Головна → Вирішення проблем Скільки кольорів у комп'ютерній графіці. Поняття кольору в комп'ютерній графіці

Скільки кольорів у комп'ютерній графіці. Поняття кольору в комп'ютерній графіці

Для опису колірних відтінків, які можуть бути відтворені на екрані комп'ютера та на принтері, розроблені спеціальні засоби - колірні моделі(або системи квітів). Щоб успішно застосовувати їх у комп'ютерній графіці, необхідно:

Розуміти особливості кожної колірної моделі;

Вміти визначати той чи інший колір, використовуючи різні колірні моделі;

Розуміти, як різні графічні програми вирішують питання кодування кольору;

Розуміти, чому колірні відтінки, що відображаються на моніторі, досить складно точно відтворити під час друку.

Ми бачимо предмети тому, що вони випромінюють чи відбивають світло.

Світло- електромагнітне випромінювання.

Колір характеризує дію випромінювання на око людини. Таким чином, промені світла, потрапляючи на сітківку ока, справляють відчуття кольору.

Випромінене світло -це світло, що виходить із джерела, наприклад, Сонця, лампочки або екрана монітора.

Відбите світло - це світло, що «відскочило» від поверхні об'єкта. Саме його ми бачимо, коли дивимося на якийсь предмет, що не є джерелом світла.

Випромінене світло, що йде безпосередньо від джерела до ока, зберігає в собі всі кольори, з яких він створений. Але це світло може змінитися при відображенні від об'єкта або, якщо людина має хворобу зору

Подібно до Сонця та інших джерел освітлення, монітор випромінює світло. Папір, на якому друкується зображення, відображає світло. Так як колір може вийти в процесі випромінювання і в процесі відображення, то є два протилежні методи його опису: системи адитивних та субтрактивних кольорів.

2.1. Система адитивних кольорів – колірна модель RGB

Якщо з близької відстані (а ще краще за допомогою лупи) подивитися на екран монітора або телевізора, що працює, то неважко побачити безліч дрібних точок червоного (Red), зеленого (Green)і синього (Blue)квітів. Справа в тому, що на поверхні екрану розташовані тисячі фосфоресцентних кольорових точок, які бомбардуються електронами з великою швидкістю. Колірні точки випромінюють світло під впливом електричного променя. Так як розміри цих точок дуже малі (близько 0,3 мм у діаметрі), сусідні різнокольорові точки зливаються, формуючи всі інші кольори та відтінки, наприклад:

червоний + зелений = жовтий,

червоний + синій = пурпуровий,

зелений + синій = блакитний,

червоний + зелений + синій = білий.

На малюнку (рис. 3) ви бачите отримання різних кольорів у системі RGB.

Рисунок 3. Система передачі кольорів RGB

Комп'ютер може точно керувати кількістю світла, що випромінюється через кожну точку екрана. Тому, змінюючи інтенсивність світіння кольорових точок, можна створити велику різноманітність відтінків.

Таким чином, адитивний (add – приєднувати) колір виходить при поєднанні (підсумовуванні) променів трьох основних кольорів – червоного, зеленого та синього. Якщо інтенсивність кожного з них досягає 100%, виходить білий колір. Відсутність трьох кольорів дає чорний колір. Систему адитивних кольорів, що використовується в комп'ютерних моніторах, прийнято позначати абревіатурою RGB.

2.2. Система субтрактивних кольорів – колірна модель

У процесі друку світло відбивається від аркуша паперу. Тому для друку графічних зображень використовується система кольорів, що працює з відбитим світлом – система субтрактивних кольорів (subtract – віднімати).

Білий колір складається з усіх кольорів веселки. Якщо пропустити промінь світла через просту призму, він розкладеться у кольоровий спектр. Червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій та фіолетовий кольори утворюють видимий спектр світла. Білий папір при освітленні відбиває всі кольори, пофарбований папір поглинає частину кольорів, а інші - відбиває. Наприклад, листок червоного паперу, освітлений білим світлом, виглядає червоним саме тому, що такий папір поглинає всі кольори, крім червоного. Той самий червоний папір, освітлений синім кольором, виглядатиме чорним, оскільки синій колір він поглинає.

У системі субтрактивних кольорів основними є блакитний (Cyan), пурпурний (Magenta)і жовтий (Yellow).Кожен з них поглинає (віднімає) певні кольори з білого світла, що падає на сторінку, що друкується. Ось як три основні кольори можуть бути використані для отримання чорного, червоного, зеленого та синього кольорів:

блакитний + пурпуровий + жовтий = чорний,

блакитний + пурпуровий = синій,

жовтий + пурпуровий = червоний,

жовтий + блакитний = зелений.

