Как 17 англичан в 1920-х годах определили каждое цветовое пространство

Подробности изложены в материале первоисточника. Современные цветовые профили, калибровка мониторов и стандарты вроде sRGB или Adobe RGB базируются на данных экспериментов британских ученых почти вековой давности. Понимание того, как создавалась эта база, помогает иначе взглянуть на привычные инструменты цветокоррекции.

За каждым цифровым файлом, профилем ICC и значением Delta E скрывается работа всего семнадцати человек, сидевших в темных лабораториях Лондона и Тэддингтона в конце 1920-х годов. Эта цепочка остается неизменной: все популярные рабочие пространства задаются через координаты xy на хроматической диаграмме CIE 1931 года. Если проследить любой современный стандарт цифровой обработки изображений, он неизменно приведет к небольшой группе добровольцев, настраивавших световые приборы вручную.

Что на самом деле делали участники экспериментов

Исследователи использовали трехцветные колориметры и метод совмещения полей. Наблюдатель видел перед собой круглую область, разделенную вертикально пополам. В одной половине отображался тестовый свет определенной длины волны, а в другой находилась регулируемая смесь трех основных цветов. Задача заключалась в том, чтобы добиться полного слияния двух половин в единое однородное пятно.

Группой в Имперском колледже Лондона руководил В. Давид Райт, применяввший монохроматические источники света. Коллегу из Национального физического лаборатория Джона Гилда интересовали широкополосные первичные цвета с желатиновыми фильтрами. Данные этих двух независимых групп были объединены и пересчитаны на общие эталонные показатели. Полученное совпадение результатов оказалось настолько точным, что Международная комиссия по освещению официально утвердила их в 1931 году.

Отрицательные значения и геодезия охвата

Некоторые спектральные цвета невозможно повторить простым сложением реальных primaries, так как получаемая смесь неизменно выглядит слишком блеклой. Проблема решалась переброской одного из первичных цветов на тестовую сторону и фиксацией его вклада как отрицательного числа. Именно поэтому функция соответствия цветов CIE для красного цвета опускается ниже нуля в сине-зеленой зоне, а треугольник любого дисплея всегда вписан в ограничивающую кривую-«подковы».

Часть, которую никто никогда не измерял

Существует распространенное мнение, что стандартный наблюдатель представляет собой усредненный портрет нормального человеческого зрения. На практике выборка состояла всего из 17 взрослых людей, прошедших скрининг в британских лабораториях. Более того, кривизна хроматичности не была единственным строительным блоком. Чтобы получить полноценный набор функций, комитет искусственно связал кривую яркости с фотометрической функцией 1924 года, которая сама по себе имела спорное происхождение.

Таким образом, базовая модель объединяет точные данные о форме цветовых координат с компромиссными решениями комитета по части распределения яркости.

Почему синий цвет всегда был слабым местом

Заимствованная кривая яркости породила фундаментальную проблему всей системы: она существенно недооценивает чувствительность человека в фиолетовом спектре. Эта погрешность была жестко встроена в канал яркости CIE XYZ, а оттуда перекочевала в CIELAB и метрики Delta E. На практике для обычной фотографии этот сдвиг минимален, так как большинство сюжетов оперирует широкополосным светом.

Ситуация меняется при работе с узкополосными источниками — глубокими синими светодиодами, лазерными проекторами или сценическим освещением. В этой зоне погрешности модели проявляются наиболее отчетливо, что часто вызывает расхождения между приборами и реальным визуальным восприятием.

10-градусный наблюдатель и последующие стандарты

Оригинальный стандарт 1931 года опирался на поле зрения в 2 градуса, охватывающее центральную фовею. Большинство реальных изображений на экране или отпечатков занимают гораздо большую площадь сетчатки, куда свет попадает через иной слой макулярного пигмента.

В 1964 году Комиссия по освещению попыталась исправить это, выпустив 10-градусный дополнительный набор данных, полученный в ходе экспериментов Стайлза, Берча и Сперанской. Тем не менее индустрия массово продолжает использовать устаревший 2-градусный вариант. Обновленные исследования на основе колбочковых фундаментальных функций (CIE 170-1 и 170-2) также не смогли вытеснить классический стандарт из-за инерции программного обеспечения и рабочих процессов.

Два честных человека и один откалиброванный монитор

Любое цветовое пространство отражает лишь усредненный ответ гипотетического наблюдателя, а не индивидуальные особенности конкретного человека. Разница в плотности пигмента, возрасте хрустаглека и генетических особенностях приводит к тому, что два зрителя видят один и тот же патч на экране по-разному. Колориметрические приборы измеряют свет не в абсолютных физических величинах, а сквозь призму реакций тех самых семнадцати англичан.

Как разрешать споры о цветах

Когда заказчик заявляет, что телесные оттенки ушли в зелень, а цифры утверждают обратное, ссылаться исключительно на метрики бесполезно. Цифровой пайплайн гарантирует лишь предсказуемое поведение файла на разных устройствах. Споры о восприятии лучше разрешать, поместив оппонентов перед одним экраном в идентичных условиях освещения.

Рабочие пространства вроде ProPhoto RGB доводят эту абстракцию до предела: некоторые из их координат лежат за пределами физически видимого спектра. Эти границы существуют лишь потому, что отправной точкой послужил контур, очерченный на основе ручек настройки лабораторных приборов в 1920-х годах.