ما هو فرق اللون ΔE؟ — مقارنة CIE76 وCIE94 وCIEDE2000
ΔE رقم واحد يعبّر عن الفرق بين لونين. نقارن بالمعادلات والأمثلة لماذا لم تكن معادلة المسافة المستقيمة لعام 1976 كافية، وما الذي أصلحته CIE94 وCIEDE2000.
ΔE (دلتا E) رقم واحد يعبّر عن مدى اختلاف لونين في نظر الإنسان. تستخدمه المطبعة عند فحص بروفات الطباعة، ومتجر الدهانات عند مطابقة الألوان، وشركات تصنيع الشاشات عند إعلان جودة ألواحها. القيمة 0 تعني لونين متطابقين، وكلما كبر الرقم بدا الاختلاف أوضح.
لكن لـ ΔE معادلات عدة، وقد تختلف القيمة كثيرًا للّونين أنفسهما بحسب المعادلة. فإذا لم تعرف المعادلة التي قيست بها القيمة، فلا يمكنك مقارنة الأرقام.
نقطة الانطلاق: فضاء الألوان CIELAB
تُحسب جميع معادلات ΔE في فضاء الألوان CIELAB (L*a*b*) الذي حددته CIE عام 1976. المحور L* هو الإضاءة (من 0 أسود إلى 100 أبيض)، والمحور a* من الأخضر (−) إلى الأحمر (+)، والمحور b* من الأزرق (−) إلى الأصفر (+). وتُحوَّل قيم RGB في الشاشة إلى Lab بإزالة تصحيح جاما لتحويلها إلى قيم خطية، ثم المرور بقيم المنبّهات الثلاثية XYZ.
صُمّم Lab ليكون فضاءً متجانسًا إدراكيًا تتناسب فيه المسافة مع الفرق المحسوس، لكنه في الواقع لم يكن متجانسًا تمامًا. وتاريخ معادلات ΔE هو في جوهره تاريخ تصحيح هذا اللاتجانس.
CIE76 — المسافة المستقيمة
ΔE*ab = √(ΔL*² + Δa*² + Δb*²)
هي المسافة المستقيمة بين نقطتين في فضاء Lab. ولبساطة حسابها ما زالت واسعة الاستخدام حتى اليوم. وكثيرًا ما يُستشهد بدراسة Mahy وزملائه (1994) التي أفادت بأن قيمة ΔE*ab نحو 2.3 تقابل أصغر فرق ملحوظ (JND).
المشكلة أن المسافة نفسها تُحَس بدرجات مختلفة في مناطق الألوان المختلفة. ففي الألوان عالية التشبع قد يكون الرقم كبيرًا دون أن يلحظ الإنسان فرقًا يُذكر، بينما يلفت رقم صغير الانتباه قرب الرماديات منخفضة التشبع. وفي منطقة الأزرق قد لا يتوافق اتجاه دوران الصبغة مع الإدراك البشري.
CIE94 — أوزان حسب التشبع
ΔE94 = √((ΔL/kL·SL)² + (ΔC/kC·SC)² + (ΔH/kH·SH)²), SL = 1, SC = 1 + K1·C, SH = 1 + K2·C
تقسّم هذه المعادلة الفرق إلى ثلاث مركّبات: الإضاءة (ΔL) والتشبع (ΔC) والصبغة (ΔH)، وكلما ارتفع التشبع (C) خُفّف وزن فرقي التشبع والصبغة. تستخدم الفنون الغرافيكية K1 = 0.045 وK2 = 0.015، ويستخدم قطاع النسيج kL = 2 وK1 = 0.048 وK2 = 0.014.
من سماتها أنها غير متماثلة. فلأن الأوزان تعتمد على تشبع اللون المرجعي، قد تختلف قيمة A→B قليلًا عن B→A. لذلك يجب تحديد أيّ الطرفين هو المرجع (العيّنة القياسية) قبل استخدامها.
CIEDE2000 — المعيار الحالي
وضعها Luo وCui وRigg (2001) بدمج بيانات تجارب بصرية متعددة، ثم اعتُمدت معيارًا عبر CIE 142-2001 وصولًا إلى ISO/CIE 11664-6. وقد أضافت إلى CIE94 ما يلي:
- وزن الإضاءة SL: يعكس أن الحساسية لفرق الإضاءة تبلغ ذروتها قرب الإضاءة المتوسطة (L* 50) وتقل في الأطراف شديدة السطوع أو شديدة العتمة.
- تصحيح a* (المعامل G): يمدّ المحور a* قرب الألوان المحايدة منخفضة التشبع لتصحيح فروق الصبغة حول الرمادي.
- وزن الصبغة T: يغيّر وزن فرق الصبغة بحسب زاوية الصبغة.
- حد الدوران RT: يصحّح ظاهرة تداخل فرق التشبع مع فرق الصبغة في منطقة الأزرق (قرابة زاوية صبغة 275°).
المعادلة طويلة لكن نتيجتها متماثلة، وهي مضبوطة بحيث يعبّر الرقم نفسه عن فرق محسوس متقارب مهما اختلفت مجموعة الألوان. غير أن تنفيذها دقيق، وتكثر الأخطاء في جزء حساب متوسط زاوية الصبغة. وقد نشر Sharma وWu وDalal (2005) ملاحظات للتنفيذ مع بيانات تحقق من 34 زوجًا، وتحققنا بها من محرك الحساب في هذا الموقع حتى المنزلة العشرية الرابعة.
اللونان أنفسهما، ثلاثة أرقام
| اللونان (Lab) | ΔE76 | ΔE94 | ΔE00 |
|---|---|---|---|
| رمادي L50 ↔ L50, a −1, b 2 | 2.24 | 2.24 | 2.37 |
| عالي التشبع L50, a 2.68, b −79.78 ↔ L50, a 0, b −82.75 | 4.00 | 1.40 | 2.04 |
الصف الثاني أزرق عالي التشبع. تقدّره CIE76 بـ 4.00 فتضخّمه، بينما تقدّره CIEDE2000 بـ 2.04، أي فرقًا محسوسًا مقاربًا للزوج الرمادي. وبسبب هذا الفارق، لا تكون المقارنة عادلة بين مجموعات الألوان في القدرة على التمييز إلا باستخدام CIEDE2000.
أي معادلة تستخدم؟
- إذا كنت تضع معيارًا جديدًا فإن CIEDE2000 خيار مناسب، فهي تتحول تدريجيًا إلى الخيار الافتراضي في إدارة ألوان الطباعة والشاشات والعلامات التجارية.
- إذا كانت العقود أو المواصفات القائمة تعتمد ΔE*ab أو CIE94 فيجب الالتزام بتلك المعادلة. فنقل الأرقام وحدها قد يقلب الحكم بالقبول أو الرفض.
- في قطاع النسيج استُخدمت معادلة CMC (l:c) طويلًا. وأيًّا كانت المعادلة، فالقاعدة أن تُذكر اسم المعادلة والظروف المرجعية (مصدر الضوء والراصد) مع الرقم.
المراجع
- CIE 15:2004 Colorimetry, 3rd edition
- CIE 116-1995 Industrial colour-difference evaluation (CIE94)
- Luo, M. R., Cui, G., Rigg, B. (2001). Color Research & Application 26(5), 340–350
- Sharma, G., Wu, W., Dalal, E. N. (2005). Color Research & Application 30(1), 21–30
- Mahy, M., Van Eycken, L., Oosterlinck, A. (1994). Color Research & Application 19(2), 105–121