W systemach sterowania barwš przestrzeniš bardzo często wykorzystywanš do obiektywnego opisu barwy jest przestrzeń CIELAB. Została ona wprowadzona przez Międzynarodowš Komisję Owietleniowš w 1976 roku. Koniecznoć jej wprowadzenia wynikała z tzw. nierównomiernoci przestrzeni CIEXYZ, a dokładniej mówišc z nierównomiernoci wykresu chromatycznoci (x,y)Ő31. Zanim dokładniej opiszemy samš przestrzeń CIELAB, poruszymy kilka kwestii zwišzanych z nierównomiernociš przestrzeni trójchromatycznych.
W wielu zagadnieniach zwišzanych z kolorymetriš i jej zastosowaniami w procesach przemysłowych głównym celem nie jest jedynie bezwzględne opisanie jednej barwy, lecz również możliwoć przewidywania, czy dwie barwy wyrażone w sposób numeryczny będš się różniły percepcyjnie, czy też nie. We wszelkich długoterminowych produkcjach seryjnych, w których ulegajš zmianie parametry procesu produkcyjnego oraz substancje i półprodukty, z których wyrób powstaje, zasadniczym celem jest utrzymanie barw produktów na stałym poziomie Đ zarówno tych, które powstajš podczas jednej serii produkcyjnej, jak i tych, które zostały wytworzone podczas różnych serii. W trakcie wdrażania nowego wzoru przemysłowego powstaje prototyp, który po pewnych ulepszeniach staje się wzorcem dla produktów seryjnych. Wraz z nim powstajš wzorce kolorystyczne dla poszczególnych elementów wyrobu końcowego. Również w produkcji poligraficznej często mówi się o zgodnoci kolorystycznej pomiędzy odbitkš nakładowš a kontraktowym wzorcem kolorystycznym danego zlecenia (tzw. proofem kontraktowym). Oceniajšc zgodnoć pomiędzy barwš wzorca a barwš próbki najwygodniej byłoby oceniać metryczne aspekty wspomnianych barw i na ich podstawie orzekać, czy barwy będš się różnić w ocenie wizualnej. Niestety, interpretacja składowych trójchromatycznych XYZ, czy też współrzędnych trójchromatycznych (x,y) nie pozwala na trafne przewidywanie zgodnoci percepcyjnej pomiędzy barwami.
Otóż, w zdecydowanej większoci przypadków, jaskrawoci barw wzorca i próbek sš porównywalne. Można zatem założyć, że na różnicę percepcyjnš barw wzorca i próbki (w warunkach przemysłowych) składajš się jedynie różnice odcienia i nasycenia, czyli różnice chromatycznoci. Jak już wiemy, metrycznie chromatycznoć przedstawia się na wykresie chromatycznoci (x,y)Ő31, na którym znajdujš się krzywa barw widmowych oraz linia purpur (patrz cz. 4). Badania Wrighta (1941), MacAdama (1942) i Stilesa (1946) pokazały, że kształty obszarów, w których leżš chromatycznoci barw próbek nierozróżnialnych wizualnie od barwy wzorca i nieróżnišcych się od niego luminancjš (czyli też jasnociš), przypominajš elipsy o zróżnicowanych wielkociach i kierunkach osi zależnych od położenia punktu chromatycznoci wzorca (patrz rys.1). Jak widać z rysunku 1, zmysł wzroku jest najbardziej czuły na zmiany chromatycznoci w zakresie nasyconych barw niebieskich (od 380 do 460 nm), gdyż obszary barw nierozróżnialnych względem wzorca sš w tym zakresie najmniejsze. Inaczej wyglšda sytuacja dla nasyconych zieleni, dla których obszary te sš stosunkowo duże, co oznacza, że nawet znaczna zmiana chromatycznoci próbki względem wzorca nie prowadzi do zmiany barwy pomiędzy nimi. Widać zatem, że przewidywanie zgodnoci pomiędzy barwami wzorca i próbki w oparciu o położenie punktów chromatycznoci tych barw na wykresie chromatycznoci (x,y)Ő31 jest niezwykle trudnym zadaniem. Dlatego też wprowadzenie nowej przestrzeni obiektywnego opisu barw, w której można byłoby oceniać zgodnoć percepcyjnš pomiędzy barwami na podstawie odległoci pomiędzy punktami reprezentujšcymi te barwy, stało się priorytetowym zagadnieniem w wielu pracach badawczych w kolorymetrii.
