1.2 Векторная графика

Для векторных изображений, в силу принципа построения изображения, понятие разрешения неприменимо.

RGB

RGB(аббревиатураанглийских слов Red, Green, Blue —красный,зелёный,синий) —аддитивнаяцветовая модель, как правило, описывающая способ синтезацветадляцветовоспроизведения.

Выбор основных цветов обусловлен особенностями физиологии восприятия цвета сетчаткойчеловеческого глаза. Цветовая модель RGB нашла широкое применение в технике.

Аддитивнойона называется потому, что цвета получаются путём добавления (англ.addition) к черному. Иначе говоря, если цвет экрана, освещённого цветным прожектором, обозначается в RGB как (r1, g1, b1), а цвет того же экрана, освещенного другим прожектором, — (r2, g2, b2), то при освещении двумя прожекторами цвет экрана будет обозначаться как (r1+r2, g1+g2, b1+b2).

Аддитивное смешение цветов

Ограничение RGB по возможности передачи цветов

Изображение в данной цветовой модели состоит из трёх каналов. При смешении основных цветов (основными цветами считаются красный, зелёный и синий) — например, синего (B) и красного (R), мы получаем пурпурный(M magenta), при смешении зеленого (G) и красного (R) —жёлтый(Y yellow), при смешении зеленого (G) и синего (B) —циановый(С cyan). При смешении всех трёх цветовых компонентов мы получаем белый цвет (W).

В телевизорахимониторахприменяются три электронных пушки (светодиода,светофильтра) для красного, зелёного и синего каналов.

Цветовая модель RGB имеет по многим тонам цветаболее широкий цветовой охват (может представить болеенасыщенныецвета), чем типичный охват цветовCMYK, поэтому иногда изображения, замечательно выглядящие в RGB, значительно тускнеют и гаснут в CMYK.

История

Джеймс Максвеллпредложил аддитивный синтез цвета как способ получения цветных изображений в1861 году.

Определение

Цветовая модель RGB была изначально разработана для описания цвета на цветном мониторе, но поскольку мониторы разных моделей и производителей различаются, были предложены несколько альтернативных цветовых моделей, соответствующих «усредненному» монитору. К таким относятся, например, sRGBиAdobe RGB.

Цветовая модель RGB может использовать разные оттенки основных цветов, разную цветовую температуру(задание «белой точки»), и разный показательгамма-коррекции.

Представление базисных цветов RGB согласно рекомендациям ITU, в пространствеXYZ: Температура белого цвета: 6500кельвинов(дневной свет)

Красный: x = 0,64 y = 0,33

Зелёный: x = 0,29 y = 0,60

Синий: x = 0,15 y = 0,06

RGB-цветовая модель представленная в виде куба

Для большинства приложений значения координатr, g и b можно считать принадлежащимиотрезкучто представляет пространство RGB в видекуба1×1×1.

В компьютерахдля представления каждой из координат традиционно используется одиноктет, значения которого обозначаются для удобства целыми числами от 0 до 255 включительно. Следует учитывать, что чаще всего используетсягамма-компенсированоецветовое пространство sRGB, обычно с показателем 1.8 (Mac) или 2.2 (PC).

В HTMLиспользуется #RrGgBb-запись, называемая также шестнадцатеричной: каждая координата записывается в виде двухшестнадцатеричныхцифр, без пробелов (см.цвета HTML). Например, #RrGgBb-записьбелого цвета— #FFFFFF.

CMYK

CMYK: Cyan, Magenta, Yellow, Key color — субтрактивная схема формирования цвета, используемая прежде всего в полиграфиидля стандартной триадной печати. Схема CMYK, как правило, обладает (сравнительно сRGB) небольшим цветовым охватом.

Схема субтрактивного синтеза в CMYK

По-русски эти цветачасто называютголубым,пурпурнымижёлтым, хотя первый точнее называтьсине-зелёным, амаджента— лишь часть пурпурного спектра. Печать четырьмя красками, соответствующими CMYK, также называют печатью триадными красками.

Цвет в CMYK зависит не только от спектральных характеристик красителей и от способа их нанесения, но и их количества, характеристик бумаги и других факторов. Фактически, цифры CMYK являются лишь набором аппаратных данных для фотонаборного автоматаилиCTPи не определяютцветоднозначно.

