Obsah přednášky
Nová metoda
pro hodnocení světlostálosti
Ÿ
Barvový gamut, jeho definice a vlastnosti
Ÿ
Způsoby výpočtu objemu gamutu
Ÿ
Co se děje s objemem gamutu při bledutí?
Ÿ
Aplikace při hodnocení světlostálosti
Ing. Petr Dzik, Ph.D.
Fakulta chemická, VUT v Brně
1. Co je to gamut?
Ÿ
Wikipedia: Termín gamut pochází původně z hudební vědy, kde
označuje rozsah tónů užitých ve skladbě
Ÿ
Užití v grafice a kolorimetrii
ð Gamut je podmnožina barvového prostoru, která zahrnuje právě
všechny barvy správně reprodukovatelnou určitým zařízením
ð Gamuty jsou vizualizovány ve vhodných barvových prostorech (xyY,
L*a*b*)
Ÿ
Původní užití: CMS systémy musí znát hranice gamutu, aby mohly
korektně provádět konverze mezi profily.
Ÿ
Objem gamutu:
ð objem 3D tělesa gamutu v prostoru L*a*b*
ð lze snadno spočítat, pokud jsou známy hranice gamutu
ð jedno číslo které výstižně charakterizuje kvalitu “barevnosti”
Ÿ
Jak určit hranice gamutu?
2. Výpočtové metody
Ÿ
Tyto metody vycházejí z matematického modelu
konkrétního nebo virtuálního zařízení a hranice gamutu jsou
definované fyzickými limity, např. stupněm pokrytí tiskovou
barvou:
ð MacAdam (1935) vytvořil první pokus o matematické
modelování hranic gamutu založený na reflektačních
spektrech a výpočtech kombinovaných XYZ
trichromatických členitelů
ð Další pokusy využívaly Kubelka-Munkovu transformaci
spekter
ð Lze využít i Neugebauerovy rovnice pro nalezení gamutu
rastrového tiskové systému
Ÿ
Obecně jsou tyto metody omezeny na 3 primární barvy,
vyšší počet barev příliš komplikuje model a ztěžuje výpočty
3. Bodové metody
Ÿ
Množiny dat pocházející z profilačních targetů obsahují jak body ležící na
hranici, tak vnitřní body
Ÿ
Pro korektní výpočet objemu gamutu potřebujeme tedy identifikovat hraniční
body
Ÿ
Tyto body jsou následně využity k výpočtu objemu gamutu. Všechny ostatní
body jsou vnitřní a mohou být ignorovány.
Ÿ
Jak tedy určit hraniční body?
80
60
100
40
Existuje několik metod pro nalezení hranice a každá poskytuje
různé výsledky...
80
20
60
b*
L*
Ÿ
Tyto metody pracují se změřenými experimentálnímy daty, tj.
barvovými souřadnicemi množiny testovacích barev
ð nejobvyklejšími zdroji testovacích barev jsou tzv. profilační
targety, tj. barevné tabulky využívané pro tvorbu ICC profilů
ð Barevné tabulky jsou změřeny (spektro)fotometry
ð Naměřená kolorimetrická data jsou přepočítána do L*a*b*
prostoru
ð 3D množina bodů je potom použita k výpočtu hranice tělesa
gamutu a jeho objemu
100
40
80
20
-60
-40
0
-20
0
-20
-60
-40
60
-20
0
L*
Ÿ
4. Hraniční body
a*
40
20
-60
-40
-20
0
a*
20
40
60
80
-40
100
-60
0
-20
20
40
b*
80
60
20
40
60
80
-40
100
-60
0
-20
20
40
b*
80
60
-40
-60
20
a*
40
60
80
100
5. Konvexní obal množiny
Ÿ
Jednou z metod je „konvexní obal“
Ÿ
Konvexní obal lze nalézt několika metodami...
Ÿ
Algoritmus QuickHull
ð patentovaný, rychlý
ð dostupný v různých softwarových balících
Ÿ
Na FCH VUT jsme použili MatLab – program VolGa
6. Gamut jako konvexní obal?
Ÿ
Většina gamutů reálných zařízení není
konvexní
Ÿ
Odchylky od konvexity mohou být zesíleny
v průběhu blednutí
Ÿ
Jednoduchý výpočet gamutu pomocí
konvexního obalu povede k konvexní
aproximaci gamutu a jeho objem bude
nadhodnocen
Ÿ
Potřebujeme přesnější nástroj, který
bude respektovat lokální konkávní oblasti
gamutu.