Змішуючи основні кольори у різних пропорціях на білому папері, можна створити велику різноманітність відтінків.

Білий колір виходить за відсутності всіх трьох основних кольорів. Високий відсотковий вміст блакитного, пурпурового та жовтого утворює чорний колір. Точніше, чорний колір повинен вийти теоретично, насправді через деякі особливості типографічних фарб суміш усіх трьох основних кольорів дає брудно-коричневий тон, тому при друку зображення додається ще чорна фарба (Black).

На малюнку (рис. 4) ви бачите отримання різних кольорів у системі CMYK.

Рисунок 4. Система передачі кольорів CMYK

Система CMYK за своєю природою не може відобразити всі відтінки, як це вміє модель RGB. Тому не лайте принтер, що надрукував бляку картинку замість кольорової та яскравої, як вона була на моніторі. Переведення зображення в цю колірну модель також потребує деяких знань у поліграфії. Одна й та сама картинка, конвертована з різними параметрами, виглядає інакше.

Систему субтрактивних кольорів позначають абревіатурою CMYK(щоб не виникла плутанина з Blue, для позначення Blackвикористовується символ До).

2.3. Система «Тон – Насиченість – Яскравість» – колірна модель HSB

Системи квітів RGBі CMYKбазуються на обмеженнях, що накладаються апаратним забезпеченням (моніторами комп'ютерів та друкарськими фарбами). Більш інтуїтивним способом опису кольору є його подання у вигляді тону (Hue), насиченості (Saturation)та яскравості (Brightness).Для такої системи кольорів використовується абревіатура. HSB. Тон - конкретний відтінок кольору: червоний, жовтий, зелений, пурпуровий і т.д. п. Насиченість характеризує "чистоту" кольору: зменшуючи насиченість, ми "розбавляємо" його білим кольором. Яскравість залежить від кількості чорної фарби, доданої до цього кольору: що менше чорноти, то більше вписувалося яскравість кольору. Для відображення на моніторі комп'ютера система HSBперетворюється на RGB, а для друку на принтері - до системи CMYK. Можна створити довільний колір, вказавши на полях введення Н, Sі Узначення для тону, насиченості та яскравості з діапазону від 0 до 255.

Існують і інші колірні моделі, що використовуються у різних відеопристроях.

Список літератури

1. Бейн, С. Ефективна робота: CorelDraw 11 / С. Бейн. - СПб.: Пітер, 2003.

2. Павлідіс Т. Алгоритми машинної графіки та обробки зображень: Пер. з англ. - М.: Радіо та зв'язок, 1986. - 400 с.

3. Роджерс Д. Алгоритмічні засади машинної графіки: Пер. з англ. - М.: Світ, 1989. - 512 с.

4. Симонович, С.В.Інформатика: Базовий курс / С.В. Симонович та ін. – СПб.: Пітер, 2001.

5. Шикін Є. В., Боресков А. В. Зайцев А. А. Початки комп'ютерної графіки. - М.: ДІАЛОГ-МІФІ, 1993. - 138 с.

Якутський А. Формати інтернет-графіки// Світ Internet. – 2002. -№11-12. - C. 22-25
Яхонтов В.М. Комп'ютерна графіка. - М.: ТІСБІ, 2003.

При певних формах дальтонізму зелений колір може сприйматися еквівалентно-яскравим синьому, а червоний як дуже темний, або взагалі нерозрізнений. Люди з дихромією - порушення сприйняття червоного, наприклад, не здатні бачити червоний сигнал світлофора при яскравому сонячному денному світлі. При дейтанопії - порушенні сприйняття зеленого, в нічних умовах зелений сигнал світлофора стає відмінним від світла вуличних ліхтарів.

У телебаченні стандарту PAL застосовується колірна модель YUV, для SÉCAM - модель YDbDr, а NTSC - модель YIQ. Ці моделі засновані на принципі, згідно з яким основну інформацію несе яскравість зображення - складова Y (важливо - Y у цих моделях обчислюється зовсім інакше ніж Y моделі XYZ), а дві інші складові, що відповідають за колір, менш важливі.

Подібна інформація.

Для того, щоб уникнути багатьох помилок і невдач, необхідно розуміння теорії кольору, а також принципів відтворення та синтезу кольорів за допомогою палітр та вікон діалогу. графічних редакторів. Колір та світло Вплив кольору на людину багатогранний. Правильно підібрані кольори можуть привернути увагу до бажаного зображення так і відштовхнути від нього.

