Формула цветового отличия

Формула цветового отличия (англ. Color difference), также формула цветового различия, цветоразность, или цветовое расстояние (расстояние между цветами) — математическое представление, позволяющее численно выразить различие между двумя цветами в колориметрии. Распространенные определения цветового различия обычно используют формулу вычисления расстояния в евклидовом пространстве, однако стоит заметить что при этом не любое цветовое пространство является евклидовым со строгой математической точки зрения.

Дельта E

Международный комитет CIE (фр. Commission Internationale de l'Eclairage) задает определение цветовой разницы через метрику ΔE^*_ab (также ΔE*, dE*, dE, или англ. Delta E). Буква «E» обозначает нем. Empfindung — рус. Ощущение.

CIE76

Используя координаты $({L^*_1},{a^*_1},{b^*_1})$ и $({L^*_2},{a^*_2},{b^*_2})$ в цветовом пространстве L*a*b*:

$\Delta E_{ab}^* = \sqrt{ (L^*_2-L^*_1)^2+(a^*_2-a^*_1)^2 + (b^*_2-b^*_1)^2 }$

$\Delta E_{ab}^* \approx 2.3$ примерно соответствует минимально различимому для человеческого глаза отличию между цветами.^[1]

CIE94

ΔE (1994) задавалось в цветовом пространстве LCH (L*C*h*).

$\Delta E_{94}^* = \sqrt{ \left(\frac{L^*_2-L^*_1}{K_L}\right)^2 + \left(\frac{C^*_2-C^*_1}{1+K_1 C^*_1}\right)^2 + \left(\frac{h_2-h_1}{1+K_2 C^*_1}\right)^2 }$

где весовой коофицент K зависит от области применения:

	Искусство	Промышленность
$K_L$	1	2
$K_1$	0.045	0.048
$K_2$	0.015	0.014

CIEDE2000

Ввиду того, что определение 1994 года не полностью устранило неоднородности восприятия цветового различия, комитет CIE разработал новый стандарт, которые включал пять дополнений:^[2][3]

• Поворот цветового угла тона (R_T), чтобы устранить проблемы в синей области (угол Hue 275°):^[4]
• Компенсация для нейтральных цветов
• Компенсация для светлоты (S_L)
• Компенсация для насыщенности цвета (S_C)
• Компенсация для тона (S_H)

$\Delta E_{00}^* = \sqrt{ \left(\frac{\Delta L'}{S_L}\right)^2 + \left(\frac{\Delta C'}{S_C}\right)^2 + \left(\frac{\Delta H'}{S_H}\right)^2 + R_T \frac{\Delta C'}{S_C}\frac{\Delta H'}{S_H} }$

$\bar{L}=\frac{L^*_1+L^*_2}{2} \quad \bar{C}=\frac{C^*_1+C^*_2}{2}$

$a'_1=a_1 + \frac{a_1}{2} \left( 1-\frac{1}{2} \sqrt{\frac{\bar{C}^7}{\bar{C}^7+25^7}} \right) \quad a'_2=a_2 + \frac{a_2}{2} \left( 1-\frac{1}{2} \sqrt{\frac{\bar{C}^7}{\bar{C}^7+25^7}} \right)$

$\bar{C}'=\frac{C'_1+C'_2}{2} \mbox{ and } \Delta{C'}=C'_1-C'_2 \quad \mbox{where } C'_1=\sqrt{a_1^{'^2} + b_1^{'^2}} \quad C'_2=\sqrt{a_2^{'^2} + b_2^{'^2}} \quad$

$h_1'=\tan^{-1} (b_1/a_1') \mod 2\pi, \quad h_2'=\tan^{-1} (b_2/a_2') \mod 2\pi$

$\Delta h' = \begin{cases} h_2'-h_1' & \left| h_1'-h_2' \right| \leq \pi \\ h_2'-h_1' + 2\pi & \left| h_1'-h_2' \right| > \pi, h_2' \leq h_1' \\ h_2'-h_1' - 2\pi & \left| h_1'-h_2' \right| > \pi, h_2' > h_1' \end{cases}$

$\Delta {H}' = 2 \sqrt{C_1' C_2'} \sin (\Delta h'/2), \quad \bar{H}'=\begin{cases}(h_1'+h_2'+2\pi)/2 & \left| h_1'-h_2' \right| > \pi \\ (h_1'+h_2')/2 & \left| h_1'-h_2' \right| \leq \pi \end{cases}$

$T=1-0.17 \cos ( \bar{H}'-\pi/6) ) + 0.24 \cos ( 2\bar{H}' ) + 0.32 \cos ( 3\bar{H}' + \pi/30 ) - 0.20 \cos ( 4\bar{H}' - 21 \pi/60)$

$S_L=1+\frac{0.015 \left( \bar{L}-50 \right)^2 }{ \sqrt{20+\left( \bar{L}-50 \right)^2} } \quad S_C=1+0.045 \bar{C}' \quad S_H=1+0.15 \bar{C}' T$

$R_T=-2 \sqrt{\frac{\bar{C}'^7}{\bar{C}'^7+25^7}} \sin \left[ \frac{\pi}{6} \exp \left( -\left[ \frac{\bar{H}'-275\pi/180}{25\pi/180} \right]^2 \right) \right]$

См. также

• Цветовая модель

Ссылки

• Bruce Lindbloom's color difference calculator  (англ.). Архивировано из первоисточника 12 марта 2012.
• Калькулятор Color Difference  (рус.). Архивировано из первоисточника 12 марта 2012.
• Sharma, Gaurav The CIEDE2000 Color-Difference Formula  (англ.). Архивировано из первоисточника 12 марта 2012.
• Robertson, Alan R. (1990). «Historical development of CIE recommended color difference equations». Color Research & Application 15 (3): 167-170. DOI:10.1002/col.5080150308.
• Melgosa, M.; Quesada, J. J. and Hita, E. (December 1994). «Uniformity of some recent color metrics tested with an accurate color-difference tolerance dataset». Applied Optics 33 (34): 8069-8077.
• McDonald Roderick Colour Physics for Industry / Roderick McDonald. — 2E. — Society of Dyers and Colourists, 1997. — ISBN 0901956708

Примечания

1. ↑ Gaurav Sharma Digital Color Imaging Handbook. — CRC Press, 2003. — ISBN 084930900X
2. ↑ Sharma, Gaurav; Wencheng Wu, Edul N. Dalal. «The CIEDE2000 color-difference formula: Implementation notes, supplementary test data, and mathematical observations». Color Research & Applications (Wiley Interscience) 30 (1): 21–30. DOI:10.1002/col.20070.
3. ↑ Delta E (CIE 2000)
4. ↑ The «Blue Turns Purple» Problem, Bruce Lindbloom