعة محددة من الأسماء أو الأرقام المحددة بشرائح ملونة.
المفهوم
يمكن إنشاء مجموعة واسعة من الألوان من خلال الألوان الأساسية مطروح من الصباغ(سماوي(C)، البنفسجي (M) والأصفر(Y)، والأسود (K)). تلك الألوان تحدد مساحة لون محدد. لإنشاء شكل الأبعاد لمساحة اللون، يمكننا تعيين مقدار اللون الأرجواني على محور X، وكمية من السماوي على المحورY، ومقدارالأصفر إعلى المحور Zلها. الـ 3D (الثلاثي الأبعاد) الناتج وضع فريد لكل الألوان الممكنة التي يمكن أن تنشأ من خلال الجمع بينهذه الأصباغ الثلاثة. ومع ذلك، ليس هذا هو لون الفضاءالوحيد الممكن.على سبيل المثال، عندمايتم عرض الألوان على شاشةالكمبيوتر، وأنها عادة ما يكون فضاء اللون محدد فيRGB (الأحمر والأخضر والأزرق). وهناك طريقة أخرى لصنع تقريبا نفس الألوان(محددة بالاستنساخ المتوسط، مثل الفوسفور(CRT) أوالفلاتر والإضاءة الخلفية (LCD))، والأحمر والأخضر والأزرق ويمكن اعتبار مثل X،YوZ محاور. طريقة أخرى لجعل نفس الألوان هو استخدام Hue بهم (X محور) والتشبع (Y محور)، وقيمة اللمعان(Zالمحور). وهذا ما يسمى مساحة اللونHSV. العديد من المساحات اللون يمكن أن تظهر القيم ثلاثية الأبعاد (X، Y، Z)في هذه الطريقة، ولكن بعضهاأكثر، أو أقل الأبعاد، وبعض، مثل بانتون، لايمكن أن تظهر بهذه الطريقة على الإطلاق.
تحويل
تحويل لون الفضاء هو ترجمة لتمثيل لونا من أساس أحد إلى آخر. ويحدث هذا عادة في سياق تحويل الصورة التي تتمثل في مساحة لون واحد إلى الفضاء لون آخر، والهدف من ذلك هو جعل الصورة المترجمة تظهر مشابهة للصورة الأصلية قدر الإمكان.
نماذج الألوان عامة
RGB يستخدم بإضافة خلط للألوان، لأنه يصف ما هو النوع من احتياجات الضوء . يضاف ضوء معا لخلق شكل للخروج من الظلام. RGB يخزن القيم الفردية للأحمر و الأخضر والأزرق .RGBAهوRGB مع قناة إضافية، ألفا، لتظهرالشفافية. مساحات الألوان الشائعة تعتمد على نموذجRGB وتشمل sRGB، أدوبي RGB وProPhotoRGB. CMYKيستخدم اللون المخلوط المستخدم في عملية الطباعة، لأنه يصف ما هو نوع الأحبارالتي يجب أن تطبق حتى ينعكس الضوء من خلال المصدر ومن خلال الأحبار المنتجة للون معين.واحد يبدأ مع الركيزة الأبيض(قماش، الصفحات، الخ)، ويستخدم الحبر لطرح اللون من الأبيض إلى خلق صورة. CMYK يخزن القيم الحبر السماوي والأرجواني والأصفر والأسود.هناك العديد من مساحات اللون CMYK لمجموعات مختلفة من الأحبار وركائز، وخصائص الصحافة (التي تغير بنقطة أو تغيير وظيفة لكل الحبر وبالتالي تغيير المظهر). تم YIQ كان يستخدم سابقا في NTSC (أمريكا الشمالية واليابان وأماكن أخرى) البث التلفزيوني لأسباب تاريخية. هذا النظام يخزن قيمة الإنارة مع اثنين من القيم اللّون، المقابلة تقريبا لكميات من اللون الأزرق والأحمر في اللون. وهو مشابه للمخطط YUV المستخدمة في معظم أنظمة التقاط الفيديو وفي PAL (أستراليا، أوروبا، ماعدا فرنسا، والذييستخدمSECAM) التلفزيونية، إلا أن لون الفضاء YIQيتم استدارة 33 درجة فيما يتعلق لون الفضاءYUVويتم تبدي لمحاوراللون. مخطط تيإسسي التي يستخدمها التلفزيون SECAMيتم استدارته بطريقة أخرى. YPBPRهو نسخة مصغرة منYUV. هو الأكثر شيوعا ينظر في صورتها الرقمية، YCbCr،وتستخدم على نطاق واسع في الفيديو وبرامج ضغط الصور مثل JPEGو MPEG. xvYCCهو لون الفيديوهات الرقمية القياسية للفضاء الدولي الجديد التي نشرتها اللجنة الانتخابية المستقلة (IEC 61966-2-4). لأنه يعتمدعلى الاتحادالدولي للاتصالاتBT.601و BT.709المعايير بل تمتد السلسلة إلى مابعد الانتخابات التمهيديةR / G / B المحددة في تلك المعايير. HSV (Hue،والتشبعوالقيمة)،المعروف أيضا باسم HSB (Hue، والتشبعو اللمعان أو السطوع) غالبا مايستخدم من قبل الفنانين لأنه غالبا ما يكون أكثرطبيعية للتفكير في لون من حيث Hue والتشبع من حيث إضافة أو اختزال لون المكونات. HSVهو التحول من نماذج الألوان RGB ،ومكوناته وقياس الألوان بالنسبة إلى RGB نماذج الألوان التي استمدت منه. HSL (Hue،والتشبع، وخفة/الإنارة)،المعروف أيضا باسم HLS أو HSI (Hue،والتشبع، وكثافة) مماثلة تماما لHSV ،مع إضاءة بدل اللمعان. والفرق هو أن سطوعا للون النقي يساي سطوعا لأبيض، في حين أن خفة اللون النقي يساوي خفة الرمادي المتوسط.
لون المساحات التجارية
نظام لون مونسل
نظام الألوان الطبيعية (NCS)
لون المساحات لأغراض خاصة
يتم استخدام مساحة اللونية RG في تطبيقات رؤية الحاسوب. فإنه يدل على لون الضوء(الأحمر والأصفر والأخضر وغيرها)، ولكن ليس لها كثافة .
•يتم استخدام مساحةاللونTSL ( تشبع و الإضاءة و Tint) فيكشف الضوء و لمعانه .
مساحات من الألوان انتهى استخدامها
كان لون المساحات في وقت مبكر عنصرين. اتجهت إلى حد كبير للضوء الأزرق لأن التعقيد لعملية إضافة 3 عناصر تقدم سوى زيادة طفيفة في الدقة بالمقارنة مع الانتقال من أحادية اللون إلى لون ثنائي المكونات.