Поділіться роботою у соціальних мережах

Якщо ця робота Вам не підійшла внизу сторінки, є список схожих робіт. Також Ви можете скористатися кнопкою пошук

Інші схожі роботи, які можуть вас зацікавити.
10312.		Розрізи у графіку	1.19 MB
	Мета: Створити умови для формування у учнів понять про розріз утворення розрізів як комбінованого зображення; класифікації розрізів практичних навичок побудови простого розрізу подальшого формування графічних навичок під час виконання креслень. Сприяти усвідомленню істотної відмінності розрізу від перерізу Створити умови для оволодіння учнями основними способами розумової діяльності; аналіз порівняння: вміння робити висновки пояснювати поняття; розвитку просторового мислення мови...
214.		ВЕКТОРНА ГРАФІКА. ПОНЯТТЯ ПРО ФРАКТАЛЬНУ ГРАФІКУ	364.37 KB
	Основу векторних зображень складають лінії та криві, які називають векторами або об'єктами або контурами. Тому векторну графікучасто називають об'єктноорієнтованою. Кожен незалежний об'єкт можна редагувати, тому що зображення складається з окремих об'єктів, які можуть накладатися один на одного, але залишаються незалежними.
1328.		Колір у живописі	22.02 KB
	Історія кольору у живописі. Спостерігаються кольори. Коли в око потрапляють промені сонячного чи електричного світла, світлові хвилі у нас виникає відчуття кольору. Мета полягає в тому, щоб розкрити значення кольору в живописі.
7155.		Колір та колірні моделі	97.22 KB
	Щоб успішно застосовувати їх у комп'ютерній графіці необхідно: розуміти особливості кожної колірної моделі вміти визначати той чи інший колір використовуючи різні колірні моделі розуміти як різні графічні програми вирішують питання кодування кольору розуміти чому колірні відтінки на моніторі досить складно точно відтворити при друку. Так як колір може вийти в процесі випромінювання і в процесі відображення, то існують два протилежні методи його...
980.		Колір у образотворчому рішенні фільму	14.71 KB
	Кримівська тональна система правдива, хоч і жертвує насиченими квітамита широтою світлотного діапазону. Але правдива і система, що жертвує загальним тоном заради кольорової радості насичених фарб природи. Правдиві та інші системи. Вся річ у тому, щоб жертва...
12862.		ПРЕДМЕТНА І ОБумовлена КОЛІР У ЖИВОПИСУ	58.72 KB
	Теорія необхідна тому що без неї неможливі ні пояснення ні послідовна постановка навчальних завдань. Повітря також впливає на локальні кольори на відкритих просторах видно, що видалені об'єкти виглядають холоднішими і сприймаються не так контрастно як предмети ближнього плану. Відомо що перехід з побутового бачення кольору на більш високий рівеньйого сприйняття пов'язаний для студентів із низкою труднощів. Незважаючи на те, що вплив цих мінливих факторів є значним власний колір.
1371.		Андрій Рубльов та колір в іконі «Трійця»	18.02 KB
	Слово зелений ж у давньоруській мові могло позначати і жовтий і зелений і блакитний колір взагалі всякий світлий яскравий відтінок цих кольорів: поєднання типу «чаша зелена вина» одночасно і зілля і зелень і яскравий наблиск світлого кольору на відміну від білого вина вино. У середньовічній промові не існувало слів пов'язаних тільки з кольором не було і самостійно важливих ознак кольору. Ознака кольору злита ще з усіма іншими ознаками предмета чи істоти, але вже якщо вона витягнута і показана в поетичному тексті як важлива...
17631.		Колір та його символіка. Колірні тенденції в живописі ХХ століття	6.3 MB
	Колір та його символіка. Колірні тенденції у живопису 20-ого века10 Заключение. Тому розглядаючи художній твір аналізуючи його ми відповідаємо на два основні питання: Якими способами передаються в ньому емоції художника І які ці емоції У образотворчому мистецтві одним із засобів передачі емоційної інформації є колір. Колір зовсім не притаманний одному лише образотворчому мистецтву, його можна зустріти в кольоромузиці і в кінематографі в телемистецтві.
187.		ОБЛАСТИ ЗАСТОСУВАННЯ КОМП'ЮТЕРНОЇ ГРАФІКИ	14.58 KB
	У ті роки вдавалося добитися відображення кількох десятків відрізків на екрані електроннопроменевої трубки ЕЛТ сучасні системимашинної графіки дозволяють створювати зображення практично не відрізняються за якістю від фотографічних знімків. Цей проект став основою системи повітряного захисту США як перетворення даних отриманих від радара в графічну форму. 1965 р. Системи числового програмного управління ЧПУ для фірми Lockheed. Системи під ключ.
201.		АПАРАТНЕ ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ КОМП'ЮТЕРНОЇ ГРАФІКИ	25.7 KB
	Роздільна здатність виражається в кількості точок пікселів по горизонталі і по вертикалі зображення, що відображається. Визначає частоту оновлення перемальовування зображення на екрані. Два способи регенерації зображення на моніторі. Недоліком є низька швидкодія при зміні зображення на екрані, що особливо помітно при переміщенні курсору миші, а також залежність різкості та яскравості зображення від кута зору.

