Цвет и модели цвета в компьютерной графике

Цвет в компьютерных технологиях, в типографии, во многих других отраслях производства, связанных с обработкой изображения, представляется в виде комбинации небольшого количества составных. Такое представление называется цветовой моделью. Различные виды моделей имеют различные цветовые охваты. В этом и заключается их основные преимущества или недостатки. Отражённый и поглощаемый цвета описывается по-разному.

Каждый пиксел изображения имеет определённый цвет и яркость. Для описания цвета элементов изображения могут быть использованы несколько цветовых моделей.

Основные цветовые модели.

Цветовая модель RGB. Наиболее распространённой моделью, используемой в видеодисплеях РС, является модель Red-Green-Blue (RGB). В соответствии с этой моделью цвет элемента изображения задаётся величинами яркости красного, зелёного или синего цвета, которые его образуют. В модели RGB цвет пиксела задаётся тремя числами, представляющие собой яркость красного, зелёного или синего цветов, которые испускает экран в данной точке, заданной в некотором масштабе. Таким образом, цвет (0,0,0) представляет чёрный (свечение всех люминофоров отсутствует). Цвет (255,0,0) представляет собой чистый красный цвет максимальной яркости. Цвет (255,0,101) соответствует розовому цвету, цвет (162,240,0)цвету молодой листвы, а (0,142,61)- цвету тёмно-зелёного леса.

Эта модель является аддитивной цветовой моделью, в которой весь световой поток из этой точки, воспринимаемый глазом, определяется суммой световых потоков красного, зелёного, и синего цвета. На рисунке показано пространственное представление модели RGB. В трёх углах куба расположены чистые цвета: красный, зелёный и синий. В других трёх углах их полные сочетания: жёлтый, голубой и пурпурный. Между чёрным и белым цветами проведена диагональ, изображающая градацию серого.

Модель CMYK. Есть ещё субтрактивная цветовая модель, в которой цветные изображения формируется как результат взаимодействия слоёв поглощающих цвет красителей. Видимый цвет определяется тем, что какие другие цвета поглощены этими красителями. Основные цвета этой модели (красный, синий, жёлтый) несколько искажаются и выглядят как голубой, пурпурный и жёлтый, так что эта модель называется CMY (Cyan, Magenta, Yellow). Если добавить чёрный цвет, то получится модель CMYK. Такая модель используется во всех современных струйных и в некоторых цветных принтерах. Из неё видно, какие цвета получаются при смешении базовых в CMYK. Теперь при смешении всех трёх цветов получается чёрный цвет, т.е. сложение цветов в CMYK аддитивно. Графическое представление данной модели изображено на рисунке.

В заключение рассмотрим вопрос о конвертации (переводе) RGB в CMYK и наоборот. Дело в том, что у CMYK цветовой охват более узкий, чем у RGB. У СMYK он соответствует области C, у RGB - области B. Поэтому, при конвертации из RGB в CMYK часть цветов теряется. Это необходимо учитывать, если Вы работаете в графических редакторах. С другой стороны, можно использовать конвертацию для того, чтобы посмотреть, какой приблизительно вид будет иметь RGB-рисунок распечатанный на принтере.

Цветовая модель Lab. Цветовая модель Lab была специально разработана для получения предсказуемых цветов, т.е. она является аппаратно-независимой и соответствующей особенностям восприятия цвета глазом человека

Рис. Графическое представление модели

Lab является трёхканальной моделью. Цвет в ней определяется светлотой (яркостью) и двумя хроматическими компонентами: параметром a, изменяющимся в диапазоне от зелёного до красного и параметром b, изменяющимся в диапазоне от синего до жёлтого (рис.). Т.к. яркость в этой модели полностью отделена от цвета, это делает модель удобной для регулирования контраста, резкости и других тоновых характеристик. Цветовой охват Lab, очень широк: он включает в себя RGB и CMYK, и другие цвета, непредставимые в двух предыдущих моделях. На рис. ему соответствует область A. Очевидно, что при конвертации в Lab все цвета сохраняются. Цветовая модель Lab очень важна для полиграфии. Именно она используется при переводе изображения из одной цветовой модели в другую, между устройствами и даже между различными платформами. Кроме того, именно в этой модели удобнее всего проводить некоторые операции по улучшению качества изображения.

