Колориметрическая система Манселла

Цветовая система Манселла, показан круг при значении 5, хроме 6, нейтральные значения от 0 до 10, сегмент круга (диапазон хромы) при тоне 5PB и значении 5.

Колориметрическая система Манселла — цветовое пространство, разработанное профессором Альбертом Манселлом в начале XX века. Цвет в нём описывается с помощью трех чисел — цветового тона, значения (светлоты) и хромы (насыщенности)^[1].

История

И до Манселла были попытки создать цветовое пространство, цвет в котором описывался бы тремя координатами, однако он первым решил разделить цвет на независимые значения тона, светлоты и насыщенности. Его система, особенно её поздние редакции, основывалась на тщательных экспериментах по изучению цветового восприятия человека, то есть под неё была подведена серьёзная научная основа.

Благодаря этому, цветовая система Манселла пережила многие системы того времени, и, хотя в большинстве приложений её заменили более современные системы, такие как (CIE L*a*b), она все ещё применяется в некоторых областях. Например, в стандартах ANSI для определения цвета кожи и волос человека, в судебной медицине, в почвоведении для определения окраски почвы^[2] и в пивоварении для определения цвета пива.

Свою работу Манселл начал в 1898 году и опубликовал результаты под названием «Color Notation» в 1905 году. Доработанная версия появилась в книге «Munsell Book of Color» в 1929 году. Экспериментальные данные, полученные в 1940-х, дали возможность дополнить систему, что привело к появлению современной редакции этой книги.

Принципы

Цветовая система Манселла включает три координаты, цветовое тело^[англ.] можно представить как цилиндр в трехмерном пространстве. Цветовой тон измеряется в градусах по горизонтальной окружности, хрома (насыщенность) измеряется радиально от нейтральной оси цилиндра к более насыщенным краям, значение (светлота) измеряется вертикально по оси цилиндра от 0 (черный) до 10 (белый). Расположения цветов определялось экспериментально изучением цветового ощущения испытуемых. Цвета Манселл пытался расположить визуально равномерно, что привело к образованию цветового тела неправильной формы.

Вот что об этом писал сам Манселл:

Попытка вписать (цвета) в выбранный контур, такой как пирамида, конус, цилиндр или куб, в сочетании с недостатком корректных экспериментов привела к искажению цветовых отношений. Стало очевидно, что при измерении значения и хромы для пигментов, никакой обычный контур не подойдет.

Цветовой тон

Каждый горизонтальный круг в системе Манселла разделен на пять основных тонов: красный (Red), жёлтый (Yellow), зелёный (Green), голубой (Blue) и фиолетовый (Purple). Между ними располагаются пять переходных тонов. Каждый из этих 10 ступеней разделен на 10 подступеней, полученным 100 тонам присвоены целочисленные значения. Два цвета одинакового значения и хромы на противоположных сторонах круга смешиваются в нейтральный серый того же значения.

Оттенки (**hue**) Колориметрической системы Манселла, при изменении значений (**value**), и максимальной цветности (**chroma**). В пределах sRGB гаммы.

Цветовые тона по Манселлу: значение 6, хрома 6
5R \| \|			5YR \| \|			5Y \| \|			5GY \| \|			5G \| \|			5BG \| \|
	201 130 134	201 130 127	201 131 118	200 133 109	197 135 100	193 137 94	187 140 86	181 143 79	173 146 75	167 149 72	160 151 73	151 154 78	141 156 85	127 159 98	115 160 110	101 162 124	92 163 134	87 163 141	82 163 148	78 163 154	73 163 162

5BG \| \|			5B \| \|			5PB \| \|			5P \| \|			5RP \| \|			5R \| \|
	73 163 162	70 162 170	70 161 177	73 160 184	82 158 189	93 156 193	104 154 195	117 151 197	128 149 198	141 145 198	152 142 196	160 140 193	168 138 189	177 135 182	183 134 176	188 132 169	193 131 160	196 130 153	198 130 146	200 130 140	201 130 134

Значение

Значение, или светлота, изменяется по вертикальной оси от чёрного (0) внизу до белого (10) наверху. Вдоль по оси располагаются нейтральные цвета.

