40. Компьютерное воспроизведение цветовой пластики
Приемы оформления, зрительно создающие восприятие объемности, трехмерности и глубины пространства, относятся к пластическим способам изображения. Цветовая пластика использует для достижения эффекта объемности изображения определенные цветовые сочетания, выбор которых основан на законах цветового зрения, на особенностях восприятия цвета. Графические программы позволяют выбирать и создавать цветы, как для заполнения объекта, так и для окраски его контура. Заполнение объекта сплошным цветом называется в графических программах однородной заливкой. Под заливкой объектов в географических программах понимается не только сплошной цвет внутри замкнутого объекта. Обычно такие программы имеют обширный набор заливок, включая градиентные заливки, узоры и текстуры.
Более сложная градиентная заливка – это плавный переход между выбранными цветами. Она является средством «украшения» многих картографических и некартографических компьютерных изображений. В градиентных заливках смешивают 2 или более цветов или их оттенков, при этом создается плавный переход от одного цвета к другому. Градиентные заливки используются с использованием диалога «Градиентная заливка». Можно создавать следующие основные типы градиентной заливки: линейный, конический, радиальный и квадратный.
Разработка цветовых шкал рельефа по различным принципам.
Свойства гипсометрических шкал
Принципы построения гипсометрических шкал
Компьютерное воспроизведение цветовой пластики.
Изобразительные средства и их восприятие.
Методы и приемы построения картографических знаков.
Основные виды шрифтов, их свойства, применение.
Шрифт — графический рисунок начертаний букв и знаков, составляющих единую стилистическую и композиционную систему, набор символов определенного размера и рисунка.
Картографические шрифты определяются рисунком, толщиной, шириной и высотой отдельных элементов букв и цифр. Знаки шрифтов имеют основные элементы (утолщенные линии), дополнительные элементы (соединительные штрихи, угловые соединения, концевые штрихи-подсечки, каплеобразные элементы) и внутрибуквенные просветы. Их различные сочетания характеризуют вид картографического шрифта. Совокупность буквенных знаков, объединенных общностью построения графических элементов, составляет определенную шрифтовую гарнитуру.
Шрифты обладают следующими признаками:
Контраст шрифта — отношение толщины основного элемента к дополнительному. Чем больше разница в толщине элементов, тем контрастнее шрифт. Различают контрастные, среднеконтрастные и малоконтрастные шрифты. Хорошо читаемы среднеконтрастные шрифты, имеющие соотношение 2:1 или 3:1.
Светлота (жирность) — отношение толщины основного элемента (а) к ширине внутрибуквенного просвета (в). Выделяют остовные, светлые (а < 1/2в), нормальные (а ~ 1/2в), полужирные (а = в) и жирные шрифты (а > в).
Ширина — отношение ширины буквы (l) к ее высоте (h). По ширине различают узкие (l < 2/Зh,), нормальные (от l ~ 3/5h до l~ 5/6h) и широкие (l > h). Выделяют также разновидности шрифтов — суженные, расширенные.
Ориентировка — прямые, наклонные вправо и влево.
Начертание — курсивные, печатные. В шрифтах курсивного начертания заглавные и строчные буквы в основном разного рисунка, в печатных шрифтах он остается одинаковым для большинства букв.
Размер (высота букв) шрифта.
Цвет шрифта — важное изобразительное средство, влияющее на читаемость, наглядность и художественные качества шрифтового оформления карт.
В основу систематизации картографических шрифтов принят один из основных признаков — контраст шрифта, а также наличие подсечек и характер соединительных элементов.
Шрифты подразделяются на шесть основных групп. Это — контрастные с неплавными соединительными элементами и тонкими длинными подсечками ; среднеконтрастныес плавными соединительными элементами и короткими подсечками; малоконтрастные, среди которых выделяются шрифты с плавными соединительными элементами и прямоугольными подсечками; с неплавными, резкими соединениями и прямоугольными подсечками; без подсечек.
Употребляются также различные виды шрифтов, которые по графическим признакам не входят ни в одну из названных групп. Сюда же относятся художественные шрифты.
Дальнейшее разделение шрифтов в группах ведется по гарнитурам, объединяющим шрифты одинакового рисунка, но различающимся по жирности, ширине, начертанию.
При проектировании содержания и оформления карт и атласов шрифты употребляются для:
• географических названий и различных пояснительных подписей непосредственно в содержании карты;
• пояснений в легенде карты (заголовков разного значения и ранга, пояснительных подписей условных обозначений и т.п.);
• внешнего оформления (название карты или атласа, пояснения диаграмм, графиков и др.);
• подписей выходных данных, текстов, дополняющих содержание карт и т.п.).
Основные характеристики цвета: цветовой тон, насыщенность, яркость.
Цвет — это свойство тел вызывать то или иное зрительное ощущение в соответствии со спектральным составом отражаемого или излучаемого ими света.
