Цветовой охват

Мы видим мир цветным. Наш глаз — это устройство, воспринимающее цвета. Цвета вос­принимают также фотопленка и сканер. Цвета можно воспроизвести, для этого служат краски художника, офсетная машина, монитор, фотобумага. Кроме того, цвета могут быть математически выражены в определенных цветовых моделях. Число цветов, участвующих в каждом из этих процессов, хоть и велико, но меньше всего диапазона. Так, глаз не вос­принимает цвета ультрафиолетового и инфракрасного излучения, фотоаппарат — цвета очень темных тонов. Традиционная офсетная печать не передает яркие синий, зеленый, оранжевый тона и светлые оттенки. Диапазон цветов, который может быть воспроизведен, зафиксирован или описан каким-либо способом, называется цветовым охватом. Цветовой охват имеют устройства и математические модели описания цвета.

Как следует из изложенного, цветовой охват монитора, офсетной машины и глаза разный, причем у глаза он наибольший. Часть из того, что воспринимает глаз, может передать монитор (на экране нельзя точно передать, например, чистые голубой или желтый цвета). Часть из того, что передает монитор, можно напечатать, например, при полиграфическом исполнении совсем не передаются яркие, «ацидные» цвета монитора — зеленый, голубой и др.). Разность цветовых охватов устройств и человеческого глаза представлены на схеме.

RGB

Эта цветовая модель описывает излучаемые цвета и может считаться основной для компьютерного дизайна.

Базовыми компонентами модели являются три цвета лучей — красный, зеленый, синий. Именно эти цвета излучает сетка люминофора на поверхности монитора. Остальные цвета получаются как сочетания этих трех. В тех же базовых цветах воспринимает цвета изображения сканер.

В модели RGB (Red (Красный), Green (Зеленый), Blue (Синий)) остальные цвета спектра выражаются как результат смешения базовых в различных пропорциях. При сложении двух лучей основных цветов результат светлее составляющих. Цвета этого типа называются аддитивными.

Из смешения красного и зеленого получается желтый, из смешения зеленого и синего получается голубой, а синий и красный дают пурпурный. Если смешиваются все три цвета, в результате образуется белый. Смешав три базовых цвета в разных пропорциях, можно получить все многообразие оттенков. Базовые цвета называют компонентами, или каналами. RGB — трехканальная цветовая модель.

Программа может измерить количество каждого компонента в процентах или чис­лами от 0 до 255, то есть каждый базовый цвет имеет 256 различных оттенков.

Почему 256 оттенков?

В программах для персональных компьютеров на каждый канал изображения отводится 8 битов. 256— это максимальное число различных значений, которые могут быть выра­жены восемью битами. Следовательно, 8-битный канал имеет 256 оттенков или града­ций. Изображение на экране офисного монитора также имеет 8-битные каналы (в режиме TrueColor), что соответствует 16,7 млн. возможных цветов изображения. Изображения, имеющие большее число оттенков (скажем, с 16-битными каналами), существуют и ис­пользуются для высококачественной полиграфии.

Модель RGB может быть описана как трехмерная система координат, каждая из которых соответствует одному из базовых цветов (каналов). Значения базового цвета меняются от нуля до максимума (100% или 255 градаций).

На диагонали куба, соединяющей черную и белую точки, расположе­ны оттенки серого - серая шкала. Серые оттенки образуются из равных долей базо­вых цветов. В трех вершинах куба расположены чистые цвета, в других - двойные сочетания базовых компонентов (голубой, пурпурный, желтый). В остальном про­странстве располагаются смешанные цвета, определяемые цветовыми координатами. Работа с моделью требует некоторого навыка.

