Түстің интенсивтілігі. Түстік модельдеу. Грасман заңдары.
Компьютерлік графикада түстік көрсетілім ұғымын (басқаша атауы – түс тереңдігі) қолданады. Ол оны монитор экранынан көрсету үшін түстік ақпаратты кодтау әдісін анықтайды. Ақ-қара түсті бейнені алу үшін екі бит жеткілікті. Ал сегіз разрядты кодтау түстердің 256 градациясын бейнелеуге мүмкіндік береді. Екі байт (16 бит) 65536 реңді анықтайды (мұндай режим High Color аталады) 24-разрядты кодтау әдісімен 16,5 миллионнан астам түсті сипаттауға болады (бұл режим True Color аталады). Тәжірибе жүзінде монитордың түстік көрсетіліміне түстік қамту ұғымы жақын.
Онымен қандай да бір шығару да бір шығару құрылғысының көмегімен түстер диапазонын шығару түсіндіріледі (монитор, принтер және т.б.).
Бейнені аддитивті немесе субтрактивті әдітсермен құру принциптеріне сәйкес, түстік модельдер деп аталатын түс реңдерін құрамдас бөліктерге бөлу тәсілі жасалған. Компьютерлік графикада негізінен RGB және HSB (аддитивті бейнені құру мен өңдеуге арналған) сондай-ақ CMYK (бейне көшірмесін полиграфиялық құралдармен басып шығаруға арналған) модельдері қолданылады. Түстік модельдер түстік кеңістік құратын үш өлшемді координаталар жүйесінде орналасқан. Себебі Грасман заңдары бойынша түстерді үшөлшемді кеңістіктегі нүкте ретінде қарастыруға болады.
Грасманның бірінші заңы (үшөлшемділік заңы). Кез келген түс егер олар сызықтық тәуелсіз болса міндетті түрде үш құрамдас бөлікпен беріледі. Сызықтық тәуелсіз дегеніміз осы үш түстің кез келгенін, қалған екеуінің қоспасы арқылы алудың мүмкін еместігі.
Грасманның екінші заңы (үзіліссіздік заңы). Сәулеленудің үзіліссіз өзгерісі кезінде қоспасы да үзілссіз өзгереді. Шексіз ұқсас (жақын) түс таңдауға болмайтын түстің болмауы мүмкін емес.
Грасманның үшінші заңы (аддитивтілік заңы). Сәулелену нәтижесінде болатын түс қоспасы спектрлік құрамға емес, тек олардың түсіне ғана тәуелді болады. Яғни, түс қоспасы (С) сәулеленудің түстік теңдеулерінің сомасымен сипатталады.
Осылайша, бейнені аддитивті әдіспен құруға арналған түс кеңістігінің тікбұрышты үшөлшемді координаталар жүйесінің тек қара түске ғана сәйкес келетін (түстік сәулелену болмайды) координаталар бас нүктесі және негізгі түстерге сәйкес үш координата осі бар. Кез келген түс (С) түстік кеңістікте төмендегі теңдеумен сипатталатын вектор түрінде берілуі мүмкін.
бұл іс жүзінде векторлық алгебрада қарастырылатын кеңістіктегі бос вектор теңдеумен пара-пар. Мұнда вектор бағыты түсті сипаттаса, ал оның модулі жарықтығын сипаттайды.
Негізгі түстердің сәулелену шамасы түстік модельдің негізі болғандықтан оның жоғарғы мәнін бірлік ретінде есептеу қабылданған. Олай болса үшөлшемді түстік кеңістікте түстің үшбұрышы түрінде құрылған бірлік түстер жазықтығын тұрғызуға болады.
Бірлік түстер жазықтығының әрбір нүктесіне оны осы нүктеде тесіп өтетін түстік вектордың ізі сәйкес келеді. Сәйкесінше кез-келген сәулелену түсі төбелерінде (ұштарында) негізгі түс нүктелері бар түстік үшбұрыштың ішінде жалғыз нүктемен ғана көрсетілуі мүмкін. Яғни кез келген түс нүктесінің орнын екі координатпен беруге болады, ал үшіншісі қалған екеуі бойынша оңай табылады. Егер бірлік түстер жазықтығында оптикалық диапазонның нақты спектральды сәулеленуіне сәйкес келетін координаталр мәнін көрсетіп,оларды қисықпен қщссақ,онда біз локус деп аталатын монохроматикалық сәулелену түстер нүктесінің геометриялық орны болып табылатын сызба аламыз.
Координаталардың теріс мәні болмау үшін RGB-ден қайта есептеу жолымен алынған XYZ колометриялық жүйесі таңдалынады. Бұл жүйеде ақ түсті нүктеге (0,33, 0,33) координаттары сәйкес келеді. XYZ колометриялық жүйесі әмбебап болып табылады, онда аддитивті сонда-ақ субстрктивті түс көздерінен қамтылған түсті сипаттауға болады.
Аддитивті түс көздері үшін түстік қамту негізгі RGB түстерге сәйкес келетін координаталық төбелері бар үшбұрышпен сипатталады.
Субстрактивті түс көздері үшін (бояулармен баспаға басу процесінде алынатын ) СМҮК моделі қолданылады, сондықтан негізгі үштік нүкте синтезінен бөлек (сары, күлгін,көгілдір) негізгі түстерге сәйкес келетін сары +көгілдір =жасыл, сары +күлгін =қызыл, көгілдір +күлгін=көк қосарланған түс нүктелері қосылады да түстік қамту алтыбұрышпен сипатталады.
СІЕLab түстік моделі
1920 жылы түстік кеңістік моделі СІЕLab (Communication Inteunanional del Eclairage – жарықтандыру бойынша халықаралық комиссия. L,a,b – осы жүйедегі координатарлар осінің белгіленуі) жасалады.
Жүйе апаратты тәуелсіз болып табылады, сондыкқтан да әртүрлі құрылғылар арасында мәлімет тасымалдау үшін жиі қолданылады. CIELab моделінде кез келген түс жарықтығымен (L)және хроматикалық құрамымен: жасылады қызылға дейін өзгеретін диапазон параметрімен (a), және көктен сарыға дейін өзгеретін диапазон параметрімен (b) аныкталады. CIELab моделінің түсті қамтуы баспа құралдары мен монитор мүмкіндіктерінен біршама асып түседі, сондыктан бұл модельмен беріледі бейнені баспаға шығармас бұрын оны түрлендіріп алуға тура келеді. Аталмыш модель түрлі- түсті химиялық процестерді полиграфиялық процестермен үйлестару үшін жасалған болатын. Бүгінге ол Adobe Photoshop програмасы үшін бірауыздан макұлданған стандарт болып табылады.
RGB түстік моделі
RGB түстік моделі аддитивті болып табылады, яғни кез келген түс әртүрлі деңгейде үш негізгі түстің – қызыл (Red), жасыл (Green), көк (Blue) қосындысынан тұрады. Ол – электрондық түрде көрсетуге арналған (мониторда, телевизорда) компьютерлік график құру мен оны өңдеуде негізгі қызмет атқарады. Негізгі түстің бір компонентін екіншісінің үстінде қолдануда сәулеленудің сомалық жарықтығы ұлғаяды. Үш копмоненттің араласуы, жарықтығын ұлғайтқан кезде ақ туске жақындайтын ахроматикалық сұр түсті береді. Өңнің 256 градациялық деңгейінде қара түске RGB –дің нөлдік мәні, ал ақ туске (255,255,255) координатымен ең жоғарғы мәні сәйкес келеді.
HSB түстік моделі
HSB түстік моделі адамның түс қабылдау ерекшеліктерін жан-жақты есепке ала отырып жасалған. Ол Манселдің түс шеңбері негізінде тұрғызылған. Түс үш компонентпен: өнмен, қанықтылықпен, жарықтықпен сипатталады. Түстің мәнін шеңбердің центрінен шыққан вектор түрінде тандайды. Центрдегі нүкте ақ түске, ал шеңбердің периметріндегі нүктелер – таза спектрлі түстерге сәйкес келеді. Вектор бағыты градуспен беріліп, түстің реңін сипаттайды. Вектордың ұзындығы түстің қанықтылығын сипаттайды. Ахроматикалық деп аталатын осьте жарықтығы беріледі, бұл жағдайда нөлдік нүкте қара түске сәйкес келеді. HSB моделінің түс қамтуы нақты түстердің бізге белгілі барлық мәндерін қабылдайды. HSB моделін компьютерде бейне құруда суретшінің жұмыс әдістерін имитациялау мен құралы ретінде қолдану қабылданған. Каламсап, сауыт, кисттерді имитациялайтын арнайы программалар бар. Олар арқылы әртүрлі тұстармен (полотно) және бояулармен жұмыс имитациясы қамтамасыз етіледі. Бейне құрғаннан кейін жарияланым түріне қарай оны өзге түстік модельге түрлендіру ұсынылады.
СМYK түс моделі, түс бөлінісі
CMYK түс моделі субстрактивті болып табылады және оны жарияланымды баспаға дайындауда қолданады. СМҮ- дің түстік компоненттеріне ақтүстен бөлініп алынған негізгі түстер қызмет етеді.
көгілдір (cyan) = ақ – қызыл = жасыл + көк
күлгін (magenta) =ақ – жасыл = қызыл + көк
сары(yellow) = ақ – көк = қызыл + жасыл
Мұндай әдіс түпнұсқадағы баспадан шағылған сәуленің физикалық табиғатына сай келеді. Көгілдір, күлгін және сары түстерді толықтырушы деп аталады, себебі олар негізгі түстерді ақ түске дейін толықтырады. Бұдан СМҮ түстік моделінің басты проблемасы – толыктырушы түстерді іс жүзінде бірінің үстінде бірін қолдану таза қара түсті алуға мүмкіндік бермейтіндігі келіп шығады. Сондыктан да түстік модельге таза қара түс компоненті қосылған. СМҮК түстік моделінің аббревиатурасындағы тқртінші әріп (Cyan, Magenta, Yellow, black) осылайша пайда болған. Түрлі – түсті компонентерлік бейнені полиграфиялык құралда басу үшін СМҮК түстік моделінің компонентерімен сәйкес келетін құрамдас бөліктерге бөлу қажет. Бұл процесті түс бөлу деп атайды.
Нәтижесінде түпнұскада компоненттің түсінен тұратын төрт жеке буйне алынады. Сонан соң баспаханда түс бөлу пленкаларының негізінде құрылған (жасалған) қалыппен (формамен) СМҮК түстерін қою арқылы алынатын көп түсті бейне басылады.
ТҮСТІК ПАЛИТРА
Компьютерлік графикадағы электронды түстік палитра мақсаты бойынша суретші палитрасына ұқсас, бірақ мұнда анағұрлым көп түс қолданылады. Электорндық палитра әрқайсында жекелеген түс рендері бар қайдан да бір ұяшықтардан тұрады. Нақты бір түстік палитра қандай да бір түстік модельге жатады, себебі ондағы түстер сол модельдің түс кеңістігі негізінде құрылады. Дегенмен егер түстік модельде онда сипатталатын барлық түсті көрсетуге болатын болса, түстік модель стандартты деп аталатын түстердің шектелген жиынынан тұрады.
Стандартты түстік палитраларға бейнені полиграфиялық жариялауға арналған Роntone фирмасының түстер жиыны мысал бола алады. Компьютерлік графиктерді құруға және өңдеуге арналғаң программалар ережеге сай RGB, HSB, CIELab, CMYK түстік модельдеріндегі бірнеше түстік палитраларды таңдауыңызға ұсынады.
RGB түстік палитрасының құрамы таңдалынған түстік көрсетілімге -24, 16 немесе 8 битке тәуелді. Соңғы жағдайда түстік палитра индекстік деп аталады, себебі әрбір түстік рең пиксел түсін емес, түс индексін (нөмірін) білдіретін бір ғана санмен кодталады. Осылайша индекстік палитрада құрылған түрлі – түсті бейне файлына, компьютерлік графиканы өндеу программасына нақты қай палитра қолданалатындығы белгісіз болғандықтан, палитраның өзі қоса жазылуы керек.Интернетте жариялауға арналған бейне түстердің қауіпсіз палитрасы деп аталатын палитрадан құрылады. Ол әуелде аталған индекстік палитралардың бір варианты болып табылады. Бірақ Web графикадағы бейне файлдарының көлемі кіші болу керектігі ескеріліп, оның құрамына индекстік палитраны қосудан бас тарту қажет болады. Ол үшін «қауіпсіз» деп аталатын, яғни кез келген құрылғыда түстердің дұрыс көрінуін қамтамасыз ететін, бірегей палитраны қолдануға мүмкіндік беретін бірегей белгіленген түстер палитрасы қабылданған. Қауіпсіз палитра IBM PC класына жатпайтынкомпьютерлермен сәйкестік талаптарынан туындайтын шектеулерге байланысты бар – жоғы 216 түстен тұрады.
Бақылау сұрақтары.
1. Түстік қамту дегеніміз не?
2. Түстік кеңістік дегеніміз не?
3. Грасманның заңдары?
4. СІЕLab түстік моделі қай жылы жасалды?
5.HSB түстік моделі неше компонентпен сипатталады?
6. Қауіпсіз палитрасы дегеніміз не?
