Цветовые модели
Калориметрия – наука о цвете и его изменении
Огромный вклад в изучение природы света внес И. Ньютон . Суть его опытов состояла в следующем: пропуская белый свет через стеклянную призму, он разложил его на цветовые составляющие ( спектр )
Из полученного набора он выделил семь основных цветов, известных нам по детской считалочке « Каждый охотник желает знать , где сидит фазан »
- В основе изучения света лежат законы Германа Грассмана. Один из них гласит, что цвет трехмерен — для его описания необходимы три компонента. При этом не обязательно применять для описания «смесь» должно быть три .
Цветовые модели
Цветовые модели (цветовое пространство) — это способ описания цвета с помощью количественных характеристик.
Различают три вида моделей:
- * аддитивная, основанная на сложении цветов;
- * субтрактивная , основанная на вычитании цветов;
- * перцепционная , базирующаяся на восприятии цветов человеком.
Аддитивная цветовая модель RGB
Цветовая модель RGB используется в устройствах, работающих на принципе излучения, таких как телевизор, монитор . Данное представление цветов можно получить, освещая черный экран тремя лучами — красным, зеленым и синим. Эти цвета, R (красный),
G (зеленый) и В (синий) , называются основными
В областях смешения цветов можно получить дополнительные цвета — Magenta (пурпурный, смешение красного и синего), Yellow (желтый, смешение красного и зеленого), Cyan (голубой, смешение синего и зеленого цветов). В центре можно увидеть белый цвет (White), который получается путем смешения трех цветов — красного, зеленого и синего
Одним из возможных вариантов модели RGB является треугольник Максвелла
Однако более наглядным является представление модели RGB в виде куба
Обратите внимание, что на рис приведена модель смешения цветов, в которой их количество бесконечно. Поэтому принято рассчитывать значение каждой цветовой составляющей в виде вещественного числа, находящегося в интервале от 0 до 1. Однако С в дискретном мире компьютерной графики (видеоадаптеры) цвета могут принимать только целочисленные в виде куба значения.
Поэтому значения каждого из каналов R, G и В лежат в диапазоне от 0 до 255
На диагонали, соединяющей символы К и W, расположены цвета, для которых характерно равенство трех составляющих: r = g = b. Они называются градациями серого цвета и изменяются от черного до белого. Их количество определяется форматом представления модели RGB, и в True Color оно составляет 256 значений
Например, черному цвету соответствует значение RGB (0, 0, 0), белому — RGB (255, 255, 255), красному — RGB (255, 0, 0) и т. д.
Субрактивная цветовая модель CMY
Цветовая модель CMY применяется в устройствах, работающих на принципе поглощения (вычитания) цветов. К ним в первую очередь относятся цветные принтеры. Используется три цвета — голубой, пурпурный и желтый
По аналогии с моделью RGB
с у б т р а к т и в н у ю модель CMY тоже можно представить в виде трехмерного куба в системе координат голубого, пурпурного и желтого цветов
Правила смешивания цветов можно рассмотреть на следующих примерах. На лист белой бумаги поочередно наносим одну, затем две и три краски. Каждая из цветовых составляющих субтрактивной модели поглощает некоторую составляющую белого света.
Последнее изображение на рис. соответствует полному поглощению всех составляющих белого света. В результате мы должны получить черный цвет. Однако на практике добиться такого эффекта практически невозможно — получаем грязно-коричневый. Поэтому физическая реализация субтрактивной модели CMY включает еще одну составляющую — черный цвет. Данную модель иногда называют CMYK.
Перцепционная модель HSB
- Модель HSB представлена в большинстве современных графических пакетов. Из всех используемых сегодня моделей она наиболее точно соответствует способу восприятия цветов человеческим глазом. В этой модели все цвета определяются с помощью трех базовых параметров — цветовой тон (Hue), насыщенность (Saturation), яркость (Brightness)
Под цветовым тоном (Н) подразумевается свет с доминирующей длиной волны (подавляющий цвет). Для его описания используется название цвета, например красный, оранжевый, зеленый и т. п. При этом каждый цветовой тон занимает определенное положение на периферии цветового круга и характеризуется величиной угла в диапазоне от 0 до 360°. Обычно для чистого красного цвета берется угол 0°, для чистого зеленого — 120° и для чистого синего — 240°.
Насыщенность (S) характеризует чистоту цвета. Она определяет соотношение между основным, доминирующим компонентом цвета и всеми остальными длинами волн (количеством серого), участвующих в формировании цвета. Этот параметр выражается в процентах — от 0 (серый) до 100% (полностью насыщенный). Насыщенность показывает, насколько далеко данный цвет отстоит от равного с ним по яркости белого. Чем выше значение насыщенности, тем сильнее ощущается цветовой тон.
Яркость (В) характеризует интенсивность, с которой энергия света воздействует на рецепторы нашего глаза. Ее можно рассматривать как относительную освещенность или затемненность цвета. Под белым цветом понимают абсолютную яркость, под черным - полное отсутствие яркости. Серый цвет характеризует промежуточное значение яркости. Эта величина измеряется в процентах в диапазоне от 0 (черный) до 100% (белый). По мере снижения процентного содержания яркости цвет становится темнее, стремясь к черному