Meniul
AcasăWindows 7

Model de culoare RGB. Conceptul de model de culoare. Model RGB, CMY(K). Raportul dintre modelele RGB și CMY. Cercul de culoare

Culoarea are trei caracteristici principale: Nuanta de culoare, luminozitateaȘi saturare.

Nuanta de culoare– vă permite să identificați culorile ca roșu, galben, verde, albastru sau intermediare între două perechi adiacente de aceste culori. Diferența de tonuri de culoare depinde de lungimea de undă a luminii.

Luminozitate– caracterizează luminozitatea relativă a culorii. Este determinată de gradul de reflexie al suprafeței pe care cade lumina. Cu cât luminozitatea este mai mare, cu atât culoarea este mai deschisă.

Saturare– caracterizează diferențele dintre o culoare dată și o culoare incoloră (gri) cu același grad de luminozitate. Cu cât saturația este mai mică, cu atât culoarea apare mai „gri”. La saturație zero culoarea devine gri.

Culori cromatice și culori acromatice:

LA acromatic culorile includ: alb, gri și negru. Nu au caracteristici de nuanță și saturație.

LA cromatic culorile se referă la tot ceea ce percepem ca având o „culoare” (alta decât alb, gri sau negru).

Sunt folosite diverse modele matematice pentru a descrie culoarea emisă și reflectată. Ei sunt numiti, cunoscuti modele de culoare. Modelele de culoare sunt mijloace de a descrie cantitativ culoarea și de a distinge nuanțele acesteia. În fiecare model, o anumită gamă de culori este reprezentată în spațiul tridimensional. În acest spațiu, fiecare culoare există sub forma unui set de coordonate numerice, unde fiecărei culori i se poate atribui un punct strict definit. Această metodă face posibil schimbul de informații de culoare între echipamente digitale și software.

Există multe modele de culori, dar toate aparțin unuia dintre cele trei tipuri:

- aditiv(pe baza adaosului de culori);

- subtractiv(pe baza scăderii culorilor);

- psihologic(pe baza percepției umane).

La înregistrarea, procesarea și pregătirea imaginilor pentru imprimare sunt utilizate trei modele de culoare RGB, CMYKȘi Laboratorul CIE.

Model de culoare RGB(R - din engleză roșu - roșu, G - din engleză verde - verde, B - din engleză albastru - albastru) - modelul de culoare aditivă descrie culorile emise și se formează pe baza a trei culori primare: roșu, verde și albastru (Fig. . 39), alte culori se formează prin amestecarea a trei culori primare în proporții diferite (adică cu luminozități diferite). Când se amestecă în perechi culori primare sunt formate culori secundare: cyan, magenta si galben. Culorile primare și secundare se referă la culorile primare. Culorile primare sunt culori care pot fi folosite pentru a produce aproape întregul spectru de lumină vizibilă. Modelul RGB este utilizat în dispozitivele care funcționează cu fluxuri de lumină: camere foto și video, scanere, monitoare de computer, televizoare etc. Este dependent de hardware, deoarece valorile culorilor primare, precum și punctul alb, sunt determinate de caracteristicile tehnologice ale echipamentelor specifice. De exemplu, aceeași imagine arată diferit pe monitoare diferite.



Orez. 39. Model aditiv de culoare RGB

Principalul dezavantaj al modelului RGB este că este dependent de hardware. Acest lucru se datorează faptului că, în practică, modelul RGB caracterizează spațiul de culoare al unui dispozitiv specific, cum ar fi o cameră sau un monitor. Cu toate acestea, orice spațiu RGB poate fi standardizat definindu-l fără ambiguitate. Cele mai comune implementări standard ale modelului RGB sunt (Fig. 45):

sRGB(RGB standard) - Spațiul de culoare standard de Internet se potrivește cu spațiul de culoare al unui monitor VGA obișnuit de sfârșit. Astăzi, acest spațiu oferă o alternativă la sistemele de management al culorilor care utilizează profile ICC. Modelul sRGB este utilizat pentru crearea de imagini web sau imprimarea pe imprimante cu jet de cerneală ieftine din cauza gamei insuficient de largi de valori în părțile verzi și albastre ale spectrului, nu este potrivit pentru imprimarea foto de calitate profesională;

Adobe RGB(standardizat de Adobe Systems în 1998) - bazat pe unul dintre standardele de televiziune de înaltă definiție (HDTV). Modelul are o gamă de culori mai mare în comparație cu sRGB și este folosit pentru a înregistra imagini care îndeplinesc cerințele de imprimare foto de înaltă calitate.

Model de culoare CMYK(C - din engleză cyan - albastru, M - din engleză magenta - violet, Y - din engleză galben - galben, K - negru) - un model subtractiv de culoare care descrie coloranții reali utilizați în producția de imprimare (imprimare offset, digitală). imprimare foto, vopsele, plastic, material textil etc.). În acest model, culorile primare sunt culorile formate prin scăderea culorilor primare ale modelului RGB din alb (Fig. 41). Cele trei culori primare RGB se amestecă pentru a forma alb, iar cele trei culori primare CMY se amestecă pentru a forma negru (pe baza proprietăților de absorbție ale cernelii).

Orez. 41. Obținerea unui model CMY din RGB

Culorile care folosesc lumina albă (hârtia albă) prin scăderea anumitor părți ale spectrului din aceasta se numesc străctive: atunci când un colorant sau un pigment absoarbe roșu și reflectă lumina verde și albastră, vedem albastru. Când absoarbe verde și reflectă albastru și roșu, vedem violet. Când absoarbe albastrul și reflectă roșu și verde, vedem galben.

Cyan, magenta și galben sunt cele trei culori primare (Figura 42) utilizate în amestecarea subtractivă. În teorie, amestecarea 100% din fiecare dintre cele trei culori străctive primare: cyan, magenta și galben ar trebui să producă negru. Cu toate acestea, impuritățile din cerneală împiedică culoarea să fie neagră pur. Din acest motiv, în imprimare, la aceste trei culori se adaugă negru. Rezultatul este un sistem de patru culori. Acest model este, de asemenea, dependent de hardware.

Gama de culori reprezentată în CMYK este mai restrânsă decât în ​​RGB (Fig. 45), astfel încât la conversia datelor din RGB în CMYK, informațiile de culoare se pierd. Multe culori care sunt vizibile pe monitor nu pot fi reproduse prin cerneluri pe o imprimare fotografică și invers.

Orez. 42. Model de culoare subtractiv CMYK

Modele color CIE(de la French Commission Internationale de l'Eclairage - International Commission on Illumination) se bazează pe percepția umană a culorii și sunt folosite pentru a determina așa-numitele culori independente de dispozitiv care pot fi reproduse corect de dispozitive de orice tip: camere, scanere , monitoare, imprimante etc. Aceste modele au devenit larg răspândite datorită utilizării lor pe computere și a gamei largi de culori pe care o descriu. Cele mai comune modele sunt: ​​CIE XYZ și CIE Lab.

Model de culoare CIE XYZ(model de culoare de bază) dezvoltat în 1931. Acest sistem este adesea reprezentat ca un grafic bidimensional (Fig. 43). Componentele de culoare roșie sunt întinse de-a lungul axei X a planului de coordonate (orizontal), iar componentele de culoare verde sunt întinse de-a lungul axei Y (verticală). Cu această metodă de reprezentare, fiecare culoare corespunde unui punct specific din planul de coordonate. Puritatea spectrală a culorilor scade pe măsură ce vă deplasați spre stânga de-a lungul planului de coordonate. Acest model nu ține cont de luminozitate.

