40. Теория цвета. Цветовые модели.

Цвет это достаточно сложное понятие, которое имеет отношение не столько к физике, сколько к физиологии человека и способам его восприятия. Одно и то же изображение, раскрашенное в разной цветовой гамме, может в одном случае притягивать, а в другом – отталкивать. Поэтому при создании изображений надо руководствоваться не только техникой создания и редактирования рисунка, но и знанием того, как образуются и воспринимаются цвета и оттенки.

У цвета есть следующие атрибуты: цветовой тон, яркость, насыщенность, цветовая температура.

Цветовой тон является таким атрибутом, который позволяет различать цвета как красный, желтый, зеленый, синий или как промежуточный между двумя соседними парами этих цветов. Разница в цветовых тонах в первую очередь зависит от длины волны света, попадающего в глаз.

Яркость относится к относительной светлости или темноте цвета. Она определяется степенью отражения от физической поверхности, на которую падает свет. Чем выше яркость, тем светлее цвет.

Насыщенность относится к тому, насколько живым выглядит цвет. Она измеряется в терминах отличия данного цвета от бесцветного (нейтрального) серого цвета с той же самой степенью яркости. Чем ниже насыщенность, тем более серым выглядит цвет. При нулевой насыщенности цвет становится серым.

Цветовая температура характеризует спектральный состав источника света, выражается в градусах по шкале Кельвина и базируется на воображаемом объекте, называемом черным телом.

Цветовая температура – это такая температура черного тела, при которой его энергетическая светимость равна энергетической светимости данного источника (например, лампы). Чем ниже цветовая температура, тем цвет ближе к красному; чем выше цветовая температура, тем цвет ближе к синему. Это объясняет, почему один и тот же красный элемент одежды будет выглядеть по-разному на улице и внутри при люминесцентном освещении.

Цветовые модели

Цветовые модели используются для математического описания определенных цветовых областей спектра. Большинство компьютерных цветовых моделей основано на использовании трех основных цветов, что соответствует восприятию цвета человеческим глазом.

Каждому основному цвету присваивается определенное значение цифрового кода, после чего все остальные цвета определяются как комбинация основных цветов.

Независимо от того, что лежит в ее основе, любая модель должна удовлетворять трем требованиям:

1)          реализовывать определения цвета некоторым стандартным способом, не зависящим от возможностей какого-либо конкретного устройства;

2)          точно воссоздавать диапазон воспроизводимых цветов, поскольку ни одно множество цветов не является бесконечным;

3)          учитывать механизм восприятия цвета – излучение или отражение.

Большинство графических пакетов позволяет оперировать широким кругом цветовых моделей, часть из которых создана для специальных целей, а другая для особых типов красок. По принципу действия цветовые модели можно условно разбить на три класса:

1)          аддитивные (RGB), основанные на сложении цветов;

2)          субтрактивные (CMY, CMYK), основу которых составляет операция вычитания цветов (субтрактивный синтез);

3)          перцепционные (HSB, HLS, Lab, YCC), базирующиеся на восприятии.

Аддитивные цветовые модели

Аддитивный цвет получается путем соединения лучей света разных цветов. В основе этого явления лежит тот факт, что большинство цветов видимого спектра могут быть получены путем смешивания в различных пропорциях трех основных цветовых компонент. Этими компонентами, которые в теории цвета называются первичными, являются красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue). При попарном смешивании первичных цветов образуются вторичные цвета: голубой (Cyan), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow).

Для получения новых цветов с помощью аддитивного синтеза можно использовать и различные комбинации из двух основных цветов, варьирование состава которых приводит к изменению результирующего цвета.

В графических пакетах цветовая модель RGB используется для создания цветов изображения на экране монитора, основными элементами которого являются три электронных прожектора и экран с нанесенными на него тремя разными люминофорами, имеющими различные спектральные характеристики. Один люминофор под действием падающего на него электронного луча излучает красный цвет, другой – зеленый, третий – синий.

Субтрактивные цветовые модели

Для описания печатных цветов используется модель CMY, базирующаяся на субтрактивный цветах. Субтрактивные цвета получаются вычитанием вторичных цветов из общего луча света. В этой системе белый цвет появляется как результата отсутствия всех цветов, тогда как их присутствие дает черный цвет.

Существуют две наиболее распространенные версии субтрактивной модели CMY и CMYK. Первая из них используется в том случае, когда изображение будет выводиться на черно-белом принтере. В ее основе лежит использование трех вторичных цветов (голубого, пурпурного и желтого). Теоретически при смешивании трех этих цветов в равной пропорции на белой бумаге получается черный цвет. Однако в реальном технологическом процессе получение черного цвета путем смешения трех основных цветов для бумаги неэффективно. Поэтому при печати чистого черного цвета используется добавка дополнительной черной компоненты цвета. Что приводит к изменению названия цветовой модели: от CMY к CMYK.

Перцепционные цветовые модели

Для устранения аппаратной зависимости цветовых моделей был создан ряд так называемых перцепционных цветовых моделей. В их основу заложено раздельное определение яркости и цветности. Такой подход обеспечивает ряд преимуществ:

• позволяет обращаться с цветами на интуитивно понятном уровне;
• значительно упрощает проблему согласования цветов, поскольку после установки значения яркости можно заняться настройкой цвета.

Модель HSB в отличие от моделей RGB и CMYK носит абстрактный характер. Отчасти это связано с тем, что цветовой тон и насыщенность цвета нельзя измерить непосредственно. Любая форма ввода цветовой информации всегда начинается с определения красной, зеленой и синей составляющих, на базе которых затем с помощью математического пересчета получают компоненты HSB-модели.