Принципы синтеза цвета

Информация о цвете и яркости точек растрового изображения хранится в двоичном виде. Чтобы правильно интерпретировать эти данные одних кодовых значений недостаточно. Действительно, пусть некоторый пиксел описывается числом 24, заданным в двоичной системе счисления. Это может означать величину тона, значение цвета и номер краски в некоторой библиотеке стандартизованных цветов. Для правильной расшифровки кодов точек, составляющих изображение, требуется договориться о правилах их интерпретации. Такие соглашения вводятся при помощи задания цветовых моделей. Цветовая модель фиксирует правила расшифровки и обработки кодовых слов растровой картинки.

Все распространенные цветовые модели в зависимости от их особенностей и области применения можно разделить на три группы:

· аппаратно-зависимые - модели, используемые в технических средствах ввода-вывода графической информации;

· аппаратно-независимые - модели, не связанные с конкретным воспроизводящим устройством, они описывают цвет в абстрактных колориметрических терминах. Эти модели предложены международной комиссией по освещению CIE(Commission Internationale d'Eclairage), их широко применяют в теоретических исследованиях и системах управления цветом;

· интуитивные - модели, построенные на основе субъективного восприятия цвета человеком.

В технических средствах используются два типа цветных объектов - самосветящиеся, излучающие объекты (экраны электронно-лучевых трубок, плазменные панели, матрицы светодиодов) и несамосветящиеся объекты, отражающие или преломляющие падающий на них свет (бумажные оттиски, светофильтры и т.п.).

Для излучающих объектов используется аддитивный принцип синтеза, когда требуемый цвет формируется за счет смешения основных (несводимых) цветовых оттенков. В этом случае целесообразно использовать модель, основанную на принципе сложения цветов, которая называется аддитивной моделью. Самой известной моделью такого типа является модель RGB. Ее название образовано по первым буквам базовых цветовых координат Red (красный), Green (зеленый), Blue (синий).

Цвет несамосветящихся объектов формируется по субтрактивному принципу синтеза. Этот цвет образуется как сумма непоглощенных составляющих светового потока некоторого внешнего источника. Корректное описание данного цветового феномена дает так называемая субтрактивная цветовая модель CMY. Ее название образовано по первым буквам цветовых координат Cyan (голубой), Magenta (пурпурный), Yellow (желтый).

Рис. 1.2.Аддитивный и субтрактивный принципы синтеза цвета

На рис. 1.2 слева показаны результаты смешения цветов в аддитивной модели для трех самосветящихся площадок чистых цветов (красного, зеленого и синего). С правой стороны этого рисунка представлены результаты смешения цветов в субтрактивной модели для трех несамосветящихся площадок чистых цветов (голубого, пурпурного и желтого).

Приведем основные правила сложения цветовых координат, которые описывается восемью простыми формулами:

1. Желтый = Красный + Зеленый;

2. Белый = Красный + Зеленый + Синий;

3. Пурпурный = Красный + Синий;

4. Голубой = Синий + Зеленый;

5. Красный = Желтый + Пурпурный;

6. Зеленый = Желтый + Голубой;

7. Черный = Желтый + Пурпурный + Голубой;

8. Синий = Пурпурный + Голубой.

Цвета одной модели являются дополнительными к цветам другой модели.

Дополнительными (комплиментарными) называется цвета, которые в своей сумме дают чистый белый цвет, чистый черный или оттенок серого. Дополнительным для красного служит голубой, поскольку голубой получается смешением зеленого и синего. Дополнительным для зеленого является пурпурный (пурпурный = красный + синий), для синего - желтый (желтый = красный + зеленый).

Растровый редактор Photoshop способен обрабатывать изображения, заданные при помощи восьми цветовых моделей. Только шесть из них способны хранить информацию о цвете, остальные предназначены для черно-белых или полутоновых изображений.

Рассмотрим самые востребованные из этих моделей. Названия моделей приводятся по их версии в Photoshop, в программах сканирования и других графических программах они могут иметь иные наименования. Иногда цветовые модели называют цветовыми системами.