Orez. 43. Diagrama de culori CIE XYZ

Model de culoare CIE L*a*b* este un model de culoare CIE XYZ îmbunătățit. CIE L*a*b*(L* - din limba engleză luminanță, lumină - luminozitate, a* - valoarea componentei roșu/verde, b* - valoarea componentei galben/albastru, * înseamnă că sistemul a fost dezvoltat de specialiștii CIE) - pe baza teoria că o culoare nu poate fi verde în același timp și roșu sau galben și albastru. Prin urmare, aceleași axe de coordonate pot fi folosite pentru a descrie atributele „roșu/verde” și „galben/albastru”. În acest model tridimensional, diferențele de culoare percepute de om depind de distanțele de la care se fac măsurătorile colorimetrice. Axă A trece din verde ( -A) la roșu ( +a), și axa b– din albastru ( -b) spre galben ( +b). Luminozitate ( L) pentru un model tridimensional crește în direcția de jos în sus (Fig. 44). Culorile sunt reprezentate prin valori numerice. Comparativ cu modelul de culoare XYZ, culorile CIE Lab sunt mai compatibile cu culorile percepute de ochiul uman. În modelul CIE Lab, luminozitatea culorii (L), nuanța și saturația ( a, b) pot fi considerate separat. Ca rezultat, culoarea generală a imaginii poate fi schimbată fără a modifica imaginea în sine sau luminozitatea acesteia. CIE L*a*b* este un model universal de culoare independent de dispozitiv, utilizat pentru calcule matematice efectuate de computere atunci când lucrează cu culoare și utilizat la conversia între alte modele dependente de hardware. De exemplu, la conversia de la RGB la CMYK sau de la CMYK la RGB.

Datele RGB și CMYK sunt hardware date care nu conțin informații despre senzațiile de culoare fără referire la un anumit dispozitiv. La conversie, definim coordonatele de culoare în sistemul de coordonate de culoare CIE L*a*b* pentru valorile modelului RGB sau CMYK implementat în acest dispozitiv special. Convertirea culorii dintr-un spațiu de culoare în altul implică o pierdere a informațiilor despre culoare. Este necesar să se facă distincția clară între modelele de culoare și sistemele de coordonate de culoare: în primul caz, vorbim despre o modalitate de a reproduce senzațiile de culoare, iar în al doilea, despre măsurarea acestor senzații.

Orez. 44. Diagrama de culori CIE Lab: L – luminozitate;
a – de la verde la roșu; b – de la albastru la galben

Gama de culori(din limba engleză gama de culori) este o gamă de culori care pot fi distinse de o persoană sau reproduse de un dispozitiv, indiferent de mecanismul de producere a culorii (radiație sau reflexie). Ochiul uman, filmul fotografic color, camerele digitale, scanerele, monitoarele de computer și imprimantele color au game de culori diferite (Fig. 45). Gama limitată de culori se explică prin faptul că prin utilizarea sintezei aditive (RGB) sau subtractive (CMYK) este imposibil să se obțină toate culorile spectrului vizibil. În special, unele culori, cum ar fi albastru pur sau galben pur, nu pot fi reproduse cu acuratețe pe ecranul unui monitor.

Afișaj cu gamă de culori este o tehnologie de corectare a culorii în diverse dispozitive, în care imaginea vizibilă unei persoane va fi cât mai aproape de imaginea reprodusă pe dispozitive cu alte game de reproducere a culorilor. De exemplu, gama de culori a unei imprimante color (CMYK) este mai mică decât gama de culori reprodusă pe un monitor (RGB). Culoarea verde vibrantă vizibilă pe ecran devine mai puțin strălucitoare și mai puțin saturată atunci când este imprimată. Acest lucru se întâmplă deoarece imaginea de pe ecran conține culori care nu pot fi reproduse în spațiul CMYK (Figura 45).

Orez. 45. Gama de culori a diferitelor dispozitive (diagrama de culori CIE)

Sarcina reproducerii fiabile a culorilor se rezumă la construirea profilurilor dispozitivelor. A fost dezvoltat un format universal pentru profilele dispozitivelor, numit ICC. Fiecare dispozitiv implicat în procesul de imprimare (camera, scaner, monitor, imprimantă etc.) are propriul său tabel de descrieri de culori - Profilul ICC. La profilarea dispozitivelor, gamele lor unice de culori sunt comparate cu un spațiu de referință standard. Aceste profiluri pot fi integrate într-un fișier imagine.

Tipuri de profil:

Intrare(sau original). Descrie spațiul de culoare al dispozitivului de înregistrare a imaginii (dispozitiv digital, scaner);

Afișează profilul. Descrie spațiul de culoare al unui anumit monitor.

Zi libera(sau țintă). Descrie spațiul de culoare al unui dispozitiv de reproducere (imprimantă, plotter, tipar etc.)

Se realizează conversia gamei de culori sistem de management al culorilor CMS (de la sistemele engleze de management al culorilor). Funcția sa principală este de a monitoriza cea mai bună reproducere a culorilor de către toate dispozitivele utilizate în lanțul tehnologic. CMS se străduiește să creeze culori independente de hardware și să utilizeze modelul de culoare CIE XYZ de bază pentru conversie.

Concluzie

Prelegerea examinează subiectul și obiectivele cursului „Tehnologii de predare audiovizuală” și determină locul acestuia în formarea pedagogică a viitorilor profesori. Ne-am familiarizat cu conceptele de bază ale cursului, am primit o înțelegere generală a istoriei formării, a stării actuale și a tendințelor de dezvoltare a tehnologiilor de predare audiovizuală.

Următoarea prelegere va fi dedicată tehnologiilor audiovizuale moderne.

Acesta este unul dintre cele mai comune și mai des utilizate modele. Este folosit în dispozitivele care emit lumină, cum ar fi monitoare, spoturi, filtre și alte dispozitive similare.

În modelul RGB, culorile derivate sunt obținute prin adăugarea sau amestecarea culorilor de bază, primare, numite coordonate de culoare. Coordonatele sunt roșu (roșu), verde (verde) și albastru (albastru). Modelul RGB și-a primit numele de la primele litere ale numelor engleze ale coordonatelor de culoare.

Fiecare dintre componentele de mai sus poate varia de la 0 la 255, formând culori diferite și oferind astfel acces la toate cele 16 milioane (numărul total de culori reprezentat de acest model este 256 * 256 * 256 = 16.777.216.).

Acest model aditiv. Cuvântul aditiv (adăugare) subliniază faptul că culoarea se obține prin adăugarea de puncte a trei culori de bază, fiecare cu propria sa luminozitate. Luminozitatea fiecărei culori de bază poate lua valori de la 0 la 255 (256 de valori), astfel încât modelul poate codifica 256 3 sau aproximativ 16,7 milioane de culori. Aceste triplete de puncte de bază (puncte luminoase) sunt situate foarte aproape unele de altele, astfel încât fiecare triplă se îmbină pentru noi într-un punct mare de o anumită culoare. Cu cât este mai strălucitor punctul de culoare (roșu, verde, albastru), cu atât mai multă culoare va fi adăugată punctului (triplu) rezultat.

