Системы цветов в компьютерной графике 9 класс

Цветовая модель это не более чем способ описания цвета с помощью количественных характеристик. В этом случае не только легко сравнивать отдельные цвета и их оттенки между собой, но и использовать в цифровых технологиях. Цветовые модели можно разделить на три класса: Аддитивные – основанные на сложении цветов. Субтрактивные – основанные на вычитании цветов. Перцепцпонные – основанные на восприятии (перцепция – чувственное восприятие, отражение вещей в сознании через органы чувств).

В цифровых технологиях чаще всего используются следующие модели : RGB, CMYK, HSB в различных вариантах и Lab.

Цветовая модель RGB( Аддитивная ) Модель носит название модели RGB по первым буквам слов Red ( Красный ), Green ( Зеленый ) и Blue ( Синий ). Основными считаются три : красный, зеленый и синий. Экран компьютера – черного цвета в неактивном состоянии. К черному цвету ( отсутствие всякого излучения ) добавляют цветовые компоненты и получают различные цвета от черного ( отсутствие цвета ) до белого ( максимальная интенсивность всех компонент ).

При смешении двух основных цветов результат осветляется: из смешения красного и зеленого получается желтый, из смешения зеленого и синего получается голубой, синий и красный дают пурпурный. Если смешиваются все три цвета, в результате образуется белый. Поэтому такие цвета называются аддитивными. Каждая координата отражает вклад каждой составляющей в результирующий цвет в диапазоне от 0 до 255 (уровень серого в каждом цветовом канале). Важно отметить особенные точки и линии этой модели.

В начале координат все составляющие равны нулю, излучение отсутствует, т. е. это точка черного цвета. В точке, ближайшей к зрителю, все составляющие имеют максимальное значение, что обеспечивает белый цвет. По диагонали, соединяющей эти точки, располагаются серые оттенки, так как значения трех составляющих одинаковы. Этот диапазон иначе называют серой шкалой (grayscale). Три вершины куба дают чистые исходные цвета, остальные три отражают двойные смешения исходных цветов: из красного и зеленого получается желтый, из зеленого и синего голубой, а из красного и синего пурпурный.

Цветовая модель CMYK (субтрактивная) CMYK ( Cyan – голубой, Magenta – пурпурный, Yellow – желтый) используется в полиграфии. Бумага изначально белая. Из белого цвета можно «вычитать» цветовые RGB компоненты и получать различные цвета от белого до (ничего не вычитаем) до черного (вычитаем все компоненты с максимальной интенсивностью). В реальном полиграфическом процессе получение черного цвета смешиванием голубооко, пурпурного и желтого не используется по трем причинам: Трудно произвести красители идеально чистых цветов. Поэтому вместо черного цвета получается серый с тепловатым оттенком. На создание черного цвета тратится много краски. Цветовые красители дороже обычных.

По описанным выше причинам к трем основным краскам (голубая, пурпурная, желтая) добавляют еще одну черную ( black). Черный цвет в этой модели обозначают аббревиатурой К, чтобы не спутать его с синим. Цветовой охват системы CMYK уже, чем у RGB – на бумаге не возможно воспроизвести некоторые особенно яркие и насыщенные экранные цвета. Поэтому, если изображение предназначено для вывода на бумагу, лучше всего с самого начала при рисовании использовать цвета CMYK. Для сохранения изображения в цветовой кодировке CMYK используют файловый формат TIFF.

К отражаемым относятся цвета, которые сами не излучают, а используют белый свет, вычитая из него определенные цвета. Такие цвета называются субтрактивными («вычитательными»), поскольку они остаются после вычитания основных аддитивных. Полиграфическая краска голубого цвета поглощает красный и отражает синий и зеленый цвета. Основных субтрактивных цветов три: голубой, пурпурный, желтый. Они составляют полиграфическую триаду (process colors). Каждому пикселу в CMYK-изображении присваиваются значения, определяющие процентное содержание триадных красок. При смешениях двух субтрактивных составляющих результирующий цвет затемняется, а при смешении всех трех должен получиться черный цвет. При полном отсутствии краски остается белый цвет (белая бумага). Взаимодействие основных цветов модели CMYK представлено в таблице

