Почему они независимы?

Еще сэр Исаак Ньютон, проводя опыты с раскладыванием света на призме, обратил внимание на то, что в результате виден только ограниченный набор цветов. Речь идет о всем известной радуге, состоящей из цветов, получивших название спектрально чистых. В дальнейшем для экспериментов с синтезом цвета стали применять две, а потом и три призмы одновременно. Это дало возможность синтезировать любой возможный цвет. Через некоторое время биологи, изучив строение человеческого глаза, смогли объяснить этот эксперимент с научной точки зрения. Внутри глаза они обнаружили три различных вида фоторецепторов, каждый со своим спектром пропускания. Это позволило создать математическую модель восприятия цвета человеком. Единственной слабой стороной этой модели была невысокая точность при определении количества фоторецепторов каждого вида, ведь у каждого человека такое соотношение уникально. Для того чтобы стандартизовать эту модель, в 1931 году с помощью изящного эксперимента в Commission International de l’Eclairage (CIE) были измерены реакции на цвет нескольких тысяч людей и введено понятие стандартного наблюдателя. Реакцию такого абстрактного наблюдателя на цвета различного спектра описали через tristimulus — три кривые, названные X, Y и Z. В дальнейшем эти значения несколько раз уточнялись.

Более подробно об истории этого вопроса можно прочитать на http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vision/colhist.html.

На основе этих кривых созданы все аппаратно-независимые цветовые модели — xyY, LCH, Lab. Эти модели можно представить как трехмерную фигуру, каждая точка которой описывает свой цвет. Аппаратная независимость означает, что цвет в таких системах определяется с противоположной от конкретного оборудования стороны, то есть со стороны человеческого глаза. К примеру, два различных сканера, считывая один и тот же оригинал, получают два разных цифровых изображения. Дело в том, что спектры светофильтров (RGB) у каждого сканера незначительно отличаются друг от друга. Но зная спектральные характеристики этих сканеров, мы можем пересчитать цвета каждого из изображений из аппаратно-зависимых моделей (назовем их RGB-1 и RGB-2) в единую систему отсчета (на основе XYZ). При этом мы можем быть уверены, что любой компьютер будет воспринимать эти значения идентично нашему восприятию. По такому же принципу согласуют цвета на мониторах и на принтерах.