mgattass luz e cor. mgattass luz a) espectro de fontes luminosas b) processos de formação de cor
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MGattass
Luz e Cor
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MGattass
Luz
a) Espectro de fontes luminosasb) Processos de formação de cor
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MGattass
Natureza da luz
c = f
c = velocidade da luz 3.0x108 m/s
v / f
v
Ondulatória ou partículas?
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MGattass
Ondas eletromagnéticas
(m)
VISÍVEL
f (Hertz)
102 104 106 108 1010 1012 1014 1016 1018 1020
rádioAM FM,TVMicro-Ondas
Infra-VermelhoUltra-Violeta
RaiosX
106 104 102 10 10-2 10-4 10-6 10-8 10-10 10-12
vermelho (4.3 1014 Hz), laranja, amarelo,..., verde, azul, violeta (7.51014
Hz)
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MGattass
Luz branca (Newton)
luzbranca
prisma
vermelhoalaranjadoamareloverdeazulvioleta
luz branca (acromática) tem todos os comprimentos de onda
Cor Violeta 380-440 nmAzul 440-490 nmVerde 490-565 nmAmarelo 565-590 nmLaranja 590-630 nmVermelho 630-780 nm
1 nm = 10-9 m
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MGattass
Espectro de fontes luminosas
Energia
100
0
50
nm
Eluz branca
luz colorida
400 500 600 700comprimento de onda
380 nm 780 nm
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MGattass
Medidas do espectro da luz solar
made by J. Parkkinen and P. Silfsten.380 nm 780 nm
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MGattass
Espectro CIE D65 e da lâmpada incandecente (illuminant A)
made by J. Parkkinen and P. Silfsten.380 nm 780 nm
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MGattass
Espectros
Idit Haran
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MGattass
Espectro de quatro fontes luminosas artificiais
made by H.Sugiura.380 nm 780 nm
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MGattass
Color temperature e back body temperature
Color temperature - Any light source that has the same chromaticity coordinates as a black body can be described as having the color temperature of that black body . The terms color temperature and black body temperature are not synonymous. Color temperature is derived from colorimetric calculations. There are limitless different spectra that possess a particular color temperature and have little or no resemblance to the black body curve for that temperature.
Black Body – a heated material that emits light as a result of being hot. The spectrum of a black body is determined by the temperature alone. An incandescent lamp and a hot electric stovetop have spectra that are good approximations to black body spectra.
http://www.sunriseinstruments.com/terminology.html
Correlated Color Temperature - the color temperature of the the black body that is closest to the chromaticity coordinates of the light source.
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Temperatura da corTemperature Typical Sources
1000K Candles; oil lamps
2000K Very early sunrise; low effect tungsten lamps
2500K Household light bulbs
3000K Studio lights, photo floods
4000K Clear flashbulbs
5000K Typical daylight; electronic flash
5500K The sun at noon near Kodak's offices :-) 6000K Bright sunshine with clear sky
7000K Slightly overcast sky
8000K Hazy sky
9000K Open shade on clear day
10,000K Heavily overcast sky
11,000K Sunless blue skies
20,000+K Open shade in mountains on a really clear day
Monitor ideal
http://webphysics.davidson.edu/alumni/MiLee/java/bb_mjl.htm
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What is Color?
Reflectance
Spectrum
Spectral
Power
Distribution
Spectral
Power
Distribution
Illuminant D65
Electromagnetic Wave
(nm)
Frédo Durand and Barb Cutler MIT- EECS
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Frédo Durand and Barb Cutler MIT- EECS
What is Color?
Reflectance
Spectrum
Spectral
Power
Distribution
Under F1
Spectral
Power
Distribution
Illuminant F1
Spectral
Power
Distribution
Under D65
Neon Lamp
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MGattass
Reflectâncias espectrais de flores
Measurements by E.Koivisto.
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MGattass
Características das fontes luminosas
400 500 600 700
nm
E
brilho (brightness)
intensidadedefine o brilho
(brightness)
400 500 600 700 nm
E
saturação
a concentração no comprimento de onda dominante
define asaturação ou pureza
cores pastéissão menos saturadas oumenos puras
nm
E
matiz (hue)
comprimento de onda dominante
define a matiz (hue)
400 500 600 700
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MGattass
Características das fontes luminosas
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MGattass
Processos aditivos de formação de cores
Ea
Eb
a
ba+b
Ea+b
O olho não vê componentes!
