2. Реализация основных цветовых моделей
Для визуализации изображения, представленного в памяти компьютера в виде совокупности управляющих параметров цветовой модели, соответствующих всем его пикселам, используется матрица светоизлучающих элементов, составляющих экран. Эта матрица составлена из триад элементов, микроскопических троек «прожекторов» красного, зеленого и синего цветов. Их свечение, интенсивность которого определяется числовым значением параметров цветовой модели, в силу явления визуального смыкания воспринимается глазом наблюдателя не по отдельности, а как смесь — цвет определенных тона, оттенка и светлоты. За счет смешения в глазу наблюдателя света, излучаемого отдельными элементами, можно видеть на экране цветное изображение, составленное всего из трех базовых цветов цветовой модели.
Сканер работает схожим образом — в нем изображение освещается интенсивным белым светом и измеряется интенсивность света, отраженного от отдельных микроскопических участков. Интенсивность измеряется раздельно по трем составляющим (красной, зеленой и синей) триадами миниатюрных светочувствительных элементов. Таким образом сканер автоматически строит для изображения модель RGB.
Так как цвет может получиться в процессе излучения и в процессе отражения, то существуют два противоположных метода его описания: системы аддитивных(RGB – red, green, blue) исубтрактивных(CMY – cyan, magenta, yellow) цветов.
2.1. Система аддитивных цветов. Rgb-модель
Цветовая модель RGB (red, green, blue - красный, зеленый, синий) используется в таких светящихся устройствах, как телевизионные кинескопы и компьютерные мониторы. Для создания всех цветов, встречающихся в природе, они смешивают три первичных цвета RGB. Смесь 100% всех трех цветов дает белый, N% (N≠0 и N≠100) дает оттенки серого, а смесь 0% всех трех цветов дает черный.
г
При перекрытии основных цветов получаются другие цвета:
красный + зелёный = жёлтый
красный + синий = пурпурный
зелёный + синий = бирюзовый
красный + зелёный + синий = белый
Таким образом, аддитивный (add - присоединять) цвет получается при объединении (суммировании) лучей трёх основных цветов - красного, зелёного и синего.
В большинстве программ для создания и редактирования изображений пользователь имеет возможность сформировать свой собственный цвет (в дополнение к предлагаемым палитрам), используя красную, зелёную и синюю компоненты. Как правило, графические программы позволяют комбинировать требуемый цвет из 256 оттенков красного, 256 оттенков зелёного и 256 оттенков синего. Как нетрудно подсчитать, 256 х 256 х 256 = 16,7 миллионов цветов.
Плоская модель цвета не показывает интенсивность цвета. Цветовое пространство RGBлучше представлено в виде трехмерного куба.
Так как бумага не излучает свет, цветовая модель RGB не может быть использована для создания изображения на печатаемой странице.
2.2. Система субтрактивных цветов. Cmyk-модель
В процессе печати свет отражается от листа бумаги. Поэтому для печати графических изображений используется система цветов, работающая с отраженным светом - система субтрактивных цветов (subtract - вычитать).
Белый цвет состоит из всех цветов радуги. Если пропустить луч света через простую призму, он разложится в цветной спектр. Красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый цвета образуют видимый спектр света. Белая бумага при освещении отражает все цвета, окрашенная же бумага поглощает часть цветов, а остальные - отражает. Например, листок красной бумаги, освещённый белым светом, выглядит красным именно потому, что такая бумага поглощает все цвета, кроме красного. Та же красная бумага, освещённая синим цветом, будет выглядеть чёрной, так как синий цвет она поглощает.
В системе субтрактивных цветов основными являются бирюзовый (Cyan), пурпурный (Magenta) и жёлтый (Yellow). Они получаются путем вычитания из белого аддитивных цветов модели RGB.
Вот как три основных цвета могут быть использованы для получения чёрного, красного, зелёного и синего цветов:
бирюзовый + пурпурный + жёлтый = чёрный
бирюзовый + пурпурный = синий
жёлтый + пурпурный = красный
жёлтый + бирюзовый = зелёный
Смешивая основные цвета в разных пропорциях на белой бумаге, можно создать большое многообразие оттенков.
Белый цвет получается при отсутствии всех трёх основных цветов. Максимальное процентное содержание голубого, пурпурного и жёлтого образует чёрный цвет. Точнее, чёрный цвет должен получиться теоретически, в действительности же из-за некоторых особенностей типографических красок смесь всех трёх основных цветов даёт грязно-коричневый тон, поэтому при печати изображения добавляется ещё чёрная краска (Black).
Систему субтрактивных цветов обозначают аббревиатурой CMYK (чтобы не возникла путаница с Blue, для обозначения Black используется символ К).
Процесс четырёхцветной печати можно разделить на два этапа.
1. Создание на базе исходного рисунка четырёх составляющих изображений голубого, пурпурного, жёлтого и чёрного цветов.
2. Печать каждого из этих изображений одного за другим на одном и том же листе бумаги.
Разделение цветного рисунка на четыре компоненты выполняет специальная программа цветоделения. Если бы принтеры использовали систему CMY (без добавления чёрной краски), преобразование изображения из системы RGB в систему CMY было бы очень простым: значения цветов в системе CMY - это просто инвертированные значения системы RGB. Но из-за необходимости добавлять чёрную краску, процесс преобразования становится значительно сложнее. Если цвет точки определялся смесью цветов RGB, то в новой системе он может определяться смесью значений CMY плюс ещё включать некоторое количество чёрного цвета.
Как и RGB,CMYKлучше представить в виде куба. Как видно, это такой же кубRGB, только перевернутый.
Каждый конкретный цвет в таком случае обозначается точкой в пространстве. Почему же были выбраны именно бирюзовый, пурпурный и жёлтый цвета? Дело в том, что в отличие от мониторов, которые сами излучают свет, принтеры, а вернее их распечатки, вынуждены пользоваться отражённым светом. В зависимости от того, какую часть света краска поглощает, а какую отражает, мы видим разные цвета. Если две краски смешать, то смесь будет поглощать все те цвета, которые поглощала первая краска, и все те, которые поглощала вторая, а отражаться будет то, что осталось. На рисунке приведены различные варианты отражения от чистых красок и их смесей.
