Способ описания цвета называется

В компьютерной графике применяют понятие цветового разрешения (другое название — глубина цвета). Оно определяет метод кодирования цветовой информации для ее воспроизведения на экране монитора. Для отображения черно-белого изображения достаточно двух бит (белый и черный цвета). Восьмиразрядное кодирование позволяет отобразить 256 градаций цветового тона. Два байта (16 бит) определяют 65 536 оттенков (такой режим называют High Color). При 24-разрядном способе кодирования возможно определить более 16,5 миллионов цветов (режим называют True Color ).

С практической точки зрения цветовому разрешению монитора близко понятие цветового охвата. Под ним подразумевается диапазон цветов, который можно воспроизвести с помощью того или иного устройства вывода (монитор, принтер, печатная машина и прочие).

В соответствии с принципами формирования изображения аддитивным или субтрактивным методами разработаны способы разделения цветового оттенка на составляющие компоненты, называемые цветовыми моделями. В компьютерной графике в основном применяют модели RGB и HSB (для создания и обработки аддитивных изображений) и CMYK (для печати копии изображения на полиграфическом оборудовании).

Цветовые модели расположены в трехмерной системе координат, образующей цветовое пространство, так как из законов Гроссмана следует, что цвет можно выразить точкой в трехмерном пространстве.

Первый закон Грассмана (закон трехмерности). Любой цвет однозначно выражается тремя составляющими, если они линейно независимы. Линейная независимость заключается в невозможности получить любой, из этих трех цветов сложением двух остальных.

Второй закон Грассмана (закон непрерывности). При непрерывном изменении излучения цвет смеси также меняется непрерывно. Не существует такого цвета, к которому нельзя было бы подобрать бесконечно близкий.

Третий закон Грассмана (закон аддитивности). Цвет смеси излучений зависит только от ихцвета, но не спектрального состава. То есть цвет (C) смеси выражается суммой цветовых уравнений излучений:

Таким образом, прямоугольная трехмерная координатная система цветового пространства для аддитивного способа формирования изображения имеет точку начала координат, соответствующую абсолютно черному цвету (цветовое излучение отсутствует), и три оси координат, соответствующих основным цветам. Любой цвет (С) может быть выражен в цветовом пространстве вектором, который описывается уравнением:

которое практически идентично уравнению свободного вектора в пространстве, рассматриваемому в векторной алгебре. Направление вектора характеризует цветность, а его модуль выражает яркость.

Так как величина излучения основных цветов является основой цветовой модели, ее максимальное значение принято считать за единицу. Тогда в трехмерном цветовом пространстве можно построить плоскость единичных цветов, образованную треугольником цветности. Каждой тоже плоскости единичных цветов соответствует след цветового вектора, пронизывающего ее в этой точке. Следовательно, цветность любого излучения может быть представлена единственной точкой внутри треугольника цветности, в вершинах которого находятся точки основных цветов. То есть положение точки любого цвета можно задать двумя координатами, а третья легко находится по двум другим.

Рис.11. Плоскость единичных цветов

Если на плоскости единичных цветов указать значения координат, соответствующих реальным спектральным излучениям оптического диапазона (от 380 до 700 нм), и соединить их кривой, то мы получим линию, являющуюся геометрическим местом точек цветности монохроматических излучений, называемую локусом. Внутри локуса находятся все реальные цвета.

Рис. 12. Цветовой локус

Чтобы избежать отрицательных значений координат, была выбрана колориметрическая система X, полученная путем пересчета из RGB. В этой системе точке белого соответствуют координаты (0,33; 0,33). Колориметрическая система XYZ является универсальной, в ней можно выразить цветовой охват как аддитивных, так и субтрактивных источников цвета. Для аддитивных источников цветовой охват выражается треугольником с координатами вершин, соответствующими излучению основных цветов R, G, B.

Для субтрактивных источников (полученных в процессе печати красками, чернилами, красителями) используется модель CMYK, поэтому цветовой охват описывается шестиугольником, когда помимо точек синтеза основной триады (желтая, пурпурная, голубая) добавляются точки попарных наложений, соответствующие основным цветам; желтая + голубая = зеленая, желтая + пурпурная = красная, голубая + пурпурная = синяя.

Источник

Понятие цвета, способы описания цвета

Цвет чрезвычайно важен в компьютерной графике. Он усиливает зрительное впечатление и повышает информационную насыщенность изображения. Ощущение цвета формируется человеческим мозгом в результате анализа светового потока, попадающего на сетчатку глаза от излучающих или отражающих объектов. Световой поток формируется излучениями, представляющими собой комбинации трех «чистых» спектральных цветов: красного, зеленого, синего. Для излучающих объектов характерно аддитивное цветовоспроизведение (световые излучения суммируются), для отражающих объектов — субтрактивное цветовоспроизведение (световые излучения вычитаются). Примером объекта первого типа является экран монитора компьютера, второго типа — полиграфический отпечаток на бумаге. Объектом второго типа можно также считать ваше красочное произведение, выполненное традиционным способом на бумаге или холсте.