ـــــــــــــــــــــــــــــ

مقياس التجسيد اللوني

من ويكيبيديا، الموسوعة الحرة اذهب إلى التنقلاذهب إلى البحث

مقياس التجسيد اللوني (أو دليل ترجيع اللون

) هو مقياس كمّي لتحديد مقدرة مصدر ضوئي على كشف ألوان الأجسام المختلفة بالمقارنة مع مصدر ضوئي قياسي أو معياري أو طبيعي.

تعرّفه هيئة الإضاءة الدولية على أنه: «أثر الإضاءة على مظهر اللون للأجسام بالمقارنة الواعية أو غير الواعية لمظهر اللون عند استخدام إضاءة معيارية.»

القيمة العظمى لهذا المقياس هي 100، وهي تعطى لمصدر ضوئي مطابق لضوء النهار؛ ويمكن للمصباح المتوهج أن يعطي قيماً تقارب 100؛ بالمقابل فإن لمصباح بخار الصوديوم قيمة سالبة من مقياس التجسيد اللوني.

التقاط نفس المشهد باستخدام ثلاثة مصادر ضوئية مختلفة؛ مصباح فلوري مدمج (أ)؛ مصباح توهج هالوجيني مرتفع الجهد (ب)؛ ضوء فلاش (ج).
للمصادر الضوئية الثلاثة المذكورة قيم مختلفة حسب مقياس التجسيد اللوني، ولذلك ينشأ إحساس مختلف بالألوان المرئية.