Сочетание пигментов Поглощаемые цвета Отражаемые цвета Итоговый цвет Одинарные краски голубойкрасныйзеленый и синий голубой пурпурныйзеленыйкрасный и синий пурпурный желтыйсинийкрасный и зеленый желтый Бинарные сочетания красок голубой и пурпурный красный и зеленый синий голубой и желтый красный и синий зеленый желтый и пурпурный зеленый и синий красный Триадное сочетание красок голубой, пурпурный и желтый красный, зеленый и синий нет(черный) Отсутствие краски (белая бумага)неткрасный, зеленый и синий белый

Нулевые значения составляющих дают белый цвет, максимальные значения должны давать черный, их равные значения оттенки серого, кроме того, имеются чистые субтрактивные цвета и их двойные сочетания. Цветовая модель CMYK представляется в виде трехмерного графика, у которого нулевая точка белый цвет

Цветовая модель HSB (Перцепцпонная) Если две вышеописанные модели представить в виде единой модели, то получится усеченный вариант цветового круга, в котором цвета располагаются в известном порядке: красный (R), желтый (Y), зеленый (G), голубой (C), синий (B). На цветовом круге основные цвета находятся в такой зависимости: каждый цвет расположен напротив дополняющего его (комплементарного) цвета; при этом он находится между цветами, с помощью которых он получен. Например, сложение зеленого и красного цветов дает желтый.

По краю этого цветового круга располагаются спектральные цвета или цветовые тона (Hue), которые определяются длиной световой волны. Цветовой тон определяется величиной угла в диапазоне от 0 до 360 градусов. Эти цвета обладают максимальной насыщенностью, т. е. синий цвет синее быть уже не может. Насыщенность (Saturation) это параметр цвета, определяющий его чистоту. Отсутствие (серых) примесей соответствует этому параметру. Уменьшение насыщенности цвета означает его разбеливание. На модели все одинаково насыщенные цвета располагаются на концентрических окружностях. В самом центре расположен белый цвет. Насыщенность можно представить как добавление в цвет белой краски. Яркость (Brightness) это параметр цвета, определяющий освещенность или затемненность цвета. Уменьшение яркости цвета означает его зачернение. Яркость можно представить как добавление в цвет черной краски.

У этой модели одна ось это линия окружности основания конуса (H), вторая ось это радиус, соединяющий любую точку на окружности с центром (S), третья ось это высота конуса (B). Модель HSB согласуется с восприятием цвета человеком: цветовой тон эквивалент длины волны, насыщенность эквивалент интенсивности волны, а яркость эквивалент количества света. Достоинством этой модели является то, что эти параметры не зависят друг от друга. Однако эта модель является абстрактной, поскольку не существует технических средств для измерения цветового тона и насыщенности непосредственно. Она не образует цветовых каналов в документе (сохранить документ в этой цветовой модели нельзя).

На рисунке показано, как смешиваются цвета, например, красный + зеленый, дает желтый, а красный + синий, даст фиолетовый. При равной интенсивности всех трех цветов, получаются градации серого, при максимальной яркости - белый, при отсутствии - черный.

Интересная особенность этой системы в том, что, не смотря на то, что количество каналов у CMYK целых четыре, и каждый из них содержит 256 градация яркости, цветовое пространство CMYK уже, чем у RGB. Типографские краски не могут передать все цвета RGB, поэтому визуально насыщенность CMYK ниже, чем у RGB.

HUE (Цветовой тон) - частота световой волны, отражающейся от объекта, который вы видите. SATURATION (Насыщенность) является чистотой цвета. Это соотношение основного тона и равного ему по яркости бесцветно серого. Максимально насыщенный цвет не содержит серого вообще. Чем меньше насыщенность цвета, тем он нейтральней, тем труднее однозначно охарактеризовать его. BRIGHTNESS (Яркость) это общая яркость цвета. Минимальное значение этого параметра превращает любой цвет в черный.