)()()( baba EEE
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MGattass
Processos subtrativos de formação de cores
filtros
Luz branca
Filtro verde
Luz verde
Ei Efttransparência
)()()( if EtE
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MGattass
Processos de formação de cores:por pigmentos
índices de refração distinto do material base
por pigmentação
A sucessão de reflexão e refração determinam a natureza da luz refletida
tinta preta
tinta branca tinta colorida(saturada)
tons mais escuros(shade)
tons mais claros(tints)
Cinzas(greys)
PALHETADO
PINTOR
tons
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MGattass
Colorimetria e Sistemas de Cores
CIE (Commission Internationale de l’Eclairage)» RGB» XYZ» xyY» Lu*v*» La*b*
Sistemas por exumeração» Munsell» Pantone
Sistemas dependentes de dispositivos» mRGB» CMY» CMYK
Sistemas para especificação interativa» HSV» HLS
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MGattass
3D Color Spaces
Tri-cromatico sugere espaço 3D
Polar
Luminância
Saturação
Matiz(Hue)
R
G
B
Cartesiano
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What is Color?
Stimulus
ObserverObserver
Frédo Durand and Barb Cutler MIT- EECS
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Frédo Durand and Barb Cutler MIT- EECS
What is Color?
Spectral
Sensibility
of the
L, M and S
Cones
SM L
RodsRods ConesCones Distribution of Distribution of Cones and RodsCones and Rods
Light
Light
Retina Optic Nerve
AmacrineCells
GanglionCells
HorizontalCells
BipolarCells Rod
Cone
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MGattass
Anatomia do olho humano
retina bastonetes
cones vermelhoverdeazul
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MGattass
Sensibilidade dos cones do olho humano
Olho humano: Cones (SML) e Bastonetes (cegos para cor)
.020
.04
.06
.08
.10
.12
.14
.16
.18
.20
400 440 480 520 560 600 640 680
fraç
ão d
e lu
z ab
sorv
ida
por
cada
con
e
comprimento de onda (nm)
Curvas se sobrepõe!Não temos como saber qual a sensação de um dado cone!
)()(m
)(s
380 nm 780 nm
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MGattass
Sensibilidade do olho em função do comprimento de onda
0%
50%
100%
sens
ibili
dade
rela
tiva
nm
400 500 600 700
Fração da luz absorvida pelo olho
380 nm 780 nm
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MGattass
Percepção de cor
400 440 480 520 560 600 640 680
Inte
nsid
ade
comprimento de onda (nm)
Luz Colorida
Luz Branca
não é assim!
dcL
dmcM
dscS
)()(
)()(
)()(
c( )
)(
)(m
)(s
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MGattass
Metamerismo
Two lights that appear the same visually. They might have different SPDs (spectral power distributions)
Idit Haran
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MGattass
O problema de reprodução de cor em CG
Mundo Real
Espaço Virtual
E
400 700
E
BG
R
• objetivo: produzir a mesma sensação de cor
• olho só distingue 400 mil cores (< 219) 19 bits deveriam ser suficientes
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MGattass
CIE RGB
1931 - 2o
1964 - 10o
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MGattass
Representação perceptual da cor CIE RGB
r() Rg() G
b() B
Cor MonocromáticaC()
Problema:Não consegue se representar todas as cores visíveis (falta saturação)
R = 700 nmG = 546 nmB = 435.8 nm
C) = r R + gG + bB
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MGattass
colour Matching Experiment 1
Image courtesy Bill Freeman
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MGattass
colour Matching Experiment 1
Image courtesy Bill Freeman
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MGattass
colour Matching Experiment 1
Image courtesy Bill Freeman
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MGattass
colour Matching Experiment 2
Image courtesy Bill Freeman
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MGattass
colour Matching Experiment 2
Image courtesy Bill Freeman
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MGattass
colour Matching Experiment 2
Image courtesy Bill Freeman
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MGattass
Artifício para “subtrair” uma componente
C + r R = g G + b B
C = r R + g G + b B, onde r = - r
r() R
g() G
b() B
C()
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MGattass
- 0.2
0
0.2
0.4
400 500 600 700
438
nm
546
nm
(nm)Valo
res
dos
tri-e
sim
ulos
Combinação de três cores (RGB) para reproduzir as cores espectrais
r)g)
b)
C) = r) R + gG + bB
Componentes das cores monocromáticas- CIE RGB -
