Selçuk Üniversitesi Jeodei ve Fotogrmetri Mühendisliği Öğretiminde 30. õl Sempoumu,6-8 Ekim 2002, Kon SUNULMUŞ İLDİİ ENK SİSTEMLEİ, ENK UALAI VE DÖNÜŞÜMLE İbrhim ILMA Selçuk Üniversitesi Mühendislik Mimrlõk Fkültesi Jeodei ve Fotogrmetri Mühendisliği ölümü, 4203, KONA, e-mil:iilm@selcuk.edu.tr Öet: engin ve renk lgõlmnõn öelliklerinin tnõmlnmsõ çlõşmlrõ 5. üõld bşln ve günümüe kdr gelen süreci içerir. enk; snt, eğitim, hberleşme, mimri, film, televion, mtbcõlõk, fotoğrfçõlõk, otomotiv, tekstil vb. lnlrd gõn olrk kullnõlõr. enk ile ilgili põln rştõrm ve çlõşmlr içinde renk sistemleri ve renk ulrõ önemli er tutr. enk sistemleri ve renk ulrõ ile rengin elde edilmesi ve çoğltõlmsõ mümkün olmuştur. u çlõşmd renk sistemleri ve renk ulrõ tnõtõlck, gõn olrk kullnõlnlrõ hkkõnd bilgiler verilecek ve renk ulrõ rsõndki dönüşüm bğõntõlrõn örnekler verilecektir.. İİŞ engin ve renk lgõlmnõn öelliklerinin tnõmlnmsõ, õşõk ve görsel lgõlm konusundki bilgilerin genişlemesile kesinlik knmõştõr. 5. üõld bşln ve günümüe kdr gelen süre içinde rengin, õşõğõn tşõdõğõ bilgilerden biri ni õşõğõn bir öelliği olduğu ve renk lgõlmnõn d görsel lgõlmnõn bir prçsõ olduğu ort konulmuştur. Işõk, bir õşõk knğõndn doğrudn d bir üeden nsõrk d bir nesneden geçerek göe gelebilir. Önemli oln, õşõğõn tşõdõğõ renksel öelliklerin lgõlnmsõ, lgõlnm süreci ve doğurduğu renk duulnmlrõdõr [õlm 2002]. 2. ENK enk konusund iki rõ klşõm vrdõr. unlr; renklerin değişik sistemlere göre sõnõflndõrõlmlrõ, sõrlnmlrõ ve bunlr rsõnd dh çok segie dnn bir tkõm uum kurllrõnõ içeren eski klşõm ve rengin insn göüne ve õşõğõn vrlõğõn bğlõ olduğu düşünülen bilimsel klşõmdõr [Sirel 974]. enk konusun bilimsel klşõmd, rengin psikolojik oluşumu ve gölemci üerinde görsel bir etkisi oln spektrumun bir prçsõ oln õşõk enerjisinin fiiksel tnõmlmsõ põlõr. unlrõn sonucund d renk biliminde psikolojik ve fiiksel lgõlmnõn birleşimi oln psiko-fiiksel lgõlm terimi ort çõkmõştõr. ölece renk ile ilgili bilimsel nlmd rştõrm, inceleme ve stndrtlşm lnõnd ilerlemeleri sğln renkmetri (colorimetr) biliminin temelleri oluşturulmuştur.enk ile ilgili põln ve gõn olrk kbul gören teknik tnõm 940 õlõnd Amerik Optik Derneği enkmetri Komitesi nin ptõğõ tnõmdõr. enk, meknsl ve geçici õşõk öelliklerini içerir. Işõk, göün retinsõnõn urõlmsõndn knklnn ve görsel lgõlmlr rcõlõğõl bir gölemcinin frkõn vrdõğõ õşõksl enerjidir [Hrdeberg 999]. 3. ENK SİSTEMLEİ engi tnõmlmk, renk bütününün bileşenlerini bulmk, bener öellikte renklerin bir r geldiği ve renk değişimlerinin düenli bir biçimde sõrlndõğõ renk sistemleri 340