Рассмотрим каналы Посмотрев на панель Channels для изображения в модели RGB, вы увидите три цветовых канала. Четвертую, верхнюю строку, занимает совмещенное изображение каналов. Посмотрим, каким образом создается цвет в модели. Если отключить все каналы, кроме красного изображение станет очень темным, теперь в нем есть только красный цвет. Чем более красным является участок, тем он светлее. Если цвет не содержит красного компонента, он представляется черным. Серые оттенки также окрашены в оттенки красного. Белые имеют максимальную яркость. Включив второй, скажем, зеленый канал, вы обнаружите, что в изображении появились оранжевые и желтые тона, поскольку сложение зеленого и красного лучей дают желтый цвет. Разумеется, появляются и зеленые оттенки. Изображение становит светлее (аддитивное наложение цветов). Серые области приобретают оттенки желтого, белые — ярко-желтый цвет.

Включив третий канал, вы увидите все цвета изображения. Три компонента, смешавшись в равной пропорции, дадут серые тона, появятся темно-зеленые, и голубые оттенки. Поскольку синий цвет в большом количестве содержится в тенях, будут уточнены детали. Яркость изображения еще увеличится.

Модель CMYK

Подавляющее большинство объектов не излучает собственный свет, но, тем не менее они тоже окрашены. Несветящиеся объекты поглощают часть спектра света, осве­щающего их, и отражают оставшееся излучение. В зависимости от того, какой цвет имеет падающий свет и в какой области спектра происходит поглощение, объекты отражают (окрашены в) разные цвета. Цвета, которые используют падающий свет, вычитая из него определенные части спектра, называются субтрактивными ("разностными"). Субтрактивные цвета легче для понимания, чем аддитивные, поскольку вы часто оперируете ими (например, при покраске дачи или рисовании акварель­ными красками). Смешение субтрактивных составляющих затемняет результирую­щий цвет (объект поглощает больше света). Смешение максимальных количеств всех компонентов даст черный цвет. При нулевых значениях компонентов объект не поглощает свет и имеет белый цвет (белая бумага). Смешение равных значений трех компонентов даст оттенки серого.

CMYK — наиболее популярная модель, описывающая субтрактивные цвета и основная модель, используемая в полиграфии. Описываемое ею цветовое пространство также образовано из трех базовых цветов. Модель CMYK тесно связана с моделью RGB: ее базовые цвета — результат вычитания основных RGB-компонентов из белого цвета. Это Cyan (голубой = белый - красный), Magenta (пурпурный = белый - зеленый), Yellow (желтый = белый - синий).

Черный цвет — максимальные значения компонентов, белый — нулевые, Черная и белая точка связаны серой шкалой. В вершинах куба располагаются чистые а CMY и их двойные смешения (которые представляют собой цвета RGB).

Модель описывает реальный процесс цветной печати. Пурпурная, голубая и желтая краски ("полиграфическая триада") последовательно наносятся на бумагу в различных пропорциях. Этими красками большая часть видимого цветового спектра может быть репродуцирована на бумаге.

При печати очень темных и черного цвета теоретически необходимо в область черного максимальное количество каждой краски. На практике это не осуществляется, поскольку ведет к переувлажнению бумаги и неоправданному расходу красок. Кроме того, реальные краски обязательно содержат примеси и при смешивании дадут не черный, а темно-коричневый цвет.

Для решения этой проблемы в число основных полиграфических; красок (и в модель) была внесена черная краска (черный канал). Сокращения CMYK состоит, таким образом, из обозначений каждого компонента: С — Cyan (голубой), М —Magenta (пурпурный), Y— Yellow (желтый), черный сокращается до буквы К. CMYK 4-канальная цветовая модель. Значения базового цвета меняются от нуля до максимума (100% или 255 градаций). Обратите внимание, черный цвет не является математически обоснованным – он введен в состав модели только в связи с технологией печати.

Рассмотрев по очереди цветовые каналы, вы обнаружите, что в пурпурном содержится красные и синие области изображения, В желтом –желтые, зеленые и красные, в голубом – зеленые, синие, а черный канал содержит тени. Именно в черном канале находится большинство деталей, и он в первую очередь определяет яркость точек.