24. Цветовые модели, ориентированные на аппаратуру и восприятие человеком
Поэтому при использовании цвета в компьютерной графике, базируясь на физических основах цвета, необходимо обязательно учитывать физиологические аспекты его восприятия.
2. Аппаратно-ориентированные модели
Среди аппаратно-ориентированных моделей наибольшее распространение получили:
Базовые модели
- Аддитивная, или RGB–модель
R
GB-модель
представляет собой подпространство
трехмерного Евклидова пространства,
ограниченное кубом, расположенным в
начале системы координат. Начало системы
координат соответствует черному цвету
(Black).
Точка, имеющая все максимальные значения координат (единицы – при использовании нормированных координат) – белому (White). На диагонали Black-White располагаются ахроматические цвета - оттенки серого. Данная цветовая модель используется в устройствах отображения излучающего типа: в телевизионных приемниках, мониторах компьютеров.
- Субстрактивная, или CMY–модель
Э
та
модель полностью аналогична RGB-модели,
за исключением того, что в качестве
базовых цветов выбраны голубой, малиновый
и желтый. Кроме того, при соединении
CMY-цветов происходит их вычитание.Переход
между CMY- и RGB-моделями осуществляется
по следующей схеме:
C = W – R; M = W – G; Y = W – B.
На практике смешение CMY-цветов не позволяет получить насыщенный черный цвет, поэтому в систему CMY приходится вводить поправку в виде коэффициентов:
k = min(C, M, Y) .
Вычитание из координат C, M, Y величины k позволяет получить чистый черный цвет:
C’ = C – k; M’ = M – k; Y’ = Y – k.
Получившаяся четырехмерная система координат носит название CMYK (K – blacK).
Цветовые модели CMY и CMYK ориентированны на устройства, использующие отраженный свет: различные типы принтеров и плоттеров.
Телевизионные модели (YIQ и YUV)
При построении модели пространства YIQ учитывалась особенность человеческого зрения: глаз человека в большей степени реагирует на яркостную составляющую и в меньшей степени на цветовые характеристики. При этом человеческий глаз по-разному воспринимает разные части спектра. На основании этого была предложена схема пересчета из RGB в YIQ .
За пределами территории США применяются альтернативные телевизионные стандарты - PAL и SECAM, которые используют иной принцип кодирования и несколько иную цветовую модель – YUV.
В телевизионном стандарте VHS используется единый канал, по которому передается вся информация о цвете и синхронизации. Такой канал называется композитным. В настоящее время получает распространение новый стандарт S-VHS (Super VHS) – компонентный сигнал, в котором сигналы яркости ( Y ) и цветности ( V+U ) разнесены по разным каналам.
Модели цифровой фотографии
- Цветовая модель YCC. Модель YCbCr определена стандартом CCIR601 и используется в формате представления цифровых изображений фотографического качества JPEG, а также в формате хранения цифрового видео MPEG. Пересчет в систему YCbCr из RGB-системы осуществляется по формулам (аналогичным формулам YIQ).
- Kodak Photo CD. Данная модель разработана для конкретного применения и используется в аппаратуре и программных средствах фирмы Kodak для записи компакт-дисков, содержащих коллекции фотоизображений. Теоретической основой для построения данного пространства послужила телевизионная модель цвета YIQ. Механизмы сжатия, заложенные в программные средства Kodak, используют особенности кодировки цветов. Цветовое пространство Kodak Photo CD, по своей структуре, аналогично пространству YIQ, но имеет больший цветовой охват. Пересчет из пространства RGB в пространство PhotoCD осуществляется в три этапа.
Достоинствами данной цветовой модели является больший цветовой охват и простота пересчета в другие цветовые пространства.
Недостатком – то, что данная цветовая модель поддерживается только фирмой Kodak и является составной частью запатентованного формата Kodak Photo CD.
Многомерные модели
При любительской или полупрофессиональной печати изображений используется формат CMYK. При этом происходит частичная потеря цветности изображения. Поэтому производители недорогих программных продуктов и аппаратных средств полиграфии стараются компенсировать этот недостаток, вводя в систему CMYK дополнительные компенсационные цвета.
Примерами подобных моделей являются модели Hexachrome фирмы Pantone( к основным цветам CMYK добавлены оранжевый и зеленый) и MSC фирмы Eder (все три цвета аддитивной системы и один дополнительный Z (в зависимости от особенностей печатного устройства и свойств бумаги, обычно оранжевый). Подобный прием позволяет улучшить качество цветопередачи не прибегая к дорогостоящему полиграфическому оборудованию и расходным материалам.