Цветовой тон характеризуется преобладающей длиной волны. Так, например, преобладающая длина волны фиолетового цвета равна 390—450 нанометров, синего — 450—480, голубого — 480—510, зеленого— 510—550, желтого — 550—585, оранжевого — 585—620, красного — 620—800.
Под насыщенностью понимают степень разбавления данного цвета белым. Чем больше разбавления цвета белым, тем менее насыщенным он становится. Например, синий цвет имеет насыщенность 20 %. Это значит, что он состоит из 20 % синего и 80 % белого.
Цветовой тон и насыщенность являются качественными характеристиками цвета. Количественную сторону цвета определяет светлота (яркость), т. е. количество света, отражаемого данной окрашенной поверхностью. Поэтому, кроме цветового тона и насыщенности, каждая окрашенная поверхность должна характеризоваться величиной коэффициента отражения.
Наконец, третьей характеристикой считают яркость хроматического цвета, зависящую от падающего на отраженный обьект общего светового потока. Отсюда вывод: цвета можно измерять по трем основным характеристикам — цветовому тону, насыщенности и яркости. Первые две характеристики цвета (цветовой тон и насыщенность) являются его качественными параметрами, а третья (яркость) — количественным параметром.
Смешение цветов: аддитивное и субстрактивное.
Аддитивное смешение цветов — метод синтеза цвета, основанный на сложении аддитивных цветов, то есть цветов непосредственно излучающих объектов. Метод основан на особенностях строения зрительного анализатора человека, в частности на таком явлении как метамерия.
Смешивая три основных цвета: красный, зелёный и синий — в определенном соотношении, можно воспроизвести большинство воспринимаемых человеком цветов.
Один из примеров использования аддитивного синтеза — компьютерный монитор, цветное изображение на котором основано на цветовом пространстве RGB и получается из красных, зеленых и синих точек.
В противоположность аддитивному смешению цветов существуют схемы субтрактивного синтеза. В этом случае цвет формируется за счет вычитания из отраженного от бумаги (или проходящего через прозрачный носитель) света определенных цветов. Самая распространенная модель субтрактивного синтеза — CMYK, широко применяющаяся в полиграфии.
Субтрактивный синтез цвета — получение цвета путём вычитания из спектрально-равномерного белого света отдельных спектральных составляющих. Заключительная стадия процесса цветовоспроизведения по субтрактивному методу.
Используется, например, для определения цвета (модели CMYK и RYB), или для получения звука (вычитание волн, к примеру синтезатор Subtractor из популярной музыкальной программы Propellerhead Reason).
Цветовые шкалы, принципы их построения.
Проектирование цветового оформления начинается с разработки цветовых шкал. Принципы их построения связаны с сущностью отображаемого явления, характером его размещения, показателями, которые необходимо передать на карте. Цветовой строй любой шкалы основан на комбинациях главных цветовых характеристик – цветового тона, насыщенности (чистоты) и светлоты (яркости), на законах их восприятия.
В зависимости от изменения цветовых характеристик шкалы можно подразделить на две основные группы: однородных и смешанных (сложных) цветовых рядов.
Шкалы однородных цветовых рядов строят по принципу изменения одной цветовой характеристики, т.е. по цветовому тону, светлоте или насыщенности.
Шкалы смешанных (сложных) цветовых рядов строят путем изменения двух или трех цветовых параметров. Различная последовательность и закономерность изменения цветовых характеристик позволяют получать многообразные цветовые ряды. Простота или сложность построения зависит от конкретного отображаемого явления, закономерностей его распространения, степени детальности передачи на карте.
Однородные цветовые ряды применяются в оформлении тематических карт несложного содержания, включающего один или два показателя. Шкалы однородных рядов, изменяющиеся по цветовому тону, но постоянные по светлоте и насыщенности, целесообразны для качественной характеристики объектов (например, политико-административного деления, национального состава населения, сельскохозяйственных культур). При этом стоит задача выбора гармоничных сочетаний и хорошо различимых смежных ступеней цвета.
Различимость и контрасность окрашиваемых полей достигаются использованием взаимно дополнительных (усиливающих друг друга) цветов, однако сохранение постоянной светлоты для всех цветовых тонов практически затруднительно. Например, желтый цвет при одинаковой насыщенности воспринимается более светлым, чем другие, поэтому необходимо подравнивание цветов за счет незначительного изменения светлоты. Кроме того, следует учитывать различия в восприятии больших и малых цветовых пятен при их одинаковой насыщенности и светлоте. Для получения восприятия целостности площади при разнообразии окраски необходимо некоторое увеличение насыщенности цвета малых площадей.