В компьютерной графике применяют понятие глубина цвета(другое название — цветовое разрешение). Она определяется в битах и зависит от метода кодирования цветовой информации для ее воспроизведения на экране монитора. Для отображения черно-белого изображения достаточно двух бит (белый и черный цвета). Восьмибитовое кодирование позволяет отобразить 256 градаций цвета, например, серого. 16 бит (2 байта) определяют 65536 оттенков (такой режим называют High Color). При 24-битововом способе кодирования можно определить более 16,5 миллионов цветов (режим называют True Color). Такое количество цветов даже невозможно себе представить, а в настоящее время некоторые компьютеры поддерживают уже 32-битовый цветовой режим, т.е. 4295 миллионов цветов!

В соответствии с принципами формирования изображения аддитивным или субтрактивным методами разработаны способы разделения цветового оттенка на составляющие компоненты. Эти способы называют цветовыми моделями. Из большого числа цветовых моделей наиболее известными являются модели RGB и CMYK.

2.3.1. Цветовая модель RGB

Цветовая модель RGB является аддитивной, то есть любой цвет слагается из трех основных цветов — красного (Red), зеленого (Green), синего (Blue) при изменении степени насыщенности (яркости) того или иного цвета. Степень насыщенности определяется числами от 0 до 256. Таким образом в модели RGB черный цвет определяется как (0,0,0), белый – как (255,255,255).

Модель RGB служит основой при создании и обработке компьютерной графики, предназначенной для воспроизведения на мониторе компьютера или в телевизоре. При наложении одного компонента основного цвета на другой, яркость суммарного излучения увеличивается.

Источник

2. Цветовые модели

Теория:

Аддитивные модели (RGB). Служат для получения цвета на мониторе.
Полиграфические модели (CMYK). Служат для получения цвета при использовании разных систем красок и полиграфического оборудования.
Математические модели, полезные для каких-либо способов цветокоррекции, но не связанные с оборудованием, например HSВ.

Цвет на экране получается при суммировании лучей трёх основных цветов — красного, зелёного и синего. Если интенсивность каждого из них достигает \(100\), то получается белый цвет. Минимальная интенсивность трёх базовых цветов даёт чёрный цвет.

Для описания каждого составляющего цвета требуется \(1\) байт (\(8\) бит) памяти, а чтобы описать один цвет, требуется \(3\) байта, т.е. \(24\) бита, памяти.

При печати изображений на принтерах используется цветовая модель, основными красками в которой являются голубая (Cyan), пурпурная (Magenta) и жёлтая (Yellow).

Чтобы получить чёрный цвет, в цветовую модель был включен компонент чистого чёрного цвета (BlacK). Так получается четырёхцветная модель, называемая CMYK .

Из-за несоответствия цветовых моделей часто возникает ситуация, когда цвет, который нужно напечатать, не может быть воспроизведен с помощью модели CMYK (например, золотой или серебряный). В этом случае применяются краски Pantone.

Все файлы, предназначенные для вывода в типографии, должны быть конвертированы в CMYK . Этот процесс называется цветоделением .

При просмотре CMYK -изображения на экране монитора одни и те же цвета могут восприниматься немного иначе, чем при просмотре RGB -изображения.

В модели CMYK невозможно отобразить очень яркие цвета модели RGB , модель RGB , в свою очередь, не способна передать тёмные густые оттенки модели CMYK , поскольку природа цвета разная.

Отображение цвета на экране монитора часто меняется и зависит от особенностей освещения, температуры монитора и цвета окружающих предметов. Кроме того, многие цвета, видимые в реальной жизни, не могут быть выведены при печати, не все цвета, отображаемые на экране, могут быть напечатаны, а некоторые цвета печати не видны на экране монитора.

Источник

Словарь теории цвета

Цветом можно любоваться бесконечно, но вот обсуждать тему цвета, порой бывает трудно. Дело в том, что слова, которые мы используем для описания цвета, слишком неточны и часто приводят к взаимному непониманию. Путаница происходит не только с такими техническими терминами как «яркость», «насыщенность» и «цветность», но даже с такими простейшими словами, как «светлый», «чистый», «яркий» и «тусклый». Даже специалисты ведут свои споры так до сих пор и не утвердив стандартные определения понятий.

Цвет — это феномен света, вызываемый способностью наших глаз определять различные количества отражённого и проецируемого света. Наука и технология помогла нам понять, как физиологически человеческий глаз воспринимает свет, измерить длины волн света, узнать количества несомой ими энергии. И теперь мы понимаем, насколько сложно понятие «цвет». Ниже мы рассказываем о том, как мы определяем свойства цвета.

