CIE RGB

Janusz Ganczarski
CIE RGB
Spis treści
Spis treści . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1. CIE RGB . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.1. Normalny obserwator CIE 1931 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1.2. Współrzędne trójchromatyczne . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
1
1
2
Literatura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5
1. CIE RGB
Trójchromatyczny model barw CIE RGB został opracowany w 1931 roku
przez CIE. W systemie tym doświadczalnie określono wartości składowych
trójchromatycznych RGB dla świateł o barwach widmowych i tej samej
wartości strumienia energetycznego (mocy promienistej). Światła o barwach
zielonej i niebieskiej wytworzone zostały przez wydzielenie z widma światła łuku rtęciowego prążków o długościach odpowiednio 546,1 nm i 435,8
nm. Światło czerwone to światło lampy żarowej przepuszczone przez filtr
tłumiący promieniowanie o długości fali krótszej niż 700 nm.
Rysunek 1 przedstawia wykres zależności wartości składowych trójchromatycznych widmowych CIE RGB (krzywe r̄λ , ḡλ , b̄λ ) od długości fali.
Rysunek 1. Składowe trójchromatyczne widmowe CIE RGB
Podstawową wadą systemu CIE RGB jest przyjmowanie wartości ujemnych przez barwy widmowe. Ujemna wartość składowej nie posiada interpretacji fizycznej i nie daje się zrealizować eksperymentalnie. Wartości te wynikają z interpretacji sposobu określania składowych w kolorymetrze użytym
w doświadczeniu. Wady tej nie ma inny podstawowy system trójchromatyczny przyjęty przez Międzynarodową Komisję Oświetleniową - CIE XYZ.
1.1. Normalny obserwator CIE 1931
Normalny obserwator kolorymetryczny CIE 1931 odpowiada widzeniu
dziennemu przy dostatecznie silnym oświetleniu i percepcji światła przy polu
2
1. CIE RGB
widzenia odpowiadającym kątowi obserwacji 2◦ . Stąd inna nazwa takiego
obserwatora - normalny obserwator CIE 2◦ .
1.2. Współrzędne trójchromatyczne
W celu otrzymania wartości liczbowych jednoznacznie opisujących barwę
w oderwaniu od cechy ilościowej tj. intensywności światła określa się współrzędne trójchromatyczne. W trójwymiarowej przestrzeni RGB wyznacza się
płaszczyznę barw o równaniu r + g + b = 1. Poszczególne wartości współrzędnych trójchromatycznych rλ , gλ i bλ wyznaczane są z następujących
zależności:
r̄λ
rλ =
r̄λ + ḡλ + b̄λ
ḡλ
gλ =
r̄λ + ḡλ + b̄λ
bλ =
b̄λ
r̄λ + ḡλ + b̄λ
Oczywiście dla tak zdefiniowanych współrzędnych trójchromatycznych
zachodzi równość:
rλ + gλ + bλ = 1
Tabela 1 zawiera zestawienie wartości składowych trójchromatycznych
widmowych i współrzędnych trójchromatycznych w układzie CIE RGB dla
fal o długości co 5 nm.
λ [nm]
380
385
390
395
400
405
410
415
420
425
430
435
440
445
450
455
r̄λ
0,00003
0,00005
0,00010
0,00017
0,00030
0,00047
0,00084
0,00139
0,00211
0,00266
0,00218
0,00036
-0,00261
-0,00673
-0,01213
-0,01874
ḡλ
-0,00001
-0,00002
-0,00004
-0,00007
-0,00014
-0,00022
-0,00041
-0,00070
-0,00110
-0,00143
-0,00119
-0,00021
0,00149
0,00379
0,00678
0,01046
ḡλ
0,00117
0,00189
0,00359
0,00647
0,01214
0,01969
0,03707
0,06637
0,11541
0,18575
0,24769
0,29012
0,31228
0,31860
0,31670
0,31166
rλ
0,0272
0,0268
0,0263
0,0256
0,0247
0,0237
0,0225
0,0207
0,0181
0,0142
0,0088
0,0012
-0,0084
-0,0213
-0,0390
-0,0618
gλ
-0,0115
-0,0114
-0,0114
-0,0113
-0,0112
-0,0111
-0,0109
-0,0104
-0,0094
-0,0076
-0,0048
-0,0007
0,0048
0,0120
0,0218
0,0345
bλ
0,9843
0,9846
0,9851
0,9857
0,9865
0,9874
0,9884
0,9897
0,9913
0,9934
0,9960
0,9995
1,0036
1,0093
1,0172
1,0273
3
1. CIE RGB
λ [nm]
460
465
470
475
480
485
490
495
500
505
510
515
520
525
530
535
540
545
550
555
560
565
570
575
580
585
590
595
600
605
610
615
620
625
630
635
640
645
650
655
660