Системы цветов HSB и HSL базируются на ограничениях, накладываемых аппаратным обеспечением. В системе HSB описание цвета представляется в виде тона, насыщенности и яркости. Любой цвет в этой модели характеризуется тоном (Hue), насыщенностью (Saturation) и яркостью (Brightness). Тон - это собственно цвет.

Рис. Графическое представление модели

Насыщенность - процент добавленной к цвету белой краски. Яркость - процент добавленной чёрной краски. Итак, HSB - трёхканальная цветовая модель. Любой цвет в HSB получается добавлением к основному спектру чёрной или белой, т.е. фактически серой краски. Система HSB хорошо согласовывается с моделью восприятия цвета человеком, то есть он является эквивалентом длины волны света. Насыщенность - интенсивность волны, а яркость - общее количество света. Недостатком этой системы является то, что для работы на мониторах компьютера её необходимо преобразовать в систему RGB, а для четырехцветной печати в систему CMYK.

Вопросы:

1. Растровая графика. Задание объектов в растровой графике.

2. Векторная графика. Объекты в векторной графике.

3. Цветовыемодели RGB и CMYK. Их особенности.
Библиографический список

1. ЕСКД ГОСТ 2.301–68. Форматы. – М.: Изд-во стандартов, 1995. – 144 с.

2. ЕСКД ГОСТ 2.302–68. Масштабы. – М.: Изд-во стандартов, 1995. – 144 с.

3. ЕСКД ГОСТ 2.303–68. Линии. – М.: Изд-во стандартов, 1995. – 144 с.

4. ЕСКД ГОСТ 2.304–68. Шрифты чертежные. – М.: Изд-во стандартов, 1995. – 144 с.

5. ЕСКД ГОСТ 2.305–81. Изображения – виды, разрезы, сечения. – М.: Изд-во стандартов, 1995. – 144 с.

6. ЕСКД ГОСТ 2.306–68. Обозначения графические материалов и правила их нанесения на чертежах. – М.: Изд-во стандартов, 1995. – 144 с.

7. ЕСКД ГОСТ 2.307–68. Нанесение размеров и предельных отклонений. – М.: Изд-во стандартов, 1995. – 144 с.

8. ЕСКД ГОСТ 2.317–68. Аксонометрические проекции. – М.: Изд-во стандартов, 1995. – 144 с.

9. ЕСКД ГОСТ 2.109–73. Основные требования к чертежам. – М.: Изд-во стандартов, 2002.

10. ЕСКД ГОСТ 2.311–68. Изображение резьбы– М.: Изд-во стандартов, 2000.

11. Ляшков, А.А. Начертательная геометрия [Текст]: Конспект лекций / А.А. Ляшков, Л.К. Куликов, К.Л. Панчук; ОмГТУ. – Омск: Изд-во ОмГТУ, 2005. – 107 с.

12. Левицкий, В.С. Машиностроительное черчение и автоматизация выполнения чертежей [Текст]: учеб. для вузов / В.С. Левицкий. – Изд. 5-е, перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2002. – 428 с.

13. Чекмарёв А.А. Инженерная графика. – М.: Высш. школа, 1998. – 352 с.

14. Мураховский В.И. Компьютерная графика: Попул. энцикл./В.И. Мураховский; Под ред. С.В. Симоновича. –М.: АСТ-ПРЕСС СКД, 2002.-638 с.

15. Порев В.Н. Компьютерная графика. – СПб.: БХВ-Петербург, 2002.-432 с.

16. Шелестов А.А. Компьютерная графика/ А.А. Шелестов.- Томск: Изд-во ТУСУР, 2001.- 121 с.

Дата добавления: 2014-01-07