Мы попытались составить словарь терминов и понятий. И хотя мы не претендуем на единственный авторитет в теории цвета, определения, которые вы здесь найдёте, подкрепляются другими математическими и научными аргументами. Пожалуйста, сообщите нам, если в данном словаре отсутствуют какие-либо слова и понятия, о которых вы бы хотели узнать.

Тон (Hue)

Иные переводы: цвет, краска, оттенок, тон.

Именно это слово мы имеем в виду, когда задаём вопрос «Какой это цвет?». Мы интересуемся свойством цвета, которое называется «Тон/Hue». Например, когда мы говорим о красном, жёлтом, зелёном, и синем цветах, мы имеем в виду «тон/hue». Различные тона создаются светом с различной длиной волны. Таким образом, этот аспект цвета обычно довольно легко распознать.

Контраст тонов — явно различные тона.

Контраст тона — различные оттенки, одинаковый тон (синий).

Термин «тон» описывает главную характеристику цвета, которая отличает красный цвет от жёлтого и синего. Цвет в значительной степени зависит от длины волны света излучаемого или отражаемого объектом. Например, диапазон видимого света находится между инфракрасным (длина волны

700nm) и ультрафиолетовым (длина волны

На диаграмме показан цветовой спектр, отражающий эти границы видимого света, а также две цветовые группы (красная и синяя), которые называются «семействами тонов». Любой цвет, взятый из спектра можно смешать с белым, чёрным и серым, и получить цвета соответствующего семейства тонов. Обратите внимание, что в семействе тонов присутствуют цвета с различной яркостью, хроматичностью и насыщенностью.

Хроматичность (Chromaticity, Chorma)

О хроматичности мы говорим, когда рассуждаем о «чистоте» цвета. Это свойство цвета говорит нам, насколько он чист. Это означает, если в цвете отсутствуют примеси белого, чёрного или серого, цвет имеет высокую чистоту. Эти цвета выглядят живыми и чистыми.

Понятие «хроматичность» связано с насыщенностью. И его часто путают с насыщенностью. Однако мы будем продолжать использовать эти термины раздельно, потому что на наш взгляд они относятся к различным ситуациям, о чём будет сказано несколько ниже.

Высокая хроматичность — очень сияющие, живые цвета.

Низкая хроматичность — ахроматичные, бесцветные цвета.

Хроматичность одинакова — средний уровень. Та же живость цветов несмотря на различный тон; чистота меньше, чем у образцов выше.

Высокохроматические цвета содержат максимум собственно цвета с минимальными или нулевыми примесями белого, чёрного или серого. Иными словами, степень отсутствия примесей других цветов в конкретном цвете характеризует его хроматичность.

Хроматичность, которую часто называют «сочностью», является количеством цвета (hue) в цвете. Цвет без цвета (hue) является ахроматичным или монохроматичным, и видим как серый. Для большинства цветов, по мере увеличения яркости увеличивается и хроматичность, за исключением очень светлых цветов.

Насыщенность (Saturation)

В связке с хроматичностью, насыщенность говорит нам, как цвет выглядит в различных условиях освещённости. Например, комната окрашенная в один цвет, ночью будет выглядеть иначе, чем днем. В течение дня, несмотря на то что цвет будет неизменён, его насыщенность будет меняться. Насыщенностью не имеет отношения к словам «тёмный», «светлый». Вместо этого используйте слова «бледный», «слабый» и «чистый», «сильный».

Насыщенность одинаковая — та же интенсивность, различные тона.

Контраст насыщенности — различные уровни наполнения, тон одинаковый.

Насыщенность, которую также называют «интенсивностью цвета» (intensity), описывает силу цвета относительно его яркости (value) или светлоты (luminance/lightness). Иными словами, насыщенность цвета обозначает его отличие от серого при определённой яркости освещения. Например, цвета близкие к серому ненасыщенные по сравнению с более светлыми цветами.

У цвета свойство «живой» или «полный» является ни чем иным, как отсутствием примеси серого или его оттенков. Важно отметить, что насыщенность измеряется вдоль линий одинаковой яркости.

Насыщенность/Saturation: 128

Яркость (Value/Brightness)

Когда мы говорим, что цвет «тёмный» или «светлый», мы имеем в виду его яркость. Это свойство сообщает нам, насколько свет светел или тёмен, в том смысле, насколько он близок к белому. Например, канареечный жёлтый цвет считается светлее синего «navy blue», который в свою очередь сам светлее чёрного. Таким образом, значение (value) канареечного жёлтого выше, чем синего «navy blue» и чёрного.

Низкая яркость, постоянная — одинаковый уровень яркости.

