Основы информатики. Лк6. Кодирование графической информации марта 2016

Оглавление

Кодирование графической информации 1

Модель RGB 1

Модель CMYK 2

Представление изображений 3

Растровая графика 3

Векторная графика 5

Векторные и растровые шрифты 6

Фрактальная графика 7

Кодирование графической информации

Способы кодирования графической информации определяются физической природой света, цветовым восприятием света человеческим зрением и внешними устройствами компьютера, в первую очередь монитором и принтером.

М одель rgb

Свет – это непрерывный поток электромагнитных волн. Человек видит волны с длиной от 400 до 700 нм¹. Образование «картинки» из световой энергии происходит в результате весьма сложного процесса, в котором задействован и глаз и мозг.

С о времен Ньютона известно, что луч белого (солнечного) света, входящий в стеклянную призму, разлагается на составляющие цвета. Выделяют красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый – цвета спектра или радуги.

Вместе с тем, нужны лишь три цветных луча, в сочетании дающие белый свет: это красный (Red), зеленый (Green), синий(Blue). Цветовая модель, позволяющая получить белый свет из лучей красного, зеленого и синего цветов, взятых с соответствующими интенсивностями, называется цветовой моделью RGB. На рисунке представлены вторичные цвета: голубой (Cyan), пурпурный (Magenta), желтый (Yellow), Так как цвета получаются сложением основных цветов, говорят, что RGB - аддитивная модель.

Все широко распространенные мониторы по способу формирования изображения делятся на два типа:

• на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ, или CRT);

• на основе жидких кристаллов (ЖК-панель, или LCD-панель).

В обоих случаях изображение формируется излучаемым светом. Строго говоря, жидкокристаллические ячейки не светятся, и для вывода цветного изображения используется подсветка. В мониторах, будь то ЭЛТ или ЖК, используется цветовая модель RGB, так как имеется источник света. Когда складываются длины волн трех основных цветов с максимальной интенсивностью, получается белый свет. Остается вопрос, почему на экране цветное изображение представлено большим количеством цветов (насколько большим?), а не 8, как на картинке.

Если принять, что интенсивность каждого цвета изменяется от 0 до 1, т.е. 0≤R≤1, 0≤G≤1, 0≤B≤1, то можно говорить о цветовом пространстве, которым является единичный куб:

Модель cmyk

Е сли поверхность поглощает все цвета (длины волн), попадающие на нее, то она будет выглядеть черной. Если поверхность поглощает все цвета в равных пропорциях, но часть света отражает, то она покажется серой при белом свете. Если поверхность поглощает цвета в разных пропорциях, то она выглядит цветной. В цветной печати используется модель CMY (Cyan, Magenta, Yellow). Желтый цвет отражает красный и зеленый, а поглощает синий. Голубой отражает зеленый и синий, поглощает красный. Пурпурный отражает красный и синий, поглощает зеленый. Если напечатать три варианта одного рисунка голубой, пурпурной и желтой краской на одном и том же месте, то получится полноцветный рисунок. Белый цвет соответствует чистой (неокрашенной) бумаге. Черный получается там, где накладываются все три краски, так как они поглощают (каждый из них) красный, зеленый и синий. Никакой свет не отражается, и эта часть выглядит черной.

Соотношение моделей RGB и CMY можно представить следующей формулой:

, где (1, 1, 1) соответствует белому цвету. Так как вторичные цвета получают из белого вычитанием основных цветов, модель называют субтрактивной.

Конечно, типографские краски не обладают идеальными свойствами отражения и поглощения, поэтому добавляют черную типографскую краску для усиления контрастности. Так получается модель CMYK.

Современные принтеры по способу формирования изображения делятся на лазерные и струйные. В обоих случаях цветное изображение формируется отраженным светом с использованием красок голубого, пурпурного, желтого и черного цвета. Из-за того, что у моделей RGB и CMYK различная природа, то, что мы видим на экране, не будет в точности повторено на бумаге.

Восприятию цвета человеческим глазом наиболее полно соответствует модель HSB (Hue – оттенок, Saturation – насыщенность, Brightness ‑ яркость). Эта модель ориентирована на человека ‑ художника, дизайнера. При выводе изображения на монитор или принтер, переходят соответственно к модели RGB или CMYK. Существует большое количество других моделей, но для аппаратной реализации используются RGB и CMYK.