Culoarea aditivului este obținută pe baza legilor lui Grassmann prin combinarea razei de lumină de diferite culori. În centrul acestui fenomen se află faptul că majoritatea culorilor spectrului vizibil pot fi obținute prin amestecarea în trei proporții diferite ale celor trei componente principale de culoare. Aceste componente, care în teoria culorii sunt uneori numite culori primare, sunt roșii. Verde și albastru (figura 3.1). La asocierea culorilor primare se formează culori secundare: albastru (cyan). Violet (Magenta) și galben (Galben). Trebuie notat că culorile primare și secundare se referă la culorile de bază.
Culorile de bază sunt numite culori, cu care puteți obține aproape întregul spectru de culori vizibile.
Pentru a obține culori noi prin sinteza aditivilor, este posibil să se utilizeze combinații diferite de două culori primare, variația în compoziție conducând la o schimbare a culorii rezultate. În Fig. 3.2 prezintă o schemă de obținere a culorilor noi pe baza a două culori primare prin utilizarea surselor de culori verzi și roșii, intensitatea fiecăruia putând fi controlată prin intermediul unui filtru. Puteți observa că proporțiile egale de culori primare dau o culoare galbenă (1, 2); Reducerea amestecului de intensitate a culorii verzi la aceeași intensitate de culoare roșie permite sinteza culorii portocalii (3, 4); schemele colorimetrice similare permit crearea de culori galbene și portocalii sub forma unui punct geometric de puncte de culoare - un locus (2, 4). Cu toate acestea, în acest fel nu puteți obține anumite culori, de exemplu albastru, pentru crearea cărora aveți nevoie de o a treia culoare primară - albastră (Figura 3.3).
Fig. 3.1. Principiul modelului de culoare aditiv RGB. Prin proiectarea a trei culori: roșu, albastru și verde pe o suprafață ușoară, puteți obține majoritatea culorilor spectrului vizibil. Atunci când trei culori pure sunt amestecate, se obține o culoare albă
Fig. 3.2. Sinteza aditivilor de culori noi bazate pe un procent diferit de cele două culori primare: roșu și verde
Culorile primare sau aditivile folosite pentru a construi modelul RGB au un alt nume. Uneori, pentru a sublinia faptul că, atunci când se adaugă lumină, intensitatea culorii crește, acest model se numește aditiv. Această abundență de termeni utilizați pentru a descrie RGB-model, datorită faptului că a apărut cu mult înainte de computer și fiecare zonă a utilizării sale a contribuit la terminologia.
Fig. 3.3. Culorile (stânga) și cele colorimetrice (dreapta) pentru obținerea spațiului de culoare al modelului RGB folosind trei culori primare. Latura triunghiului formează un set de culori spectrale pure (locus)
Matematic, modelul de culoare RGB este cel mai convenabil reprezentat ca un cub (Figura 3.4, 1). În acest caz, fiecare punct spațial este determinat în mod unic prin valorile coordonatelor X, Y și Z. Dacă axa X este componenta roșie, pe axa Y - verde, iar pe axa Z - albastru, atunci fiecare culoare poate asocia un punct din interiorul cubului.
Folosind acest model, orice culoare poate fi reprezentată în spațiul de culoare folosind un vector descris de ecuația: cC = rR + gG + bB.
Ecuația este identică cu ecuația unui vector liber în spațiul considerat în algebra vectorială. În acest caz, direcția vectorului caracterizează cromaticitatea, iar modulul său exprimă strălucirea.
On (axa acromatice) diagonală care leagă punctul cu coordonatele (R, G, B) = (0,0,0) și (R, G, B) = (255,255,255). există gradații diferite de gri, pentru care valorile componentelor roșii, verzi și albastre sunt aceleași. În Fig. 3.4.2 prezintă un exemplu de implementare practică a modelului RGB în programul Corel PHOTO-PAINT 9.
Fig. 3.4. Reprezentări ale modelului RGB sub forma unui cub; 1) schema modelului; 2) implementarea practică a modelului RGB în caseta de dialog "Paint Color" (vopsea color) "pachet Corel PHOTO-PAINT
Câțiva termeni speciali
În jurnalele moderne speciale, se folosesc adesea concepte precum triunghiul color, diagrama cromaticității, locusul, acoperirea culorilor. În această secțiune, vom încerca să înțelegem esența și scopul acestor termeni folosind modelul RGB (deși acest lucru se poate face pe baza oricărui alt model de culoare).