Контраст яркостей — серый = ахроматичный.

Контраст яркостей — полное различие яркости.

Яркость (используется термин «value» или «brightness») зависит от количества света, излучаемого цветом. Самый простой способ запомнить это понятие — это представить себе шкалу серого цвета, со сменой чёрного на белый, в которой содержатся все возможные варианты монохроматического серого цвета. Чем больше в цвете света, тем он ярче. Таким образом пурпурный — менее яркий, чем небесно-голубой, так как излучает меньше света.

Эту шкалу серого цвета можно приравнять к цветной шкале с помощью того же уравнения, которое используется в телевидении (Яркость серого цвета = 0.30 Red + 0.59 Green + 0.11 Blue):

Интерактивная демонстрация иллюстрирует изменение яркости в двухмерной схеме:

Яркость/Value: 128

Светлота (Luminance/Lightness)

Несмотря на то, что вместо этого слова часто употребляют слово «яркость» (brightness), мы предпочитаем использовать слово «светлота» (или «светимость»). Понятие «светлота цвета» связано с многими теми же переменными, что и яркость в смысле «value». Но в данном случае используется другая математическая формула. Если говорить кратко, вспомните цветовой круг. В нем цвета расположены по кругу с одинаковой светлотой. Добавление белого увеличивает светлоту, добавление чёрного — уменьшает.

Это измерение цвета относится к яркости (value), но отличается по своему математическому определению. Светлота цвета измеряет интенсивность потока света на единицу площади его источника. Рассчитывается она путём вычисления среднего в группе ахроматичных цветов.

Достаточно сказать, что светлота растёт от очень тёмного до очень светлого (сияющего) и может быть отображена с помощью цветового круга, который показывает все цвета (hue) с одинаковой светлотой. Если к цветовому кругу добавить немного света, мы тем самым увеличим интенсивность света и таким образом увеличим светлоту цветов. Противоположное произойдёт, если мы уменьшим свет. Сравните, как выглядят плоскости, отображающие светлоту, с плоскостями, отображающими яркость (выше).

Светлота/Luminance: 128

Оттенок (tint), тональность (tone), и тень (shade)

Эти термины часто используются неправильно, но они описывают довольно простое понятие в цвете. Главное помнить, насколько цвет отличается от своего начального тона (hue). Если к цвету добавляется белый, эта более светлая разновидность цвета называется «оттенок» (tint). Если цвет делается темнее путём добавления чёрного, полученный цвет называется «тень» (shade). Если же добавляется серый цвет, каждая градация дает вам различную тональность (tone).

Оттенки (добавляем белый к чистому цвету).

Тени (добавляем чёрный к чистому цвету).

Тональности (добавляем серый к чистому цвету).

Комплементарные, дополнительные цвета (Complementary Colors)

Когда два или несколько цветов «подходят друг к другу», их называет комплементарными, дополняющими друг друга цветами. Этот признак абсолютно субъективен, и мы готовы его обсудить и выслушать другие мнения. Более точным определением будет «если два цвета, будучи смешанными вместе, дают нейтрально-серый (краска/пигмент) или белый (свет) цвет, они называются дополняющими, комплементарными».

Основные цвета (Primary Colors)

Определение основных цветов зависит от того, как мы собираемся воспроизводить цвет. Цвета, видимые при расщеплении солнечного света с помощью призмы, иногда называют спектральными цветами. Это красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый. Эту комбинацию КОЖЗГСФ часто сводят к трём цветам: красный, зелёный и сине-фиолетовый, которые являются основными цветами аддитивной системы цветов (свет). Первичными цветами субтрактивной системы цветов (краска, пигмент) являются циан, фуксин и жёлтый. Запомните, комбинация «красный, жёлтый голубой» не является комбинацией основных цветов!

Системы цветов RGB, CMYK, HSL

В различных случаях в зависимости от того, как воспроизводится цвет, используются различные цветовые системы. Если мы используем источники света — доминирующей системой является RGB (от «red/green/blue» — «красный/зелёный/синий»).

Для цветов, которые получаются путём смешивания красок, пигментов или чернил на ткани, бумаге, полотне или другом материале, в качестве цветовой модели используется система CMY (от «cyan/magenta/yellow» — «циан/фуксин/жёлтый»). В связи с тем, что чистые пигменты очень дороги, для получения чёрного цвета используется не равная смесь CMY, а просто чёрная краска.

Другой популярной цветовой системой является HSL (от «hue/saturation/lightness» — «цвет/насыщенность/яркость»). У этой системы есть несколько вариантов, где вместо насыщенности используется хроматичность (chroma), светлота (luminance) вместе с яркостью (value) (HSV/HLV). Именно эта система соответствует тому, как человеческий глаз видит цвет.

Источник