r̄λ
-0,02608
-0,03324
-0,03933
-0,04471
-0,04939
-0,05364
-0,05814
-0,06414
-0,07173
-0,08120
-0,08901
-0,09356
-0,09264
-0,08473
-0,07101
-0,05136
-0,03152
-0,00613
0,02279
0,05514
0,09060
0,12840
0,16768
0,20715
0,24526
0,27989
0,30928
0,33184
0,34429
0,34756
0,33971
0,32265
0,29708
0,26348
0,22677
0,19233
0,15968
0,12905
0,10167
0,07857
0,05932
ḡλ
0,01485
0,01977
0,02538
0,03183
0,03914
0,04713
0,05689
0,06948
0,08536
0,10593
0,12860
0,15262
0,17468
0,19113
0,20317
0,21083
0,21466
0,21487
0,21178
0,20588
0,19702
0,18522
0,17807
0,15429
0,13610
0,11686
0,09754
0,07909
0,06246
0,04776
0,03557
0,02583
0,01828
0,01253
0,00833
0,00537
0,00334
0,00199
0,00116
0,00066
0,00037
ḡλ
0,29821
0,27295
0,22991
0,18592
0,14494
0,10968
0,08257
0,06246
0,04776
0,03688
0,02698
0,01842
0,01221
0,00830
0,00549
0,00320
0,00146
0,00023
-0,00058
-0,00105
-0,00130
-0,00138
-0,00135
-0,00123
-0,00108
-0,00093
-0,00079
-0,00063
-0,00049
-0,00038
-0,00030
-0,00022
-0,00015
-0,00011
-0,00008
-0,00005
-0,00003
-0,00002
-0,00001
-0,00001
0,00000
rλ
-0,0909
-0,1281
-0,1821
-0,2584
-0,3667
-0,5200
-0,7150
-0,9459
-1,1685
-1,3182
-1,3371
-1,2076
-0,9830
-0,7386
-0,5159
-0,3304
-0,1707
-0,0293
0,0974
0,2121
0,3164
0,4112
0,4973
0,5751
0,6449
0,7071
0,7617
0,8087
0,8475
0,8800
0,9059
0,9265
0,9425
0,9550
0,9649
0,9730
0,9797
0,9850
0,9888
0,9918
0,9940
gλ
0,0517
0,0762
0,1175
0,1840
0,2906
0,4568
0,6996
1,0247
1,3905
1,7195
1,9318
1,9699
1,8534
1,6662
1,4761
1,3105
1,1628
1,0282
0,9051
0,7919
0,6881
0,5932
0,5067
0,4283
0,3579
0,2952
0,2402
0,1928
0,1537
0,1209
0,0949
0,0741
0,0580
0,0454
0,0354
0,0272
0,0205
0,0152
0,0113
0,0083
0,0061
bλ
1,0392
1,0519
1,0646
1,0744
1,0761
1,0632
1,0154
0,9212
0,7780
0,5987
0,4053
0,2377
0,1296
0,0724
0,0398
0,0199
0,0079
0,0011
-0,0025
-0,0040
-0,0045
-0,0044
-0,0040
-0,0034
-0,0028
-0,0023
-0,0019
-0,0015
-0,0012
-0,0009
-0,0008
-0,0006
-0,0005
-0,0004
-0,0003
-0,0002
-0,0002
-0,0002
-0,0001
-0,0001
-0,0001
1. CIE RGB
λ [nm]
r̄λ
ḡλ
ḡλ
rλ
gλ
bλ
665
0,04366 0,00021 0,00000 0,9954 0,0047 -0,0001
670
0,03149 0,00011 0,00000 0,9966 0,0035 -0,0001
675
0,02294 0,00006 0,00000 0,9975 0,0025 0,0000
680
0,01687 0,00003 0,00000 0,9984 0,0016 0,0000
685
0,01187 0,00001 0,00000 0,9991 0,0009 0,0000
690
0,00819 0,00000 0,00000 0,9996 0,0004 0,0000
695
0,00572 0,00000 0,00000 0,9999 0,0001 0,0000
700
0,00410 0,00000 0,00000 1,0000 0,0000 0,0000
705
0,00291 0,00000 0,00000 1,0000 0,0000 0,0000
710
0,00210 0,00000 0,00000 1,0000 0,0000 0,0000
715
0,00148 0,00000 0,00000 1,0000 0,0000 0,0000
720
0,00105 0,00000 0,00000 1,0000 0,0000 0,0000
725
0,00074 0,00000 0,00000 1,0000 0,0000 0,0000
730
0,00052 0,00000 0,00000 1,0000 0,0000 0,0000
735
0,00036 0,00000 0,00000 1,0000 0,0000 0,0000
740
0,00025 0,00000 0,00000 1,0000 0,0000 0,0000
745
0,00017 0,00000 0,00000 1,0000 0,0000 0,0000
750
0,00012 0,00000 0,00000 1,0000 0,0000 0,0000
755
0,00008 0,00000 0,00000 1,0000 0,0000 0,0000
760
0,00006 0,00000 0,00000 1,0000 0,0000 0,0000
765
0,00004 0,00000 0,00000 1,0000 0,0000 0,0000
770
0,00003 0,00000 0,00000 1,0000 0,0000 0,0000
775
0,00001 0,00000 0,00000 1,0000 0,0000 0,0000
780
0,00000 0,00000 0,00000 1,0000 0,0000 0,0000
Tabela 1: Składowe widmowe i współrzędne tróchrmoatyczne
układu CIE RGB
4
Literatura
5
Literatura
[1] Włodzimierz Pastuszak: Barwa, http://www.poligraf.com.pl/forum/
szkola/prepress/colour/barwa.htm
[2] Adam Fiok: Telewizja. Podstawy ogólne, Wydawnictwa Komunikacji i Łączności, Warszawa 1996
[3] Jan Zabrodzki i inni: Grafika komputerowa metody i narzędzia, Wydawnictwa
Naukowo-Techniczne, Warszawa 1994
[4] SEII EM-MI: Teoria postrzegania barw i wstęp do grafiki komputerowej, http:
//semmix.pl/color/