Колірнадзвичайно важливий у комп'ютерній графіці як засіб посилення зорового враження та підвищення інформаційної насиченості зображення. Відчуття кольору формується людським мозком в результаті аналізу світлового потоку, що потрапляє на сітківку ока від об'єктів, що випромінюють або відбивають. Вважається, що колірні рецептори (колбочки) поділяються на три групи, кожна з яких сприймає лише єдиний колір – червоний, зелений чи синій. Порушення у роботі будь-якої з груп призводить до явища дальтонізму -спотвореного сприйняття кольору.

Світловий потік формується випромінюваннями, що є комбінацією трьох «чистих» спектральних кольорів. (червоний, зелений, синій – КЗС)та їх похідних (в англомовній літературі використовують абревіатуру RGB – Red, Green, Blue) . Для випромінюючих об'єктів характерно адитивне відтворення кольорів (світлові випромінювання підсумовуються), для відображуючих об'єктів - субтрактивне відтворення кольорів (світлові випромінювання віднімаються) . Прикладом об'єкта першого типу є електронно-променева трубка монітора, другого типу поліграфічний відбиток.

Фізичні характеристики світлового потоку визначаються параметрами потужності, яскравостіі освітленості .

Візуальні параметри відчуття кольору характеризуються Світлою, тобто помітністю ділянок, сильніше або слабше відбивають світло. Мінімальну різницю між яскравістю помітних за світлом об'єктів називають порогом. Величина порога пропорційна логарифму відношення яскравостей. Послідовність оптичних характеристик об'єкта (розташована за зростанням або спаданням), виражена в оптичних щільностях або логарифмах яскравостей, становить градацію і є найважливішим інструментом для аналізу та обробки зображення.

Для точного відтворення кольорів зображення на екрані монітора важливим є поняття колірної температури . У класичній фізиці вважається, що будь-яке тіло з температурою, відмінною від 0 градусів за шкалою Кельвіна, випромінює. З підвищенням температури спектр випромінювання зміщується від інфрачервоного ультрафіолетового діапазону, проходячи через оптичний.

Для ідеального чорного тіла легко перебуває залежність між довжиною хвилі випромінювання та температурою тіла. На основі цього закону, наприклад, було дистанційно обчислено температуру Сонця - близько 6500 К. Для цілей правильного відтворення кольору характерна зворотне завдання. Тобто, монітор з виставленою температурою кольору 6500 К повинен максимально точно відтворити спектр випромінювання ідеального чорного тіла, нагрітого до такого ж ступеня. Таким чином, стандартні значення колірних температур використовують як загальний зразок, що забезпечує однакове колірне відтворення на різних випромінюючих пристроях.

Насправді зір людини безперервно підлаштовується під спектр, притаманний колірної температури джерела випромінювання. Наприклад, на вулиці в яскравий сонячний день колірна температура становить близько 7000 К. Якщо з вулиці зайти в приміщення, освітлене тільки лампами розжарювання (колірна температура близько 2800 К), то в перший момент світло ламп здасться жовтим, білий аркуш паперу теж набуде жовтого відтінку. . Потім відбувається адаптація зору до нового співвідношення КЗЗ, характерного для колірної температури 2800 К, світло лампи та аркуш паперу сприйматимуться як білі.

Насиченістькольору показує, наскільки цей колір відрізняється від монохроматичного («чистого») випромінювання того ж кольору. У комп'ютерній графіці за одиницю приймається насиченість кольорів спектральних випромінювань.

Ахроматичні кольори (білий, сірий, чорний)характеризується лише світлом. Хроматичні кольоримають параметри насиченості, світлоти та колірного тону.

Колір в мультимедійних системах може використовуватися як код, або як засіб дизайну. Код кольору використовується для розділення різних видів інформації, що виводиться на екран. Наприклад, аварійні повідомлення операційної системизазвичай виводяться червоному тлі.

