Szoftver Tervezése Színtorzulások Hatásainak Vizsgálatára

Szoftver tervezése színtorzulások hatásainak vizsgálatára

Sik András ([email protected])Gruber Kristóf ([email protected])IV. éves műszaki informatikus mérnök hallgatók

Témavezetők:Dr. Schanda János ([email protected])Dr. Lányi Cecília ([email protected])

Tartalom

Bevezetés: Kitűzött célunk

A szín fogalma, szíharmónia

A program fejlesztése

Összefoglalás

Bevezetés: Célunk

TDK munkánk keretében egy olyan szoftver tervezését és fejlesztését tűztük ki célul, mely az egyes színtorzulások hatásait vizsgálja.

Bevezetés: Célunk

Manapság egyre jobban előtérbe kerülnek a színharmóniával kapcsolatos kérdések. Ezek a kérdések sokszor nem csak kényelmi tényezőket jelenthetnek, ennél sokkal többről van szó, akár baleseti kockázatról is.

Az esztétikai szempontok mellett a színekkel jelzett mennyiségek összetartozását, különbözőségét jellemezhetjük, különböző megvilágítások esetén való színtorzulások a gyors felismerést nehezítik, esetleg téves következtetésekhez vezethetnek.

Hogy készült: Mérföldkövek

A szükséges szakirodalom áttekintése

Színtani alapfogalmak, számítások megértése

Modellezés

Szoftverfejlesztés

A szín fogalmaA szembe behatoló látható sugárzást színingernek, valamint ennek következményeként létrejött tudattartalmat észlelt színnek (színészleletnek) nevezzük.

Monokróm színharmónia Kiegészítő színharmónia

Színharmóniaklasszikus esetei

Színharmóniaklasszikus esetei

Analóg színharmónia „Osztott-kiegészítő” színharmónia

Színharmóniaklasszikus esetei

Háromszögletű színharmónia

Négyszögletű színharmónia

Modellezés

Mivel a számítógép RGB színtere nem egyenlőközű, abban az olyan színjellemzők, mint pl. telítettség (s), színezeti szög (h), relatív világosság (J), világosság (L) vizsgálatára standard RGB színtérben nincs lehetőség – márpedig a színharmóniai vizsgálatokhoz ezen mennyiségek szükségesek – ezért vizsgálódásunkhoz egy másik modellt kellett választanunk.

Modellezés

A CIE által legfrissebben javasolt CIECAM02-es modellben végeztük el számításainkat, mivel ez jó közelítésben egyenlőközű, azaz azonos színingerkülönbségekhez a színtér különböző részeiben azonos távolságok tartoznak.

Bemeneti paraméterekKiindulásul az irodalomból vettünk egy színes képet, s az egyes színes felületek színkoordinátáit Photoshop segítségével CIELAB rendszerben határoztuk meg.

Ezekből számoltuk vissza a X,Y,Z színinger összetevőket.

Az adott megvilágításban használt referencia fehér értékek (XwYwZw). Mi a D50 (X=96.40, Y=100.0, Z=82.50) referencia fehér értékeket használtunk, mert ezeket használják a grafikus iparban.

Az La, Yb értékekre, melyek a megfigyelt mező és a háttér megvilágítási jellemzői, ezeket néhány CIE példaszámításban megfigyelt adat alapján állítottuk be.

Kimeneti paraméterek

XYZ

Lightness (J)Brightness (Q)Redness-greenness (a)Yellowness-blueness (b)Colorfullness (M)Chroma (C)Saturation (s)Hue composition (H)Hue angle (h)

Xw Yw Zw La

YbSurround conditions

CIE Color Appearance

Model

L*a*b* számítás

RGB számítás

Null-fény értékek levonása

Lineáris RGB adatok számítása mátrixtranszformációval.

Inverz gammákkal történő torzítás

Korrekció az offset értékek felhasználásával

0-255 skálára normálás

A program fejlesztése

Java környezetben végeztük a fejlesztést a platformfüggetlenség miatt.

MVC (Model-View-Controller) sémát használtunk

A szoftver az előre megadott XYZ értékeket átszámítja a CIECAM02-es modellbe, ahol módosíthatjuk a kívánt színjellemzőket, majd az így kapott értékeket a transzformáció inverzével visszaalakítja XYZ értékekké. Az XYZ értékekből megtörténik az L*a*b*, valamint az RGB értékek kiszámítása.

A program osztályai

FakeRainbow osztály

ConvertFunctions osztály

FakeRainbowView osztály

UserDataDialog osztály

ControlPanel osztály

MeasuringWindow osztály

MeasuringField osztály

ColorField osztály

DisabledField osztály

PlusMinusField osztály

A szoftver használata

ÖsszefoglalásA cél színtorzulások alapvető hatásainak vizsgálatához használható eszköz elkészítése volt.

Ennek első lépéseként egy olyan szoftvert terveztünk és fejlesztettünk, mely az egyes színtorzulások hatásait vizsgálja.

A színeket áttranszformáltuk CIECAM02-es modellbe, így lehetőségünk nyílt színjellemzők egyenlőközű színtérben való megváltoztatására, mely RGB színtérben nem lenne lehetséges, itt elvégeztük a számításokat, majd visszatranszformáltuk a kapott értékeket.

A program lehetőséget biztosít, hogy a színtorzulást ne csak 2-3 színminta összehasonlításával, hanem összetett ábrán, számos minta egyidejű tervezett változásának figyelembe vételével vizsgáljuk.

Jövőbeli céljaink

Laboratóriumi körülmények között a program tesztelése számos tesztalannyal.

A kapott eredmények kiértékelése.

Ezt követően további vizsgálódások más színeket megjelenítő eszközökkel, pl. LED fényforrások.

Köszönetnyilvánítás

Köszönjük megtisztelő figyelmüket! Szeretnénk köszönetet mondani konzulenseinknek a dolgozat elkészítéséhez nyújtott segítségükért, ránk fordított idejükért, ötleteikért és javaslataikért!