õlm oluşturmk mcõl pek çok sntçõ, bilim dmõ ve kuruluş değişik çlõşmlr pmõştõr. unlrdn bir bölümü lnõc renkli üeler ile ilgilenmiş, bir bölümü dh kpsmlõ bir klşõml, rengi duulnm d õşõğõn fiiksel d psikolojik lgõlmsõ biçiminde ele lmõş ve üe renkleri rõmõnõ pmõştõr [Ünver 2000]. enk sistemleri, renkli üelere önelik olrk renk sõrlm sistemleri (color order sstems) ve üe renklerine önelik olrk t renk ulrõ (color spces) olmk üere iki n grub rõlõr. 3. enk Sõrlm Sistemleri enk sõrlm sistemlerinde, bener renkler n n getirilir ve renk değişimleri sürekli olck biçimde sõrlnõr. Her sistemin kendine ögü renk tnõmlm biçimi vrdõr. Tnõmlnn renklerin belli bir düende er ldõğõ üç boutlu şekile renk ktõsõ (color solid) denir. enk sõrlm sistemleri üç temel oll oluşturulur. o krõşõm sistemi (colornt miture sstem): o mddesinin düenli değişen ornlrõl ve çõkrmlõ renk krõşõmõ öntemile renkler tnõmlnõr ve sõrlnõr. enk krõşõm sistemi (color miture sstem): enkölçerler ile toplmlõ renk krõşõmõ öntemine göre renkler tnõmlnõr ve sõrlnõr. En tnõnmõş örneği Ostwld enk Sistemi dir. enk görünüm sistemi (color ppernce sstem): ölemcinin renksel duulnmsõn bğlõ olrk renkler tnõmlnõr ve sõrlnõr. En tnõnmõş örneği Munsell enk Sistemi dir. 3.2 enk Ulrõ enk ulrõ renkleri tnõmlmk için kullnõln mtemtiksel modellerdir. enk ulrõ, bütün renkleri temsil edecek şekilde oluşturulur. enk ulrõ 3D olrk tsrlnõr. Çünkü enkmetri biliminin temelini oluşturn rssmnn õn birinci knunun göre bir rengi belirlemek için birbirinden bğõmsõ üç değişkene gerek vrdõr. enklerin renk uõndki erleri bu değişkenlere göre belirlenir. Her renk uõnõn kendine ögü biçimde renk oluşturm için bõ stndrtlrõ vrdõr. enk ulrõ oluşturulurken bir bşk renk uõn doğrusl d doğrusl olmn öntemlerle dönüşüm põlbilmelidir. Frklõ renkli görüntüleme ve işleme cihlrõ frklõ renk ulrõ kullnõr. Örneğin televion, bilgisr monitörleri ve trõcõlr renk uõnõ, õcõ ve çiiciler CM(K) renk uõnõ kullnõr. enk ulrõ genel olrk cih bğõmlõ ve cih bğõmsõ renk ulrõ olrk iki grub rõlõr. Cih bğõmlõ renk ulrõnd renkler cihõn öelliklerine bğlõ olrk üretilir. ni tmmen cihõn teknik öelliklerine bğlõdõr. Cih bğõmsõ renk ulrõ ise CIE (Commission Interntionle de L Eclirge: Uluslrrsõ Adõnltm Komisonu) trfõndn geliştirilen ve bütün renkler için renk ölçümünü sğln ni renkmetride kullnõln ulrdõr. CIE trfõndn geliştirilen bu renk ulrõnd renk ile ilgili ort konuln ve önerilen tnõmlmlr (stndrt gölemci ve stndrt dõnltõcõ gibi) kullnõlmõştõr [Kng 996]. Şekil. de gõn olrk kullnõln renk ulrõ görülmektedir. 34