Як засіб дизайну колір застосовують для привернення уваги, для психологічного впливу на користувача: створення певного настрою, збудження необхідних емоцій, для врівноваження екрану і просто для прикраси.

При роботі з кольором дизайнери використовують спеціальний інструмент. колірне коло, який показує взаємовідносини між різними кольорами та ілюструє їх зв'язок один з одним. За допомогою колірного кола можна підбирати кольори, які добре поєднуються між собою, забезпечувати стилістичну єдність створюваного документа. Кольори на кольоровому колі розташовуються так: червоний 0 градусів; жовтий – 60; зелений – 120; cyan - 180; синій – 240; magenta – 360.

Природу кольору розкрили І. Ньютон та М.В. Ломоносів. Їхні досліди відбувалися в затемненій кімнаті, в стіні якої було прорізано щілину, через яку проникав промінь сонячного світла. По дорозі цього променя встановлювалася скляна призма. Проходячи через призму, сонячний промінь розкладався на складові: червоний, помаранчевий, жовтий, зелений, блакитний, синій та фіолетовий кольори, які можна було спостерігати на екрані. Відсунувши екран, вони поставили на його місце другу скляну призму, розгорнуту назустріч першій, - з неї на екран вийшов знову білий промінь. Це доводило, що білий колір складається з великої кількості інших кольорів. Поміщаючи між призмами смужки паперу, дослідники почали перекривати окремі кольори, спостерігаючи, як зміниться колір променя на виході другої призми. Таким чином було встановлено, що різні кольори за своїми можливостями не однакові. Було виділено групи основних кольорів, змішування яких дозволяло отримувати інші кольори. Найбільші можливості мала група, що складається з червоного (Red), зеленого (Green) і синього (Blue) кольорів. За першими буквами англійських назв цих кольорів група була названа RGB. Змішування цих кольорів у різних пропорціях дозволяло отримати будь-які інші відтінки кольорів, включаючи білий. Ця група кольорів згодом стала основною під час виробництва кольорових телевізорів та моніторів електронних обчислювальних машин.

Аналогічні можливості має й інша група основних кольорів: CMYK - C yan, M agenta, Y ellow, blac K(блакитний або бірюзовий; вишневий або пурпурний, або малиновий; жовтий; і чорний). Ця група квітів набула поширення в поліграфії та у художників. Вона ж є основною і в пристроях виведення інформації з ЕОМ - кольорових принтерах, наприклад, група CMYK може бути отримана з RGB за рахунок того, що червоний та зелений за відсутності синього утворюють жовтий колір (yellow), зелений та синій за відсутності червоного утворюють cyan , червоний та синій за відсутності зеленого - magenta, а повна відсутністьвсіх кольорів – чорний.

Тріада основних друкованих кольорів: блакитний, пурпуровий та жовтий ( CMY, без чорного) є, по суті, спадкоємцем трьох основних кольорів живопису (синього, червоного та жовтого). Зміна відтінку перших двох пов'язана з відмінним від художніх хімічним складом друкованих фарб, але принцип змішування той самий. І художні, і друкарські фарби, незважаючи на самодостатність, що проголошується, не можуть дати дуже багатьох відтінків. Тому художники використовують додаткові фарби на основі чистих пігментів, а друкарі додають як мінімум чорну фарбу (чорний колір у пристроях виведення ЕОМ утворюється за рахунок відсутності R,Gі B або C, M та Y відповідно).

Кольори, отримані при змішуванні основних, називаються похідними. Кольори, розташовані на колірному колі один навпроти один одного, називаються додатковими.

Іноді у графічному дизайні використовують інші колірні моделі, не засновані на складі основних кольорів, наприклад модель HSB- Hue (відтінок), Saturation (насиченість), Brightness (яскравість), або HSL- Hue, Saturation, Lightness (освітленість). Яскравістю прийнято називати ступінь близькості даного кольору до білого чи чорного. Вона вимірюється в % від чорного або білого кольору, які поєднуються з цим кольором. (Скринінг - це операція змішування чистого тону з чорним. Наприклад, синій колір, що містить 40% чорного, має вдвічі більшу яскравість, ніж той же синій колір з 80% чорного).

Відтінок (колір) визначає ступінь відмінності даного від інших. Він визначається величиною кута в градусах на колі.

Насиченість – це міра інтенсивності кольору. Чим вище насиченість, тим соковитішим здається колір. При малій насиченості колір виглядає темним і тьмяним. Вимірюється насиченість (як і, як і яскравість, і освітленість) у відсотках. Насиченість 100% визначає чистий колір. Насиченість 0% визначає білий, чорний чи сірий кольори.