http://www/cvision.ucsd.edu/
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MGattass
-1.5
-1
-0.5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
380 430 480 530 580 630 680 730 780 (nm)
Valo
res
dos
tri-e
sim
ulos
Combinação de três cores (RGB) para reproduzir as cores espectrais
r)g)
C) = r) R + gG + bB
Componentes das cores monocromáticas- CIE RGB -
b)
R = 700 nmG = 546 nmB = 435.8 nm
http://cvision.ucsd.edu/
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MGattass
- 0.2
0
0.2
0.4
400 500 600 700 (nm)
Valo
res
dos
tri-e
sim
ulos r)
g)b)
Componentes das cores monocromáticas- CIE RGB -
dbckB
dgckG
drckR
)()(
)()(
)()(
)(c
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MGattass
C = r R + g G + b B
Conversão da base CIE RGB para CIE XYZ
0.490 0.310 0.2000.177 0.813 0.0110.000 0.010 0.990
RGB
XYZ
=
ZzYyXxC )()()()(
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MGattass
0.20.40.60.81.01.21.41.61.82.0
Valo
r
nm
400 500 600 700
Cores Básicas do CIE 1931
Componentes das cores monocromáticas- CIE XYZ -
)(x)(y
)(z
Nota: Y foi escolhida de forma a y ser semelhante à curva de sensibilidade do olho (luminância)
ZzYyXxC )()()()(
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MGattass
CIE XYZ (2o e 10o)
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MGattass
Cores visíveis representadas no sistema CIE XYZ
X
Y
Z
780
380
780
380
780
380
780
380
780
380
780
380
)(
)()(
)(
)()(
)(
)()(
dz
dzcZ
dy
dycY
dx
dxcX)(x)(y
)(z
)(c
nm400
nm700
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MGattass
Valores típicos de luminosidade de umde uma superfície
Modo Valores (lux)Luz do dia (máximo) 100 000Luz de dia sombrio 10 000Interior próximo a janela 1 000Minimo p/ trabalho 100Lua cheia 0.2Luz das estrelas 0.0003
… e o olho se acomoda!
• Um parenteses sobre luminosidade ou brilho
Retirando a luminosidade ou brilhoda definição da cor em CIE XYZ
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MGattass
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MGattass
x = X/(X+Y+Z)y = Y/(X+Y+Z)z = Z/(X+Y+Z)
• Retirar o fator luminosidade ou brilho projetando no plano X+Y+Z=1
note que x+y+z =1
Retirando a luminosidade ou brilhoda definição da cor em CIE XYZ
X = (x / y ) YY = YZ = (1-x-y ) Y / y
X
Y
Z
Plano X+Y+Z=1
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MGattass
Cores visíveis representadas no sistema CIE xyY
X
Y
Z
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MGattass
520
480
490
500
510540
560
Purpura
580
600
= 700
400
Azul
Cian
Verde
Amarelo
Vermelho
x
y
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
Branco
0.1
0.2
0.3
0.4
0.6
0.5
0.7
0.8
0.9
1.0
Cores visíveis representadas no sistema CIE xyY
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MGattass
Nome das cores
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MGattass
Nome das cores
x
650610
590
550
570
600
580
560
540
505
500
510
520 530
490
495
485
480
470450
1.00.50.0
0.5
0.9
greenyellow-green
yelloworange
red
magenta
purpleblue
cyan whitepink
y
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MGattass
Planckian locus
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MGattass
y
x0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Branco0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
C2
C1
cores saturadas
a
b
saturação de C1
y
x0.2 0.4 0.6 0.8 1.0
Branco0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
C
C
C + C = Branco
Saturação e cor complementar no diagrama de cromaticidade xy
baas
C é complementar a C
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![Page 59: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/59.jpg)
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![Page 61: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/61.jpg)
MGattass
After-Image-white
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MGattass
Opponent Colors
Image Afterimage
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MGattass
x
y
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.6
0.5
0.7
0.8
0.9
1.0
gamute de um monitor
gamute de uma impressora
C1
C2
W
C2 cor não realizável
C1 cor não realizável na impressora
Gamute de cromaticidade de dispositivos
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Par de coresperceptualmenteequidistantes
Cores perceptualmente equidistantes representadas no sistema CIE xyY
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MGattass
Weber's law
The change in a stimulus that will be just noticeable (JND) is a constant ratio of the original stimulus.