7. „Nafukování”
Ÿ
Ÿ
γ =1
90
Jednoduchou matematickou operací jsme schopni
množinu více či méně „nafouknout“ a měnit tak počet
bodů zahrnutých do hranice gamutu
Na „nafouknutou “ množinu je aplikován Quick-Hull
algoritmus, který identifikuje hraniční body
Hraniční body v původní „nenafouknuté“ verzi jsou potom
použity pro výpočet objemu
Ÿ
1.0
120
60
0.8
0.6
8. Jak moc nafukovat?
30
150
Ÿ
Jaký je správný stupeň „nafouknutí“?
Ÿ
Rozsáhlý experiment zahrnující všechny běžné foto/
grafické materiály:
ð inkjet barvivový a pigmentový
ð sublimační tisk,
ð xerografie,
ð Kodak, Fuji a Konika chromogenní fotografické papíry,
ð Ilfochrome
ð Pictrography
ð dye transfer
Ÿ
Objem gamut byl vypočítán pro všechny vzorky a rozdílné
hodnoty nafouknutí (γ = 0.001, 0.005, 0.01, 0.05, 0.1, 0.5, 1)
Ÿ
Sledovali jsme závislost velikosti objemu gamutu na míře
nafouknutí.
0.4
0.2
0.0
180
0
0.2
0.4
0.6
330
210
0.8
γ = 0.5
90
1.0
120
γ = 0.1
90
1.0
60
0.8
120
0.6
30
150
0.6
30
150
0.4
0.4
0.4
0.2
0.2
0.2
0.0
180
0.0
0
180
0
0.0
0.2
0.2
0.2
0.4
0.4
0.4
0.6
330
210
0.6
0.8
300
270
γ = 0.05
60
0.6
30
150
180
0
330
210
0.8
240
1.0
300
270
240
1.0
300
270
270
9. Výsledky
10. Závěry
8.0x105
7.5x105
γ = 0.01
γ=1
7.0x105
inkjet: Epson R2400
RA-4: Fuji Crystal Archive
Ilfochrome
Dye-sub.: Synfonia
5
6.5x10
Gamut volume
1.0
330
210
0.8
240
120
300
0.8
0.8
0.6
90
1.0
60
240
1.0
6.0x105
5.5x105
5.0x105
4.5x105
5
4.0x10
γ = 0.001
3.5x105
3.0x105
0.0
0.2
0.4
0.6
γ
0.8
1.0
γ = 0.1
Ÿ
gama faktor 0.1 poskytuje optimální
výsledky
Ÿ
hranice gamutu není příliš kostrbatá,
ale zároveň respektuje lokální
konkavity
γ = 0.1
11. Gamut jako míra blednutí
Během blednutí grafických materiálů saturace barev klesá a světlost
roste, proto lze očekávat, že objem gamutu se bude zmenšovat
Ÿ
Objem gamutu lze tedy použít jako univerzální miíru pro kvantifikaci
míry vyblednutí
ð Nejprve se změří gamut originálního čerstvého výtisku dostatečně
velké testovací tabulky (V0)
ð Tabulka je následně podrobena přirozenému nebo zrychlenému
stárnutí
ð Velikost gamutu je měřena v pravidelných časových intervalech(V1, V2,
....Vi)
V0
Během blednutí klesá objem gamutu v
závislosti na expoziční dávce lineárně (na
začátku děje, během prvních 30–50 %
poklesu)
Ÿ
Ÿ
Proces lze proto popsat jednoduchou
lineární funkcí:
y = 100 – ax
Ÿ
Ze závislosti velikosti objemu gamutu na
expoziční dávce lze určit rychlost blednutí
ð pomocí rychlosti blednutí lze
porovnávat různé materiály mezi sebou
ð lze ji využít k predikci životnosti
V1
V2
100
Rel. objem gamutu
Ÿ
12. Trendy změn objemu gamutu
80
60
40
20
13. Reálné příklady
Konec
Děkuji za pozornost
y = 100 – 0.0947x
14. Závěr
Ÿ
Objem gamutu je velikost 3D tělesa v prostoru L*a*b* zahrnujícího všechny barvy,
které určité zařízení je schopné vyprodukovat
Ÿ
Je to parametr, který souhnně a výstižně popisuje množství barevných odstínů v obraze
Ÿ
V průběhu stárnutí klesá, pokles je lineární v závislosti na exp. dávce
Ÿ
Rychlost poklesu objemu gamutu lze použít jako srovnávací míru pro porovnání stability
grafických materiálů
Ÿ
Při existenci koncových kritérií (mez přijatelného vyblednutí) lze z rychlosti blednutí
odhadnou předpokládanou živostnost na základě výsledků zrychleného stárnutí
Download

Nová metoda pro hodnocení světlostálosti Obsah