enk Sistemleri, enk Ulrõ ve Dönüşümler ENK UALAI Cih bğõmlõ renk ulrõ Cih bğõmsõ renk ulrõ - CIE CM HSV HLS HSI CC ES Üniform olmn Üniform CMK CIE CIE Lb CIE Luv Şekil. enk ulrõ TekHVC 4. ENK SİSTEMLEİ VE ENK UALAINA AİT ÖNEKLE 4. Ostwld enk Sistemi Ostwld renk sistemi 94 õlõnd Almn bilim dmõ ilhelm Ostwld (852-932) trfõndn geliştirilmiştir. enklerin bir çember üerine düenli olrk sõrlndõğõ, ort doğru, ni direnin merkeine doğru rengin grileştiği ve tümünün şğõ doğru koulşõp, ukrõ doğru çõklştõğõ düşünülerek, renk çemberi bounc tbn tbn birleşmiş iki koniden oluşmuş geometrik bir põ shiptir. Ostwld renk sisteminin üstten görünümü Şekil 2. de verilmiştir. 4 temel renk, 8 tonlm vrdõr. An renkler srõ, deni mvisi, kõrmõõ ve deni eşilidir. unlrd kendi rlrõnd 24 renk oluşturck şekilde dire üerinde er lõrlr [Agoston 987]. 4.2 Munsell enk Sistemi Munsell renk sistemi, 905 õlõnd Ameriklõ Albert H. Munsell (858-98) trfõndn geliştirilmiştir. u sistemin essõ, bir rengin görsel öelliklerinin üç bileşenle tnõmlnbileceği ve herhngi bir bileşenin eşit dõmlrõnõn, eşit görsel lgõlm dõmlrõn krşõlõk geleceği düşüncesine dnmktdõr [Ünver 2000]. Söü edilen üç bileşen renk dõ (H: hue), değer (V: vlue) ve dogunluk (C: chrom) tur. 342
õlm Şekil 2. Ostwld renk sistemi enk dõ (H): ir rengi ötekilerden õrt eden niteliktir. Munsell renk sisteminde 5 n renk (kõrmõõ, srõ, eşil, mvi, mor) vrdõr. unlrõn rsõnd ise 5 rdõmcõ renk (srõkõrmõõ, eşil-srõ, mvi-eşil, mor-mvi, kõrmõõ-mor) vrdõr. An renkler, bir dire çemberi üerinde kõrmõõ, srõ, eşil, mvi ve mor sõrsõnõ ileerek ve çemberi 5 eşit prç bölecek biçimde erleştirilmiştir. rdõmcõ renk türleri çember 0 eşit bölgee ve bu bölgelerin her biride tekrr 0 eşit prç bölünerek ondlõk sõ numrlmsõ kurulmuştur. enkler, renk dlrõnõn ingilice bş hrfleri ve sõlr kullnõlrk (5, 5, 5, 5, 5, 0 gibi) d lnõc sõlrl (5: kõrmõõ, 25: srõ, 45: eşil gibi) simgelenir (Şekil 3.). Değer (V): Açõk bir rengi kou bir renkten õrt etmei sğln bileşendir. Değer, sihtn (0) be (0) kdr giden eşit dõmlr bölünmüştür. Örneğin, 2, 5, 6.75, 7.25 gibi. elli bir renk tonunun değişik değerleri olbilir. Dogunluk ( C) : ir rengin nõ değerdeki renk tonu olmn (sih be rsõ) bir renkten rõm derecesini belirleen niteliğidir. ir renk griden uklştõkç dogunluğu rtr, grie klştõkç dogunluğu lõr. Tm grinin domuşluğu 0 dõr. Her renk türünün değişik değerlerindeki mksimum dogunluk derecesi frklõ olduğu için, domuşluk için üst sõnõr belirlenmemiştir. Dogunluk değeri, silindirsel koordintlrl