Лекция №2 «Цвет. Цветовые модели»
Лекция №2
Цвет. Цветовые модели
Цель работы:
Изучение основных цветовых моделей.
1. Природа цвета
Электромагнитное излучение с длиной волны в диапазоне от 400 до 700 нанометров стимулирует человеческие нейроны для воспроизведения цвета.
Полный спектр цветов
Сетчатка состоит из чувствительных клеток-сенсоров двух типов: палочек и колбочек. Первые работают при низком уровне освещения и нечувствительны к разнице в длине волны попадающего на них света — они реагируют только на его интенсивность, то есть светлоту (именно поэтому ночью все кошки серые, это — научный факт). Вторые включаются только при достаточно высокой освещенности и, в свою очередь, подразделяются на три группы, различающиеся избирательностью в отношении цвета.
Первая группа реагирует на интенсивность низкочастотных колебаний красного света, вторая — среднечастотных колебаний зеленого света, третья — высокочастотных колебаний синего цвета.
Все, что мы видим своими глазами, представляет собой результат обработки мозгом сигналов, поступающих от этих трех групп колбочек и несущих информацию об интенсивности красного, зеленого и синего. Спрашивается, как же мы тогда видим другие цвета, например желтый, оранжевый, голубой? За счет смешения световых потоков базовых цветов в различных пропорциях.
Восприятие цвета для каждого человека сугубо индивидуально.
Глаз человека воспринимает длины волн в диапазоне 400 - 500 нм., как синий цвет, в диапазоне 500 - 600 нм., как зеленый цвет и в диапазоне 600 - 700 нм., как красный цвет. В компьютерной промышленности эти цвета называются тремя первичными цветами. Для их обозначения используется аббревиатура RGB. Наименьшее воздействие на зрительную систему оказывает синий цвет, а наибольшее приходится на желто-зеленую область (редактор C).
Проведем несложный эксперимент. Создайте новый полноцветный графический документ с помощью Photoshop и выполните щелчок мышью на образце цвета переднего плана в панели инструментов. В раскрывшемся диалоговом окне выбора цвета введите в поля управляющих параметров модели RGB значения 255 для красного и по нулям для зеленого и синего базовых цветов — цветовая формула RGB (255, 0, 0). В образце цвета появится яркая красная полоска. Затем щелкните мышью в поле Н, установив в него курсор, а после этого 36 раз подряд нажмите сочетание клавиш Shift+T. При этом после каждого нажатия обращайте внимание на изменения образца цвета и значений управляющих параметров цветовой модели RGB.
Вывод первый: глаз воспринимает сочетания красного, зеленого и синего цветов в различных пропорциях как различные цвета.
Вывод второй: для получения любого цвета спектра достаточно лишьдвухбазовых компонентовцветовой модели (одно из полей управляющих параметров в ходе нашего эксперимента постоянно содержало нулевое значение).
Что произойдет, если воспользоваться не парой, а всеми тремя базовыми световыми потоками? Проведем еще пару экспериментов. Вернитесь в диалоговое окно Color Picker (Селектор цвета) и введите в поле R значение 255, в поле G — значение 255 и в поле В — значение 0 — цветовая формула RGB (255, 255, 0).
Затем щелчком мыши установите курсор в поле В цветовой модели RGB и с помощью клавиши «вверх» постепенно увеличивайте количество синего цвета, следя за цветом образца. Исходный ярко-желтый цвет постепенно начнет бледнеть, приближаясь к белому. Повторим тот же эксперимент, начав с цветовой формулы RGB (128, 128, 0) и закончив формулой RGB (128, 128, 128), — исходный желтоватый цвет постепенно приходит к серому. Наконец, попробуйте любую цветовую формулу, в которой значения всех трех управляющих параметров равны, — вы всегда получите оттенок серого цвета, причем тем светлее, чем больше значения параметров.
Вывод третий: добавление третьего базового светового потокане меняет цвет, но меняет егооттенок, делая его менее отчетливым и одновременно увеличивая его светлоту.
Сделать оттенок менее отчетливым можно не только осветлением, но и затемнением. Для этого третий цвет базовой модели нам не потребуется. Вернитесь в диалоговое окно Color Picker (Селектор цвета) и задайте цветовую формулу бирюзового цвета: RGB (0, 255, 255). Затем установите курсор в поле В цветовой модели HSB (ее поля расположены выше полей модели RGB). Нажатием клавиши «вниз» постепенно уменьшайте яркость цвета и наблюдайте за его образцом, а также за цветовой формулой модели RGB. После пары десятков нажатий, когда яркость станет равной 80 %, образец цвета окажется совсем непохожим на бирюзовый —скорее, на серый, а когда яркость станет равной 10 %, даже на самых лучших мониторах образец цвета на глаз будет не отличить от черного. Тем не менее, это — оттенок бирюзового цвета — он по-прежнему содержит лишь синий и зеленый компоненты, только интенсивность свечения их источника очень мала, поэтому оттенок и получается таким темным.
Теперь вкратце рассмотрим процесс визуального восприятия цвета. Предположим, на столе лежат два банана — спелый и недозрелый. На них падает свет, часть которого поглощается их поверхностью (вы можете мне не поверить, но от этого они нагреваются), а часть — отражается. Некоторая часть отраженного света попадает на сетчатку глаза наблюдателя. Сетчатка анализирует, сколько пришло зеленого света, сколько — красного, сколько — синего, и сообщает об этом мозгу, который интерпретирует полученную информацию как цвет. Причина того, что бананы выглядят разными по цвету, состоит в том, что кожура спелых бананов в большей степени поглощает синий свет, а незрелых — не только синий, но и красный. Именно анализ сетчаткой сравнительного количества красного, зеленого и синего света, отраженного от поверхности рассматриваемого предмета, дает основание мозгу судить о цвете этого предмета.
Выводы:
- собственно цвет, хроматику, определяют только дваиз трех базовых цветов модели RGB;
- присутствие третьего цвета в смеси света, попадающего в глаз, меняет только оттенок, смещая его к серому цвету;
- равные количества света всех трех цветов дают ахроматический оттенок серого цвета;
чем меньше количества света трех цветов (и, соответственно, чем меньше значения параметров модели RGB), тем темнее становится оттенок получающегося цвета, и наоборот.