IIL
)log(IL I
L
E. H. Weber, in 1834
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MGattass
Correção Gama
inout
1xy
2yg
21xg
21xg 0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
15.0
0.1
2.25.1
25.1
![Page 68: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/68.jpg)
MGattass
Correção Gama
Intensidade luminosa
Perc
epçã
o hu
man
a "u
nifo
rme"
![Page 69: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/69.jpg)
MGattass
Correção Gama(a coincidência)
Perc
epçã
o hu
man
a
Sina
l de
víde
o (v
olta
gem
ou
códi
go)
Intensidade luminosa
![Page 70: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/70.jpg)
MGattass
O sistema tem muitos Gamas!
http://www.w3.org/TR/2003/REC-PNG-20031110/
input_exponent the exponent of the image sensor.
encoding_exponent the exponent of any transfer function performed by the process or device writing the datastream.
decoding_exponent the exponent of any transfer function performed by the software reading the image datastream.
LUT_exponent the exponent of the transfer function applied between the frame buffer and the display device (typically this is applied by a Look Up Table).
output_exponent the exponent of the display device. For a CRT, this is typically a value close to 2.2.
![Page 71: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/71.jpg)
MGattass
Gama de uma ponta a outra (end to end)
http://www.libpng.org/pub/png/spec/1.2/PNG-GammaAppendix.html
“Good end-to-end exponents are determined from experience. For example, for photographic prints it's about 1.0; for slides intended to be projected in a dark room it's about 1.5; for television it's about 1.14.”
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MGattass
Que ajuste adotar?0 36 73 10
9
146
182
219
255 0 96 136
167
193
216
236
255
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
5.0
0.1
![Page 73: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/73.jpg)
Tons de cinza igualmente espaçados
![Page 74: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/74.jpg)
Tons de cinza corrigidos
![Page 75: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/75.jpg)
Tons de cinza igualmente espaçados
![Page 76: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/76.jpg)
Tons de cinza corrigidos
![Page 77: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/77.jpg)
Tons de cinza igualmente espaçados
![Page 78: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/78.jpg)
Tons de cinza corrigidos
![Page 79: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/79.jpg)
Tons de cinza igualmente espaçados
![Page 80: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/80.jpg)
Tons de cinza corrigidos
![Page 81: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/81.jpg)
MGattass
CIE L* Correção perceptual
L*
008850.019.903
008850.016116 3*
ww
ww
YYse
YY
YYse
YY
L
wYY
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
veja: http://www.graphics.cornell.edu/~westin/gamma/gamma.html
1 xdxdy
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MGattass
(X,Y,Z) = componentes da cor no espaço CIE XYZ(Xw,Yw,Zw) = componentes do branco de referência
Dados:
u* = 13L*(u’- uw)
v* = 13L*(v’- vw)
u’=4X/(X+15Y+3Z)v’=9Y/(X+15Y+3Z)
uw=4Xw/(Xw+15Yw+3Zw)vw=9Yw/(Xw+15Yw+3Zw)
Calcula-se:
L* = 116 (Y/Yw)1/3 - 16 se Y/Yw > 0.008850ou
L* = 903.19(Y/Yw) se Y/Yw 0.008850
a* = 500[(X/Xw)1/3- (Y/Yw)1/3]
b* = 200[ (Y/Yw)1/3) - (Z/Zw)1/3]
Sistemas de cor perceptualmente uniformes do CIE Luv e CIE Lab
(1976)
u*,v* (ou a*,b*) são as componentes de cromaticidade da corL* é a luminosidade corrigida para uma escala percetualmente linear
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MGattass
CIE xyY CIE LUV
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MGattass
CIE LAB
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MGattass
CIE 1976 (L*a*b*) colour space, Lightnedd
11616116*
31
nYYL
L = Lightness (black= 0 and white = 100)
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MGattass
CIE 1976 (L*a*b*) colour space, Hue and Chroma
31
31
500*nn Y
YXXa
31
31
200*nn Z
ZYYb
**arctan
abhab
Hue (Matiz):
22 ** baCab
Chroma:
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MGattass
