Частина 5. Комп’ютерне відтворення кольорів
5.1. Моделі подання кольору
Використання кольору при створенні й редагуванні зображень один з важливих розділів комп'ютерної графіки. У сучасних комп'ютерних програмах маніпуляції з кольором здійснюються за допомогою кольорових моделей і режимів.
Кольорові моделі (чи кольорові простори) надають засоби для концептуального та кількісного опису кольору.
Режим – це спосіб реалізації визначеної кольорової моделі в рамках конкретної графічної програми.
Будь-який колір у графічних редакторах задається в кольоровій моделі, що визначає аналітичні вирази для обчислення кольорової складової піксела в різних кольорових просторах (базисах) і для переходу від одного базису до іншого. За допомогою кольорової моделі можна моделювати колір на екрані чи принтері. Діапазон кольорів, що може сприйматися чи відтворюватися називається кольоровим охопленням чи кольоровою гамою пристрою.
Призначення кольорової моделі полягає в можливості зручним чином описувати кольори в межах деякого кольорового охоплення.
Більшість комп’ютерних колірних моделей засновано на використанні трьох основних кольорів, що відповідає сприйняттю кольору людським оком. Кожному основному кольору привласнюється визначене значення цифрового коду, після чого всі інші кольори визначаються як комбінації основних кольорів.
Базовими називають кольори, за допомогою яких можна одержати практично весь видимий спектр.
Колір може бути отриманий як у процесі випромінювання світла активним джерелом, наприклад, екраном монітора, так і в результаті відображення світла від будь-якого предмету, листа паперу. Цим процесам у комп'ютерній графіці відповідають дві системи представлення кольору: адитивна й субтрактивна. Кольорові моделі, що використовують у графічних програмах засновані на додаванні (адитивні кольорові моделі) чи на відніманні основних кольорів (субтрактивні кольорові моделі). Моделі обох типів містять кольори, що розраховуються за математичними формулами. Ці формули складають основу вимірів кольору відповідно до кольорових стандартів.
За принципом дії моделі умовно розбивають на три класи:
адитивні (RGB);
субтрактивні (CMY, CMYK);
перцепційні – основані на сприйнятті (HSB, HLS, LAB).
Відмінність цих моделей обумовлена тим, що вони розроблялися різними компаніями і кожний з розроблювачів використовував свій набір формул.
5.2. Модель rgb
Модель RGB заснована на змішуванні променів червоного (Red), зеленого (Green) і синього (Blu) кольорів і передає практично всі сприймані людським оком кольори. Чим більше насиченість кольору, тим ближче він до повного спектрального кольору, а чим менше, тим ближче він до чорного кольору. Якщо скласти всі три кольори з максимальною насиченістю, то вийде білий колір.
Кольоровий простір моделі зручно представити у вигляді кольорового куба (рис. 5.1). За вісями координат відкладені значення 3 основних кольорів. Кожний з них може приймати значення від 0 (нульова яскравість) до максимальної рівної 1. Внутрішня частина утвореного куба містить усі можливі сполучення RGB, що утворює кольоровий простір. На початку координат значення відповідних кольорів рівне 0 – випромінювання відсутнє, отже початок координат – це точка чорного кольору. У протилежній точці по головній діагоналі куба роззмішуються максимальні значення кольорів (рівні 1), утворюють білий колір.
Рис. 5.1. RGB колірна модель у вигляді куба.
На лінії, що з'єднує ці крапки, розташовується змішання рівних значень основних складових колірних променів, утворити сірі відтінки – від чорного до білого. Цей діапазон інакше називається сірою шкалою. Три вершини куба відповідають вихідним кольорам – червоному, зеленому і синьому, інші три відповідають парному змішуванню вихідних кольорів і відповідають – жовтому, пурпурному та блакитному. У звичайному RGB-зображенні кожний із трьох основних кольорів і сіра шкала мають 256 градацій (відтінків).
RGB-модель ближче усього до фізичної сутності монітора. Модель RGB ідеально підходить для представлення кольору в системі, де світло випромінюється екраном монітора, але не підходить для пристрою друку, де передавання кольору побудовано на відбитому світлі.