русс | укр

Языки программирования

ПаскальСиАссемблерJavaMatlabPhpHtmlJavaScriptCSSC#DelphiТурбо Пролог

Компьютерные сетиСистемное программное обеспечениеИнформационные технологииПрограммирование

Все о программировании


Linux Unix Алгоритмические языки Аналоговые и гибридные вычислительные устройства Архитектура микроконтроллеров Введение в разработку распределенных информационных систем Введение в численные методы Дискретная математика Информационное обслуживание пользователей Информация и моделирование в управлении производством Компьютерная графика Математическое и компьютерное моделирование Моделирование Нейрокомпьютеры Проектирование программ диагностики компьютерных систем и сетей Проектирование системных программ Системы счисления Теория статистики Теория оптимизации Уроки AutoCAD 3D Уроки базы данных Access Уроки Orcad Цифровые автоматы Шпаргалки по компьютеру Шпаргалки по программированию Экспертные системы Элементы теории информации

Проблема разложения монохромного цвета


Дата добавления: 2013-12-23; просмотров: 1750; Нарушение авторских прав


Субтрактивные цветовые модели CMY и CMYK

Цвет, порожденный в результате отражения неизлучающими объектами, является результатом поглощения (вычитания, subtraction) части светового спектра (его RGB компонентов) в красящем веществе объекта. Результат такого вычитания описывается субтрактивной моделью CMY:

C = 1 - R; M = 1 - G; (1.4) Y = 1 - B;   Цветовая модель CMY (от англ. Cyan, Magenta, Yellow - голубой, пурпурный, желтый) является как бы "перевернутой" моделью RGB.

Можно также считать, что CMY - модель, в которой из белого цвета (1, 1, 1)RGB = (0, 0, 0)CMY вычитаются C, M и Y вплоть до получения черного (0, 0, 0)RGB = (1, 1, 1)CMY.

Модель CMYK (от англ. Key - ключевой=черный) является модификацией модели CMY, созданной для полиграфии и массовых принтеров, которые могут печатать в черно-белом и цветном режимах. В таком принтере присутствуют краски CMY и черная, которая, существенно дешевле, чем сумма трех красок CMY. Поэтому стараются в первую очередь максимально использовать ее. Отсюда возникает следующий алгоритм вычисления количества красок (по CMYK):

K = min(C,M,Y), при min(C,M,Y)>0.33;

C = C - K; (1.5)

M = M - K;

Y = Y - K;

RGB модели присущ существенный недостаток: не все цвета, видимые человеком, представимы в этой модели. В конце 1920-х годов В.Д. Райтом и Дж.Гилдом [1] были проведены экспери­менты, в которых наблюдателю предлагалось каждому монохромати­ческому цвету фикси­рованной яркости в видимом диапазоне сопоставить цвет, составленный из смеси основных цветов R, G и B с некоторыми весами, регулируемыми наблюдателем. Оказалось, что для некоторых монохрома­тических цветов необходимо было добавить к яркости испытуемого света один из базисных цветов (R), с тем, чтобы получить одинаковое восприятие. Это соответствует отрицательному весу R-компоненты (см. рис.1.8 и (1.6)):



(1.6)

Рис.1.8 Так как некоторые монохромные цвета раскладываются по RGB с отрицательными коэффициентами, то не все возможные цвета представимы в рамках модели RGB. В 1931 году принят стандарт CIE (Commission International de l’Eclairage - Межд. комиссия по стан­дартам освещенности, МКО), решающий эту проблему. В том числе, определены длины волн, соответствующие R,G и B,: (1.7)

Отметим, что в качестве стандартных длин волн синего и зеленого выбраны значения, в которых график красного цвета на рис.1.8 пересекает ось, уходя в отрицательные значения.

Еще одним шагом международного стандарта представления цвета CIE было принятие модели XYZ, снимающей проблемы модели RGB.

