Profile ICC wykorzystywane w systemach sterowania barwš zawierajš informacje o barwie zapisane między innymi w postaci składowych trójchromatycznych.
Sš to współrzędne w przestrzeniach trójchromatycznych wprowadzonych przez Międzynarodowš Komisję Owietleniowš CIE w 1931 roku. Stanowiš one także podstawę do wyliczania innych wartoci barwometrycznych.
Zanim przejdziemy do opisania samych przestrzeni trójchromatycznych, zajmiemy się wprowadzeniem niezbędnych do ich zrozumienia pojęć.
Jednš z podstawowych właciwoci wzroku ludzkiego jest jego widmowa nieselektywnoć. Oznacza to, że odbierajšc jakiekolwiek promieniowanie nie jestemy w stanie okrelić (na podstawie działania jedynie naszych zmysłów) jego składu widmowego. Co więcej, istnieje szereg bodców wietlnych różnišcych się rozkładem spektralnym, które wywołujš identyczne wrażenia barwne. Dzięki temu też, gdy na to samo miejsce siatkówki pada więcej niż jeden bodziec wietlny, nie obserwujemy każdego z nich niezależnie, lecz wywołujš one jedno wrażenie zależne od charakteru każdego z bodców składowych. Efekt ten wykorzystuje się przy addytywnym mieszaniu barw, a cilej rzecz ujmujšc, przy addytywnym mieszaniu bodców wietlnych. Gdy owietlimy biały ekran trzema wišzkami barwnych wiateł Đ czerwonš, zielonš i niebieskš w taki sposób, jaki został przedstawiony na rysunku 1, to z miejsc, od których odbijajš się jednoczenie dwie lub trzy wišzki, docierajš do oka zmodyfikowane (względem pierwotnych) wiatła o szerszych zakresach widmowych, wywołujšce odmienne wrażenia barw (purpurowej, niebieskozielonej, żółtej i białej). Należy podkrelić, że pojęcie mieszaniny addytywnej dotyczy łšczenia promieniowań widzialnych i nie ma nic wspólnego z materiš.
Prawa rzšdzšce mieszaninami addytywnymi sformułował i opublikował w 1853 roku niemiecki matematyk i fizyk Hermann Guenther Grassmann. Stwierdził on, że oko ludzkie jest w stanie wychwycić tylko trzy rodzaje różnic pomiędzy barwami (wyrażone jako zmiany w: długoci fali dominujšcej Đ odcienia; luminancji Đ jaskrawoci oraz czystoci Đ nasycenia). Ponadto, jeżeli w mieszaninie dwóch wiateł jedno z nich poddawane jest cišgłej zmianie, to barwa mieszaniny zmienia się w sposób cišgły. Najważniejsze jednak prawo Grassmanna mówi, że wiatła o identycznych barwach, niezależnie od ich składu widmowego, dajš w mieszaninie z innymi identyczny efekt barwny. Przytoczone prawa stanowiš podstawę całej współczesnej barwometrii. Pozwoliły one bowiem na sformułowanie wniosków, według których trójwymiarowa rzeczywista przestrzeń wektorowa może służyć jako model obiektywnego przedstawiania barw.