CIE 1976 a,b colour difference and CIELAB components
222* *** baLEab
51 just noticeble difference
small color differences
*abH variação de ângulo ou
2*22** * ababab CLEH
2*2*2* * ababab HCLE
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MGattass
CIE 1994 colour difference
k parametric factors, industry dependent S weighting functions, depend on location in colour
space:
E Lk S
Ck S
Hk S94
2 2 21 2
**
/
L L
ab*
C C
ab*
H H
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MGattass
Branco de referência
Observer 2° (CIE 1931) 10° (CIE 1964)
Illuminant X2 Y2 Z2 X10 Y10 Z10
A (Incandescent) 109.85 100 35.585 111.144 100 35.2
C 98.074 100 118.232 97.285 100 116.145
D50 96.422 100 82.521 96.72 100 81.427
D55 95.682 100 92.149 95.799 100 90.926
D65 (Daylight) 95.047 100 108.883 94.811 100 107.304
D75 94.972 100 122.638 94.416 100 120.641
F2 (Fluorescent) 99.187 100 67.395 103.28 100 69.026
F7 95.044 100 108.755 95.792 100 107.687
F11 100.966 100 64.37 103.866 100 65.627
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Conversão Lab - XYZ
var_X = X / 95.047 //Observer = 2°, Illuminant = D65var_Y = Y / 100.000var_Z = Z / 108.883
if ( var_X > 0.008856 ) var_X = var_X ^ ( 1/3 )else var_X = ( 7.787 * var_X ) + ( 16 / 116 )if ( var_Y > 0.008856 ) var_Y = var_Y ^ ( 1/3 )else var_Y = ( 7.787 * var_Y ) + ( 16 / 116 )if ( var_Z > 0.008856 ) var_Z = var_Z ^ ( 1/3 )else var_Z = ( 7.787 * var_Z ) + ( 16 / 116 )
CIE-L* = ( 116 * var_Y ) - 16CIE-a* = 500 * ( var_X - var_Y )CIE-b* = 200 * ( var_Y - var_Z )
var_Y = ( CIE-L* + 16 ) / 116var_X = CIE-a* / 500 + var_Yvar_Z = var_Y - CIE-b* / 200
if ( var_Y^3 > 0.008856 ) var_Y = var_Y^3else var_Y = ( var_Y - 16 / 116 ) / 7.787if ( var_X^3 > 0.008856 ) var_X = var_X^3else var_X = ( var_X - 16 / 116 ) / 7.787if ( var_Z^3 > 0.008856 ) var_Z = var_Z^3else var_Z = ( var_Z - 16 / 116 ) / 7.787
X = ref_X * var_X //ref_X = 95.047 Observer= 2°, Illuminant= D65Y = ref_Y * var_Y //ref_Y = 100.000Z = ref_Z * var_Z //ref_Z = 108.883
http://www.easyrgb.com/math.php
31
31
500*nn Y
YXXa
31
31
200*nn Z
ZYYb
11616116*
31
nYYL
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MGattass
The Artist Point of View
Hue - The color we see (red, green, purple) Saturation - How far is the color from gray (pink is less saturated
than red, sky blue is less saturated than royal blue) Brightness/Lightness (Luminance) - How bright is the color
white
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MGattass
Munsell Color System
Equal perceptual steps in Hue Saturation Value.Hue: R, YR, Y, GY, G, BG, B, PB, P, RP (each subdivided into 10)Value: 0 ... 10 (dark ... pure white)Chroma: 0 ... 20 (neutral ... saturated)
Example: 5YR 8/4
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MGattass
Munsell Book of Colors
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MGattass
Munsell Book of Colors
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MGattass
Sistemas de cores porenumeração
MunsellAlbert H. Munsell - artista plástico (1905)
Pantone (início dos 60’s)
mapas de cores
croma ou saturação
tonalidadeou matiz
valor ou intensidade
base para os sistemas de interface
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MGattass
Monitores
I ) Sistemas dos Monitores - mRGB
processo aditivo
pixel
HiColor
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MGattass
Sistemas de cor dependentes de dispositivo - mRGB
I ) Sistemas dos Monitores - mRGB
normalmentetemos 1 byte para cada componentemapeando[0, 255] em [0,1]
processo aditivo
R
G
B
1.0
1.0
1.0
Y
M
CW
K vermelho
azul
preto
verdeamarelo
ciano
magenta
branco
Componentes somam como vetores
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MGattass
Sistemas de cor dependentes de dispositivo - mRGB
I ) Sistemas dos Monitores - mRGB
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MGattass
Conversão do mRGB paraCIE XYZ e vice-versa
Dados (R,G,B) determine (x,y)
1) O fabricante deve informar as coordenadas x,y dos fosforos do monitor
ex. R G B whitex 0.64 0.30 0.15 0.3127y 0.33 0.60 0.06 0.3290
2) Determine a coordenada z = 1 - x - y
R G B whitez 0.04 0.12 0.787 0.3582
ex.