verilir. Munsell renk sisteminde (Şekil 4.) bir renk enk tonu Değer/ Dogunluk (H V/C) biçiminde sõrlnn simgelerle gösterilir. Örneğin 5 6/8 d 5 6/8 gibi. u sistemin renk örneklerinin er ldõğõ ilk Munsell enk Atlsõ 95 õlõnd õnlnmõştõr. ünümüde bu tls Munsell enk Kitbõ dõl nõlmkt olup hlen AD, Jpon ve İngiltere de ulusl stndrt renk tnõmlm sistemi olrk kullnõlmktdõr. Sistemdeki renklerin CIE renk uõn dönüşümleri põlmõştõr [Lmmens 994]. 343
enk Sistemleri, enk Ulrõ ve Dönüşümler Şekil 3. Munsell renk sisteminde renk tonlrõnõn numrlndõrõlmsõ 4.3 enk Uõ Şekil 4. Munsell renk sisteminin geometrik modeli renk uõ toplmlõ renk krõşõmõ öntemile bir birim küpün içinde renkleri tnõmlck şekilde tsrlnmõştõr (Şekil 5.). renk uõ bilgisr monitörleri, trõcõlr ve ktodik televion tüpleri gibi cihlrd kullnõlõr. Şekil 5. renk uõ 344
õlm Herhngi bir rengi bilgisrd görüntülemek için bu üç renk belirli oğunluklrd krõştõrõlõr. renk uõ koordint eksenleri kõrmõõ, eşil ve mvi oln 3D bir u olrk düşünülebilir. Oluşturulmk istenilen renkler bu üç n rengin koordintlrõ cinsinden ifde edilebilir. 4.4 CM enk Uõ CM renk uõ çõkrmlõ renk krõşõm öntemi rdõmõl birim küpte renklerin tnõmlnmsõdõr (Şekil 6.). Cn, mgent ve srõ CM renk uõnõn eksenleridir. u sistem toplmlõ renk krõşõmõ önteminin ni renk uõnõn tmmlõcõsõdõr. unun nlmõ CM renk uõnõ oluşturn iki bileşenin krõşõmõl renk uõnõ oluşturn bir bileşenin elde edilmesidir. Örneğin cn ve mgent krõştõrõlõnc, cnõn emilmesile mgent kõrmõõõ, mgentnõn emilmesile cn eşili nsõtõr. ölece sdece emilme olmn bölgede mvi klõr. ener olrk cn ve srõ krõşõmõ eşili ve mgent ve srõ krõşõmõ kõrmõõõ verir. CM renk uõ küpünün (,,) noktsõ sihõ gösterir. Küpün orijini be (0,0,0) dõr. Teorik olrk küpün be ve sih noktlrõnõ birleştiren digonl çigi bounc n renklerin eşit ornlrd ktõlmsõl gri renkler oluşur. Şekil 6. CM renk uõ CM renk uõ öellikle renkli bskõ ve çoğltm lnlrõnd, renkli õcõlrd ve çiicilerde kullnõlõr. 4.5 CIE enk Uõ, ve değerleri üç n rengin (kõrmõõ, eşil, mvi) lgõlnmsõnõ sğln sinirlerin bene olldõklrõ urõlrõn toplmõdõr. Her üç urõmõn rõ rõ toplm urõ miktrõn oln ornõ rengi tnõmlr. ein bu üç büüklüğün bileşimini prken, ornlmlr ile de renk duulnmsõnõ gerçekleştirir., ve değerlerinin toplmõ rengin görsel duulnm toplmõn eşittir. u toplm içinde kõrmõõnõn lgõlnm ornõ, + + () eşilin lgõlnm ornõ, 345