Складаючи комбінації з різних відтінків і змінюючи їхню яскравість і насиченість, можна отримувати різноманітні ефекти, оперуючи всього кількома кольорами.

Система HSB (HSL) має перед іншими системами важливу перевагу: вона більше відповідає природі кольору, добре узгоджується з моделлю сприйняття кольору людиною. Багато відтінків можна швидко та зручно отримати в HSB або HSL, конвертувавши потім у RGB або CMYK.

За емоційним впливом більшість кольорів може бути віднесено до однієї з двох категорій - теплих або холодних кольорів.

Теплі тони створюють ефект руху у бік того, хто дивиться, здаються ближче, привертають увагу, надають збуджуючу дію. До них відносяться червоний, помаранчевий, жовтий кольори.

Холодні тони здаються такими, що віддаляються, створюють відчуття руху в сторону від того, хто дивиться, можуть створити відчуття відчуженості та ізоляції, але можуть і заспокоїти, і підбадьорити. До холодних відносяться блакитний, синій, фіолетовий кольори.

Зелений колір є нейтральним.

Ефект руху, що створюється теплими та холодними кольорами, часто використовується дизайнерами, коли для фону вибираються холодні відтінки, а для об'єктів, розташованих на передньому плані, – теплі. У документах, де переважають теплі тони, холодні кольори можна використовувати для оформлення виділень та посилення контрасту, і навпаки. Застосовуючи холодні відтінки, можна підкреслити легковажність, елегантність чи строгість публікації. Глибокі теплі кольори діють збудливо або передають відчуття близькості.

Потрібно враховувати також, що колір фону може змінювати відтінок основного кольору і враження.

Але кольори мають багато різних варіацій: у холодних квітів бувають теплі різновиди, а теплі - холодні. Тому підбір кольорів – процес творчий, у якому однозначних рекомендацій немає.

При використанні колірних кодів (так званих візуальних напрямних) необхідно враховувати, що більше семи кодів непідготовлена людина запам'ятати не може. Тому захоплюватися використанням колірних кодів не слід. Крім того, колірне кодування має бути послідовним - в рамках одного документа, одного електронного інформаційної системиповинні застосовуватися ті самі колірні коди для позначення тих самих явищ і процесів.

Різні комбінації кольорів дуже впливають на читання тексту. Текст та фон мають контрастувати один з одним. Чим сильніший контраст, тим краще читається текст. Окрім стандартного чорного тексту на білому тлі, вдалими поєднаннями є чорний текст на жовтому фоні та помаранчевий текст на білому тлі.

Колір – це дуже потужний засіб дизайну, що допомагає привернути увагу, звернути погляд у потрібну сторону, підтримувати інтерес користувача. Але колірне оформлення в жодному разі не повинно відволікати користувача від основного змісту, вступати з ним у суперечність.

Голлівудська якість кінофільмів передбачає можливість розміщення на екрані одночасно близько 20 млн. різних кольорів. Атрибут пікселя, що має довжину 1 байт, дозволяє кодувати 256 різних кольорів (стандарт VGA – Video Graphic Array). 15-бітовий атрибут плати SVGA (Super VGA) дозволяє виводити на екран одночасно 32768 кольорів (5 біт для кодування кожного кольору - 32 різних відтінків для червоного, синього та зеленого кольорів, тобто 32 × 32× 32 = 32768). 24-бітовий атрибут спеціальних графічних плат(Silicon Graphic, Indy R4000, Targa та ін.) дозволяє виводити на екран одночасно

256× 256× 256 = 16777216 кольорів.

Це можливості, що забезпечуються адаптерами дисплеїв (відеокартами). Але щоб вивести таку кількість кольорів на екран одночасно, треба мати на екрані хоча б один піксел на кожен колір. А при стандартній роздільній здатності екран монітора містить 640 × 480 = 307 200 пікселів. Більше кількості кольорів на такому екрані отримати фізично неможливо.

Якщо адаптер дозволяє працювати з 24-бітовим кодуванням кольору, а екран монітора такої кількості кольорів сприйняти не може, доводиться працювати з палітрою- обмеженим набором кольорів, які відповідають можливостям екрана. Кольори на палітрі можна міняти. Але при цьому потрібно пам'ятати, що при відтворенні на інший ЕОМ кольори можуть бути спотворені, якщо в таблиці цієї ЕОМ завантажена інша палітра.