3) As coordenadas X,Y,Z são obtidas de:
XYZ
XR
YR
ZR
XG
YG
ZG
XB
YB
ZB
RGB
XR
YR
ZR
XG
YG
ZG
XB
YB
ZB
=GR B= + +
O problema agora consiste em encontrar as componentes XYZ do R, G e B
ITU-R BT.709International Telecommunication Union
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MGattass
Conversão do mRGB paraCIE XYZ (cont.)
xR = XR/ (XR+YR+ZR), se CR = XR+YR+ZR então XR = xRCR
substituindo na matriz da equação
XYZ
xRCR
yRCR
zRCR
RGB
=XR
YR
ZR
XG
YG
ZG
XB
YB
ZB
RGB
=xGCG
yGCG
zGCG
xBCB
yBCB
zBCB
para determinar as componetes CR , CG e CB usamos o fato de que R=G=B=1 é a cor branca.
XW
YW
ZW
xRCR
yRCR
zRCR
111
=xR
yR
zR
xG
yG
zG
xB
yB
zB
CR
CG
CB
=xGCG
yGCG
zGCG
xBCB
yBCB
zBCB
YR = yRCR e ZR = zRCR eXG = xGCG , YG = yGCG e ZG = zGCG XB = xBCB , YB = yBCB e ZB = zBCB
da mesma forma
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MGattass
Conversão do mRGB paraCIE XYZ (cont.)
Suponha que o a luminosidade do branco YW = 1.00, temos:
0.951.001.09
=CR
CG
CB
0.64 0.30 0.15 0.33 0.60 0.060.03 0.10 0.79
CR
CG
CB
resolvendo =0.6441.1921.203
=0.412 0.358 0.1800.213 0.715 0.0720.019 0.119 0.950
XYZ
RGB
3.240 -1.537 -0.499-0.969 1.876 0.042 0.056 -0.204 1.057
RGB
=XYZ
Concluindo:
YW = yW CW CW = YW / yW = 1.0/0.3290 = 3.04 XW = xW CW = 0.31x3.04 = 0.9506 ZW = zW CW = 0.3582x316.45 = 1.089
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MGattass
RGB normalizado
Cubo RGB
222
222
222
BGR
Bb
BGR
Gg
BGRRr
BGRBb
BGRGg
BGRRr
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MGattass
- sRGB – “A Standard Default Color Space for the Intenet”
Hewlett-Packard and Microsoft propose the addition of support for a standard color space, sRGB, within the Microsoft operating systems, HP products, the Internet, and all other interested vendors.
The aim of this color space is to complement the current color management strategies by enabling a third method of handling color in the operating systems, device drivers and the Internet that utilizes a simple and robust device independent color definition.
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MGattass
ITU-R BT.709
CIE chromaticities for ITU-R BT.709 reference primaries and CIE standard illuminant
Red Green Blue D65 x 0.6400 0.3000 0.1500 0.3127 y 0.3300 0.6000 0.0600 0.3290 z 0.0300 0.1000 0.7900 0.3583
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MGattass
sRGB viewing environment Parameters
Condition sRGB Luminance level (typical CRT) 80 cd/m2 Illuminant White x = 0.3127, y = 0.3291 (D65) Image surround 20% reflectance Encoding Ambient Illuminance Level 64 lux Encoding Ambient White Point x = 0.3457, y = 0.3585 (D50) Encoding Viewing Flare 1.0% Typical Ambient Illuminance Level 200 lux Typical Ambient White Point x = 0.3457, y = 0.3585 (D50) Typical Viewing Flare 5.0%
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MGattass
XYZ sRGB: Passo 1
Converte utilizando ITU-R BT.709:
]10[
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MGattass
XYZ sRGB: Passo 2The sRGB tristimulus values are next transformed to nonlinear sR'G'B' values as follows:
If
else if
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1
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MGattass
XYZ sRGB: Passo 3 –Digital Color
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MGattass
XYZ RGB
ref_X = 95.047 //Observer = 2°, Illuminant = D65ref_Y = 100.000ref_Z = 108.883
var_X = X / 100 //X = From 0 to ref_Xvar_Y = Y / 100 //Y = From 0 to ref_Yvar_Z = Z / 100 //Z = From 0 to ref_Y
var_R = var_X * 3.2406 + var_Y * -1.5372 + var_Z * -0.4986var_G = var_X * -0.9689 + var_Y * 1.8758 + var_Z * 0.0415var_B = var_X * 0.0557 + var_Y * -0.2040 + var_Z * 1.0570