enk Sistemleri, enk Ulrõ ve Dönüşümler + + (2) mvinin lgõlnm ornõ, ve + + (3) + + (4) dir.. ve değerleri 0 ile rsõnddõr. (/3) noktsõ teorik olrk bedõr. u noktdn uklşõldõkç renklerin domuşluğu rtr. CIE trfõndn 93 õlõnd stndrt dõnltõcõ (A,, C, D 50, D 65, E, F) ve stndrt gölemci (2 o, 0 o ) tnõmlrõ üerine kuruln CIE renk uõnõn iki boutlu gösterimi bu ess dnõr (Şekil 7.). Şekil 7. deki t nlõn beneen bu şekile gmut denir. enk biliminde gmut renkli görüntü işleme cihlrõnõn ship olduğu renk elpesi olrk tnõmlnõr. 4.6 CIE Lb enk Uõ Şekil 7. CIE renk uõ (türsellik digrmõ) ir rengin urõmõ değiştiği mn, gölemci bir süre sonr renkte bir frklõlõk lgõlcktõr. CIE Lb renk uõnõn en belirgin öelliği renk uõnõn lgõlm önünden dügün değişim göstermesidir. CIE Lb renk uõ Munsell renk sistemi 346
õlm üerine kuruludur. CIE Lb renk uõ 976 õlõnd görsel med için tsrlnõp oluşturulmuştur. ünümüde CIE Lb renk uõ çeşitli lnlr için stndrt renk uõ olrk seçilmiştir ve bugün pek çok ugulmd kullnõlmktdõr. CIE Lb renk uõnõn bileşenleri değer (L: lightness), tonlm ve dogunluk (, b) dir. L, bir rengin çõklõğõnõ, ve b ise rengi oluşturmktdõr (Şekil 8.). u değerler CIE renk uõn bğõmlõ olrk hesplnõr. u hesplm için gerekli ilişki beõn CIE uõndki değerlerile sğlnõr. Dolõsõl bu değerlerin hesplnmsõ için ni, ve değerlerinden L, ve b değerlerinin hesplnmsõ için stndrt dõnltõcõnõn ve stndrt gölemcinin hngisi olcğõn krr verilmelidir. Şekil 8. CIE Lb renk uõ 5. ENK UALAI AASINDA DÖNÜŞÜM 5. CIE enk Uõndn enk Uõn Dönüşüm CIE renk uõnd bileşeni, insn göünün prlklõğ oln durlõğõn krşõ gelir. değeri idel bir be için 00 olrk lõnõr. unun nlmõ her stndrt dõnltõcõd ve her stndrt gölemcide be için 00 dür. Örneğin D 65 stndrt dõnltõcõsõ ve 2 0 lik stndrt gölemci için stndrt beõn CIE renk uõndki değerleri, Tblo. deki, ve değerleri için, w w w 00 0.327 00 0.3290 ( ) 95.046 0.3583 00 0.3290 08.906 (5) olrk bulunur. 347
enk Sistemleri, enk Ulrõ ve Dönüşümler 348 Tblo. ITU- T.709-2 e göre stndrt renk değerleri enk Kõrmõõ () 0.64 0.33 0.03 eşil () 0.30 0.60 0.0 Mvi () 0.5 0.06 0.79 e () 0.3273 0.32906 0.35827 (5) bğõntõsõ, ve değerleri bilinen bütün renkler için kullnõlbilir. u ugulmd mümkün değildir. Anck stndrt dõnltõcõ ve stndrt gölemcie bğlõ olrk be gibi kõrmõõ, eşil ve mvinin de idel ni sf renk olduğu, ve değerleri (...),, bilinmelidir. u değerler genellikle üreticileri trfõndn verilir. CIE renk uõndn renk uõn dönüşümün genel bğõntõsõ, (6) dir. urd dönüşüm mtrisinin hesplnmsõ gerekmektedir. Dönüşüm mtrisi, (7) õlbilir.,, değerleri stndrt be göre hesplnõr. Çünkü stndrt beõn,, değerleri bilinmektedir., ve değerleri ise bu üç değerin birbirine eşit olmsõ hlinde teorik olrk beõn elde edileceği bilgisine dnrk lõnbilir. urdn, (8) (9)
