Лекция 2. Тема: «Цвет и цветовые модели в компьютерной графике»
Человеческий глаз воспринимает световое излучение в диапазоне волн от 380 (синие цвета) до 770 нанометров (красные цвета) (см. рис.2.1). Наиболее чувствителен он к зеленым цветам (520 нм), потом − к красному и синему.
зеленые
380 520 770
ультрафиолетовые волны инфракрасные волны
Рис.2.1. Чувствительность глаза к длине волны
Мы видим предметы потому, что они излучают или отражают свет.
Свет − это электромагнитное излучение.
Цвет характеризует действие излучения на глаз человека. Таким образом, лучи света, попадая на сетчатку глаза, производят ощущение цвета.
Излучаемый свет − это свет, выходящий из источника, например солнца, лампочки или экрана монитора (рис. 2.2). Излучаемый свет, 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 (см. рис. 2.2).
Поглощение света
Рис. 2.2. Излучение, отражение и поглощение света
Способ разделения цветового оттенка на составляющие компоненты называется цветовой моделью.
Аддитивная – это модель, в которой цвета формируются методом добавления основных цветов к черному. При максимальной интенсивности смешивания всех основных цветов имеем белый цвет, при минимальной – черный. Это наиболее широко распространенные модели, удобные для таких поверхностей, как мониторы, телевизоры, цветные лампы рекламы и тому подобное
Субтрактивная модель – основные цвета вычитаются из белого. При максимальной интенсивности смешивания всех основных цветов имеем черный цвет, а при нулевой – белый. Субтрактивной моделью является изображение на бумаге.
Рассмотрим основные цветовые модели, которые имеют аббревиатуры: RGB, CMY, HSB.
Аддитивная цветовая модель rgb
R RED красный
G GREEN зеленый
B BLUE синий
Излучаемый свет описывается с помощью аддитивной цветовой модели. В этой модели работают мониторы и телевизоры. Поэтому когда изображение проходит обработку в графическом редакторе его следует представить в этой 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. Дело в том, что каждый видеопиксель на цветном экране — это совокупность трех точек (зерен) разного цвета: красного, зеленого и синего. Так как эти зерна очень малы, наши глаза смешивают три цвета в один. Таким образом, соседние разноцветные точки сливаются, формируя другие цвета:
красный + зеленый = желтый;
красный + синий = пурпурный;
зеленый -+- синий = голубой;
красный + зеленый + синий = белый.
На рис. 2.3 показано, как различные комбинации красного, зеленого и синего цветов дают желтый, пурпурный, голубой и белый цвета.
Рис. 2.3. Аддитивное смешение цветов
Аддитивная модель применяется там, где изображение рассматривается в проходящем свете (монитор, телевизор, слайд-проектор, светящийся рекламный щит и т.д.).
Изменяя интенсивность свечения цветных точек, можно создать большое многообразие оттенков. Таким образом, аддитивный цвет (от англ. «add» — «присоединять») получается при объединении (суммировании) трех основных цветов — красного, зеленого и синего. Если интенсивность каждого из них достигает 100%, то получается белый цвет. Отсутствие всех трех цветов дает черный цвет. Если смешиваются все цвета с одинаковой интенсивностью (но не максимальной и не минимальной), получаем серый цвет.
Чем меньше яркость, тем темнее оттенок:
(0,0,0) - черный цвет
(125,125,125) – серый
(255,255,255)- белый цвет
Для изображения аддитивной модели чаще всего применяют единичный куб с ортом (см. рис. 2.4): (1;0:0)- красный. (0;1;0)- зеленый, (0;0;1) - синий. Точка (0;0;0) - начало имеет черный цвет, а (1;1;1) - абсолютно белый. На рисунке 2.4 показан куб с распределением цветов вдоль отмеченных векторов.
Рис. 2.4. Цветовая модель RGB на основе единичного куба