Când lucrăm cu editorul grafic Adobe PhotoShop, putem alege o culoare, bazându-ne nu numai pe ceea ce vedem, ci, dacă este necesar, să specificăm o valoare digitală, astfel, uneori, mai ales atunci când corectăm culoarea, controlând procesul de lucru.

Acest model de culoare este luat în considerare aditiv, adică când Creșterea luminozității componentelor individuale va crește luminozitatea culorii rezultate: Daca amesteci toate cele trei culori cu intensitate maxima, rezultatul va fi alb; dimpotrivă, în absența tuturor culorilor rezultatul este negru.

tabelul 1

Semnificațiile unor culori în modelul RGB

Modelul este dependent de hardware, deoarece valorile culorilor de bază (precum și punctul alb) sunt determinate de calitatea fosforului utilizat pe monitor. Ca rezultat, aceeași imagine arată diferit pe monitoare diferite.

Proprietățile modelului RGB sunt bine descrise de așa-numitul cub de culoare (vezi Fig. 3). Acesta este un fragment de spațiu tridimensional, ale cărui coordonate sunt roșu, verde și albastru. Fiecare punct din interiorul cubului corespunde unei anumite culori și este descris prin trei proiecții - coordonate de culoare: conținutul de roșu, verde și albastru. Adăugarea tuturor culorilor primare de luminozitate maximă dă culoarea albă; punctul de plecare al cubului înseamnă contribuții zero ale culorilor primare și corespunde culorii negru.

Dacă coordonatele de culoare sunt amestecate în proporții egale, rezultatul este o culoare gri cu saturație variabilă. Punctele corespunzătoare culorii gri se află pe diagonala cubului. Amestecarea roșului cu verdele produce galben, roșu și albastru produce magenta, iar verdele și albastrul produce cyan.

Orez. 3.

Coordonatele culorii: roșu, verde și albastru sunt uneori numite culori primare sau aditive. Culorile cyan, magenta și galben, care sunt obținute ca urmare a amestecării în perechi a culorilor primare, sunt numite secundare. Deoarece adăugarea este operația de bază a sintezei culorilor, modelul RGB este uneori numit aditiv (din latinescul additivus, care înseamnă adăugat).

Principiul adăugării de culori este adesea descris sub forma unei diagrame circulare plate (vezi Fig. 4), care, deși nu oferă informații noi despre model, în comparație cu o imagine spațială, este mai ușor de perceput și mai ușor de reținut. .

Orez. 4.

Multe dispozitive tehnice funcționează pe principiul adăugării culorii: monitoare, televizoare, scanere, retroproiectoare, camere digitale etc. Dacă te uiți printr-o lupă la ecranul monitorului, poți vedea o grilă obișnuită, la nodurile căreia există sunt puncte de granulație de fosfor roșii, verzi și albastre. Când sunt excitați de un fascicul de electroni, ei emit culori de bază de intensități diferite. Adăugarea de radiații din boabele apropiate este percepută de ochiul uman ca culoare într-un punct dat de pe ecran.

În tehnologia computerelor, intensitatea culorilor primare este măsurată de obicei prin numere întregi în intervalul de la 0 la 255. Zero înseamnă absența unei anumite componente de culoare, numărul 255 înseamnă intensitatea sa maximă. Deoarece culorile primare pot fi amestecate fără restricții, este ușor de calculat numărul total de culori pe care le produce un model aditiv. Este egal cu 256 * 256 * 256 = 16.777.216 sau mai mult de 16,7 milioane de culori. Acest număr pare uriaș, dar în realitate modelul produce doar o mică parte din spectrul de culori.

Orice culoare naturală poate fi împărțită în componentele sale roșii, verzi și albastre și se poate măsura intensitatea lor. Dar tranziția inversă nu este întotdeauna posibilă. S-a dovedit experimental și teoretic că gama de culori din modelul RGB este mai restrânsă decât multe culori din spectrul vizibil. Pentru a obține partea din spectru situată între albastru și verde, sunt necesari emițători cu o intensitate roșie negativă, care, desigur, nu există în natură. Gama de culori pe care o poate reproduce un model sau un dispozitiv se numește gamă de culori. Unul dintre dezavantajele serioase ale modelului aditiv, oricât de paradoxal ar suna, este gama sa îngustă de culori.

Se pare că acest set de coordonate de culoare definește în mod unic o culoare verde deschis pe orice dispozitiv care funcționează pe principiul adăugării de culori de bază. În realitate, lucrurile sunt mult mai complicate. Culoarea reprodusă de dispozitiv depinde de mulți factori externi, care adesea nu pot fi luați în considerare.

Ecranele de afișare sunt acoperite cu fosfori care diferă în compoziția chimică și spectrală. Monitoarele de aceeași marcă au condiții diferite de uzură și iluminare. Chiar și un singur monitor produce culori diferite atunci când este încălzit și imediat după pornire. Prin calibrarea dispozitivelor și utilizarea sistemelor de management al culorilor, puteți încerca să aproximați gamele de culori ale diferitelor dispozitive. Acest lucru este discutat mai detaliat în capitolul următor.

Este imposibil să nu menționăm încă un dezavantaj al acestui model de culoare. Din punctul de vedere al unui designer sau artist de calculator practicant, nu este intuitiv. Funcționând în mediul său, poate fi dificil să răspunzi la cele mai simple întrebări legate de sinteza culorilor. De exemplu, cum ar trebui schimbate coordonatele culorii pentru a face culoarea curentă puțin mai strălucitoare sau mai puțin saturată? Pentru a răspunde corect la această întrebare simplă, este nevoie de multă experiență cu acest sistem de culoare.

Obiectivele lecției:

  • Educational: Oferiți cunoștințe fundamentale despre modelele fizice ale percepției culorii obiectelor RGB și CMY(K). Explicați interacțiunea coordonatelor de culoare ale acestor modele.
  • De dezvoltare : dezvolta capacitatea de a prezenta rezultatele cercetării într-un format dat
  • Educational: să dezvolte abilitățile de a îndeplini în mod independent o sarcină, să dezvolte gustul estetic, să arate o atitudine creativă față de muncă

Obiectivele lecției:

  • Repetă: scopul și funcțiile principale ale unui editor grafic, principiile formării imaginilor în grafica raster și vectorială
  • Învață să identifici culorile primare folosind modele de culori
  • Verificați înțelegerea materialului. Analizați erorile identificate.

Ca urmare a studierii temei, elevii ar trebui:

stiu:

  • modele fizice de percepție a culorii obiectelor RGB și CMY(K)
  • raportul dintre modelele RGB și CMY

a fi capabil să:

  • identifica culorile conform unei scheme de culori date

Echipament: PC, program PowerPoint, proiector multimedia, tablă interactivă, fișe, prezentare „Modele color”.