Jeżeli udałoby się wprowadzić takš przestrzeń opisu barw, w której obszary barw nierozróżnialnych z barwš wzorca byłyby kulami o stałym promieniu uniezależnionym od położenia punktu barwy wzorca, to przestrzeń tę nazywalibymy przestrzeniš idealnie równomiernš. W przestrzeni idealnie równomiernej chromatycznoci barw nierozróżnialnych od barwy wzorca tworzy-łyby koła o stałym promieniu uniezależnionym od chromatycznoci wzorca. Do chwili obecnej nie istnieje taka przestrzeń.
Międzynarodowa Komisja Owietleniowa zaproponowała kilka zastępczych przestrzeni, które sš zalecane jako przestrzenie równomierne. Do najważniejszych z nich należš przestrzenie CIELUV oraz CIELAB. Przestrzeń CIELUV powstaje przez przekształcenie rzutowe przestrzeni CIEXYZ i dlatego ma zastosowanie głównie w tych gałęziach przemysłu, w których wykorzystuje się ródła wiatła (telewizja, produkcja ródeł wiatła, produkcja kineskopów itp.).
Przestrzeń CIELAB (patrz rys. 2) stosuje się natomiast wszędzie tam, gdzie mamy do czynienia z barwami powstajšcymi poprzez odbicie promieniowania od przedmiotów. Zatem ta włanie przestrzeń jest wykorzystywana do pomiarów kolorymetrycznych produktów przemysłu poligraficznego. W przestrzeni tej położenie punktów okrela się za pomocš trzech współrzędnych (L*, a*, b*), które stanowiš współrzędne danego punktu w ortogonalnym układzie współrzędnych. Pierwsza współrzędna Đ L* jest odpowiednikiem jaskrawoci i często mówi się o niej: metryczna jasnoć. Dwie pozostałe współrzędne, tj. (a*, b*) zwišzane sš z chromatycznociš barwy, którš opisujš. Chromatycznoć barw przedstawia się zatem na płaszczyznach L* = const. Na osi a* znajdujš się punkty odpowiadajšce chromatycznoci nasyconej barwy zielonej Đ dla wartoci mniejszych od zera, oraz odpowiadajšce chromatycznoci nasyconej barwy purpurowej Đ dla wartoci większych od zera. Na osi b* znajdujš się punkty odpowiadajšce chromatycznoci nasyconej barwy niebieskiej Đ dla wartoci mniejszych od zera, oraz punkty odpowiadajšce chromatycznoci nasyconej barwy żółtej Đ dla wartoci dodatnich. Punkt o współrzędnych a* = 0, b* = 0 odpowiada barwie umownie achromatycznej (szarej), czyli chromatycznoci barwy promieniowania użytego do obliczeń iluminantu normalnego. Wraz z przestrzeniš CIELAB wprowadzono dwa parametry, które majš służyć jako odpowiedniki odcienia i nasycenia. Sš to metryczna chroma C* oraz metryczny kšt odcienia (ang. hue) h*. Metryczna chroma C* jest to długoć odcinka IPOŃI , gdzie P jest punktem chromatycznoci danej barwy, a O Đ poczštkiem układu współrzędnych, natomiast metryczny kšt odcienia jest to kšt pomiędzy półprostš o poczštku w punkcie O przechodzšcš przez punkt P, a półosiš dodatniš a* (patrz rys. 3).
W przestrzeni CIELAB wprowadzono metrycznš różnicę barwy DEab, która jest zwykłš odległociš euklidesowš pomiędzy dwoma punktami w przestrzeni trójwymiarowej, (...)
Niestety, jak już wspomnielimy wczeniej, przestrzeń CIELAB nie jest idealnie równomierna. Nie można zatem jednoznacznie powiedzieć, że jeżeli DEab jest mniejsza od pewnej liczby to barwy wzorca i próbki nie będš się różnić w ocenie wizualnej. Formuła na metrycznš różnicę barwy nie uwzględnia wielu aspektów wizualnego porównywania barw. Od czasu wprowadzenia przestrzeni CIELAB zostało wprowadzonych szereg formuł, których zadaniem była lepsza korelacja pomiędzy wartociami numerycznymi miar różnicy barwy a percepcjš różnicy barwy. Do najważniejszych z nich, które znalazły zastosowanie w praktyce należš DEFMCII, DECMC(l:c), DE94 oraz zalecana ostatnio przez ISO DE2000. Wszystkie wspomniane formuły bazujš na przestrzeni CIELAB i jedynie w sposób przybliżony oddajš zgodnoć pomiędzy barwami wzorca i próbki, niemniej ostatnio wspomniana DE2000 najbardziej odpowiada wrażeniu różnicy barwy.
Autor jest adiunktem w Instytucie Poligrafii Politechniki Warszawskiej oraz konsultantem w firmie Grafikus Sp. z o.o.
