Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf ·...

42
Jarosław Piersa piersaj(at)mat.uni.torun.pl 1 / 42 01-04-2008 Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Transcript of Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf ·...

Page 1: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

1 / 4201-04-2008

Budowa i fizjologia oka

Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 2: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

2 / 4201-04-2008

Spis treści

Budowa i fizjologia oka

● Budowa

● Widzenie

Modele Kolorów

● RGB i CMYK

● CIEXYZ, CIELab

● HSV, HSL

● inne: YUV, YIQ

Źródła

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 3: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

3 / 4201-04-2008

Budowa Oka

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 4: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

4 / 4201-04-2008

Budowa Oka

● Rogówka (Cornea)● Tęczówka (Iris)● Źrenica (Pupil)● Soczewka (Lens)

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 5: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

5 / 4201-04-2008

Budowa Oka

● Twardówka (sclera)● Naczyniówka

(choroid)● Siatkówka (retina)● Nerw wzrokowy

(optic nerve)

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 6: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

6 / 4201-04-2008

Budowa Oka

Siatkówka oka

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 7: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

7 / 4201-04-2008

Budowa Oka

● Pręciki (rods)120 mln

● Czopki (cones)7 mln

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 8: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

8 / 4201-04-2008

Budowa Oka

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 9: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

9 / 4201-04-2008

Widzenie

Jakie są zasady działania wzroku?

Obraz na siatkówce jest odwrócony.

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 10: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

10 / 4201-04-2008

Widzenie

Mamy dwoje oczu, co daje dwa różniące się od siebie obrazy.

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 11: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

11 / 4201-04-2008

Widzenie

Postrzeganie następuje w mózgu z połączenia obrazów z obu oczu.

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 12: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

12 / 4201-04-2008

Widzenie

Porównanie pola widzenia kota, ptaka i człowieka.

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 13: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

13 / 4201-04-2008

Widzenie

Poprawne widzenie

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 14: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

14 / 4201-04-2008

Widzenie

Krótkowzroczność Dalekowzroczność

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 15: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

15 / 4201-04-2008

Widzenie

Test nadaltonizm

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 16: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

16 / 4201-04-2008

Widzenie

Wskazówki dla projektantów GUI:● nie polegać wyłącznie na kolorze,● dobierać dostatecznie wysoki kontrast,● unikać kombinacji kolorów: czerwony –

niebieski, czerwony – zielony, niebieski – żółty,● wprowadzić mechanizmy powiększające /

pomniejszające widok.

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 17: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

17 / 4201-04-2008

Modele kolorów

● Światło – fala elektromagnetyczna,● Widzialny przez człowieka zakres:

400 – 700 nm,● Źródła światła: fotoluminescencja, żarzenie,

przepływ elektronów przez gaz,

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 18: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

18 / 4201-04-2008

Modele Kolorów

● Kolor jako taki w naturze nie istnieje,● Wrażenie koloru powstaje w mózgu,● Obiekty mają barwę ponieważ odbijają lub

emitują fale świetlne,● Kombinacje różnych fal mogą dawać podobną

barwę,

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 19: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

19 / 4201-04-2008

Modele Kolorów

● Temperatura barwowa● RGB, CMY, CMYK● CIEXYZ, CIELuv, CIELab● HSV, HSL● inne: YUV, YIQ,

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 20: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

20 / 4201-04-2008

Modele Kolorów

Temperatura barwowa –

Kolor jakim świeci ciało o zadanej temperaturze

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 21: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

21 / 4201-04-2008

Modele Kolorów RGB, CMY, CMYK

● Model addtywny – kolory są do siebie dodawane (brak kolorów = czarny) – RGB

● Model subtaktywny – kolory są odejmowane(brak kolorów = biały) – CMYK

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 22: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

22 / 4201-04-2008

Modele Kolorów RGB, CMY

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 23: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

23 / 4201-04-2008

Modele Kolorów RGB

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 24: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

24 / 4201-04-2008

Modele Kolorów CMY

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 25: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

25 / 4201-04-2008

Modele Kolorów CMYK

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 26: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

26 / 4201-04-2008

Modele Kolorów RGB, CMY, CMYK

● K = min(1-R, 1-G, 1-B)● C = (1-R-K) / (1-K)● M = (1-G-K) / (1-K)● Y = (1-B-K) / (1-K)

C = 1-R M = 1-G Y = 1-B

R ,G ,B ,C , M ,Y , K∈[0. .1]

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 27: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

27 / 4201-04-2008

Model Kolorów CIEXYZ

● Commission Internationale de l'Eclairage (1931r)

● Uważany jest za najlepiej opisujący kolory

● a,b,c są pobudzeniami receptorów fal długich, średnich i krótkich

● X = a / (a + b + c)● Y = b / (a + b + c)● Z = c / (a + b + c) =

= 1 – X – Y

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 28: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

28 / 4201-04-2008

Model Kolorów CIEXYZ

● To NIE jest RGB!