În timpul orelor

Planul lecției

  1. Moment organizatoric (2 min)
  2. Studiu frontal (3 min)
  3. Explicația materialului nou (19 min)
  4. Vezi prezentarea (8 min)
  5. Verificarea înțelegerii materialelor (10 min)
  6. Rezumatul lecției (1 min).
  7. Tema pentru acasă (2 min)

LECȚIA 45 min

1. Moment organizatoric ( 2 minute).

  • Verificarea celor prezenti
  • Design reviste
  • Prezentarea elevilor în tema lecției

2. Studiu frontal (3 min).

Elevii trebuie să răspundă la următoarele întrebări:

a) numirea unui editor grafic

Editor grafic - un program (sau pachet software) care vă permite să creați și să editați imagini folosind un computer.

b) principiile formării imaginilor în grafica raster și vectorială

În grafica raster, o imagine este reprezentată de o matrice bidimensională de puncte (elemente raster), culoarea și luminozitatea fiecăreia dintre ele fiind setate independent. Pixel este elementul de bază al tuturor imaginilor raster. Grafica vectorială descrie o imagine folosind formule matematice.

c) Explicația materialului nou ( 19 min )

Profesor: Se crede că ochiul nostru uman este capabil să distingă aproximativ 16 milioane de nuanțe de culoare. Apare o întrebare firească: cum să explici unui computer că un obiect este roșu și celălalt este roz? Care este diferența dintre ele, atât de clar vizibile pentru noi cu ochiul? Pentru a descrie în mod formal culoarea, au fost inventate mai multe modele de culoare și metode de codare corespunzătoare.

Să notăm definiția în caietul nostru:

Metoda de împărțire a unei nuanțe de culoare în componentele sale componente se numește model de culoare.

Astăzi ne vom uita la modelele RGB și CMY(K).

Copiați asta în caiet.

Model de culoare RGB(abrevierea cuvintelor engleze R ed, G reen, B lue - roșu, verde, albastru) - aditiv model de culoare.

Este folosit pentru lumina emisa , adică la pregătirea documentelor de ecran.

Alegerea culorilor primare este determinată de fiziologia percepției culorilor de către retina ochiului uman.

Orice culoare poate fi reprezentată ca o combinație de 3 culori primare R ed (roșu), G reen (verde), B lue (albastru). Aceste culori sunt numite componente de culoare.

Aditiv modelul se numeste deoarece culorile sunt obtinute prin adăugând (adăugarea engleză) la negru.

Notează culorile primare în caiet. (Elevii copiază materialul de pe tablă)

Profesor: Cuvântul aditiv (adăugare) subliniază faptul că culoarea se obține prin adăugarea de puncte a trei culori de bază, fiecare cu propria sa luminozitate. Luminozitatea fiecărei culori de bază poate lua valori de la 0 la 255 (256 de valori), astfel încât modelul poate codifica 2563 sau aproximativ 16,7 milioane de culori. Aceste triplete de puncte de bază (puncte luminoase) sunt situate foarte aproape unele de altele, astfel încât fiecare triplă se îmbină pentru noi într-un punct mare de o anumită culoare. Cu cât este mai strălucitor punctul de culoare (roșu, verde, albastru), cu atât mai multă culoare va fi adăugată punctului (triplu) rezultat.

Priviți tabla și materialul oferit.

Modelul RGB este afișat pe tabla interactivă (o diagramă similară este în fișă pentru fiecare elev). Profesorul continuă să explice și arată pe diagramă.

Imaginea din acest model de culoare este formată din trei canale.

  • Roșu pur poate fi definit ca (255,0,0) - R ed
  • Verde pur (0,255,0) - G reen
  • Culoare albastru strălucitor pur (0,0,255) – B lue

În diagramă vedeți că atunci când amestecăm culorile primare (culorile primare sunt roșu, verde și albastru), obținem

  • când albastru (B) și roșu (R) sunt amestecați, obținem violet sau liliac (M magenta)
  • la amestecarea verde (G) și roșu (R) - galben (Y galben)
  • când amestecați verde (G) și albastru (B) - cyan (C cyan)
  • când amestecăm toate cele trei componente de culoare obținem culoarea albă (W)
  • Dacă luminozitatea tuturor celor trei culori de bază este minimă (egale cu zero), se dovedește Punct negru (Negru - (0,0,0))
  • Dacă luminozitatea tuturor celor trei culori este maximă (255), adunându-le împreună dă punct alb (Alb - (255.255.255)
  • Dacă luminozitatea fiecărei culori de bază este aceeași, obținem punct gri (cu cât valoarea luminozității este mai mare, cu atât mai luminoasă).

Un punct dintr-o culoare frumoasă și bogată se obține atunci când amestecarea unei (sau două) culori este mult mai mică decât a altor două (una). De exemplu, culoarea liliac se obține dacă luăm maximul de culori roșu și albastru iar pe cea verde nu o vom lua , iar culoarea galbenă este obținută prin amestecarea roșului cu verdele.

În acest model funcționează dispozitivele de intrare a informațiilor grafice (scanner, cameră digitală) și dispozitivele de ieșire (monitor).

Model de culoare RGB are o gamă de culori mai largă în multe tonuri (poate reprezenta culori mai bogate) decât gama de culori tipică CMYK, așa că uneori imaginile care arată grozav în RGB se vor estompa semnificativ și se vor estompa în modelul CMYK pe care îl vom analiza acum.

Model de culoare CMY ( K)

Obiectele colorate, neluminoase absorb o parte din spectrul de lumină albă care le luminează și reflectă radiația rămasă. În funcție de regiunea spectrului în care are loc absorbția, obiectele reflectă (sunt colorate în) culori diferite.

Numele modelului și culorile de bază sunt deja scrise pe tablă.

CMY ( K )
C yan M agenta Y ellow Negru K
Cyan Magenta Galben Negru

Copiați asta în caiet.

Culorile care folosesc lumina albă prin scăderea anumitor părți ale spectrului din aceasta se numesc scădere („scădere”) . Pentru a le descrie este folosit subtractiv model CMY (C este Cyan, M este Magenta, Y este Galben). În acest model, culorile primare sunt formate prin scăderea culorilor aditive primare ale modelului RGB din alb.

Dacă scădem cele trei culori RGB primare din alb, obținem un trio de culori CMY complementare.

În acest caz, vor exista trei culori străctive principale:

  • albastru (alb minus rosu)
  • magenta (alb minus verde)
  • galben (alb minus albastru)

Model de culoare CMY ( K ) folosit când se lucrează cu culoare reflectată (la imprimare) .

Atunci când două componente subtractive (străctive) sunt amestecate, culoarea rezultată este întunecată (se absoarbe mai multă lumină, se aplică mai multă vopsea). Prin urmare:

  • atunci când se amestecă valorile maxime ale tuturor celor trei componente, culoarea ar trebui să fie neagră
  • în absența completă a vopselei (valori zero ale componentelor), rezultatul va fi alb (hârtie albă)
  • Schimbarea valorilor egale ale celor trei componente va produce nuanțe de gri.

Acest model este modelul principal de imprimare. Culorile violet, cyan, galben alcătuiesc așa-numitele triada de imprimare , iar atunci când sunt imprimate cu aceste cerneluri, cea mai mare parte a spectrului de culori vizibil poate fi reprodus pe hârtie.

Cu toate acestea, vopselele reale au impurități, culoarea lor poate să nu fie ideală, iar un amestec de trei culori primare care ar trebui să producă negru rezultă în schimb într-un maro murdar vag (uitați-vă la materialul emis). În plus, pentru a obține negru intens, trebuie să puneți o cantitate mare din fiecare culoare de vopsea pe hârtie. Acest lucru va face ca hârtia să devină umedă și calitatea imprimării va scădea. În plus, utilizarea unei cantități mari de vopsea este neeconomică.

