الألوان

تعد الألوان والصبغة والتشبع من سمات اللون المدرك المتعلقة بالكثافة اللونية. وكما تم تعريفها رسميًا من قبل اللجنة الدولية للإضاءة (CIE) ، فإنها تصف على التوالي ثلاثة جوانب مختلفة للكثافة اللونية، ولكن غالبًا ما تُستخدم المصطلحات بشكل فضفاض ومتبادل في السياقات التي لا يتم فيها التمييز بين هذه الجوانب بوضوح. تختلف المعاني الدقيقة للمصطلحات وفقًا للوظائف الأخرى التي تعتمد عليها.

• اللونية هي "سمة الإدراك البصري التي يظهر بموجبها اللون المتصور لمنطقة ما لونيًا بدرجة أكبر أو أقل (أي لون يخلو من الأبيض أو الرمادي أو الأسود) ^{[ يحتاج إلى توضيح ]} ". ^{[1] [2] اللونية التي يثيرها جسم ما لا تعتمد فقط على} انعكاسه الطيفي ولكن أيضًا على قوة الإضاءة، وتزداد مع الأخيرة ما لم يكن السطوع مرتفعًا جدًا ( تأثير هانت ).
• الكروما هي "لون منطقة يتم الحكم عليها كنسبة من سطوع منطقة مضاءة بشكل مشابه تبدو بيضاء أو عالية النفاذية". ^{[3] [2]} ونتيجة لذلك، فإن الكروما تعتمد في الغالب على الخصائص الطيفية فقط، وبالتالي يُنظر إليها على أنها تصف لون الجسم . ^[4] إنها مدى اختلاف لون الجسم عن اللون الرمادي بنفس السطوع . ^[5]
• التشبع هو "لون منطقة ما يتم الحكم عليه بما يتناسب مع سطوعها " ، ^{[6] [2]} وهو في الواقع الخلو المتصور من البياض في الضوء القادم من المنطقة. يُظهِر الجسم ذو الانعكاس الطيفي المحدد تشبعًا ثابتًا تقريبًا لجميع مستويات الإضاءة، ما لم يكن السطوع مرتفعًا للغاية. ^[7]

نظرًا لأن اللون والصبغة والتشبع تُعرَّف على أنها سمات للإدراك، فلا يمكن قياسها فعليًا على هذا النحو، ولكن يمكن تحديدها كميًا فيما يتعلق بمقاييس نفسية تهدف إلى أن تكون متساوية إدراكيًا - على سبيل المثال، مقاييس الصبغة لنظام مونسل . في حين أن لون الجسم وإشراقه هما لونه وسطوعه الذي يتم الحكم عليهما بالتناسب مع نفس الشيء ("سطوع منطقة مضاءة بشكل مشابه تبدو بيضاء أو عالية النفاذية")، فإن تشبع الضوء القادم من هذا الجسم هو في الواقع لون الجسم الذي يتم الحكم عليه بالتناسب مع إشراقه. على صفحة صبغة مونسل ، تميل خطوط التشبع المنتظم إلى الإشعاع من بالقرب من النقطة السوداء، بينما تكون خطوط الصبغة المنتظمة عمودية. ^[7]

لا يحدد التعريف الساذج للتشبع دالة استجابته. في فضاءات الألوان CIE XYZ وRGB، يتم تعريف التشبع من حيث خلط الألوان الإضافي، وله خاصية التناسب مع أي مقياس يتركز حول اللون الأبيض أو نقطة الإضاءة البيضاء. ومع ذلك، فإن كلا فضاءي الألوان غير خطيين من حيث الاختلافات اللونية المدركة نفسيًا بصريًا . من الممكن أيضًا - ومرغوب فيه أحيانًا - تحديد كمية تشبه التشبع تكون خطية من حيث الإدراك النفسي البصري.

في فضاءات الألوان CIE 1976 LAB وLUV ، يكون اللون غير الطبيعي هو المكون الشعاعي للتمثيل الإحداثي الأسطواني CIE LCh (السطوع، اللون، الصبغة) لفضائيات الألوان LAB وLUV، والمشار إليها أيضًا باسم CIE LCh(ab) أو CIE LCh للاختصار، وCIE LCh(uv). يتم تحويل إلى بواسطة: و على نحو مماثل لـ CIE LCh(uv). ${\displaystyle (أ،ب)}$${\displaystyle \left(C_{ab},h_{ab}\right)}$$${\displaystyle C_{ab}^{*}={\sqrt {a^{*2}+b^{*2}}}}$$ $${\displaystyle h_{ab}=\operatorname {atan2} \left({b^{\star }},{a^{\star }}\right)}$$

تتميز الألوان في إحداثيات CIE LCh(ab) وCIE LCh(uv) بكونها أكثر خطية من الناحية النفسية البصرية، إلا أنها غير خطية من حيث خلط الألوان المكون الخطي. وبالتالي، فإن الألوان في مساحات الألوان CIE 1976 Lab وLUV تختلف كثيرًا عن المعنى التقليدي لـ "التشبع".

هناك طريقة أخرى أكثر دقة من الناحية النفسية البصرية، ولكنها أكثر تعقيدًا أيضًا، للحصول على التشبع أو تحديده، وهي استخدام نموذج مظهر اللون مثل CIECAM02. هنا، قد تتشابك معلمة مظهر لون الكروما (اعتمادًا على نموذج مظهر اللون) مع مثلًا السطوع المادي للإضاءة أو خصائص السطح الباعث/العاكس، وهو أكثر حساسية من الناحية النفسية البصرية.