Jednym z pierwszych urzšdzeń służšcych do porównywania barw, pozwalajšcych zarazem w sposób obiektywny je opisać, był komparator barw nazywany również kolorymetrem trójbodcowym. Jego schematycznš budowę przedstawiono na rysunku 2. Pole widzenia obserwatora podzielone jest na dwie równe częci. W jednej z nich obserwator widzi badane wiatło (lewa częć na rysunku), a w drugiej barwę uzyskanš w drodze mieszania trzech bodców podstawowych. Obydwa promieniowania sš odbite w sposób rozproszony od klina fotometrycznego. Pozwala to na uniezależnienie obserwowanych barw od innych niż rozkład widmowy promieniowania cech charakterystycznych badanych przedmiotów (kształt, struktura powierzchni, przeznaczenie itp.). Poprzez odpowiednie dozowanie udziałów bodców podstawowych w mieszaninie obserwator ma za zadanie otrzymać identyczny efekt barwny w obu częciach widzianego pola. Udział poszczególnych bodców podstawowych w mieszaninie można okrelić na podstawie ich luminancji zależnej od maksymalnej porcji danego składnika i stopnia jego osłabienia. Jednak ten sposób mierzenia udziału w mieszaninie jest raczej niewygodny ze względu na bardzo duże różnice luminancji bodców podstawowych (np. promieniowanie niebieskie o takiej samej mocy jak zielone ma około 75 razy niższš luminancję). Wynika to z przebiegu względnej widmowej skutecznoci wietlnej obserwatora kolorymetrycznego normalnego V. Dlatego w kolorymetrii opisuje się udział bodców podstawowych w tzw. jednostkach trójchromatycznych, to znaczy tak, aby przy równych miarach udziału tych bodców ich mieszanina odtwarzała barwę umownie achromatycznš (białš). Za barwy umownie achromatyczne uważa się barwy tzw. normalnych ródeł wiatła, do których należy między innymi żarówka ze skrętkš wolframowš. Jeżeli przez LR0, LG0, LB0, oznaczymy luminancje składników dajšcych w mieszaninie barwę promieniowania emitowanego przez żarówkę (lub inne znormalizowane ródło wiatła), za przez LR, LG i LB Đ luminancje składników odtwarzajšcych danš barwę, to udział barw podstawowych w mieszaninie dajšcej badanš barwę wyrażony w jednostkach trójchromatycznych wynosić będzie: Liczby tR, tG oraz tB nazywamy składowymi trójchromatycznymi badanej barwy [C] w przestrzeni trójchromatycznej bodców podstawowych [R], [G], [B], a efekt odtworzenia bodca [C] w komparatorze zapisujemy w postaci tzw. równania trójchromatycznego: Otrzymujemy w ten sposób przestrzeń wektorowš z wybranš bazš (odpowiadajšcš bodcom podstawowym). W przestrzeni tej wszystkie wektory o nieujemnych, ograniczonych z góry współrzędnych (tj. bodce o nieujemnych składowych trójchromatycznych) odpowiadajš barwom, które da się uzyskać na drodze mieszania addytywnego bodców podstawowych. Dla każdego wybranego układu trzech istniejšcych w przyrodzie barw podstawowych istniejš niestety barwy, których nie da się uzyskać we wspomniany wczeniej sposób (np. barwy o większej luminancji niż maksymalna porcja podstawowych albo barwy bardziej nasycone od barw podstawowych). Nie oznacza to jednak, że barw tych nie da się opisać w wybranym układzie trójchromatycznym. Wystarczy w tym celu bšd osłabić badany bodziec (np. poprzez zastosowanie szarego filtra), bšd zmniejszyć jego nasycenie (mieszajšc go z odpowiednimi porcjami bodców podstawowych). Równanie trójchromatyczne porównania takich barw w komparatorze przybierze wówczas postać: gdzie tC jest współczynnikiem osłabienia badanego bodca.
Jest ono równoważne równaniu: Widać z niego, iż każda ze składowych trójchromatycznych może być liczbš ujemnš. W dowolnej przestrzeni trójchromatycznej istniejš ponadto wektory, które nie reprezentujš żadnych barw psychofizycznych. Przykładem takich wektorów sš wektory przeciwne do reprezentujšcych barwy psychofizyczne.
W niniejszej częci wprowadzilimy ogólne pojęcie przestrzeni trójchromatycznych, które stanowiš podstawę współczesnej kolorymetrii. W następnej częci opiszemy dwa przykłady przestrzeni trójchromatycznych wprowadzonych przez Międzynarodowš Komisję Owietleniowš: CIERGB oraz CIEXYZ. cdn.
Autor jest adiunktem w Instytucie Poligrafii Politechniki Warszawskiej oraz konsultantem w firmie Grafikus Sp. z o.o.