Să începem să ne gândim la aceste concepte de la principiul formării planului de culori unice. Planul de culori unice (Q) (figura 3.5) trece prin valorile luminoase ale culorilor primare selectate pe axele luminozității.
O singură culoare în colorimetrie este o culoare a cărei sumă de coordonate (sau, într-un alt mod, modulul de culoare r) este 1.
Fig. 3.5. Planul de culori unice și formarea unui triunghi color
La fiecare punct al planului unităților de culori (Q) corespunde o urmă a vectorului de culoare care penetrează planul la punctul corespunzător la o distanță de centrul coordonatelor:
În consecință, cromaticitatea oricărei radiații poate fi reprezentată pe plan într-un singur punct. Vă puteți imagina un punct corespunzător culorii albe (B). Se formează prin intersecția axei achromatice cu planul Q (Figura 3.5).
La vârfurile triunghiului sunt punctele culorilor primare. Determinarea punctelor de culoare obținute prin amestecarea celor trei principale se face în conformitate cu regula adunării grafice. Prin urmare, acest triunghi este numit triunghi color sau o diagramă de cromaticitate. Adesea în literatură există un alt nume - locus, care poate fi interpretat ca un loc geometric al tuturor culorilor reproduse de acest dispozitiv.
În colorimetrie, pentru a descrie cromaticitatea, nu este nevoie să recurgeți la reprezentări spațiale. Este suficient să folosiți planul triunghiului color (Figura 3.5). În ea, poziția unui punct de orice culoare poate fi specificată numai de două coordonate. Al treilea este ușor de găsit de celelalte două, deoarece suma coordonatelor (sau modulului) de cromaticitate este întotdeauna 1. Prin urmare, orice pereche de coordonate de cromaticitate poate servi ca coordonate ale unui punct într-un sistem de coordonate dreptunghiular pe plan.
Deci, am aflat că culoarea poate fi exprimată grafic ca un vector în spațiu sau ca punct în interiorul triunghiului color.
De ce modelul RGB cum ar fi computerul?
Pachetele de grafică model de culoare RGB este utilizat pentru a crea culorile afișate pe ecranul monitorului, principalele elemente din care sunt trei dintre arma de electroni, iar ecranul este acoperit cu un trei phosphors diferite (Fig. 3.6,1). La fel ca pigmenții vizibili ai celor trei tipuri de conuri, acești fosfor au caracteristici spectrale diferite. Dar spre deosebire de ochiul ei nu absoarbe, dar emit lumina. Un fosfor sub acțiunea incidentului de fascicul de electroni emite o culoare roșie, celălalt - verde și al treilea - albastru.
Fig. 3.6. Inima monitorului este excitarea a trei tipuri de fosfor de către un fascicul de electroni (1); Ecranul monitorului este alcătuit din mai multe triade de puncte mici de roșu, verde și albastru, numite pixeli (2)
Pentru a atribui culoarea și luminozitatea punctelor care formează imaginea monitorului, trebuie să setați valorile intensității pentru fiecare componentă a elementului RGB (pixel). În acest proces, valorile intensității sunt folosite pentru a controla puterea a trei proiectoare electronice care excită tipul de fosfor corespunzător. În același timp, numărul gradărilor de intensitate determină rezoluția culorilor sau, adică adâncimea de culoare, care caracterizează numărul maxim de culori reproduse. În Fig. 3.7 prezintă schema de formare a culorii pe 24 de biți, care oferă capacitatea de a reproduce 256x256x256 = 16,7 milioane de culori.
Fig. 3.7. Fiecare dintre cele trei componente color ale triadei RGB poate lua una din 256 valori discrete - de la intensitatea maximă (255) la intensitatea zero corespunzătoare culorii negre
În Fig. 3.8 ilustrează producția a șase (de 16,7 milioane) culori prin intermediul sintezei aditivilor. Așa cum am menționat mai devreme, în cazul în care toate cele trei componente de culoare au intensitatea maximă, culoarea rezultată pare a fi albă. Dacă toate componentele au intensitate zero, culoarea rezultată este pură.
