2. Цветовое пространство

Несмотря на широкое использование цветной графики, цвет остается одним из наиболее трудных для реализации элементов дизайна.

Для обеспечения одинакового воспроизведения одного и того же цвета видеомониторами, принтерами и сканерами разных фирм-изготовителей необходимо наличие объективных измерительных систем, позволяющих установить однозначное определение цветовых координат. Для этих целей разработаны специальные средства, включающие: цветовые модели, системы соответствия цветов, цветовые режимы.

В современных компьютерных программах манипуляции с цветом осуществляются с помощью цветовых моделей и режимов.

По принципу действия компьютерные цветовые модели можно условно разделить на три класса:

аддитивные (RGB), основанные на сложении цветов;

субтрактивные (CMY, CMYK), основу которых составляет операция вычитания цветов (субтрактивный синтез);

перцепционные (HSB, HSL, Lab, YCC), базирующиеся на восприятии.

В цифровых технологиях используются, как минимум, четыре основные модели: RGB, CMYK, HSB в различных вариантах и Lab.

Цветовая модель RGB

Это одна из наиболее распространенных аддитивных цветовых моделей. Она применяется в приборах, излучающих свет (мониторы, телевизоры и другие подобные устройства).

Данная цветовая модель базируется на трех основных цветах: Red - красном, Green - зеленом и Blue - синем.

При смешивании двух основных аддитивных цветов результат осветляется: из смешения красного и зеленого получается желтый, зеленого и синего - голубой, синий и красный дают пурпурный. Если смешиваются все три цвета, образуется белый (рис. 1).

Для наглядности все цвета, входящие в данную цветовую мо­дель, можно представить в виде куба (рис. 2).

При использовании такой схемы модели в точке, где все ве­личины равны нулю (все цвета отсутствуют), будет располагаться черный цвет, там же, где все они будут принимать максимальное значение (все три цвета имеют максимальную интенсивность) - белый.

Главная диагональ такого куба, проходящая от черного к белому цвету, является так называемой ахроматической осью, или шкалой яркости. На ней располагаются серые оттенки: от черного до белого.

Три вершины куба дают чистые исходные цвета, остальные три отражают двойные смешения исходных цветов.

Рис. 2. Цветовой куб RGB

Цветовая модель CMYK

Это одна из наиболее часто используемых субтрактивных цветовых моделей. Работа ее основана на поглощении одних сос­тавляющих световой волны и отражении других (принцип нало­жения краски на белый лист бумаги (печать)).

Основные цвета в субтрактивной модели: Cyan - голубой, Magenta- пурпурный,Yellow - желтый.

Голубой, пурпурный и желтый цвета составляют так называ­емую полиграфическую триаду (process colors). При печати эти цвета поглощают красную, зеленую и синюю составляющие бело­го света таким образом, что большая часть видимого цветового спектра может быть репродуцирована на бумаге.

При смешивании двух субтрактивных составляющих резуль­тирующий цвет затемняется, а при смешении все трех должен по­лучиться черный цвет.

Так как при смешении этих цветов черный цвет не получа­ется, то вводится еще одна дополнительная краска - черная (blасК), которая позволяет добиваться большей плотности цвета и используется для печати чисто черных объектов.

При полном отсутствии краски остается белый цвет (белая бумага). Двойные сочетания красок дадут следующие результаты: смешение голубого и пурпурного даст синий цвет, голубого и желтого - зеленый, желтого и пурпурного - красный.

Графически такое смешение представлено на рис. 3.

Рис. 3. Смешение цветов в модели С MY.

Цветовая модель HSB

Заглавные буквы в названии данной модели не соответству­ют конкретным цветам, а символизируют Hue (Цветовой тон), Saturation (Насыщенность) и Brightness (Яркость).

Цветовую модель HSB можно представить в виде цветового круга (рис. 4), на котором основные цвета моделей RGB и CMY находятся в такой зависимости: каждый цвет расположен напротив дополняющего его (комплементарного) цвета, при этом он нахо­дится между цветами, с помощью которых получен. По краю этого цветового круга располагаются так называемые спектральные цве­та или цветовые тона (Hue). Цветовой тон характеризуется положе­нием на цветовом круге и определяется величиной угла в диапазоне от 0 до 360°. Эти цвета обладают максимальной насыщенностью.

Насыщенность (Saturation) - это параметр цвета, определяю­щий его чистоту. Данному параметру соответствует отсутствие (серых) примесей.Уменьшение насыщенности цвета означает его разбеливание. На модели все одинаково насыщенные цвета рас­полагаются на концентрических окружностях и чем ближе к центру круга, тем все более разбеленные цвета получаются.

Яркость (Brightness) - это параметр цвета, определяющий ос­вещенность или затемненность цвета. Уменьшение яркости цвета означает его зачернение.

Несмотря на то, что данная модель гораздо ближе к тради­ционному пониманию работы с цветом, она является достаточно абстрактной, поскольку не существует технических средств для измерения параметров цветового тона и насыщенности непосре­дственно программных приложениях они получаются путем математических расчетов.

Следовательно, недостатком этой модели является необходи­мость преобразовывать ее в модель RGB для отображения на эк­ране монитора или в модель CMYK для получения полиграфического оттиска.

Рис. 4. Цветовая модель HSI

Особенностью этой цветовой модели является то, что она не образует цветовых каналов в документе. Нельзя сохранить документ в этой цветовой модели.

Цветовая модель Lab

В этой модели любой цвет определяется светлотой (Lightness) и двумя хроматическими компонентами: параметром а, который изменяется в диапазоне от пурпурного (magenta) до зеленого (green), и параметром Ь, изменяющимся в диапазоне от желтого (yellow) до синего (blue) (рис. 5).

Многие программы используют цветовую модель Lab в ка­честве модели-посредника при любом конвертировании из одной цветовой модели в другую.

Проблемы различных моделей заключаются в том, что они не могут охватить все цвета целиком, например, CMYK не позво­ляет создать ярко-синий, так как он впоследствии не реализуется при полиграфической печати. В свою очередь RGB и HSB позво­ляют реализовать вышеупомянутый цвет, но не дают насыщенно­го оранжевого.

При профессиональной работе чаще всего приходится сов­мещать различные цветовые пространства, так как каждое из них хорошо в отдельно взятой области.

CMYK используется при цветокоррекции и допечаткой под­готовке изображений, так как образование цветов полностью со­ответствует тому, которое происходит в процессе печати.

RGB чаще применяется при работе с изображениями, кото­рые после будут просматриваться на мониторе.

В HSB и Lab есть отдельный канал освещенности, позволя­ющий углублять цвета более эффективно и быстро, чем в любой другой модели.

Рис. 5. Цветовая модель Lab