Проблеми з палітрами виникають при досягненні правильної передачі кольору комп'ютерної графіки на різних ЕОМ (наприклад, при використанні створюваної мультимедійної системи в WWW). Якщо є зображення, що містить мільйони кольорів, то для правильної передачі кольору в умовах WWW необхідно скоротити кількість кольорів до 256.

В Інтернеті досі застосовується колірна модель Index Color, яка працює на принципі 8-бітового кольору. Вона працює на основі створення палітри кольорів. Усі відтінки у файлі поділяються на 256 можливих варіантів, кожному з яких надається номер. Далі, на основі палітри кольорів, що вийшла, будується таблиця, де кожному номеру комірки приписується колірний відтінок у значеннях RGB.

Скорочення кольоровості виконується за допомогою операції клішування (dithering). Клішування кольору є процес зміни колірного значення кожного пікселя за певним алгоритмом до найближчого значення кольору з наявної (встановленої) палітри.

Колір та світло в комп'ютерній графіці

Людина є трихроматом – сітківка ока має 3 види рецепторів світла, відповідальних за кольоровий зір (колбочки). Кожен вид колб реагує на певний діапазон видимого спектру. Відгук, що викликається у колбочках світлом певного спектра називається колірним стимуломПри цьому світло з різними спектрами може мати той самий колірний стимул, і таким чином сприйматися однаково людиною. Це називається метамерією - два випромінювання з різними спектрами, але однаковими колірними стимулами будуть нерозрізняються людиною. Можна визначити колірний простір стимулів як евклідовий простір, якщо задати координати x, y, z як значення стимулів, що відповідають відгуку

колбочок довгохвильового (L), середньохвильового (M) і короткохвильового (S) діапазону оптичного спектру. Початок координат (S, M, L) = (0, 0, 0) представлятиме чорний колір.

Модель кольору - це опис кольорів для відображення на екрані монітора та друку на принтері.

Адитивна колірна модель RGB

Адитивний (від англ. add - "приєднувати") колір виходить при об'єднанні (підсумовуванні) трьох основних кольорів - червоного, зеленого і синього. Якщо інтенсивність кожного з них досягає 100%, виходить білий колір. Відсутність трьох кольорів дає чорний колір.

стор. 2 з 15

КОМП'ЮТЕРНА ГЕОМЕТРІЯ ТА ГРАФІКА

Адитивну колірну модель, що використовується в комп'ютерних моніторах, прийнято позначати абревіатурою RGB (Red – червоний, Green – зелений, Blue

Синій). Змінюючи інтенсивність світіння кольорових точок, можна створити велику різноманітність відтінків.

червоний + зелений – жовтий; червоний + синій – пурпуровий; зелений + синій – блакитний; червоний + зелений + синій = білий.

На малюнку показані різні комбінації червоного, зеленого та синього.

Формування власних колірних відтінків у моделі RGB

Графічні редактори, як правило, дозволяють комбінувати необхідний колір із 256 відтінків червоного, 256 відтінків зеленого та 256 відтінків синього.

Таким чином, на екрані комп'ютера можна отримати 16777216 колірних відтінків.

Діалогове вікно для формування кольорів у моделі RGB програми

стор. 3 з 15

КОМП'ЮТЕРНА ГЕОМЕТРІЯ ТА ГРАФІКА

Субтрактивна колірна модель

У субтрактивній колірній моделі основними кольорами є блакитний, пурпуровий та жовтий. Кожен з них поглинає (віднімає) певні кольори з білого світла, що падає на сторінку, що друкується. Звідси і назва моделі

Субтрактивна (від англ. «subtract * - «віднімати»). Ось як три основні кольори можуть бути використані для отримання чорного, червоного, зеленого та синього кольорів:

блакитний + пурпуровий + жовтий = чорний; блакитний + пурпуровий = синій; жовтий + пурпуровий = червоний; жовтий + синій = зелений.

Субтрактивне змішування кольорів

Субтрактивна колірна модель CMYK

Субтрактивну колірну модель позначають абревіатурою CMYK (Cyan

Блакитний, Magenta – пурпуровий, Yellow – жовтий, Black – чорний. Щоб не виникла плутанина з "Вlue", для позначення "Black" використовується символ "К").

Взаємозв'язок адитивної та субтрактивної колірних моделей

Модель RGB працює з світлом, що випромінюється, a CMYK - з відбитим. Якщо потрібно друкувати на принтері зображення, отримане на моніторі, спеціальна програмавиконує перетворення однієї колірної моделі на іншу.