Pentru a îmbunătăți calitatea imprimării, adăugați cerneluri de imprimare de bază (și model) a adăugat vopsea neagră. Ea a fost cea care a adăugat ultima literă la numele modelului CMYK, deși nu chiar de obicei. Componenta neagră este prescurtată la litera K, deoarece această vopsea este cheia principală ( K ey) în proces de imprimare color (sau blac K).

Ca și în cazul modelului RGB, cantitatea fiecărei componente poate fi exprimată ca procent sau în gradații de la 0 la 255.

Imprimarea cu patru culori corespunzătoare CMYK se mai numește și imprimare procesează culorile.

Culoarea în CMYK depinde nu numai de caracteristicile spectrale ale coloranților și de metoda de aplicare a acestora, ci și de cantitatea acestora, de caracteristicile hârtiei și de alți factori. De fapt, numerele CMYK sunt doar un set de date hardware pentru mașina de fotocompunere și nu definesc în mod unic culoarea.

Cercul de culoare

Atunci când procesați imagini, este necesar să înțelegeți clar interacțiunea coordonatelor de culoare ale sistemului aditiv RGB și sistemul subtractiv CMYK. Fără cunoașterea acestor modele, este dificil să evaluezi calitatea culorii, să prescrii operațiuni corective și este pur și simplu înțelept să folosești cele mai simple instrumente concepute pentru a lucra cu culoarea.

Dacă aceste două modele sunt reprezentate în formă model unificat , atunci se va rezolva trunchiată o variantă a roții de culori în care culorile sunt situate în ordinea cunoscută de la școală (numai fără culoarea portocalie derivată): roșu (R), galben (Y), verde (G), cyan (C), albastru (B). ) - violet (liliac , violet) M - Magenta

FIECARE VÂNĂTOR VRĂ SĂ ȘTIE UNDE STA FAZANUL
sau
CUM ÎNTR-O ZI JEAN BELLER A BĂTUT CU CAPUL O LAMPARĂ
sau
FIECARE DESIGNER VREA SĂ ȘTIE DE UNDE SĂ DESCARCĂ PHOTOSHOP

Să luăm în considerare cel mai simplu și mai popular model, numit roata de culori. Conține coordonatele principalelor sisteme de culoare RGB și CMYK la aceeași distanță unul de celălalt.

Perechile de flori situate la capetele aceluiași diametru (la un unghi de 180 de grade) se numesc
Pe roata de culori, culorile primare ale modelelor RGB și CMY sunt în următoarea relație: fiecare culoare este situată opus culorii sale complementare; in acelasi timp se afla la o distanta egala intre culorile cu care se obtine.

Culorile gratuite sunt:

  • verde și violet,
  • albastru si galben,
  • albastru si rosu.

Culorile complementare se exclud în anumite privințe. Adăugarea oricărei vopsele pe roata de culori compensează vopseaua suplimentară, ca și cum ar fi diluată-o în culoarea rezultată.

De exemplu, pentru a schimba raportul de culoare către tonuri de verde, ar trebui să reduceți conținutul de magenta, care este complementar verdelui.

Această afirmație poate fi exprimată sub forma următoarelor formule scurte:

Profesorul scrie pe tablă:

Acum notează restul de 5 formule în caiet:

100% Magenta = 0Verde

100%Galben = 0Albastru

0% Magenta = 255Verde

0%Galben = 255Albastru.

Ascultă și notează următoarea propoziție în caiet:

Cyan este culoarea opusă roșului, deoarece coloranții cyan absorb roșul și reflectă albastrul și verdele. Albastrul este absența roșului.

Profesorul cere 5 elevi să schimbe formularea propoziției pentru celelalte 5 culori.

Iată un rezumat al regulilor de bază și derivate ale sintezei culorilor folosind modelul circular (vezi fișa):

  • Fiecare culoare subtractivă (aditivă) este situată între două culori aditive (străgătoare).
  • Adăugarea oricăror două culori RGB (CMY) produce culoarea CMY (RGB) care se află între ele. De exemplu, amestecarea verde și albastru produce cyan, în timp ce amestecarea galbenului și magenta produce roșu.

Notează în caiet toate relațiile posibile de acest tip (6 formule)

Roșu + Verde = Galben

Albastru + Verde = Cyan

Roșu + Albastru = Magenta

Cyan+ Magenta = Albastru

Cyan + Galben = Verde

Magenta + Galben = Roșu.

  • Suprapunerea roșului și verdelui la intensitate maximă produce galben pur. Scăderea intensității roșului deplasează rezultatul către nuanțe verzi, iar reducerea contribuției verdelui face culoarea portocalie.
  • Amestecând albastru și roșu în proporții maxime dă culoarea violet. Scăderea albastrului schimbă culoarea spre roz, în timp ce scăderea roșului schimbă culoarea spre violet.
  • Culorile verde și albastru formează cyan. Există aproximativ 65 de mii de nuanțe diferite de albastru care pot fi sintetizate prin amestecarea acestor coordonate de culoare în proporții diferite.
  • Stratificarea cernelurilor cyan și magenta la densitate maximă produce o culoare albastru intens.
  • Coloranții violet și galben produc roșu. Cu cât densitatea componentelor este mai mare, cu atât luminozitatea acesteia este mai mare. Reducerea intensității magenta dă culorii o nuanță portocalie, reducerea proporției componentei galbene dă o culoare roz; Galbenul și albastrul produc o culoare verde strălucitoare. O scădere a ponderii galbenului dă naștere smaraldului, iar o scădere a contribuției albastrului dă naștere la verde deschis.
  • Luminarea sau întunecarea unei culori de saturație extremă implică o scădere a saturației acesteia.

Să scriem în caietul nostru:

Atașamentul de culoare poate fi mărit și micșorat prin ajustarea intrărilor sale gratuit culori sau adiacent culorile.

4. Vizualizați prezentarea ( 8 min)

Acum vom urmări prezentarea pentru a consolida materialul pe care l-am abordat și pentru a afla ce ne așteaptă în lecțiile următoare.

5. Verificarea stăpânirii materialului ( 10 minute)

Vă rugăm să răspundeți la întrebările pe un subiect nou:

1. Enumerați culorile de bază ale modelelor RGB și CMY(K).

  • Model de culoare RGB - roșu, verde, albastru - roșu, verde, albastru
  • Model de culoare CMY- C este cyan (albastru), M este magenta (violet), Y este galben (galben)

2. Ce model de culoare este folosit pentru culoarea emisă?

3. De ce se numește aditiv?

Modelul aditiv se numește deoarece culorile sunt obținute prin adăugarea (adăugarea engleză) la negru

4. Ce înseamnă litera K în modelul de culoare CMYK?

Componenta neagră, deoarece această vopsea este cheia principală ( K ey) în procesul de imprimare color (sau blac K).

5. Pentru ce este folosit modelul de roată de culori?

Pentru a înțelege interacțiunea coordonatelor de culoare dintre sistemul RGB aditiv și sistemul CMYK subtractiv.

6. Ce culori se numesc complementare?

Perechile de culori situate la capete de același diametru pe roata de culori (la un unghi de 180 de grade) se numesc gratuit sau suplimentar.

  • Listați culorile complementare.
  • verde și violet
  • albastru si galben
  • albastru si rosu.

6. Rezumând lecția ( 1 min).

Lecția noastră se apropie de sfârșit. Astăzi ați aflat despre modelele de culoare RGB și CMY(K), culorile de bază ale acestor modele, interacțiunea coordonatelor de culoare ale sistemului RGB aditiv și sistemul CMYK subtractiv. Vom continua cunoașterea modelelor de culoare în următoarea lecție.

