Цвет в компьютерной графике

3.1. Аддитивная цветовая модель

3.2. Формирование собственных цветовых оттенков в модели RGB

[12] 3. Цвет в компьютерной графике

Те, кто занимается компьютерной графикой, должны четко различать не только цвета, но и тончайшие оттенки. Это очень важно, так как именно цвет несет большое количество информации, которая не менее важна, чем форма, масса и другие параметры каждого физического объекта.

Правильно подобранные цвета могут, как привлечь внимание к изображению, так и оттолкнуть от него. В зависимости от того, какой цвет видит человек, у него возникают различные эмоции, формирующие первое впечатление от объекта. Существует даже целая наука, изучающая влияние цвета на человека.
Итак, для чего же все-таки нужен цвет в компьютерной графике?

• Цвет несет в себе определенную информацию об объектах. Например, летом деревья зеленые, осенью — желтые. На черно-белой фотографии определить пору года практически невозможно, если на это не указывают какие-либо другие дополнительные факты.
• Цвет необходим для того, чтобы различать объекты.
• С его помощью можно одни части изображения выдвинуть на передний план, другие — увести в фон, акцентировав таким образом внимание на самом важном — композиционном центре.
• Без увеличения размера при помощи цвета можно передать некоторые детали изображения.
• В двухмерной графике (такую мы видим на мониторе, так как он не обладает третьим измерением) именно при помощи цвета, точнее оттенков, имитируется объем.
• И наконец, цвет используется для привлечения внимания зрителя, создания красочного и интересного изображения.
• Конечно, можно создавать и великолепные черно-белые творения, но так как мы живем в цветном мире, намного привычнее видеть цветные предметы.

[13] Цвет — это субъективная характеристика объекта. Цвет существует только при наличии наблюдателя. Реальный свет (например, дневной) представляет собой электромагнитное излучение, смесь различных световых волн, то есть имеет различный спектр. [14] Человеческий глаз улавливает световые волны в определенном интервале длин и интенсивностей (видимый спектр излучения). Затем мозг обрабатывает поступающие сигналы, воспринимая предметы различным образом окрашенными в зависимости от сочетания длин волн и их интенсивности. [15] Таким образом, реально цвет относится не только к самому предмету, но и к особенностям физиологического восприятия конкретного наблюдателя. Аналогично вкусу, обонянию, слуху и другим органам чувств восприятие цвета так же изменяется от человека к человеку. Мы можем воспринимать цвет как теплый, холодный, тяжелый, легкий, мягкий, сильный, возбуждающий, расслабляющий, блестящий или тусклый. Однако, в каждом конкретном случае восприятие зависит от культуры человека, языка, возраста, пола, условий жизни и предыдущего опыта. Два человека никогда не будут одинаково воспринимать один и тот же физический цвет. Люди отличаются друг от друга даже по чувствительности к диапазону видимого света. На восприятие влияют и размеры объекта.

Мир, окружающий нас, полон всевозможных цветов и цветовых оттенков. С развитием многих отраслей производства, в том числе, полиграфии, компьютерных технологий, появилась необходимость объективных способов описания и обработки цвета.

Цвета в природе редко являются простыми. Большинство цветов получаются смешением каких-либо других. Например, сочетание красного и синего даёт пурпурный цвет, синего и зелёного - голубой. Таким образом, путём смешения, из небольшого количества простых цветов, можно получить множество (и при чём довольно большое) сложных (составных). Поэтому для описания цвета вводится понятие [16] цветовой модели - как способа представления большого количества цветов посредством разложения его на простые составляющие.

В каждой модели определенный диапазон цветов представляют в виде 3D пространства. В этом пространстве каждый цвет существует в виде набора числовых координат. Этот метод дает возможность передавать цветовую информацию между компьютерами, программами и периферийными устройствами.

Возникает естественный вопрос: а зачем всё это надо? Не проще ли было взять и представить в цветовой модели не основные, а все возможные цвета? Конечно, нет! Дать описание каждого цвета в отдельности очень сложно, особенно сейчас, когда на экране монитора мы имеем возможность видеть не сотни, не тысячи, а 4 миллиарда цветов (точнее, цветов и цветовых оттенков)! Попробуйте описать каждый цвет в отдельности. Таким образом, цветовые модели - это почти совершенный способ для описания цветов особенно в компьютерных технологиях и полиграфии. Почему же почти? Дело в том, что не любой цвет можно представить в виде комбинации основных. Это является основной проблемой цветовых моделей.

[17] 3.1. Аддитивная цветовая модель

Излучаемый цвет – это свет, выходящий из источника, например, солнца, лампочки или экрана монитора. Излучаемый цвет, идущий непосредственно от источника к глазу, сохраняет в себе все цвета, из которых он создан. При отражении от объекта свет может измениться. Любой предмет, не являющийся источником света, частично отражает и частично поглощает падающий на него свет.

Подобно солнцу и другим источникам освещения, монитор излучает свет. Бумага, на которой печатается изображение, отражает свет. Так как цвет может получиться в процессе излучения и в процессе отражения, то существует два противоположных метода его описания: аддитивная и субтрактивная цветовые модели.

Излучаемый свет описывается с помощью аддитивной цветовой модели.

Если с близкого расстояния (а еще лучше - с помощью лупы) посмотреть на экран работающего монитора или телевизора, то нетрудно увидеть множество мельчайших точек красного, зеленого и синего цветов, так называемых основных, базовых или первичных цветов. Дело в том, что каждый видеопиксель на цветном экране – это совокупность трех точек разного цвета: красного, зеленого и синего. Так как они очень малы, наши глаза смешивают три цвета в один. Таким образом, соседние разноцветные точки сливаются, формируя другие цвета.[18] Примером этого может служить вращающийся диск, половина которого покрашена в желтый цвет, а другая в синий. При быстром вращении диска, мы видим зеленый цвет, но синий и желтый не видим.

[19] красный + зеленый = желтый

красный + синий = пурпурный

зеленый +синий = голубой

красный + зеленый + синий = белый

Изменяя интенсивность свечения цветных точек, можно создать большое многообразие оттенков.

[110] Таким образом, аддитивный (от английского add – присоединять) цвет получается при объединении (суммировании) трех основных цветов – красного, зеленого и синего. Если интенсивность каждого из них достигает 100%, то получается [111] белый цвет. Отсутствие всех трех цветов дает черный цвет.

Аддитивную цветовую модель, используемую в компьютерных мониторах, принято обозначать аббревиатурой RGB (ргб ИЛИ ржб) (Red (ред) – красный, Green (Грин) – зеленый, Blue (блу) – синий).

[112] 3.2. Формирование собственных цветовых оттенков в модели RGB

[113] Модель RGB описывает излучаемые цвета. Базовыми компонентами модели являются три цвета лучей - красный, зеленый, синий. При восприятии цвета человеком именно они воспринимаются глазом. Остальные цвета представляют собой смешение трех базовых в разных соотношениях. [114] При сложении (смешении) двух лучей основных цветов результат — светлее составляющих. Цвета этого типа называются аддитивными. RGB — трехканальная цветовая модель. В модели RGB кодирует изображение сканер и отображает экран монитора.

Дата добавления: 2014-01-05