Ø В компьютерной графике при работе с цветом применяют понятие цветового разрешения (другое название – глубина цвета). Оно определяет метод кодирования цветовой информации для ее воспроизведения на экране монитора.
Для отображения черно-белого изображения достаточно двух бит (белый и черный цвета). Восьмиразрядное кодирование позволяет отобразить 256 градаций цветового тона. Два байта (16 бит) определяют 65 536 оттенков (режим называют High Color). При 24-разрядном способе кодирования возможно определить более 16,5 миллионов цветов (режим называют True Color).
Некоторые устройства, к которым можно отнести и человеческие глаза, способны воспринимать цвета. Другие устройства способны воспроизводить цвета. Однако делают они это по-разному. Человеческий глаз не способен воспринять цвета ультрафиолетового и инфракрасного диапазона, однако то, что он воспринимает, все равно гораздо больше, чем может передать экран монитора, офсетная печать или фотоснимок (см. рис.).
Ø Цветовой охват – это диапазон цветов, которые могут быть воспроизведены, зафиксированы или описаны каким-либо образом.
Цвета в природе редко являются простыми. Большинство цветовых оттенков образуется смешением основных цветов.
Ø Способ разделения цветового оттенка на составляющие компоненты называется цветовой моделью.
Цветовые модели разработаны в соответствии с принципами формирования изображения аддитивным или субтрактивным методами. Существует много различных типов цветовых моделей, но в компьютерной графике, как правило, применяется не более трех. В основном применяют модели RGB и HSB (для создания и обработки аддитивных изображений) и CMYK (для печати копии изображения на полиграфическом оборудовании).
Ø Цветовые модели расположены в трехмерной системе координат, образующей цветовое пространство, так как из законов Грассмана следует, что цвет можно выразить точкой в трехмерном пространстве.
Первый закон Грассмана (закон трехмерности).
Ø Любой цвет однозначно выражается тремя составляющими, если они линейно независимы. Линейная независимость заключается в невозможности получить любой из этих трех цветов сложением двух остальных.
Второй закон Грассмана (закон непрерывности).
Ø При непрерывном изменении излучения цвет смеси также меняется непрерывно. Не существует такого цвета, к которому нельзя было бы подобрать бесконечно близкий.
Третий закон Грассмана (закон аддитивности).
Ø Четыре цвета всегда линейно зависимы.
То есть цвет (С) смеси выражается суммой цветовых уравнений излучений:
C1 = R1R + G1G + B1B;
C2 = R2R + G2G + B2B;
Cn= RnR + GnG + BnB;
Cсумм = (R1 + R2 +…+ Rn) R + (G1 + G2 +…+ Gn) G + (B1 + B2 +…+ Bn) B.
Таким образом, прямоугольная трехмерная координатная система цветового пространства для аддитивного способа формирования изображения имеет точку начала координат, соответствующую абсолютно черному цвету (цветовое излучение отсутствует), и три оси координат, соответствующих основным цветам. Направление вектора характеризует цветность, а его модуль выражает яркость.
Ø Так как величина излучения основных цветов является основой цветовой модели, ее максимальное значение принято считать за единицу.
Ø В трехмерном цветовом пространстве можно построить плоскость единичных цветов, образованную треугольником цветности.
Каждой точке плоскости единичных цветов соответствует след цветового вектора, пронизывающего ее в этой точке. Следовательно, цветность любого излучения может быть представлена единственной точкой внутри треугольника цветности, в вершинах которого находятся точки основных цветов. То есть
Ø Положение точки любого цвета можно задать двумя координатами, а третья легко находится по двум другим.
Если на плоскости единичных цветов указать значения координат, соответствующих реальным спектральным излучениям оптического диапазона (от 380 до 700 нм), и соединить их кривой, то мы получим линию, являющуюся геометрическим местом точек цветности монохроматических излучений, называемую локусом. Внутри локуса находятся все реальные цвета.
Ø Локус – это геометрическое место точек цветности монохроматических излучений.
Чтобы избежать отрицательных значений координат, была выбрана колориметрическая система XYZ, полученная путем пересчета из RGB. В этой системе точке белого соответствуют координаты (0,33; 0,33). Колориметрическая система XYZ является универсальной, в ней можно выразить цветовой охват как аддитивных, так и субтрактивных источников цвета.
Ø Для аддитивных источников цветовой охват выражается треугольником с координатами вершин, соответствующими излучению основных цветов R, G, В.
Ø Для субтрактивных источников (полученных в процессе печати красками, чернилами, красителями) используется модель CMYK, поэтому цветовой охват описывается шестиугольником, когда помимо точек синтеза основной триады (желтая, пурпурная, голубая) добавляются точки попарных наложений, соответствующие основным цветам: желтая + голубая = зеленая, желтая + пурпурная = красная, голубая + пурпурная = синяя.
Для отображения черно-белого изображения достаточно двух бит (белый и черный цвета). Восьмиразрядное кодирование позволяет отобразить 256 градаций цветового тона. Два байта (16 бит) определяют 65 536 оттенков (режим называют High Color). При 24-разрядном способе кодирования возможно определить более 16,5 миллионов цветов (режим называют True Color).