基本信息
- 项目名称：
- 基于“四面体模型”的颜色色域量化算法
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 信息技术
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本文提出了一种通过立体空间剖分，进而有效计算并定量比较色域的新方法。任一呈色组合所能表现的颜色，在三维空间中（Lab空间）构成一个特定的、不规则的空间立体，该空间立体表现了该组合的色域范围，若将该空间立体的边缘坐标标记出来，则基本标记出了该“颜色立体”的空间轮廓，通过轮廓线上的边缘坐标值（Lab值），“颜色立体”的空间体积可实现数值计算，即实现色域的量化进而实现不同色域的比较。
- 详细介绍：
- 在颜色科学应用领域，定量地确定某呈色设备或材料的色域大小进而确定设备或材料的呈色性能，具有重要意义。于此，本文提出了一种通过立体空间剖分，进而有效计算并定量比较色域的新方法。任一呈色组合所能表现的颜色，在三维空间中（Lab空间）构成一个特定的、不规则的空间立体，该空间立体表现了该组合的色域范围，若将该空间立体的边缘坐标标记出来，则基本标记出了该“颜色立体”的空间轮廓，通过轮廓线上的边缘坐标值（Lab值），“颜色立体”的空间体积可实现数值计算，即实现色域的量化进而实现不同色域的比较。该立体轮廓上的坐标由该色域中高饱和度颜色点组成，这个性质为提取空间颜色立体的轮廓提供了便利。基于Lab颜色模型的这个性质，本文根据Delaunay理论在三维空间的扩展，将空间离散的颜色点，构造成多个四面体网格，即将不规则的颜色空间立体分解为多个四面体网格，再综合各四面体体积之和，进而得到色域的体积数值计算方法，实现色域定量计算和比较的构想。实验结果表明，该方法能够有效比较不同“纸张—色料”组合的呈色色域大小，且通过有区别地选择特定颜色坐标，可实现对特定颜色区域高精确度的呈色性能计算和比较。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 不同呈色设备或呈色材料所能表现的颜色范围各不相同，如何准确地量化进而比较这些设备或材料的呈色范围，是颜色科学应用领域的一个难题。色域量化问题解决了，呈色设备或呈色材料的显色性能就能准确评测。色彩在CIE三维空间呈现不规则的空间立体分布，本论文使用IT8色标在LAB空间对颜色点进行空间采样，利用“空间四面体分割理论”将不规则的色域空间进行分割，通过计算分割后的四面体容积，进而得到任一色域的量化结果。
科学性、先进性及独特之处
- 呈色设备或材料的色域比较在颜色科学领域以肉眼评测测为主，量化比较的方法没有统一的标准，本论文通过在颜色空间采样及空间四面体分割理论，将色域量化比较转为体积比较，找到了色域量化比较的途径；为颜色科学高效、准确的应用（以印刷工业为例）奠定了基础，该方法不仅适合于颜色色域的量化比较，对其他三维坐标表示的实体或虚拟形态，均能通过构造空间四面体的方法予以量化。
应用价值和现实意义
- 该论文提出的算法和实现方法，使色域量化计算及精确比较成为现实，在分析呈色设备、呈色材料、呈色过程的颜色再现性能时，该方法能准确有效的给出精确的判定数据，为呈色设备或者材料的选择提供了可靠依据。在艺术设计、纺织、印刷、服装、化工材料等工业领域，涉及颜色比较和评测方面，其呈色性能指标均可根据本文提供的方法做出精确判定。
学术论文摘要
- 在颜色科学应用领域，定量地确定某呈色设备或材料的色域大小进而确定设备或材料的呈色性能，具有重要意义。任一呈色组合所能表现的颜色，在三维空间中（Lab空间）构成一个特定的、不规则的空间立体，该空间立体表现了该组合的色域范围，于此，本文根据Delaunay理论在三维空间的扩展，将空间离散的颜色点，构造成多个四面体网格，即将不规则的颜色空间立体分解为多个四面体网格，再综合各四面体体积，进而得到色域的体积，实现色域定量计算和比较的构想。实验结果表明，该方法能够有效比较不同“纸张—色料”组合的呈色色域大小，且通过有区别地选择特定颜色坐标，可实现对特定颜色区域高精确度的呈色性能计算和比较。
获奖情况
- 2010，北京，中国印刷科学技术研究所，中国印刷包装学术会议。
鉴定结果
- 无
参考文献
- 1、崔凌国. 约束Delaunay四面体剖分及其相关算法的研究. 西安：西北工业大学，2006：9-15 2、.苏幸，黄临平，林孝成等. 基于四面体格网的三维地质体建模算法.煤田地质与勘探，第36卷第l期，2008年2月：5-8 3、 钟正,樊启斌,张叶挺. 三维离散数据四面体快速生成算法.研究. 测绘学院学报，第21卷第4期，2004年12月：286-288
同类课题研究水平概述
- 对颜色应用的研究，当前主要集中在色彩模型的表达上，即采用更新的色彩模型表示颜色如（CIECAM02），使对色彩的数据表达和人眼的视觉表达相关性更高；在众多的颜色表达模型中，大多是对三维呈色空间的改进，对同一色空间下，呈色范围的精确计算论述反而较少；在目前可查的资料中，色域计算和比较的方法一般利用lab色空间，将颜色饱和度极大值在ab平面投影，然后计算和比较投影的面积，该方法的特点是计算量小，缺陷也很明显，对颜色亮度轴方向的变化无法体现；在以印刷工业为代表的产业中，时常采用的方法还有，通过计算主要颜色的密度，通过密度的二维面积，来间接模拟代表色域。
