Управление цветом в компьютерной графике.

Законы Гроссмана (синтеза цвета)

Первые исследования – Исаака Ньютона:

• цвета содержатся в свете как самостоятельно существующие

• цвета не есть результат взаимодействия с природными объектами

• свет является субстанцией (свет материален)

Современная теория цвета Г. Гроссмана (1853 год):

• закон трехмерности

Любой цвет можно выразить 3 цветами, если они линейно независимы (не могут быть получены сложением двух других цветов)

• закон непрерывности

При непрерывном изменении излучения цвет изменяется также непрерывно

• закон аддитивности

Цвет смеси излучений зависит только от цветов, но не только спектрального состава

Понятие аддитивные и субтрактивные цвета.

Восприятия цвета излучения и отражения происходит по разному. Восприятие цвета излучения сводится к сложению цветов (белый цвет).

Цвета, которые имея наибольшую при наложении друг на друга дают белый цвет называются аддитивными и характерны для излучения. Отражающая поверхность поглощает цвет.

Тогда 3 первичных цвета имеющих наибольшую интенсивность наложения друг на друга дают черный цвет. Такие цвета называются субтрактивными и характерны для отражающих цветов.

Модели цветов.

Моделью цвета называют описание способа получения любого оттенка с помощью параметров описывающих этот цвет. В модель могут быть добавлены другие параметры, учитывающие освещенность, яркость.

Модель RGB использует 3 параметра, кодирующие интенсивность Красного, Зеленого и Синего. Эта модель аддитивная и аппаратно зависима.

Модель CMY – модель, основанная на Голубом, Малиновом и Желтом. Это модель с субтрактивными цветами и аппаратно зависима. Позволяет получить меньшее число оттенков.

Цветовой круг.

- это средство управления цветом. Цвет можно выбрать просто щелчком мыши.

Цветовые круги/прямоугольники часто используются в качестве элементов управления цветом в графических редакторах.

Влияние освещенности на восприятие цвета и его учет в цветовых моделях.

Влияние освещенности на восприятие цвета можно отследить на листве деревьев:

• при неярком освещении – насыщенно зеленый

• сумерки – темно-зеленый, переходящий в черный

• при ярком освещении – ярко-зеленый, переходящий в белый

Изначально в цветовых моделях учитывается только насыщенность. При уменьшении освещенности приглушает разницу оттенка цвета от какого-то среднего значения. Поэтому в современных моделях цвета появилась яркость и освещенность.

Примеры: двумерный круг Ньютона, модели CMYK, HSB, HLS, Lab.

Наиболее простой моделью является двумерный круг Ньютона. Он состоит из множества кругов Освальда, построенных для разных яркостей освещения. Они образуют многослойную структуру. По вертикали – яркость. По кругу – изменение цветового тона. По радиусу – насыщенность цвета.

Цветовая модель CMYK (модель полиграфиста).

Ее недостаток – пренебрежение влиянием освещенности на восприятие цвета.

Дополнительная координата «К», задающая восприятие оттенка от белого к черному.

Цветовая модель HSV (HSB).

Имеет 2 представления: цилиндрическое и коническое.

Цветовой тон задается координатами и откладывается по кругу (от 0° до 360°, в баллах 0-100 либо 0-239). Насыщенность задается координатой «S» по радиусу (0-100). Яркость задается координатой «V(B)» 0-100. Является нелинейным преобразованием RGB. Аппаратно зависима.

Цветовая модель HSL (HSV).

Описывается цилиндрами.

H – цветовой тон – 0-360

S – насыщенность – 0-100

L – светлота – 0-100

Модель учитывает не только затемнение цветовых оттенков до черного цвета при недостаточном освещении, но и выцветание цветов до белого при ярком освещении.

Цвета, соответствующие пределам яркости в модели HSV получаются в модели HSL при половинной светлоте.

Цветовая модель Lab.

Модель основана на 3 параметрах:

L – яркость – 0-100

A – цветовой параметр, меняющийся от Зеленого к Малиновому через серый.

B – цветовой параметр, меняющийся от Синего к Желтому через серый.

На оси цилиндра нанесены точки серого цвета различной яркости. Позволяет регулировать яркость не затрагивая цветовой тон. Имеет самый широкий цветовой охват. Аппаратно независима.

Цветовая модель Grayscale.

Используется для черно-белых устройств. Предполагает воспроизведение множества оттенков серого цвета.

Индексированные (плашечные) цвета.

Обеспечивает передачу 256 цветов.

Цвета размещены в таблице (палитре) переменной емкости. Каждый цвет имеет свой номер в одномерной таблице. Их 3 вида:

• перцепционная палитра – палитра цветов, наиболее восприимчивых для глаза

• адаптивная палитра – палитра цветов, окрашивающая наибольшее число пикселов

• селективная палитра – аналогичная перцепционной, но при правильных равных условиях принимает цвета, наиболее часто встречающиеся в изображении

Управление цветами в приложениях.

• Цвет в палитре указывается мышью в таблице

• Цвет указывается мышью посредством выбора соответствующего многоугольника в сотообразном многоугольнике

• Цвет указывается мышью посредством квадратного маркера по цветовому кругу/прямоугольнику и треугольным маркером по шкале яркости

• Сочетание цветового круга с текстовыми окнами, в которых числами задается интенсивность цветов

• Задание цвета шестнадцатизначным шестиразрядным кодом (#FFFFFF)

Сглаживание цветов – способ передачи цветов, несуществующих в палитре, достигается чередованием окраски смежных пикселов цветами палитры.

Способы сглаживания цветов.

1. Узор – правильная последовательность чередования цветов пикселов.

2. Диффузия – создание последовательности цветов.

3. Шум – неупорядоченное чередования пикселов.

Графические редакторы и приемы работы с ними.

Существует множество графических редакторов, возможности которых определяются их назначением.

Простейшие: Paint, Paint.NET, MS Office.

Мощные: Corel DRAW, Adobe Photoshop, Adobe Illustrator.

Для подготовки печатной продукции применяются настольные издательские системы: Page Maker, Corel VENTURA и MS Publisher.

Программы для работы с анимацией: Image Ready, Adobe Flash.

Системы автоматизированного проектирования: AutoCAD и Компас.

Также имеются конверторы графических файлов и программы преобразования растровых файлов в векторные.