Значение K в аббревиатуре CMYK

В CMYK используются четыре цвета, первые три в аббревиатуре названы по первой букве цвета, а в качестве четвёртого используется чёрный. Одна из версий утверждает, что K — сокращение отангл.blacK. Согласно этой версии, привыводе полиграфических плёнокна них одной буквой указывался цвет, которому они принадлежат. Чёрный не стали обозначать B, чтобы не путать с B (англ.blue) из моделиRGB, а стали обозначать K (по последней букве). Профессиональные цветокорректоры работают с десятью каналами RGBCMYKLab, используя доступные цветовые пространства. Поэтому при обозначении CMYK как CMYB фраза «манипуляция с каналом B» требовала бы уточнения «манипуляция с каналом B из CMYB», что было бы неудобно.

Согласно другому варианту, K является сокращением от слова ключевой англ.Key, скелетный: в англоязычных странах термином key plate обозначается печатная форма для чёрной краски.

Третий вариант говорит о немецком происхождении К — нем.Kontur. Эта версия подтверждается ещё и тем, что многие старые монтажники так и называют соответствующую плёнку — контур, контурная. Тем более, что в технологии печати чёрный и вправду как бы оконтуривает изображение.

Четвёртый вариант это сокращение от слова Kobalt (темно-серый).

В славянских странах букву K считают первой буквой слова Karbon.

Как называют и произносят CMYK по-русски

Как правило, аббревиатуру CMYK произносят, как «цмик» или «смик». В некоторых источниках встречается рекомендация произношения «си-мак». Также употребляется термин «триадные краски» или «полноцвет». Следует заметить, что это сочетание слов может обозначать как все четыре цвета, так и исключительно CMY.

Почему CMYK называют субтрактивной моделью

Так как модель CMYK применяют в основном в полиграфиипри цветнойпечати, а бумага и прочие печатные материалы являются поверхностями, отражающими свет, удобнее считать, какое количество света отразилось от той или иной поверхности, нежели сколько поглотилось. Таким образом, если вычесть из белого три первичных цвета,RGB, мы получим тройкудополнительных цветовCMY. «Субтрактивный» означает «вычитаемый» — из белого вычитаются первичные цвета.

Почему в CMYK четыре цвета, а в RGBтри

Несмотря на то, что чёрный цветможно получать смешением в равной пропорции пурпурного, голубого и жёлтогокрасителей, по ряду причин (чистота цвета, переувлажнение бумаги и др.) такой подход обычно неудовлетворителен. Основные причины использования дополнительного чёрного пигмента таковы:

На практике в силу неидеальности красителей и погрешностей в пропорциях компонентов смешение реальных пурпурного, голубого и жёлтого цветов даёт скорее грязно-коричневый или грязно-серый цвет; триадные краски не дают той глубины и насыщенности, которая достигается использованием настоящего чёрного. Так как чистота и насыщенность чёрного цвета, а также стабильность оттенка нейтральных (серых) областей чрезвычайно важны в печатном процессе, был введён ещё один цвет.

При выводе мелких чёрных деталей изображения или текста без использования чёрного пигмента возрастает риск неприводки (недостаточно точное совпадение точек нанесения) пурпурного, голубого и жёлтого цветов. Увеличение же точности печатающего аппарата требует неадекватных затрат.

Смешение 100% пурпурного, голубого и жёлтого пигментов в одной точке в случае струйнойпечати существенно смачивает бумагу, деформирует её и увеличивает время просушки. Аналогичные проблемы с так называемой суммой красок возникают и в офсетной печати. В зависимости от типа материала и технологии печати ограничение по сумме красок может быть ниже 300 % (например, в газетной печати типичное ограничение 260—280 %), что делает технически невозможным синтез насыщенного чёрного из трёх стопроцентных компонентов триады.

Чёрный пигмент (в качестве которого, как правило, используется сажа) существенно дешевле остальных трёх.

Числовые значения в CMYK и их преобразование

Каждое из чисел, определяющее цвет в CMYK, представляет собой процент краски данного цвета, составляющей цветовую комбинацию, а точнее, размер точки растра, выводимой на фотонаборном аппарате на плёнке данного цвета (или прямо на печатной форме в случае с CTP). Например, для получения цвета «хаки» следует смешать 30% голубой краски, 45% пурпурной краски, 80% жёлтой краски и 5% чёрной. Это можно обозначить следующим образом: (30,45,80,5). Иногда пользуются таким обозначением: C30M45Y80K5.

Важно отметить, что числовое значение краски в CMYK не может само по себе описать цвет. Цифры — лишь набор аппаратных данных, используемых в печатном процессе для формирования изображения. На практике реальный цвет будет обусловлен не только размером точки растра на фотовыводе, соответствующем числам в подготовленном к печати файле, но и реалиями конкретного печатного процесса: растискиванием, на которое могут влиять такие факторы, как состояние печатной машины, качество бумаги, влажность в цеху; условиями просмотра отпечатка (спектральными характеристиками источника освещения) и другими.

