Колірні моделі в комп’ютерній графіці, Детальна інформація

Жовтий

Ця властивість світла використовується при виділенні певного кольору за допомогою світлового фільтру, а також при роздруку на папері. При друкові задача полягатиме у створенні за допомогою відсвічування на папері аналогів джерел червоного, зеленого і синього кольорів. Для цього скористаємося попарно змішаними кольорами: голубим (cyan), пурпурним (magenta) і жовтим (yellow). Доповненням до червоного кольору є голубий (або сума синього з зеленим), отже голубий рефлектор поглинатиме червону складову. Умовно позначимо це як

C = B + G (-R).

Доповненням до жовтого служить синій. Такі ж міркування приведуть до запису

Y = R + G (-B).

Отже наявність у одній точці (точніше безпосередньо поблизу одне одного) двох рефлекторів - голубого і жовтого приведе до вилучення із білого світла відповідно червоної і синьої складових. Залишковим кольором стане зелений. В наших умовних позначеннях

C + Y = [B + G (-R)] + [R + G (-B)] = G.

Змішування голубого кольору з жовтим дає зелений. В той же спосіб запишемо

C + M = [B + G (-R)] + [R + B (-G)] = B;

Y + M = [R + G (-B)] + [R + B (-G)] = R.

Або змішування голубого з пурпуровим дає синій, а пурпурового з жовтим - червоний. ілюстрацію цього явища наведено на мал. 3.11. Одержана колірна модель називається субтрактивною (різницевою) моделлю CMY - за початковими літерами трьох базових кольорів.



Окремо розглянемо спосіб відтворення чорного кольору. Згідно моделі CMY його можна одержати змішанням усіх трьох базових кольорів, але це неефективно перш за все з економічної точки зору. Грубо кажучи, навіщо виливати три банки кольорових фарб там, де можна було б обмежитися однією банкою чорної фарби. До того ж синтез чорної фарби приводить до деяких проблем технологічного характеру, які будуть розглянуті пізніше. Ми лише відмітимо практичну доцільність доповнити триколірну модель CMY четвертим кольором. Одержана модель називається CMYK, де K взято з останньої літери слова blacK - чорний.

Чорна складова виділяється із трьох інших, взятих у рівних частинах. Але процес змішування кольорів CMYK не зовсім лінійний. На мал. показане поступове перенесення колірних складових CMY у чорну складову. Його можна вважати задовільним для офісних застосувань, але художні роботи розраховуються за більш складними залежностями. Цифри під малюнками позначають кількості відповідних фарб у процентах.



Колірні моделі HSB (HSV)

Розглянуті досі колірні моделі мають один недолік: грунтуючись на елементарних випромінювачах, вони визначають довільний колір у термінах базових кольорів. Таке визначення зводиться до складних математичних розрахунків з застосуванням спектральної теорії та рядів Фур'є і аж ніяк не використовують властивості самих кольорів, що визначаються.

існує ціла система моделей, що оперують з кольором на інтуїтивному рівні. Одна з них - система HSB (HSV) - використовує поняття колірного тону (hue), насиченості (saturation) і яскравості (brightness) або інтенсивності (value). Уявімо собі циліндр. Руху вздовж осі циліндра відповідатиме зміна інтенсивності від нуля до максимуму (зміна кольорів від чорного до білого через відтінки сірого кольору). Вибірково частини колірного циліндра зображено на малюнку.



Тональність має кругову геометричну інтерпретацію, запропоновану ще Ньютоном. Розглянемо горизонтальний перетин циліндра, перпендикулярний до його осі. Вздовж кола перетину розмістимо всі кольори спектру. Колірному тону тоді відповідатиме кут між віссю та радіусом-вектором, проведеним в певну точку кола .



Третім параметром є насиченість (saturation) кольору. Максимум насиченості має монохромний колір, зменшення насиченості відбувається шляхом переходу від монохромного до поліхромного кольору поступовим додаванням інших складових видимого спектру в рівних долях. Зменшенню насиченості відповідає рух у напрямку центра кола вздовж його радіуса. Насиченість кольору в центрі кола дорівнює нулеві, що залежно від інтенсивності кольору відповідає тому чи іншому відтінку сірого кольору.

Система HSV зручна для управління кольором на інтуїтивному рівні, оскільки дозволяє незалежно змінювати кожен параметр кольору, а саме яскравість, насиченість і тон. Це значить, що є можливість зробити довільний тон більш або менш яскравим, більш або менш насиченим, а також перейти до сусіднього тону. В той же час зміна навіть одного з параметрів RGB приводить до набагато складніших змін у колірному складі. Дуже корисно виконати самостійно декілька експериментів з різними колірними моделями.

Чи дає адитивний синтез всі кольори видимого спектру? Це питання було поставлено у зв'язку з дослідженням можливостей катодних випромінюючих трубок ще в 30-і роки Міжнародною комісією з освітленості (CIE - Commission International d'Eclairage). Відповідь на це питання негативна. Шляхом змішування трьох кольорів одержати всі кольори технічно неможливо. Було вибрано три монохромних випромінювача, довжини хвиль яких складали відповідно 700,0; 546,1 та 435,8 нм. Та була проведена велика серія експериментів з порівняння синтезованих кольорів з кольорами виділеними із сонячного світла.

Позначимо через R, G і B випромінювання трьох основних кольорів. Тоді задача порівняння кольору довільного кольорового випромінювача C ставиться у такий спосіб: знайти кількості r основного кольору R, g - основного кольору G, b - основного кольору B, такі щоб колір C співпадав би з кольором, вираженим лінійною комбінацією

C = rR + gG + bB.

, задані інтегралами

,

B.

, мають вигляд, як наведено на мал. 3.9.