على سبيل المثال، يتم حساب لون CIECAM02 من السطوع بالإضافة إلى مقدار اللون الذي تم تقييمه بشكل ساذج. بالإضافة إلى ذلك، توجد معلمة اللون إلى جانب اللون. يتم تعريفها على أنها حيث تعتمد على حالة المشاهدة. ^[8]${\displaystyle C,}$${\displaystyle J}$${\displaystyle t.}$${\displaystyle M}$${\displaystyle C.}$${\displaystyle M=CF_{B}^{0.25},}$${\displaystyle F_{L}}$

يتم تحديد تشبع اللون من خلال الجمع بين شدة الضوء ومدى توزيعه عبر طيف الأطوال الموجية المختلفة. يتم تحقيق أنقى الألوان (الأكثر تشبعًا) باستخدام طول موجي واحد فقط بكثافة عالية، كما هو الحال في ضوء الليزر. إذا انخفضت الكثافة، فإن التشبع ينخفض ​​نتيجة لذلك. لإزالة تشبع لون بكثافة معينة في نظام طرحي (مثل الألوان المائية )، يمكن للمرء إضافة الأبيض أو الأسود أو الرمادي أو مكمل اللون .

وتتبع ذلك العديد من الارتباطات بالتشبع.

في CIELUV ، يكون التشبع مساويًا للون الطبيعي الذي يتم تطبيعه بواسطة السطوع : حيث هو لون النقطة البيضاء، ويتم تعريف اللون أدناه. ^[9]$${\displaystyle s_{uv}={\frac {C_{uv}^{*}}{L^{*}}}=13{\sqrt {(u'-u'_{n})^{2}+(v'-v'_{n})^{2}}}}$$${\displaystyle \left(u_{n},v_{n}\right)}$

بالقياس، في CIELAB سيؤدي هذا إلى: $${\displaystyle s_{ab}={\frac {C_{ab}^{*}}{L^{*}}}={\frac {\sqrt {{a^{*}}^{2}+{b^{*}}^{2}}{L^{*}}}}}}$$

لم توصِ CIE رسميًا بهذه المعادلة نظرًا لأن CIELAB ليس لديه مخطط لوني، وبالتالي يفتقر هذا التعريف إلى الارتباط المباشر بالمفاهيم القديمة للتشبع. ^[10] ومع ذلك، توفر هذه المعادلة متنبئًا معقولاً للتشبع، وتوضح أن تعديل السطوع في CIELAB مع إبقاء ( a *، b *) ثابتًا يؤثر على التشبع.

لكن التعريف اللفظي التالي لمانفريد ريختر والصيغة المقابلة التي اقترحتها إيفا لوبي تتفقان مع الإدراك البشري للتشبع: التشبع هو نسبة اللون الكروماتيكي النقي في الإحساس الكلي باللون. ^[11] حيث هو التشبع والسطوع و هو لون اللون. $${\displaystyle S_{ab}={\frac {C_{ab}^{*}}{\sqrt {{C_{ab}^{*}}^{2}+{L^{*}}^{2}}}}100\%}$$${\displaystyle S_{ab}}$${\displaystyle L^{*}}$${\displaystyle C_{ab}^{*}}$

في CIECAM02 ، التشبع يساوي الجذر التربيعي للون مقسومًا على السطوع : $${\displaystyle s={\sqrt {\frac {M}{Q}}}}$$

هذا التعريف مستوحى من العمل التجريبي الذي تم إجراؤه بهدف معالجة الأداء الضعيف لـ CIECAM97s . ^{[8] [12]} يتناسب مع اللون وبالتالي فإن تعريف CIECAM02 يحمل بعض التشابه مع تعريف CIELUV. ^[8]${\displaystyle M}$${\displaystyle C,}$

التشبع هو أيضًا أحد الإحداثيات الثلاثة في فضاءات الألوان HSL وHSV . ومع ذلك، في فضاء الألوان HSL، يوجد التشبع بشكل مستقل عن السطوع. أي أنه يمكن أن يكون كل من اللون الفاتح جدًا واللون الداكن جدًا مشبعين بشدة في HSL؛ بينما في التعريفات السابقة - وكذلك في فضاء الألوان HSV - تتميز جميع الألوان التي تقترب من الأبيض بتشبع منخفض.

نقاء الإثارة (النقاء باختصار) لمحفز هو الفرق بين النقطة البيضاء للمضيء وأبعد نقطة على مخطط اللون بنفس الطول الموجي السائد ؛ باستخدام مساحة الألوان CIE 1931 : ^[13] حيث هي لون النقطة البيضاء و هي النقطة على المحيط التي يحتوي خطها المستقيم إلى النقطة البيضاء على لون المحفز. يمكن استخدام مساحات ألوان مختلفة، مثل CIELAB أو CIELUV، وستؤدي إلى نتائج مختلفة. $${\displaystyle p_{e}={\sqrt {\frac {\left(x-x_{n}\right)^{2}+\left(y-y_{n}\right)^{2}}{\left(x_{I}-x_{n}\right)^{2}+\left(y_{I}-y_{n}\right)^{2}}}}}$$${\displaystyle \left(x_{n},y_{n}\right)}$${\displaystyle \left(x_{I},y_{I}\right)}$