В отображении качественных характеристик явлений, требующих определенных ассоциаций с действительностью, принимают цветовые сочетания, близкие к природным, способствующие раскрытию содержания явления в его реалистическом плане. Например, для выделения природных зон (широтная зональность) или физико-географических районов эффективны сочетания холодных и теплых спектральных цветов.
Некоторую специфику имеет цветовой строй шкал однородных рядов, реализуемых в геометрических значках, линиях, лентах, т.е. знаках, представляющих небольшие по площади или узкиецветовые пятна. Для их оптимальной читаемости максимально увеличивают контрастность и насыщенность цветовых тонов шкалы, особенно когда строят структурные знаки (кружки, разделенные на секторы, ленты, разделенные на несколько полос).
Однородные цветовые шкалы, изменяющиеся по насыщенности или светлоте, одного цвета, используются для оформления количественных показателей: средних температур воздуха, величины солнечного сияния, плотности населения, процента пахотных земель в общей площади землепользования и др. Применение одного цвета обеспечивает читаемость, если число градаций в шкале невелико.
При проектировании сложных картографических обозначений выбор цветовых сочетаний основывается на определенных изменениях всех трех цветовых характеристик. При этом возможно построение информативных шкал, отображающих одновременно количественную сторону за счет различий в светлоте и насыщенности. Например, цветовая шкала, показывающая в целом средние температуры воздуха, дает вместе с тем резкое разграничение на две области с положительными и отрицательными температурами по изолинии 0 градусов различием цветового тона (четком делении на холодные и теплые цвета). А постепенная смена температур воздуха в пределах территории выделяется насыщенностью теплых тонов и светлотой холодной гаммы цветов.
Цвет – наглядное изобразительное средство динамики явлений, т.е. перемещения в пространстве, изменения состояния (или величины) за определенные периоды, развития явлений (переход из одного состояния в другое). Для явлений, локализованных по пунктам или на линиях, их динамику целесообразно передавать в основном насыщенностью цвета в сочетании с размером знака. Например, рост населения городов в разные годы показывают размером геометрического знака (кружка, квадрата), наглядность обеспечивают цветом нарастающей насыщенности. Или, например, для размещения пород леса с характеристикой по состоянию (молодые, средневозрастные, спелые), строят цветовые шкалы, где цветовым тоном передают породы леса (сосна, пихта, береза, осина), а различиями в насыщенности каждого цвета – состояние каждой породы.
Свойства цветовых шкал рельефа.
Условия цветовых гипсометрических шкал:
Логическая последовательность изменения цветовых характеристик по ступеням высот
Постепенность перехода цвета в ступенях
Более четкое выделение цветом качественных рубежей в рельефе (высотных зон суши или зон глубин океана)
Общая цветовая гармония шкалы, создающая впечатление цельности, единой поверхности рельефа
Художественность, эстетичность цветовой гаммы
Прозрачность цветов, сохраняющая читаемость других элементов содержания карты
Увеличение насыщенности теплых тонов с высотой
Гармоничное сочетание тональных переходов
Географические принципы светотеневого изображения рельефа.
Отмывка как один из методов изображения рельефа должна отвечать общим требованиям, предъявляемым к его отображению на географических картах. Эти требования базируются на научно разработанных методах и приемах составления рельефа, основанных на глубоких географических знаниях территории, в частности структуры земной коры, рельефообразующих факторов, характера развития рельефа и т.п. Поэтому выполнение рельефа отмывкой должно обеспечивать на карте:
• географически правильную передачу рельефа в целом, его орографическую структуру, относительные высоты главных объектов и др.;
• отображение типов рельефа, закономерностей их размещения и взаимосвязей с другими явлениями природы (для мелкомасштабных карт);
• выделение основных форм рельефа, их морфологическую специфику (для карт средних масштабов).
Важным этапом являются подготовительные работы, цель которых состоит в географическом изучении картографируемой территории, выявлении главных орографических направлений; общей картины рельефа, особенностей морфологии его типов и отдельных форм. Источниками изучения могут быть гипсометрические карты с подробной шкалой сечения, карты перспективным и пластическим изображением рельефа, различные тематические карты (тектонические, геоморфологические и др.); аэро- и космические снимки, дающие объективное и весьма наглядное отображение рельефа (особенно горных территорий), а также разнообразные литературные источники, картины и фотографии.
Основной результат подготовительных работ — составление орографической схемы в масштабе будущего оригинала карты с кратким описанием. Содержание орографической схемы зависит от характера рельефа территории. Такая схема особенно важна для выполнения отмывки горных районов, где рельеф имеет сложное строение. Орографическая схема обеспечивает:
• сохранение географического правдоподобия рельефа на карте (направление горных хребтов, их протяженность, степень расчленения, относительные высоты);
• правильное отображение типа рельефа и его крупных форм;
• выявление закономерностей и характера распределения светотени (резкость границ света и тени, плавность переходов, интенсивность тени и т.д.) для отображения характерных черт рельефа территории.