7. Tema pentru acasă ( 2 minute)

Notează-ți temele:

  1. Folosind modelul Color Wheel, repetați formulele de bază pentru obținerea culorii
  2. Școala de profil „Tehnologia procesării informațiilor textuale. Tehnologie pentru prelucrarea informațiilor grafice și multimedia” A.V Mogilev, L.V.
  3. Lecții de grafică pe computer. Corel Draw. Curs de formare L. Levkovets Sankt Petersburg: Peter, 2006 nivelul 2

Sunt programator de formare, dar la locul de muncă a trebuit să mă ocup de procesarea imaginilor. Și apoi s-a deschis pentru mine o lume uimitoare și necunoscută a spațiilor de culoare. Nu cred că designerii și fotografii vor învăța ceva nou pentru ei înșiși, dar poate cineva va găsi aceste cunoștințe cel puțin utile și, în cel mai bun caz, interesante.

Scopul principal al modelelor de culoare este de a face posibilă specificarea culorilor într-un mod unificat. În esență, modelele de culoare definesc anumite sisteme de coordonate care permit determinarea fără ambiguitate a culorii.

Cele mai populare modele de culoare astăzi sunt: ​​RGB (folosit în principal în monitoare și camere), CMY(K) (utilizat în imprimare), HSI (folosit pe scară largă în viziunea artificială și design). Există multe alte modele. De exemplu, CIE XYZ (modele standard), YCbCr etc. Mai jos este o scurtă prezentare generală a acestor modele de culoare.

Cub de culoare RGB

Din legea lui Grassmann rezultă ideea unui model aditiv (adică, bazat pe amestecarea culorilor din obiecte care emit direct) model de reproducere a culorilor. Un model similar a fost propus pentru prima dată de James Maxwell în 1861, dar a devenit cel mai răspândit mult mai târziu.

În modelul RGB (din engleză roșu - roșu, verde - verde, albastru - albastru) toate culorile sunt obținute prin amestecarea a trei culori de bază (roșu, verde și albastru) în proporții diferite. Ponderea fiecărei culori de bază în culoarea finală poate fi percepută ca o coordonată în spațiul tridimensional corespunzător, motiv pentru care acest model este adesea numit cub de culoare. În fig. Figura 1 prezintă un model al unui cub de culoare.

Cel mai adesea, modelul este construit astfel încât cubul să fie un singur cub. Punctele corespunzătoare culorilor de bază sunt situate la vârfurile cubului, situate pe axe: roșu - (1;0;0), verde - (0;1;0), albastru - (0;0;1) . În acest caz, culorile secundare (obținute prin amestecarea a două de bază) sunt situate la alte vârfuri ale cubului: cyan - (0;1;1), magenta - (1;0;1) și galben - (1;1; 0). Culorile alb-negru sunt situate la origine (0;0;0) și punctul cel mai îndepărtat de origine (1;1;1). Orez. arată doar vârfurile cubului.

Imaginile color din modelul RGB sunt construite din trei canale de imagine separate. În tabel. arată descompunerea imaginii originale în canale de culoare.

În modelul RGB, un anumit număr de biți este alocat pentru fiecare componentă de culoare, de exemplu, dacă 1 octet este alocat pentru codificarea fiecărei componente, atunci folosind acest model puteți codifica 2^(3*8)≈16 milioane de culori. În practică, o astfel de codificare este redundantă, deoarece Majoritatea oamenilor nu pot distinge atât de multe culori. Adesea limitat la așa-numitul. Modul „High Color” în care sunt alocați 5 biți pentru codificarea fiecărei componente. Unele aplicații folosesc un mod de 16 biți în care sunt alocați 5 biți pentru codificarea componentelor R și B și 6 biți pentru codificarea componentei G. Acest mod, în primul rând, ia în considerare sensibilitatea mai mare a unei persoane la culoarea verde și, în al doilea rând, permite o utilizare mai eficientă a caracteristicilor arhitecturii computerului. Numărul de biți alocați pentru a codifica un pixel se numește adâncime de culoare. În tabel. sunt date exemple de codificare a aceleiași imagini cu diferite adâncimi de culoare.

Modele subtractive CMY și CMYK

Modelul subtractiv CMY (din engleza cyan - albastru, magenta - magenta, galben - galben) este folosit pentru a produce copii pe hârtie (printuri) ale imaginilor și, într-un fel, este antipodul cubului de culoare RGB. Dacă în modelul RGB culorile de bază sunt culorile surselor de lumină, atunci modelul CMY este un model de absorbție a culorilor.

De exemplu, hârtia acoperită cu colorant galben nu reflectă lumina albastră, adică. putem spune că colorantul galben scade albastrul din lumina albă reflectată. În mod similar, colorantul cyan scade roșul din lumina reflectată, iar colorantul magenta scade verde. De aceea, acest model este de obicei numit subtractiv. Algoritmul de conversie de la un model RGB la un model CMY este foarte simplu:

Se presupune că culorile RGB sunt în gamă. Este ușor de observat că pentru a obține negru în modelul CMY, trebuie să amestecați cyan, magenta și galben în proporții egale. Această metodă are două dezavantaje serioase: în primul rând, culoarea neagră obținută ca urmare a amestecării va arăta mai deschisă decât negrul „real” și, în al doilea rând, aceasta duce la costuri semnificative de colorare. Prin urmare, în practică, modelul CMY este extins la modelul CMYK, adăugând negru la cele trei culori.

Nuanța spațiului de culoare, saturația, intensitatea (HSI)

Modelele de culoare RGB și CMY(K) discutate mai devreme sunt foarte simple în ceea ce privește implementarea hardware, dar au un dezavantaj semnificativ. Este foarte greu pentru o persoană să opereze cu culorile specificate în aceste modele, deoarece... Când descrie culori, o persoană nu folosește conținutul componentelor de bază în culoarea descrisă, ci folosește categorii ușor diferite.

Cel mai adesea, oamenii operează cu următoarele concepte: nuanță, saturație și luminozitate. În același timp, atunci când vorbim despre tonul de culoare, de obicei înseamnă culoare. Saturația arată cât de diluată este culoarea descrisă cu alb (rozul, de exemplu, este un amestec de roșu și alb). Conceptul de ușurință este cel mai dificil de descris și, cu unele presupuneri, ușurința poate fi înțeleasă ca intensitatea luminii.

Dacă luăm în considerare proiecția cubului RGB în direcția diagonalei alb-negru, obținem un hexagon:

Toate culorile gri (aflate pe diagonala cubului) sunt proiectate pe punctul central. Pentru ca acest model să poată codifica toate culorile disponibile în modelul RGB, este necesar să adăugați o axă verticală de luminozitate (sau intensitate) (I). Rezultatul este un con hexagonal:

În acest caz, nuanța (H) este setată de unghiul față de axa roșie, saturația (S) caracterizează puritatea culorii (1 înseamnă o culoare complet pură, iar 0 corespunde unei nuanțe de gri). Este important să înțelegeți că nuanța și saturația nu sunt definite la intensitate zero.