● Jest to pewna powierzchnia w 3d

● Monitor nie jest w stanie wyświetlić całego wykresu

● Wadą jest “nierównomierna odległość” między kolorami

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 29: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

29 / 4201-04-2008

Model Kolorów CIELab

● CIE 1976 lub CIEL*a*b*

● L = luminance (biały – czarny)

● a = zielony (a-) – czerwony (a+)

● b = niebieski (b-) – żółty (b+)

E= L2a2

b2

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 30: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

30 / 4201-04-2008

Model Kolorów CIELab

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 31: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

31 / 4201-04-2008

Model Kolorów CIELuv

● CIE1976 CIEL*u*v*

● Wzory na konwersję pomiędzy modelami można znaleźć na:http://en.wikipedia.org/wiki/Lab_color_spacehttp://en.wikipedia.org/wiki/CIELUV

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 32: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

32 / 4201-04-2008

Model Kolorów HSV

● Hue 0 – 2pi● Saturation 0 – 1● Value 0 – 1

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 33: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

33 / 4201-04-2008

Model Kolorów HSV

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 34: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

34 / 4201-04-2008

Model Kolorów HSL

● Hue 0 – 2pi● Saturation 0 – 1● Lightness 0 – 1 ● Wzory na konwersję RGB

do HSL / HSV można znaleźć na:http://en.wikipedia.org/wiki/HSV_color_spacehttp://www.marquette.edu/~matthysd/web226/L0221.htm

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 35: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

35 / 4201-04-2008

Model Kolorów HSL

Składowe value i lightness dla tego samego obrazu.

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 36: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

36 / 4201-04-2008

Modele Kolorów HSL i HSV

Porównanie przestrzeni barw HSV i HSL.

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 37: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

37 / 4201-04-2008

Model Kolorów YUV

● Wykorzystywany w kodowaniu video (Europa)

● Y = luminescenceY = 0.299R + 0.587G + 0.114B

● U = -0.147R - 0.289G + 0.436B

● V = 0.615R - 0.515G – 0.100B

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 38: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

38 / 4201-04-2008

Model Kolorów YIQ

● Wykorzystywany w kodowaniu video (USA)

● Y = luminescenceY = 0.299R + 0.587G + 0.114B

● U = 596R - 0.274G - 0.322B

● V = 0.212R - 0.523G + 0.311B

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 39: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

39 / 4201-04-2008

Referencje (Budowa oka)

● http://library.thinkquest.org/12409/indexpl.html● http://www.swiatlo.tak.pl/pts/pts-oko.php● http://www.sciaga.pl/tekst/5572-6-budowa_ludzkiego_oka● http://online.sfsu.edu/~psych200/unit6/63.htm● http://www.scienceclarified.com/Ex-Ga/Eye● http://www.tedmontgomery.com/the_eye/index.html● http://www.sapdesignguild.org/editions/edition9/print_vision_physiology.asp● http://scienceblogs.com/clock/2006/06/bio101_lecture_6_physiology_re.php● http://www.yorku.ca/eye/toc.htm

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 40: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

40 / 4201-04-2008

Referencje (Budowa oka)

● http://195.117.188.199/rozdzial_1_12.htm● http://www.vision3d.com/stereo.html● http://archiwum.wiz.pl/1997/97052000.asp● http://www.sapdesignguild.org/editions/edition9/print_vision_physiology.asp● http://hotnews.pl/artnauka-359.html● http://www.umed.lodz.pl/zchie/?p=index&d=preparaty/70-SIATKOWKA

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 41: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

41 / 4201-04-2008

Referencje (Modele kolorów)

● http://www.marquette.edu/~matthysd/web226/L0221.htm● http://www.siggraph.org/education/materials/HyperGraph/color/color0.htm● http://www.handprint.com/HP/WCL/color7.html● http://www.couleur.org/index.php?page=transformations● http://softpixel.com/~cwright/programming/colorspace/yuv/● http://ozviz.wasp.uwa.edu.au/~pbourke/texture_colour/convert/● http://www.normankoren.com/light_color.html● http://www.efg2.com/Lab/Graphics/Colors/HSV.htm● http://web.forret.com/tools/color.asp

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje

Page 42: Budowa i fizjologia oka Modele kolorów – fizyka ...piersaj/www/contents/wpso/referat2.pdf · Modele kolorów – fizyka, odwzorowania techniczne Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów

Jarosław Piersapiersaj(at)mat.uni.torun.pl

42 / 4201-04-2008

Referencje (Modele kolorów)

● http://personales.upv.es/gbenet/teoria%20del%20color/water_color/color6.html#models● http://www.codeproject.com/KB/applications/xcmyk.aspx● http://www.tasi.ac.uk/advice/creating/colour.html● http://www.northlight-images.co.uk/article_pages/match_prints_to_screen.html● http://bersoft.com/bimagem/help/color_channels.htm● http://www.answers.com/topic/color-space?cat=entertainment● http://www.kentype.pl/tobias/bulletin.htm

● http://www.google.com/● http://en.wikipedia.org/

Wstęp Budowa Oka Modele Kolorów Referencje