3 3. Цветовые модели CIE: XYZ, диаграмма цветности CIE, L*u*v*, L*a*b*

В стандарте представления цвета CIE XYZ определяются три базисные функции (рис.1.9), зависящие от длины волны, и, на их основе, перенасыщенные цвета X, Y, Z:

(1.8)

, линейные комбинации которых с неотрицательными коэффициентами, позволяют получить все видимые человеком цвета. Перенасыщенные цвета не соответствуют никаким реальным,

 
 

 

 


Рис.1.9. Функции представления цвета для CIE XYZ

но все реальные могут быть представлены их комби­нациями с положительными коэффи­циен-тами. Введено понятие «стандартного наблю­дателя». Y – выражает интенсивность света [Вт/м2] с учетом спектральной чувствительности глаза стандартного наблюдателя и называется люминантностью (CIE luminance). k - масштабный коэффициент, выбираемый исхо­дя из того, какой цвет принимается за белый:

, где Iбел(λ) - спектральная функция распределения для выбранного эталона белого цвета.

Если рассмотреть значения X,Y,Z как координаты в трехмерном евклидовом пространстве, то видимые цвета образуют криволинейный конус в первом квадранте (рис. 1.9).

Введены также значения цветности (англ. chromacity values), нормированные координаты x, y, z, которые определяются из X,Y,Z следующим образом:

; (1.9)

Они вводятся для описания только цветовых свойств света, безотносительно его энергии, и зависят только от основной длины волны и насыщенности. Таким образом, если поместить эти точки в трехмерное евклидово пространство, то они будут лежать на плоскости X + Y + Z = 1 (она также показана на рис. 1.10). Проекция этой плоскости на Oxy называется диаграммой цветности CIE (см. рис. 1.11).

Рис. 1.10. Конус видимых цветов в трех­мерном пространстве модели CIE XYZ Рис. 1.11. Диаграмма цветности CIE c цвето­выми гаммами для разных классов устройств

Эта диаграмма весьма полезна и наглядна и широко используется. Цвета, расположенные на границе проекции, являются монохроматическими. При смешении базисных цветов можно получить все цвета, находящиеся в их выпуклой оболочке на диаграмме цветности. Этим как раз и объясняется, что с помощью трех базовых цветов R,G,B (да и любых других) мы не можем получить все видимые цвета.

Важную роль в цветопередаче от одного устройства к другому имеет понятие точки белого (англ. white point) на диаграмме цветности, соответствующая измеренным координатам белого цвета. Она может варьироваться в зависимости от того, какой источник цвета принимается за белый. В исходной модели CIE XYZ весовые функции подобраны так, чтобы дневному свету солнца соответствовала точка (x, y, z) = (1/3, 1/3, 1/3). Зная положение точек белого в исходном материале, его можно пересчитать для компенсации условий съемки или свойств оборудования (найти баланс белого).

Таблица 1.1.

Примеры источников белого света

Название Температура x y
Лампа с вольфрамовой нитью накаливания 2856К 0.448 0.408
Солнечный свет в полдень 5600К 0.349 0.352
Полуденное освещение при сплошной облачности 6300К 0.310 0.316
Опорный белый стандарт для мониторов и NTSC 6400К 0.313 0.329

 

Важной характеристикой, как цветовых моделей, так и конкретных устройств, отображающих цветную информацию, является Цветовая гамма (англ. Color gamut) - подмножество цветов, воспроизводимое в условиях конкретной цветовой модели или для конкретного устройства цветового отображения. Корректно отображать цветовую гамму как некоторое подмножество в конусе видимых цветов (см. рис. 1.10), но можно также ограничиться проекцией на диаграмму цветности, не учитывая диапазон яркости. На рис. 1.11 представлены некоторые типичные цветовые гаммы, которые позволяют судить о полноте охвата отображаемых цветов разными устройствами.



<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Аддитивная модель. | Преобразования между CIE XYZ и RGB


Карта сайта Карта сайта укр


Уроки php mysql Программирование

Онлайн система счисления Калькулятор онлайн обычный Инженерный калькулятор онлайн Замена русских букв на английские для вебмастеров Замена русских букв на английские

Аппаратное и программное обеспечение Графика и компьютерная сфера Интегрированная геоинформационная система Интернет Компьютер Комплектующие компьютера Лекции Методы и средства измерений неэлектрических величин Обслуживание компьютерных и периферийных устройств Операционные системы Параллельное программирование Проектирование электронных средств Периферийные устройства Полезные ресурсы для программистов Программы для программистов Статьи для программистов Cтруктура и организация данных


 


Не нашли то, что искали? Google вам в помощь!

 
 

© life-prog.ru При использовании материалов прямая ссылка на сайт обязательна.

Генерация страницы за: 0.004 сек.