Algoritmul de conversie de la RGB la HSI poate fi realizat folosind următoarele formule:

Modelul de culoare HSI este foarte popular printre designeri și artiști, deoarece... Acest sistem oferă control direct al nuanței, saturației și luminozității. Aceleași proprietăți fac acest model foarte popular în sistemele de viziune artificială. În tabel. arată cum se modifică imaginea odată cu creșterea și scăderea intensității, a nuanței (rotate cu ±50°) și a saturației.

Model CIE XYZ

În scopul unificării, a fost dezvoltat un model de culoare standard internațional. În urma unei serii de experimente, Comisia Internațională pentru Iluminare (CIE) a determinat curbele de adunare a culorilor primare (roșu, verde și albastru). În acest sistem, fiecare culoare vizibilă corespunde unui anumit raport de culori primare. În același timp, pentru ca modelul dezvoltat să reflecte toate culorile vizibile pentru om, a fost necesar să se introducă un număr negativ de culori de bază. Pentru a scăpa de valorile CIE negative, am introdus așa-numitele. culori primare ireale sau imaginare: X (roșu imaginar), Y (verde imaginar), Z (albastru imaginar).

Când descriem culoarea, valorile X,Y,Z sunt numite excitații fundamentale standard, iar coordonatele derivate din acestea sunt numite coordonate standard de culoare. Curbele de adiție standard X(λ),Y(λ),Z(λ) (vezi Fig.) descriu sensibilitatea observatorului mediu la excitațiile standard:

În plus față de coordonatele de culoare standard, este adesea folosit conceptul de coordonate de culoare relative, care pot fi calculate folosind următoarele formule:

Este ușor de observat că x+y+z=1, ceea ce înseamnă că orice pereche de valori este suficientă pentru a specifica coordonatele relative, iar spațiul de culoare corespunzător poate fi reprezentat ca un grafic bidimensional:

Setul de culori definite în acest fel se numește triunghi CIE.
Este ușor de observat că triunghiul CIE descrie doar nuanța, dar nu descrie luminozitatea în niciun fel. Pentru a descrie luminozitatea, se introduce o axă suplimentară, care trece printr-un punct cu coordonate (1/3;1/3) (așa-numitul punct alb). Rezultatul este un solid de culoare CIE (vezi Fig.):

Acest corp conține toate culorile vizibile pentru observatorul obișnuit. Principalul dezavantaj al acestui sistem este că, folosindu-l, putem afirma doar coincidența sau diferența a două culori, dar distanța dintre două puncte din acest spațiu de culoare nu corespunde percepției vizuale a diferenței de culoare.

Model CIELAB

Scopul principal în dezvoltarea CIELAB a fost eliminarea neliniarității sistemului CIE XYZ din punctul de vedere al percepției umane. Abrevierea LAB se referă de obicei la spațiul de culoare CIE L*a*b*, care este în prezent un standard internațional.

În sistemul CIE L*a*b, coordonata L înseamnă luminozitate (cuprinzând de la 0 la 100), iar coordonatele a,b înseamnă poziția dintre verde-magenta și albastru-galben. Formulele pentru conversia coordonatelor din CIE XYZ în CIE L*a*b* sunt prezentate mai jos:


unde (Xn,Yn,Zn) sunt coordonatele punctului alb din spațiul CIE XYZ și


În fig. secțiunile corpului de culoare CIE L*a*b* sunt prezentate pentru două valori de luminozitate:

Comparativ cu sistemul CIE XYZ Distanța euclidiană (√((L1-L2)^2+(a1^*-a2^*)^2+(b1^*-b2^*)^2)) în sistemul CIE L*a * b* este o potrivire mult mai bună pentru diferența de culoare percepută de oameni, cu toate acestea, formula standard pentru diferența de culoare este CIEDE2000 extrem de complex.

Sisteme de culoare cu diferență de culoare pentru televiziune

În sistemele de culoare YIQ și YUV, informațiile de culoare sunt reprezentate ca un semnal de luminanță (Y) și două semnale de diferență de culoare (IQ și, respectiv, UV).

Popularitatea acestor sisteme de culoare se datorează în primul rând apariției televiziunii color. Deoarece Componenta Y conține în esență imaginea originală în tonuri de gri, semnalul din sistemul YIQ poate fi primit și afișat corect atât pe televizoarele vechi alb-negru, cât și pe cele color noi.

Al doilea avantaj, poate mai important, al acestor spații este separarea informațiilor despre culoarea și luminozitatea imaginii. Cert este că ochiul uman este foarte sensibil la schimbările de luminozitate și mult mai puțin sensibil la schimbările de culoare. Acest lucru permite ca informațiile de crominanță să fie transmise și stocate la o adâncime redusă. Pe această caracteristică a ochiului uman sunt construiti cei mai populari algoritmi de compresie a imaginii (inclusiv jpeg) de astăzi. Pentru a converti din spațiul RGB în YIQ, puteți utiliza următoarele formule:

Model de culoare

Model de culoare- un termen care desemnează un model abstract pentru descrierea reprezentării culorilor ca tuplu de numere, de obicei trei sau patru valori, numit componente de culoare sau coordonatele de culoare. Împreună cu metoda de interpretare a acestor date (de exemplu, definirea condițiilor de reproducere și/sau vizualizare - adică specificarea metodei de implementare), setul de culori al modelului de culoare definește un spațiu de culoare.

Spațiul de culoare tricomponent al stimulilor

O persoană este un tricromat - retina ochiului are 3 tipuri de receptori de lumină responsabili de vederea culorilor (vezi: conuri). Fiecare tip de con reacţionează la o gamă specifică a spectrului vizibil. Răspunsul cauzat în conuri de lumina unui anumit spectru este numit stimul de culoare, în timp ce lumina cu spectre diferite poate avea același stimul de culoare și, astfel, poate fi percepută de o persoană în același mod. Acest fenomen se numește metamerism - două radiații cu spectre diferite, dar cu aceleași stimuli de culoare, nu vor fi distinse de oameni.

Reprezentarea tridimensională a spațiului de culoare uman

Putem defini spațiul de culoare al stimulului ca un spațiu liniar specificând coordonatele x, y, z ca valori ale stimulului corespunzătoare răspunsului conurilor în lungime de undă lungă (L), lungime de undă medie (M) și scurtă. intervalele de lungimi de undă (S) ale spectrului optic. Originea (S, M, L) = (0, 0, 0) va reprezenta culoarea neagră. Culoarea albă nu va avea o poziție clară în această definiție a unei diagrame a tuturor culorilor posibile, dar va fi determinată, de exemplu, prin temperatura culorii, un anumit echilibru de alb sau într-un alt mod. Întregul spațiu de culoare umană are forma unui con în formă de potcoavă (vezi imaginea din dreapta). În mod fundamental, această reprezentare vă permite să simulați culori de orice intensitate - începând de la zero (negru) până la infinit. Cu toate acestea, în practică, receptorii umani pot fi suprasaturați sau chiar deteriorați de radiații la intensități extreme, astfel încât acest model nu este aplicabil la descrierea culorii în condiții de intensități de radiație extrem de ridicate și, de asemenea, nu ia în considerare descrierea culorii în condiții de intensități foarte scăzute (deoarece un mecanism diferit este implicat în percepția omului prin tije).