CIE XYZ - лінійна 3-компонентна колірна модель, що базується на результатах вимірювання характеристик людського ока. Побудована на основі зорових можливостей так званого «стандартного спостерігача», тобто гіпотетичного глядача, можливості якого були ретельно вивчені та

x = X / (X + Y + Z), y = Y / (X + Y + Z).

Зазвичай діаграма Yxy використовується для ілюстрації характеристик гамут. різних пристроїввідтворення кольору - дисплеїв та принтерів.

Властивості діаграми тональності

Властивості:

– На діаграмі представлені усі кольори, видимі середньостатистичній людині

– Усі кольори, які можуть бути отримані змішанням будь-яких двох, лежать на прямій між ними

– Всі кольори, які можуть бути отримані змішуванням трьох кольорів,

лежать всередині трикутника Змішуючи три дані реальних джерела світла, неможливо отримати всі кольори, видимі людиною

Тривимірний простір

L* - яскравість (lightness)

– L* =0 чорний

– L* = 100 білий

а* - положення між фіолетовим та зеленим

– а*< 0 фиолетовый

– а* > 0 зелений

b* - положення між жовтим та синім

- b *< 0 желтый

– b* > 0 синій

стор. 6 з 15

КОМП'ЮТЕРНА ГЕОМЕТРІЯ ТА ГРАФІКА

HSV (англ. Hue, Saturation, Value – тон, насиченість, значення) або HSB (англ. Hue, Saturation, Brightness – відтінок, насиченість, яскравість) – колірна модель, в якій координатами кольору є:

Шкала відтінків - Hue

Hue - колірний тон (наприклад, червоний, зелений або синьо-блакитний). Варіюється в межах 0-360 °, однак іноді приводиться до діапазону 0-100 або 0-1.

Saturation – насиченість. Варіюється в межах 0-100 або 0-1. Чим більший цей параметр, тим чистіший колір, тому цей параметр іноді називають чистотою кольору. А чим ближче цей параметр до нуля, тим ближчий колір до нейтрального сірого.

Value (значення кольору) або Brightness – яскравість. Також задається в межах

Модель була створена Елві Реєм Смітом, одним із засновників Pixar, у 1978 році. Вона є нелінійним перетворенням RGB моделі.

Слід зазначити, що HSV (HSB) та HSL – дві різні колірні моделі.

Тривимірні візуалізації простору HSV

Найпростіший спосіб відобразити HSV у тривимірний простір – скористатися циліндричною системою координат. Тут координата H визначається полярним кутом, S – радіус-вектором, а V – Z-координатою. Тобто, відтінок змінюється під час руху вздовж кола циліндра, насиченість - вздовж радіуса, а яскравість - вздовж висоти. Незважаючи на «математичну» точність, така модель має істотний недолік: на практиці кількість помітних оком рівнів насиченості та відтінків зменшується при наближенні яскравості (V) до нуля (тобто, на відтінках, близьких до чорного). Також на малих S і V з'являються суттєві помилки округлення при перекладі RGB HSV і навпаки.

стор. 7 з 15

КОМП'ЮТЕРНА ГЕОМЕТРІЯ ТА ГРАФІКА

Інший спосіб візуалізації колірного простору – конус. Як і в циліндрі, відтінок змінюється по колу конуса. Насиченість кольору зростає з віддаленням від осі конуса, а яскравість – з наближенням до його основи. Іноді замість конуса використовується правильна шестикутна піраміда.

Візуалізація HSV у прикладному ПЗ

Колірний круг

Ця візуалізація складається з колірного кола (тобто поперечного перерізу циліндра) і двигуна яскравості (висоти циліндра). Ця візуалізація набула широкої популярності за першими версіями ПЗ компанії Corel. на Наразізастосовується надзвичайно рідко, частіше використовують кільцеву модель

стор. 8 з 15

КОМП'ЮТЕРНА ГЕОМЕТРІЯ ТА ГРАФІКА

Модель HSV часто використовується у програмах комп'ютерної графіки, оскільки зручна для людини. Отже, необхідно розгорнути тривимірний простір HSV на двовимірний екран комп'ютера.

Кольорове кільце

Відтінок представляється у вигляді райдужного кільця, а насиченість і значення кольору вибираються за допомогою вписаного в це кільце трикутника. Його вертикальна вісь, як правило, регулює насиченість, а горизонтальна дозволяє змінювати значення кольору. Таким чином, для вибору кольору потрібно спочатку вказати відтінок, а потім вибрати потрібний колір із трикутника.

Колірні простори

Вихідні (reference) колірні простори:

- CIE XYZ

– CIE L*a*b