Для получения представления о цвете, заданном в цветовой модели CMYK, применяют цветовые профили, которые связывают значения аппаратных данных с реальным цветом, выраженным, как правило, в цветовых моделяхXYZилиLAB. Наибольшее применение в наши дни нашлиICC-профили.

Глубина цвета

Глубина́ цве́та(ка́чество цветопереда́чи, би́тность изображе́ния) —терминкомпьютерной графики, означающий объём памяти в количествебит, используемых для хранения и представленияцветаприкодированииодногопикселярастровой графикиили видеоизображения.

Часто выражается единицей бит на пиксел (англ.bits per pixel, bpp).

Возможные варианты представления цветовых палитр:

1-битный цвет(21 = 2 цвета)бинарный цвет, чаще всего представляется чёрным и белым цветами (или черный и зелёный)

2-битный цвет (2² = 4 цвета) CGA, градации серого цветаNeXTstation

3-битный цвет (2³ = 8 цветов) Множество устаревших персональных компьютеров с TV-выходом

4-битный цвет (24 = 16 цветов) известен как EGAи в меньшей степени какVGA-стандарт с высоким разрешением

5-битный цвет (25 = 32 цвета) Original Amiga chipset

6-битный цвет (26 = 64 цвета) Original Amiga chipset

8-битный цвет(28 = 256 цветов) Устаревшие Unix-рабочие станции,VGAнизкого разрешения,Super VGA,AGA

12-битный цвет (212 = 4,096 цветов) некоторые Silicon Graphics-системы, цветNeXTstation-систем, иAmiga-системHAM-режима.

«Реальные» цвета

С увеличением количества бит в представлении цвета, количество отображаемых цветов стало становиться непрактично-большим для цветовых палитр (20-битная глубина цвета требует больше памятидля сохранения цветовойпалитры, чем памяти для сохранения самихпикселейизображения). При большой глубине цвета на практике обычно кодируют яркостикрасной,зелёнойисинейсоставляющих — такое кодирование обычно называютRGB-моделью.

8-битная- сильно ограниченная, однако «реальная» цветовая схема, в которой 3 бита (8 возможных значений) для красной (R) и зелёной (G) составляющих, и два оставшихся бита на пиксель для кодирования синей (B) составляющей (4 возможных значения), позволяют представить 256 (8 × 8 × 4) различных цвета. Нормальный человеческийглазменее чувствителен к синей составляющей, чем к красной и зелёной, поэтому синяя составляющая представляется одним битом меньше. Такая схема использовалась вMSX2-серии компьютеров в1990-х.

12-битный «реальный» цветкодируется 4 битами (16 возможных значений) для каждой R, G и B-составляющих, что позволяет представить 4096 (16×16×16) различных цветов. Такая глубина цвета иногда используется в простых устройствах с цветнымидисплеями(например, в мобильных телефонах).

HighColor

Highcolorили HiColor разработан для представления оттенков «реальной жизни», то есть наиболее удобно воспринимаемый человеческим глазом. Такой цвет кодируется 15 или 16 битами:

15-битный цветиспользует 5 бит для представления красной составляющей, 5 для зелёной и 5 для синей, то есть 25 = 32 возможных значения каждого цвета, которые дают 32768 (32×32×32) объединённых цвета.

16-битный цветиспользует 5 бит для представления красной составляющей, 5 для синей, но (так как человеческий глаз более чувствителен при восприятии зелёной составляющей) 6 бит для представления зелёной, соответственно 64 возможных значения. Таким образом получаются 65536 (32×64×32) цвета. 16-bit цвет упоминается как «тысячи цветов» («thousands of colors») в системахMacintosh.

LCD Displays

Большинство современных LCD-дисплеев отображают 18-битный цвет (64×64×64 = 262 144 комбинаций), но благодаря технологии dithering разница с truecolor-дисплеями на глаз незначительна.

Truecolor

24-битноеизображение

TrueColorприближен к цветам «реального мира», предоставляя 16,7 миллионов различных цветов. Такой цвет наиболее приятен для восприятия человеческим глазом различных фотографий, для обработки изображений.

24-битный Truecolor-цвет использует по 8 бит для представления красной, синей и зелёной составляющих, 28 = 256 различных варианта представления цвета для каждого канала, или всего 16 777 216 цветов (256×256×256). 24-bit цвет упоминается как «миллионы цветов» («millions of colors») в системах Macintosh.