if ( var_R > 0.0031308 ) var_R = 1.055 * ( var_R ^ ( 1 / 2.4 ) ) - 0.055else var_R = 12.92 * var_Rif ( var_G > 0.0031308 ) var_G = 1.055 * ( var_G ^ ( 1 / 2.4 ) ) - 0.055else var_G = 12.92 * var_Gif ( var_B > 0.0031308 ) var_B = 1.055 * ( var_B ^ ( 1 / 2.4 ) ) - 0.055else var_B = 12.92 * var_B
R = var_R * 255G = var_G * 255B = var_B * 255 http://www.easyrgb.com/
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MGattass
sRGB XYZ
S
N
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MGattass
XYZ RGB
var_R = ( R / 255 ) //R = From 0 to 255var_G = ( G / 255 ) //G = From 0 to 255var_B = ( B / 255 ) //B = From 0 to 255
if ( var_R > 0.04045 ) var_R = ( ( var_R + 0.055 ) / 1.055 ) ^ 2.4else var_R = var_R / 12.92if ( var_G > 0.04045 ) var_G = ( ( var_G + 0.055 ) / 1.055 ) ^ 2.4else var_G = var_G / 12.92if ( var_B > 0.04045 ) var_B = ( ( var_B + 0.055 ) / 1.055 ) ^ 2.4else var_B = var_B / 12.92
var_R = var_R * 100var_G = var_G * 100var_B = var_B * 100
//Observer. = 2°, Illuminant = D65X = var_R * 0.4124 + var_G * 0.3576 + var_B * 0.1805Y = var_R * 0.2126 + var_G * 0.7152 + var_B * 0.0722Z = var_R * 0.0193 + var_G * 0.1192 + var_B * 0.9505
http://www.easyrgb.com/
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MGattass
Reflexão da luz num papel
Reflexão difusa ou lambertiana
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MGattass
Sistemas de cor dependentes de dispositivo - CMY
II ) Sistemas das Impressoras -CMY ou CMYK
processo predominantementesubtrativo
C
Y
M
R G
B
K
luz branca (1,1,1)
tinta ciano (0,1,1)
luz ciano (0,1,1)
componente vermelha é absorvidapapel branco (1,1,1)
normal
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MGattass
yellow
B G R
+
B G R
red
R
=
magenta
B G R
B G R
Idit Haran
R=M+Y
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MGattass
Sistemas de cor dependentes de dispositivo - CMY
II ) Sistemas das Impressoras -CMY ou CMYK
![Page 116: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/116.jpg)
MGattass
CMYK Color Model
CMYK = Cyan, Magenta, Yellow, blacK
Magenta – removes Green
B G R
Black – removes all
Yellow – removes Blue
B G R
B G R
trans
mit
Cyan – removes Red
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MGattass
Conversão RGB para CMY e vice-versa
B
R
G
1.0
1.0
1.0
Y
M
CW
K vermelho
azul
preto
verdeamarelo
ciano
magenta
branco
1.0
1.0
1.0
Y
M
C
W
Kpreto
amarelo
ciano
magenta
branco
verde
vermelho
azul
(r,g,b) (c,m,y)
BGR
YMC
111
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MGattass
Sistemas de cor dependentes de dispositivo - CMYK
K := min (C, M, Y)
C := C - KM := M - KY := Y - K
O sistema CMYK usa o preto (blacK) porque o pigmento (carbono) é mais barato;
A superposição de ciano, magenta e amarelo para produzir preto gera um tom meio puxado para o marron.
M
Y
K
C
base linearmentedependente
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MGattass
C + M + Y = K (black)
100 50 70
=
50 0 2050
+
C M Y C M YK
CMY + Black
Using three inks for black is expensive C+M+Y = dark brown not black Black instead of C+M+Y is crisper with more contrast
![Page 120: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/120.jpg)
MGattass
HSV
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MGattass
HSV/HSB Color Space
Brightness Scale
Saturation Scale
HSV = Hue Saturation Value HSB = Hue Saturation Brightness
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MGattass
HSV
ValueSaturation
Hue
![Page 123: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/123.jpg)
MGattass
Sistemas de cor mais indicados para interface com usuário - HSV
R
G
B
C
M
Y
W
R
G
B
V decompor (r,g,b)na base de V e doespaço ortogonala ele.
