Вычислительная геометрия / Лекция 9
.pdf
Лекция 9.
Цвет в компьютерной графике.
План лекции:
1.Понятие света и цвета.
2.Цветовой график МКО.
3.Цветовые модели RGB и CMY.
1. Понятие света и цвета.
Свет как физическое явление представляет собой поток электромагнитных волн различной длины и амплитуды.
Глаз человека воспринимает эти волны в диапазоне длин приблизительно от 350 до 780 нм.
Цвет - это характеристика восприятия глазом электромагнитных волн разной длины, т.к. именно длина волны определяет для глаза видимый цвет. Амплитуда, определяющая энергию волны (пропорциональную квадрату амплитуды), отвечает за яркость цвета.
Глаз человека
Интенсивность света - это мера энергии света, воздействующего на глаз, а яркость - это мера восприятия глазом этого воздействия.
Интегральная кривая спектральной чувствительности глаза приведена - это стандартная кривая Международной
комиссии по освещению (МКО, или CIE - Comission International de l'Eclairage).
Интегральная кривая спектральной чувствительности глаза
Фоторецепторы подразделяются на два вида: палочки и колбочки.
Палочки являются высокочувствительными элементами и работают в условиях слабого освещения. Они нечувствительны к длине волны и поэтому не "различают" цвета.
Колбочки - обладают узкой спектральной кривой и "различают" цвета.
Палочек существует только один тип, а колбочки подразделяются на три вида, каждый из которых чувствителен к определенному диапазону длин волн (длинные, средние или короткие.) Чувствительность их также различна.
Кривые чувствительности различных рецепторов
Таким образом, если функция 
характеризует спектральное разложение светового излучения от некоторого источника, т. е. распределение интенсивности по длинам волн, то три типа колбочек будут посылать в мозг сигналы (красный, 
, синий), мощность которых определяется интегральными соотношениями:
где 
функции чувствительности соответствующих типов колбочек.
Характерная спектральная кривая
Если воспринимаемый свет содержит все видимые длины волн в приблизительно равных количествах, то он называется ахроматическим и при максимальной интенсивности воспринимается как белый, а при более низких интенсивностях - как оттенки серого цвета.
Интенсивность отраженного света удобно рассматривать в диапазоне от 0 до 1, и тогда нулевое значение будет соответствовать черному цвету.
Если же свет содержит длины волн в неравных пропорциях, то он является хроматическим. Объект, отражающий свет, воспринимается как цветной, если он отражает или пропускает свет в узком диапазоне длин волн.
2. Цветовой график МКО.
Введем обозначения:
Тогда очевидно, что:
Таким образом, мы переходим к двумерному представлению области, т.е. к проекции области на плоскость.