õlm 349 (0) õlõp,, değerleri bulunur. u değerler (7) de erine õlrk dönüşüm mtrisi elemnlrõ bulunmuş olur. Sonuç olrk CIE renk uõndn renk uõn dönüşüm, () bğõntõsõl põlõr [ourgin 994]. 5.2 CIE enk Uõndn CIE Lb enk Uõn Dönüşüm Dönüşüm için öncelikle stndrt dõnltõcõ ve stndrt gölemcie göre beõn hngi değerlerinin kullnõlcğõn krr verilmelidir. CIE Lb renk uõnõn CIE renk uõ değerlerinden elde edilmesini sğln bğõntõlr, 6 6 L (2) f f 500 (3) f f 200 b (4) şeklindedir. urd, α < α + α α α 0.008856 6 6 7.787 0.008856 ) f ( 3 (5) dõr [Agoston 987]. 5.3 enk Uõndn CM enk Uõn Dönüşüm enk krõşõmõ öntemleri ve Şekil 5.2 ve Şekil 5.3 rdõmõl, C (6)
enk Sistemleri, enk Ulrõ ve Dönüşümler M (7) (8) bğõntõlrõ õlbilir. Çünkü renk uõ ve CM renk uõ birbirinin bütünleridir. 6. SONUÇ enk sistemleri ve renk ulrõ insn göünün õrt edebildiği tüm renklerin tnõmlnmsõ, renk rõm ve frklõlõklrõnõn ölçülmesi için oluşturulur. enk sistemleri ve renk ulrõnõn genel öellikleri, enklerin nlmlõ bir şekilde lgõlnmsõnõ sğln bileşenleri olmlõ, Sõrlm ve simgeleme sistemi düenli olmlõ, enkler, sürekli ve düenli bir şekilde sõrlnmlõ, Stndrt oluşturm önelik olrk seçilen renkler doğru seçilmeli ve klõcõ olmlõdõr. Değişik ülkelerde değişik renk sistemleri ulusl renk stndrdõ olrk kullnõlmktdõr. Örneğin Munsell enk Sistemi, AD, Jpon ve İngiltere de, Doğl enk Sistemi (NCS), İsveç, Norveç ve İspn d, Almn enk Krtlrõ (DIN 664), Almn ve bõ ort Avrup ülkelerinde ulusl renk stndrdõ olrk kullnõlmktdõr. Ülkemide henü renk konusund bir stndrt oktur. Ülkemide de bir stndrdõn oluşturulmsõ, renk ile uğrşnlr, üreticilere, kullnõcõlr ve rştõrmcõlr büük fd sğlcktõr. 7. KANAKLA Agoston,. A., 987, Color Theor nd Its Appliction in Art nd Design, Second Completel evised nd Updted Edition, Springer-Verlg, erlin. ourgin, D., 994, Color Spces FAQ, http://www.cic.indin.edu Hrdeberg, J.., 999, Acquisition nd eproduction of Colour Imges: Colorimetric nd Multispectrl Approches, PhD thesis, Ecole Ntionle Superieure des Telecommunictions, Pris. Kng, H.., 996, Color Technolog for Electronic Imging Devices, ero Corportion, SPIE Opticl Engineering Press, shington. Lmmens, J. M.., 994, A Computtionl Model of Color Perception nd Color Nming, PhD Thesis, Fcult of the rdute School of Stte Universit of New ork, ufflo. Sirel, Ş., 974, Kurmsl enk ilgisi, İ.D.M.M. Akdemisi õnlrõ, İstnbul. Ünver,., 2000, enk örünüm Digeleri, 3. Ulusl Adõnltm Kongresi, İstnbul, 38-43. õlm, İ., 2002, enk Ulrõ ve Dönüşüm Algoritmlrõ, Doktor Tei, Selçuk Üniversitesi Fen ilimleri Enstitüsü, Kon. 350