Хрома

Хрома (примерно соответствует насыщенности) измеряется радиально от центра каждого горизонтального «среза». Меньшее значение хромы соответствует менее чистому цвету (ненасыщенному, пастельному). Различные области цветового пространства имеют разный максимум хромы. Например, в светлом жёлтом хрома может принимать более высокие значения, чем в светлом фиолетовом. Это отражает особенности восприятия цвета человеком. В некоторых случаях значения хромы достигает 30 и более, однако объекты с таким цветом воспроизвести практически невозможно.

Значения (по вертикали) и хрома (по горизонтали) в системе Манселла; тон 5Y и 5PB
	12	10	8	6	4	2	0	2	4	6	8	10	12
10							255 255 255
9						228 228 250	232 232 232	243 227 207	250 227 178
8					190 201 239	200 200 222	203 203 203	215 200 181	221 200 154	227 200 126	233 199 97	237 199 63
7			142 176 241	154 175 225	164 175 210	173 174 195	179 179 179	188 173 155	194 173 128	200 173 101	205 172 72	210 172 29
6	79 150 244	101 150 227	116 149 213	128 149 198	138 148 182	146 148 168	150 150 150	161 147 129	167 147 103	173 146 75	178 146 42
5	46 124 214	72 123 199	89 123 185	101 123 171	111 122 156	120 122 142	124 124 124	134 121 103	141 121 77	146 120 48	150 119 9
4		38 97 172	59 97 158	74 97 144	85 96 130	93 96 116	97 97 97	108 96 77	114 95 52	119 94 25
3			26 72 133	45 72 120	58 72 106	67 72 92	70 70 70	81 71 55	87 70 33
2				20 49 93	35 49 79	44 49 66	48 48 48	57 48 34	63 47 6
1	5PB				13 28 56	23 28 45	28 28 28	37 27 9			5Y
0							0 0 0

Примечание: Munsell Book of Color содержит большее число цветовых плашек для тонов 5PB и 5Y, однако их невозможно воспроизвести в цветовом пространстве монитора (sRGB).

Определение цвета

5P 5/10(#9966B6)

5P 5/10

В полном виде цвет в колориметрической системе Манселла определяется тремя значениями:

тоном (оттенком, hue),
значением (светлотой, яркостью, value),
хромой (цветностью, насыщенностью, chroma, saturation).

Например, довольно насыщенный фиолетовый средней светлоты определяется как 5P 5/10, где 5P означает тон, 5 — светлоту, а 10 — хрому. Также можно обозначить, как hue=278°, value=71 % и saturation=44 %.

В системе RGB это соответствует: R=153(99) G=102(66) B=182(b6) или #9966b6.^[3]

Примечания

↑ Н. Н. Красильников. Колориметрическая система Манселла // Цифровая обработка 2D- и 3D-изображений. — СПб. : «БХВ-Петербург», 2011. — С. 66. — 608 с. — (Учебная литература для вузов). — ISBN 978-5-9775-0700-4.
↑ Galya V. Klink, Elena S. Prilipova, Nikolay S. Sobolev, Ivan N. Semenkov. Perceptual variance of natural soil aggregates with the Munsell soil colour charts by unexperienced observers: Case study for diverse soils // Geoderma. — 2023-10-01. — Т. 438. — С. 116645. — ISSN 0016-7061. — doi:10.1016/j.geoderma.2023.116645. Архивировано 29 февраля 2024 года.
↑ По данным http://www.wheel-color.com Архивная копия от 8 мая 2021 на Wayback Machine

Ссылки

http://www.applepainter.com/ - отредактированная версия одной из первых книг о Колориметрической системе Манселла, объясняющая интуицию стоящую за её тремя измерениями, и предлагающая возможные использования системы при выборе составов красок. Cleland, Thomas M. (1921). A practical description of the Munsell color system, with suggestions for its use. Boston: Munsell Color Company.