Fiind liniar spațiu, spațiul stimulilor de culoare are proprietatea amestecării aditive - suma a doi vectori de culoare va corespunde culorii egale cu cea obținută prin amestecarea acestor două culori (vezi și: Legea lui Grassmann). Astfel, este posibil să se descrie orice culoare (vectori de spațiu de culoare) printr-o combinație liniară de culori aleasă ca bază. Aceste culori sunt numite principal(Engleză) culori primare). Cel mai adesea, roșu, verde și albastru (model RGB) sunt alese ca culori primare, dar sunt posibile alte opțiuni pentru baza culorilor primare. Alegerea roșu, verde și albastru este optimă din mai multe motive, de exemplu pentru că minimizează numărul de puncte din spațiul de culoare care sunt reprezentate folosind coordonate negative, ceea ce are implicații practice pentru reproducerea culorilor (culoarea nu poate fi reprodusă prin radiație). cu intensitate negativă). Acest fapt rezultă din faptul că vârfurile de sensibilitate ale conurilor L, M și S apar în părțile roșii, verzi și albastre ale spectrului vizibil.

Unele modele color sunt utilizate pentru reproducerea culorilor, cum ar fi reproducerea culorilor pe ecrane de televiziune și computer sau imprimarea color pe imprimante. Folosind fenomenul de metamerism, dispozitivele de reproducere a culorilor nu reproduc spectrul original al imaginii, ci doar imită componenta stimul a acestui spectru, ceea ce face posibilă, în mod ideal, obținerea unei imagini care nu se pot distinge de oameni de scena originală.

Spațiu de culoare CIE XYZ

Spațiul de culoare XYZ este un model de culoare de referință definit în sens matematic strict de organizația CIE (Comisia Internațională pentru Iluminare) în 1931. Modelul XYZ este modelul principal al aproape tuturor celorlalte modele de culoare utilizate în domeniile tehnice.

Caracteristici de potrivire a culorilor

Fiind tricromat, o persoană are trei tipuri de detectoare sensibile la lumină sau, cu alte cuvinte, viziune umană tricomponent. Fiecare tip de detector (con) are o sensibilitate diferită la diferite lungimi de undă ale spectrului, care este descrisă de funcția de sensibilitate spectrală (care este determinată direct de tipul de molecule de fotopsină specifice utilizate de acel tip de con). Putem spune că ochiul, ca un detector, produce trei tipuri de semnale (impulsuri nervoase). Din punct de vedere matematic, din spectru (descris de un vector infinit-dimensional) prin multiplicare cu funcțiile de sensibilitate spectrală a conurilor, se obține un vector tricomponent care descrie culoarea detectată de ochi. În colorimetrie, aceste funcții sunt de obicei numite funcții de potrivire a culorilor(Engleză) funcții de potrivire a culorilor).

Experimente conduse de David Wright David Wright) și John Guild (ing. John Guild) la sfârșitul anilor 1920 și începutul anilor 1930, a servit drept bază pentru definirea funcțiilor de potrivire a culorilor. Inițial, funcțiile de potrivire a culorilor au fost determinate pentru un câmp vizual de 2 grade (a fost folosit un colorimetru adecvat). În 1964, comitetul CIE a publicat date suplimentare pentru un câmp vizual de 10 grade.

În același timp, există un factor de arbitrar în definirea curbelor modelului XYZ - forma fiecărei curbe poate fi măsurată cu suficientă acuratețe, cu toate acestea, curba de intensitate totală (sau suma tuturor celor trei curbe) conține în ea. definiție un moment subiectiv în care destinatarului i se cere să stabilească dacă două surse de lumină au aceeași luminozitate, chiar dacă aceste surse au culori complet diferite. De asemenea, există un arbitrar în normalizarea relativă a curbelor X, Y și Z, deoarece este posibil să se propună un model de lucru alternativ în care curba de sensibilitate X are o amplitudine dublă. În acest caz, spațiul de culoare va avea o formă diferită. Curbele X, Y și Z din modelele CIE XYZ 1931 și 1964 au fost alese astfel încât suprafețele de sub fiecare curbă să fie egale.

Coordonatele cromatice Yxy

Figura din dreapta prezintă schema cromatică clasică a modelului XYZ cu lungimile de undă ale culorilor. Valori XȘi y corespunde lui X, Y și Z după următoarele formule:

X = X/(X + Y + Z), y = Y/(X + Y + Z).

În sens matematic, această diagramă cromatică poate fi reprezentată ca un subdomeniu al planului proiectiv real, în timp ce XȘi y vor fi coordonatele proiective ale culorilor. Această reprezentare vă permite să setați valoarea culorii prin lejeritate Y (engleză) luminanţă) și două coordonate X, y. Cu toate acestea, luminozitatea Y în modelele XYZ și Yxy nu este aceeași cu luminozitatea Y în modelul YUV sau YCbCr.

În mod obișnuit, o diagramă Yxy este utilizată pentru a ilustra caracteristicile gamei diferitelor dispozitive de reproducere a culorilor - afișaje și imprimante. O gamă specifică are de obicei forma unui triunghi, ale cărui colțuri sunt formate din puncte principal, sau primar, culori. Zona internă a gamei descrie toate culorile pe care dispozitivul este capabil să le reproducă.

Caracteristici ale vederii culorilor

Valori X, YȘi Z sunt obținute prin înmulțirea spectrului de emisie fizică cu funcții de potrivire a culorilor. Părțile albastre și roșii ale spectrului au o influență mai mică asupra luminozității percepute, ceea ce poate fi demonstrat prin următorul exemplu:

roșu
ROȘU		 verde
VERDE		 albastru
ALBASTRU		 galben
ROȘU
+VERDE 		apă/cian
VERDE
+ALBASTRU 		fucsia/magenta
ROȘU
+ALBASTRU 		negru
NEGRU		 alb
ROȘU
+VERDE
+ALBASTRU

Pentru o persoană obișnuită cu vedere normală a culorilor, verdele va fi perceput ca fiind mai strălucitor decât albastrul. În același timp, deși culoarea albastră pură este percepută ca fiind foarte slabă (dacă te uiți la o inscripție albastră de la mare distanță, culoarea ei va fi dificil de distins de negru), atunci când este amestecată cu verde sau roșu, luminozitatea percepută crește semnificativ. .

Cu anumite forme de daltonism, verdele poate fi perceput ca fiind echivalent luminos cu albastrul, iar rosul ca foarte inchis sau chiar imposibil de distins. Oameni cu dicromie- percepția afectată a roșului, de exemplu, imposibilitatea de a vedea un semafor roșu în lumina strălucitoare a zilei însorite. La deuteranopie- percepția afectată a verdelui pe timp de noapte, semnalul verde de semafor devine nedistins de lumina lămpilor stradale.

Clasificare

Modelele de culoare pot fi clasificate în funcție de orientarea țintei:

  1. XYZ - descrierea percepției; L*a*b* - același spațiu în alte coordonate.
  2. Modelele aditive sunt rețete pentru producerea culorii pe un monitor (de exemplu, RGB).
  3. Modele de imprimare - obținerea culorii folosind diferite sisteme de cerneală și echipamente de imprimare (de exemplu, CMYK).
  4. Modele care nu au legătură cu fizica echipamentelor, care sunt un standard pentru transferul de informații.
  5. Modele matematice utile pentru anumite tehnici de gradare a culorilor, dar nu specifice hardware, cum ar fi HSV.

Modele de culori comune

Vezi si

Note

Legături

  • Alexey Shadrin, Andrey Frenkel. Sistemul de management al culorilor (CMS) în logica sistemelor de coordonate de culoare. Partea I, Partea 2, Partea 3