Fig. 3.8. O ilustrare a formării a 6 din 16,7 milioane de culori posibile prin modificarea intensităților fiecăreia dintre cele trei componente R, G și B ale modelului de culoare RGB
Limitările modelului RGB
În ciuda faptului că modelul color al RGB este destul de simplu și evident, cu aplicația sa practică există două probleme serioase:
· Restricție de acoperire a culorilor.
Prima problemă este legată de faptul că culoarea rezultată din amestecarea componentelor de culoare RGB ale unui element depinde de tipul de fosfor. Și, la fel ca în producția tehnologiei moderne tuburi de imagine sunt folosite diferite tipuri de fosforescente, instalarea de aceeași intensitate a fasciculului de electroni în cazul diferitelor forme de fosfor duce la sinteza de diferite culori. De exemplu, dacă se aplică anumite trei valori RGB la electronica monitorului, spune R = 98. G = 127 și B = 201. atunci este imposibil să spun fără echivoc care va fi rezultatul amestecării. Aceste valori specifică numai intensitatea excitației a trei fosforuri ale unui element de imagine. Ce culoare se obține în acest caz depinde de compoziția spectrală a luminii emise de fosfor. Prin urmare, în cazul sintezei aditivului pentru a identifica în mod unic de culoare, împreună cu instalarea unei triade a valorilor intensităților necesare pentru cunoașterea caracteristicilor spectrale ale fosfor.
Există și alte motive care duc la dependența hardware a modelului RGB, chiar și pentru monitoarele produse de același producător. Acest lucru se datorează, în special, faptului că, în timpul operațiunii, fosforul îmbătrânește și se modifică caracteristicile de emisie ale proiectoarelor electronice. Pentru a elimina (sau minimiza) dependența modelului RGB de hardware, se folosesc diverse dispozitive și programe de calibrare, principiul de funcționare și principalele tipuri vor fi discutate mai târziu în Capitolul 4. Colorgamut este o gamă de culori pe care o persoană le poate distinge sau reproduceți dispozitivul indiferent de mecanismul de obținere a culorii (radiație sau reflexie).
Acoperirea limitată a culorii se explică prin faptul că, cu ajutorul sintezei aditivilor, este practic imposibil să se obțină toate culorile spectrului vizibil (acest lucru este dovedit teoretic!). În special, unele culori, cum ar fi pur albastru sau galben pur, nu pot fi recreate cu exactitate pe ecran. Dar, în ciuda faptului că ochiul uman este capabil să distingă culorile mai mult decât un monitor, modelul RGB este suficient pentru a crea culorile și nuanțele necesare reproducerii imaginilor fotorealiste pe ecranul computerului.
sRGB - versiune standardizată a spațiului de culoare RGB
Așa cum ați realizat în mod evident, principalul dezavantaj al modelului RGB constă în blurriness sale. Acest lucru se datorează faptului că, în practică, modelul RGB caracterizează spațiul de culoare al unui anumit dispozitiv, de exemplu, un monitor sau un scaner. Avem nevoie de un numitor comun.
Cu toate acestea, orice spațiu RGB poate fi făcut standard. Pentru aceasta este necesar
Deși modelul sRGB este destul de potrivit pentru crearea de imagini web sau imprimarea pe imprimante cu jet de cerneală ieftine, datorită gamei insuficiente de valori din părțile verzi și albastre ale spectrului, acesta nu este potrivit pentru imprimarea cu o calitate profesională.
Fig. 3.9. Opțiunile de spațiu de culoare RGB
În Fig. 3.9 prezintă următoarele variante ale spațiilor de culoare RGB:
· Wide-GamutRGB (RGB cu interval extins) - bazat pe valori pure pentru culorile roșu, verde și albastru, are o acoperire foarte largă, care poate fi reprezentată numai în fișiere de imagini pe 48 de biți;
· SRGB (așa-numitul standard RGB - standard RGB) - se bazează pe gama de culori a unui monitor VGA de tip low-end tipic.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: