Сделай Сам Свою Работу на 5

Глубина цвета и цветовые модели





Теория компьютерной графики

Растровая и векторная графика

В зависимости от алгоритмов хранения и представления информации компьютерную графику делят на растровую и векторную.

Растровые изображения состоят из сетки отдельных элементов (точек растра), называемых пикселями. При работе с такими изображениями операции выполняются не с объектами, а с пикселями. Каждый пиксель занимает определенную позицию и имеет установленный цвет. Качество растрового изображения зависит от количества содержащихся в нем пикселей на единицу длины (разрешение изображения): чем выше разрешение исходного изображения, тем выше его качество. Примером растрового изображения служит любая цифровая фотография (рис. 1). Растровое изображение позволяет передать тонкие градации оттенков и цвета, но теряет часть данных при изменении его размера.

Рис. 1. Растровое изображение в трехкратном уровнем увеличения

Векторные изображения состоят из линий, описанных математическими формулами. Следовательно, векторные объекты можно масштабировать, перемещать или менять их цвет, а также печатать в любом размере и разрешении без потери качества графики (рис. 2). Часто векторный формат изображения используется для логотипов, эмблем, шрифтов и т. д.



Рис. 2. Векторное изображение в трехкратном уровнем увеличения

Вся графика на экране монитора отображается по пикселям. Таким образом, в случае отображения векторной картинки на монитор попадает растровое изображение, которое генерируется из векторного.

Теория цвета

Цвет является одним из ключевых элементов графических изображений. Для того чтобы успешно работать с графикой, необходимо разобраться в природе цвета и основных свойствах.

Что же такое цвет? Лучи света падают на поверхность предмета. В зависимости от свойств предмета часть лучей, обладающая определенной длиной волны, поглощается его поверхностью, другая же часть лучей отражается. Эти отраженные лучи воспринимаются светочувствительными клетками глаза человека, сигнал поступает в зрительный центр мозга, где и формируется ощущение цвета.

Зрительные качества цвета напрямую зависят от физических свойств излучения: с изменением мощности излучения изменяется яркость цвета, а с изменением длины волны - его оттенок. Основными характеристиками цвета являются цветовой тон, насыщенность и яркость:



· Цветовой тонопределяется длиной волны, которая преобладает в потоке излучения, воспринимаемым глазом. Это основной признак, по которому различаются цветные лучи света: красный от синего, пурпурный от желтого и так далее. Цветовой тон измеряется в градусах, так как он характе­ризуется расположением на цветовом круге. За начало отсчета принят красный цвет - ему соответствует значение 0°, оранжевому - 45°, желтому - 56° и т. д.

· Насыщенностьобозначает видимую чистоту, или интенсивность цвета. Световой спектр состоит из лучей очень насыщенного цвета, а цвета, которые мы ежедневно видим вокруг, большей частью не насыщены. Насыщенность цвета определяется величиной отличия этого цвета от равного ему по яркости ахроматического. Например, если добавить к чистому зеленому цвету некоторое количество равного ему по яркости серого, он поблекнет, хотя его цветовой тон и яркость при этом не изменятся. Насыщенность измеряется в процентах. Нулевая насыщенность соответст­вует ахроматическому цвету, а при 100% насыщенности цвет имеет максимальную силу.

· Яркостьхарактеризует положение цвета на шкале от белого к черному, где белый цвет соответствует 100% яркости, а черный - 0%. Следовательно, чем больше процент, тем ярче выглядит цвет. Человеческий глаз может различать около тысячи уровней яркости.

В графических редакторах зачастую присутствует возможность управления цветом путем изменения этих трех параметров: Hue (Тон), Saturation (Насыщенность) и Lightness (Яркость).



Классификация цветов

Видимый цвет объектов может быть получен (синтезирован) двумя способами:

· Аддитивный синтез(от lat. additio - сложение) - сложение цветовых лучей, характерен для объектов излучающих свет, например экран монитора, светодиоды, лампы и др. Основные цвета аддитивного синтеза: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue), черный цвет - это отсутствие какого-либо излучения, а белый - это совокупность всех лучей спектра максимальной интенсивности (рис. 3а).

Рис. 3. Аддитивный и субтрактивный синтез

· Субтрактивный синтез(от lat. subtraction - вычитание) - вычитание и отражение спектральных составляющих падающего света, характерен для объектов, отражающих свет, имеет место при смешении красок, а потому используется в полиграфии. Основные цвета субтрактивного синтеза: голубой (Cyan), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow), черный цвет: это сумма трех основных красок, а белый, соответственно цвет неокрашенной поверхности - бумаги (рис. 3б).

Аддитивные и субтрактивные цвета тесно взаимосвязаны: так, смешиваясь попарно, цвета субтрактивной модели образуют промежуточные аддитивные цвета:

· М (пурпурный) + Y (желтый) = R (красный);

· С (голубой) + Y (желтый) = G (зеленый);

· М (пурпурный) + С (голубой) = В (синий).

Аддитивные цвета всегда более яркие, чем субтрактивные, так как интенсивность падающего света всегда выше, чем отраженного.

С развитием многих отраслей производства, в том числе полиграфии, компьютерных технологий, появилась необходимость объективных способов описания и обработки цвета.

Цвета в природе редко являются простыми. Большинство цветов получаются смешением каких-либо других. Например, сочетание красного и синего дает пурпурный цвет, синего и зеленого - голубой. Таким образом, путем смешения из небольшого количества простых цветов, можно получить множество (причем довольно большое) сложных (составных). Поэтому для описания цвета вводится понятие цветовой модели как способа представления большого количества цветов посредством разложения его на простые составляющие.

Все цвета подразделяются на две группы. К одной группе относятся цвета серой шкалы: черный, белый и все промежуточные оттенки серого. Цвета этой группы называются ахроматическими(бесцветными). Единственный параметр, по которому различаются цвета данной группы - это яркость. Других характеристик они не имеют.

К другой группе относятся все спектральные цвета и их оттенки. Цвета этой группы называются хроматическими.

Цвета в спектре располагаются в определенном порядке: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Именно эта последовательность закодирована известной фразой: «Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан», где первая буква каждого слова соответствует первой букве в названии цвета. Каждый цвет постепенно, через множество промежуточных оттенков переходит в другой. Те же чистые, яркие, спектральные цвета можно увидеть в радуге. По тому же принципу строится и цветовой круг, использующийся для подбора цветовой гаммы, только в отличие о радуги в нем присутствует пурпурный цвет, являющийся переходным между; фиолетовым и красным (рис. 4).

Рис. 4. Современный цветовой круг

Цветовой круг является основой любой эстетической теории цвета, поскольку он дает систему расположения цветов. Поскольку художники работают с цветовыми пигментами, то и цветовой порядок круга строится согласно законам пигментарных цветовых смесей. Это значит, что диаметрально противоположные цвета являются дополнительными друг к другу, т.е. при смешивании дают серый цвет.

На цветовом круге представлены только хроматические цвета. На нем нет ни черного, ни белого цветов, так как они являются ахроматическими цветами, а между красным и фиолетовым цветами добавлен пурпурный цвет, которого нет в спектре.

Цветовой круг можно разделить на две части таким образом, чтобы в одну часть вошли красные, оранжевые, желтые и желто-зеленые цвета, а в другую - зелено-голубые, голубые, синие и фиолетовые. Цвета, входящие в первую часть, называются теплыми, а во вторую - холодными. Такое разделение основано на том, что теплые цвета напоминают об объектах, теплых в природе: солнце, огне, раскаленных предметах, в то время как холодные цвета напоминают воду, лед, небо и снег, то есть объекты, которым в природе присущ холод. Степень «теплоты» цвета в достаточной степени условно, так как любой теплый цвет, помещенный рядом с еще более теплым, станет казаться «холоднее», и наоборот. Соотношение теплых и холодных цветов играет в дизайне, как и в живописи, важную роль, помогая создать контраст, ритм и настроение.

Цвета, расположенные напротив друг друга на цветовом круге, называются дополнительными, или комплиментарными. При их смешивании образуется черный (если это краски) или белый (если это световые лучи, скажем, излучение монитора) цвет. Это максимально контрастные цвета, образующие довольно раздражающие глаз сочетания (красный и зеленый, желтый и фиолетовый, синий и оранжевый) (рис. 5а).

Смежные цветаобразуют малоконтрастное сочетание, которое придает композиции строгое целостное восприятие (рис. 5б).

Цвета, смежные с дополнительными. Замечено, что один цвет сочетается с двумя другими, которые являются смежными по отношению к его дополнительному цвету (например, зеленый, темно-оранжевый, бордовый). Такое сочетание более мягкое, но в то же время достаточно контрастное (рис. 5в).

Триады - это цвета, равноотстоящие друг от друга на цветовом круге, образуют гармоничные сочетания (желтый, пурпурный, синий; или оранжевый, изумрудный, бордовый), что создает палитру насыщенных цветов и оттенков (рис. 5г).

Рис. 5. Дополнительные, смежные, смежные с дополнительными цвета и триады

Что же касается ахроматических цветов, в настоящее время во всех приложениях компьютерной графики принята шкала, содержащая 256 оттенков серого (рис. 6). Именно такое количество оттенков необходимо, чтобы без искажений передать полутоновое изображение (черно-белую фотографию).

Рис. 6. Шкала серого цвета

Для удобства и стандартизации цветов различными компаниями были разработаны каталоги или библиотеки цветов. Одной из наиболее известных фирм, специализирующихся в области стандартизации цветов, является фирма PANTONE, каталоги которой популярны в полиграфии и смежных областях.

Кроме PANTONE, существует целый ряд аналогичных цветовых библиотек, хотя и не таких известных - это TOYO, FOCOLTON и др.

Цвета для электронных публикаций также стандартизированы. Например, палитры System для Windows и Macintosh или палитра WebSafe, используемая для сети Интернет.

Глубина цвета и цветовые модели

Глубина цветауказывает, какой объем информации о цвете каждого пикселя доступен для отображения и печати. Глубина цвета измеряется в bpp (Bit Per Pixel - бит на пиксель). В изображении с большей глубиной цвета может присутствовать на порядок большее количество цветов (рис.7).

Рис. 7.Изображения с глубиной цвета 1 бит (а) и 8 бит (б)

Цветовая модельизображения определяет количество используемых цветов (каналов в изображении), а также способ их представления. Выбор той или иной модели зависит от того, для каких целей готовится изображение, и может повлечь за собой ограничение на использование тех или иных инструментов или форматов для сохранения файла.

BITMAP (Битовая карта)

Пиксели изображения в режиме Bitmap (Битовая карта)окрашиваются всего в два цвета: черный или белый (рис. 7а) и имеют всего один канал - черный. Благодаря этому каждый пиксель занимает 1 бит памяти компьютера и изображения даже с очень высоким разрешением требуют очень мало места на диске.

В Photoshop, чтобы преобразовать цветное изображение в битовый режим, его необходимо сначала преобразовать в режим Grayscale (Градации серого). При работе с изображениями в данном режиме многие операции редактирования становятся недоступны.

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.