Color-Matching

Color-Matching

แสงสี

สี คือลักษณะความเข้มของแสงที่ปรากฏแก่สายตาให้เห็นเป็นสี โดยผ่านกระบวนการรับรู้ด้วยการมองซึ่งรับข้อมูลจากตา โดยที่ตาได้ผ่านกระบวนการวิเคราะห์ข้อมูลพลังงานแสงมาแล้ว ผ่านประสาทสัมผัสการมองเห็น ผ่านศูนย์สับเปลี่ยนในสมองไปสู่ศูนย์การมองเห็นภาพ การสร้างภาพหรือการมองเห็นก็คือการที่ข้อมูลได้ผ่านการวิเคราะห์แยกแยะให้เรารับรู้ถึงสรรพสิ่งรอบตัว

การตรวจวัดคลื่นแสงที่มนุษย์สามารถมองเห็นเริ่มขึ้นใน คริสต์ศตวรรษที่ 19 ในปี 1928 ไรท์ ( W.D.Wright ) และ กิลด์ (J.Guild ) ประสบความสาเร็จในการตรวจวัดคลื่นแสงครั้งสาคัญ และได้รับการรับรองจาก Commission Internationale de l'Eclairage  หรือ CIEซึ่งเป็นองค์กรที่มีบทบาทสาคัญในการกาหนดมาตรฐานด้านสี

ฟังก์ชั่นแทนตามนุษย์ (Color-Matching Function)

ฟังก์ชั่นนี้คือค่าไตรสติมูลัส (Tristimulus) ของสเปกทรัมที่สัมพันธ์กับความยาวคลื่น ฟังก์ชั่นซึ่งสามารถนาไปใช้แทนความไวของตามนุษย์ได้ ประกอบด้วย 3 ชุด สอดคล้องกับเซลล์รูปกรวยในตามนุษย์

RGB Color Matching

Function

ค่ามาตรฐานที่แทนความไวแสงของตามนุษย์ของแสงสีขั้นต้น ซึ่งกาหนดโดย CIE ในปี 1931

 Red (R): 700 nm

 Green (G): 546.1 nm

 Blue (B): 435.8 nm

จากภาพจะเห็นว่าในช่วงคลื่น 440-545 nmคลื่นแสง R มีค่าไตรสติมูลัสอยู่ในช่วงลบ ส่วนคลื่นแสง G อยู่ในช่วงลบเพียงเล็กน้อย ในช่วงคลื่นที่มากกว่า 380-435 และ คลื่นแสง B ก็อยู่ในช่วงลบเพียงเล็กน้อย เช่นกัน นั่นคือ ในช่วงคลื่นที่มากกว่า 550-655  ซึ่งการทราบค่าต่างๆ เหล่านี้ จะเป็นประโยชน์ในการนามาสร้าง Color Space หรือปริภูมิสี

Color Matching Experiments

ในปี 1850 James Clerk Maxwell ได้สร้างการทดลองการ Matching สีขึ้น ซึ่งสามารถเข้าไปทดลองในเว็บไซต์ http://graphics.stanford.edu/courses/cs178-10/applets/colormatching.html ได้

จากการทดลองพบว่าแสงสีทั้ง 3 สี ไม่สามารถผสมกันออกมาได้สีทุกสีถ้าค่าไตรสติมูลัสอยู่ในช่วงบวกทั้งหมด แต่ถ้ามีการเพิ่มบางแสงสีให้อยู่ในค่าลบก็จะสามารถผสมออกมาเป็นสีนั้นได้ ดังเช่นตัวอย่างในรูปด้านบน เป็นต้น

CIE Space forColor Matching

จาก RGB Color Matching Function ในรูปทางด้านซ้าย ซึ่งจะเห็นว่ามีช่วงคลื่นที่อยู่ในด้านลบ ทาให้การคานวณสีออกมาในเชิงตัวเลขนั้นทาได้ยาก เพราะในตอนนั้น CIE ต้องการนาเสนอแผนภูมิสีออกมาในเชิงของตัวเลขเพื่อให้สามารถคานวณและใช้งานได้ง่าย ดังนั้น จึงมีการพัฒนามาเป็น XYZ Color Matching Function ซึ่งค่าไตรสติมูลัสจะมีค่าบวก โดยมาจากการคานวณสมการเมทริซ์ ซึ่ง XYZ ก็คือการรวมกันของ RGB

ประโยชน์ของการทา Color Matching

อย่างที่ได้กล่าวไปแล้วข้างต้นว่า การทา color matching เพื่อให้ได้มาซึ่งปริภูมิสี หรือ color space ของการมองเห็นสีของตามนุษย์ ซึ่งจากประโยชน์ตรงนี้ก็สามารถนาไปกาหนดขอบเขตสีของแต่ละระบบสีอีกด้วย เพราะแต่ละระบบจะมีขอบเขตของสีที่แตกต่างกัน ยกตัวอย่างเช่น ในการถ่ายภาพนั้น (DSLR)จะมีโหมดให้เลือก profile ของภาพว่าจะเลือกใช้ระหว่าง SRGB หรือ AdobeRGBซึ่งมีข้อแตกต่างกันคือ sRGB เป็น color space ที่มีขอบเขตสีที่ออกแบบมาเพื่อการแสดงผลบนจอ monitor และอัดภาพ ส่วน Adobe RGB เป็น color space ที่ออกแบบมาเพื่อการพิมพ์ 4 สี CMYKซึ่งจะมีขอบเขตสีกว้างกว่า sRGB โดยเพิ่มขอบเขตด้านสี cyan-green เข้าไป เป็นต้น

จะเห็นได้ว่าหากเราเลือกขอบเขตของสีของภาพที่เราถ่ายเป็น AdobeRGB หรือ SRGB ก็ตาม หากมอนิเตอร์ของเราไม่สามารถที่จะผลิตไปถึงขอบเขตของสีที่เราเลือกได้ เราก็จะไม่สามารถมองเห็นส่วนที่ขอบเขตของสีที่มอนิเตอร์เราไม่มี ฉะนั้นจึงเห็นได้ว่าการเรียนรู้เรื่องขอบเขตของสีนั้น ก็จะทาให้เราสามารถนาไปประยุกต์ใช้งานในด้านต่างๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ

แหล่งที่มา :http://www.thaigoodview.com/node/46604

หนังสือการสื่อสารสีอย่างแม่นยา แปลโดย รศ.ดร.อรัญ หาญสืบสาย

หนังสือภาษาแสง แปลโดย รศ.ดร.อรัญ หาญสืบสาย

http://graphics.stanford.edu/courses/cs178-10/applets/colormatching

เอกสารประกอบการสอนเรื่อง Light and Colorโดย Siddhartha Chaudhuri