K S
V
H
R
YG
C
B M
Saturation
Hue
Value
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MGattass
Transformação RGB para HSV e vice-versa
R
G
B
Max = max(R,G,B)Min = min(R,G,B)
no caso G e B, respectivamente
R
G
B
V = Max
S = ( Max-Min ) / Max B
R
S=0
S=1
Min
Max
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MGattass
Conversão RGB para HSVcálculo de H
R (0o)
Y (60o)G(120o)
C(180o)
B(240o) M(300o)
SH
V
0o
60o120o
180o
240o 300o
120o
180o
R
B
r
b gH
Hg b
g
120 60
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MGattass
HLS Color Space
red0
green120 yellow
Blue240
cyan
magenta
V
black0.0
0.5
HS
HLS = Hue Lightness Saturation
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MGattass
HLS
L
Pierre Courtellemont
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MGattass
Opponent Color Spaces
+black-white
red-green
blue-yellow
+
+
-
-
-
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MGattass
YIQ Color Model YIQ is the color model used for color TV in America
(NTSC= National Television Systems Committee) Y is luminance, I & Q are color (I=red/green,Q=blue/yellow)
» Note: Y is the same as CIE’s Y » Result: backwards compatibility with B/W TV!
Convert from RGB to YIQ:
The YIQ model exploits properties of our visual system, which allows to assign different bandwidth for each of the primaries (4 MHz to Y, 1.5 to I and 0.6 to Q)
BGR
QIY
31.052.021.032.028.060.0
11.059.030.0
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MGattass
Função de Transferência CCIR Rec.709
0
0,2
0,4
0,6
0,8
10
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9 1
Intensidade da luz
Sina
l de
víde
o (v
olta
gem
ou
códi
go)
R’709 = 1.099 R0.45 - 0.099G’709 = 1.099 G0.45 - 0.099B’709 = 1.099 B0.45 - 0.099
Codificação de Vídeo
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MGattass
Sistema (Y’, B’-Y’, R’-Y’)
= 0.299 0.587 0.114-0.299 -0.587 0.886 0.701 -0.587 0.114
Y’
B’- Y’R’- Y’
R’G’B’
Y’601 = 0.2999 R’ + 0.587 G’ + 0.114 B’ Componenteluma de vídeo
B’-Y’601 = B’ -(0.2999 R’ + 0.587 G’ + 0.114 B’)R’-Y’601 = R’ -(0.2999 R’ + 0.587 G’ + 0.114 B’)
Componentede diferençade cor
Motivação:As componentes de diferença de cor podem ser sub-amostradas!
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MGattass
Cubo RGB no espaço (Y’, B’-Y’, R’-Y’)
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MGattass
Conversão para vídeo
vídeos analógicos
(BetaCam e M-II)vídeos
digitais com 8 bits/componente
(JPEG, MPEG)
P B Y
P R Y
b
r
0 51 0114
0 51 0 299
..
( ' ' )
..
( ' ' )
Y Y
C B Y
C R Y
b
b b
r b
' '..
( ' ' )
..
( ' ' )
,
,
8
8
8
16 235
128 11205
1 0114
128 1120 5
1 0 299
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MGattass
Uma fórmula para conversãopara video
RGB to YCrCb
YCrCb to RGB
http://www.efg2.com/Lab/Library/Color/Science.htm
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MGattass
Aparencia de cor
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MGattass
Banda de Mach
Posição
Branco
PretoIn
tens
idad
e
Efeito da Banda de Mach
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MGattass
Contraste Simultâneo
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MGattass
Contraste
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MGattass
Conclusões do cérebro
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![Page 142: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/142.jpg)
![Page 143: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/143.jpg)
![Page 144: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/144.jpg)
MGattass
![Page 145: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/145.jpg)
MGattass
25 6
45 8
56 29
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MGattass
Referências
http://cvision.ucsd.edu/ http://www.poynton.com/Poynton-color.html http://www.efg2.com/Lab/ http://www.easyrgb.com/ http://cvrl.ioo.ucl.ac.uk/cmfs.htm
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FIM
![Page 148: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/148.jpg)
MGattass
Reflexão e Refração
i = velocidade da luz no material ivelocidade da luz no vácuo
sen r = sen i
lei de Snell(1621)
i
r
incidente refletida
refratada
material 1i
material 2
N
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MGattass
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MGattass
![Page 151: MGattass Luz e Cor. MGattass Luz a) Espectro de fontes luminosas b) Processos de formação de cor](https://reader036.vdocuments.com.br/reader036/viewer/2022062818/570638401a28abb8238f11a8/html5/thumbnails/151.jpg)
MGattass
Processos aditivos de formação de cores
Ea+b() = Ea ()+Eb()
Ea
Eb
a
ba+b
Ea+b
O olho não vê componentes!
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MGattass
Intensidade vs contraste
Computer Vision - A Modern ApproachSet: Color
Slides by D.A. Forsyth
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MGattass
Reflexão e Refração
i
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MGattass
Refração da luz