2. Цветовые модели компьютерной графики.

Цветовые модели основаны на сложении или вычитании цветов из палитры для создания оттенков.  Цветовая модель – это стандарт представления цветов и оттенков с помощью ограниченного числа допустимых красок в полиграфии, или ограниченного количества цветовых каналов монитора. В разных цветовых моделях оттенки образуются по разным формулам. Различают следующие цветовые модели:

• М одель RGB. Аддитивные цвета

  RGB-модель называют ещё моделью аддитивных цветов (от английского add - прибавлять).  RGB-модель используется в основном для изображений, которые будут показываться на мониторе.

Монитор компьютера создает цвет непосредственно излучением света и, использует схему цветов RGB.  Цветовая модель RGB является аддитивной, то  есть  любой  цвет  представляет собой сочетание в  различной  пропорции  трех  основных  цветов  –  красного (Red), зеленого (Green), синего (Blue). Она служит основой  при создании  и обработке   компьютерной   графики,   предназначенной    для    электронного воспроизведения (на мониторе, телевизоре). Если с близкого расстояния посмотреть на экран монитора, то можно заметить, что он состоит из мельчайших точек красного, зелёного и синего цветов. Компьютер может управлять количеством света, излучаемого через любую окрашенную точку и, комбинируя различные сочетания любых цветов, может создать любой цвет. При наложении  одного  компонента основного  цвета  на  другой  яркость  суммарного  излучения  увеличивается. Совмещение трех компонентов дает  ахроматический  серый  цвет,  который  при увеличении яркости  приближается  к  белому  цвету.  При  256  градационных уровнях тона черному цвету соответствуют нулевые значения RGB,  а  белому  – максимальные, с координатами (255,255,255).  Будучи определена природой компьютерных мониторов, схема RGB является самой популярной и распространённой, но у неё есть недостаток: компьютерные рисунки не всегда должны присутствовать только на мониторе, иногда их приходится распечатывать, тогда необходимо использовать другую систему цветов - CMYK.

• Модель CMYK. Субтрактивные цвета, цветоделение

  Данная система была широко известна задолго до того, как компьютеры стали использоваться для создания графических изображений. Для разделения цветов изображения на цвета CMYK применяют компьютеры, а для полиграфии разработаны их специальные модели. Преобразование цветов из системы RGB в систему CMYK сталкивается с рядом проблем. Основная сложность заключается в том, что в разных системах цвета могут меняться. У этих систем различна сама природа получения цветов и то, что мы видим на экране мониторов никогда нельзя точно повторить при печати. В настоящее время существуют программы, которые позволяет работать непосредственно в цветах CMYK. Программы векторной графики уже надёжно обладают этой способностью, а программы растровой графики лишь в последнее время стали предоставлять пользователям средства работы с цветами CMYK и точного управления тем, как рисунок будет выглядеть при печати. Цветовая  модель  CMYK  относится  к  субтрактивным,  и  ее  используют  при подготовке публикаций к печати. Цветовыми  компонентами  CMY  служат  цвета, полученные вычитанием основных из белого: голубой (cyan) = белый - красный = зеленый + синий; пурпурный (magenta) = белый - зеленый = красный + синий; желтый (yellow) = белый - синий = красный + зеленый. Такой метод  соответствует  физической  сущности  восприятия  отраженных  от печатных оригиналов лучей. Голубой,  пурпурный  и  желтый  цвета  называются дополнительными, потому что они дополняют основные цвета до  белого.  Отсюда вытекает и главная проблема цветовой модели CMY – наложение  друг  на  друга дополнительных цветов на практике не дает чистого черного цвета.  Поэтому  в цветовую модель был включен компонент чистого черного цвета.  Так  появилась четвертая буква в аббревиатуре цветовой модели CMYK (Cyan, Magenta,  Yellow, blacK). Для печати  на  полиграфическом  оборудовании  цветное  компьютерное изображение  необходимо   разделить   на   составляющие,    соответствующие компонентам цветовой модели CMYK. Этот  процесс  называют  цветоделением.  В итоге  получают  четыре  отдельных   изображения,   содержащих  одноцветное содержимое каждого компонента  в  оригинале.  Затем  в  типографии  с  форм, созданных   на   основе   цветоделенных   пленок,   печатают    многоцветное изображение, полу чаемое наложением цветов CMYK.

• М одель L*a*b

Эта модель была создана на основе человеческого восприятия цвета. Т.е., собралась группа учёных и решила стандартизировать наше цветовосприятие, и п олучилась модель XYZ, а из неё вскоре и получилась модель L*a*b. И оказалось, что эта модель «мощнее» чем RGB и CMYK, т.е. у неё больше цветовой охват. Это означает, что в модели L*a*b есть такие цвета, которых нет в RGB, и есть такие, которых нет в CMYK, но все цвета, которые есть в моделях RGB и CMYK, есть и в L*a*b.

Единственная проблема модели в том, что она сложна для человеческого понимания. L – означает яркость, а a и b – хроматические компоненты (a – от зелёного к красному, b – от синего к жёлтому).

В 1920 году  была  разработана  цветовая  пространственная  модель  CIE  Lab (Communication Internationale de I'Eclairage  –  международная  комиссия  по совещанию. L, a, b – обозначения осей координат  в  этой  системе). Система является аппаратно независимой  и  потому  часто  применяется  для  переноса данных  между  устройствами.  В  модели  CIE  Lab  любой  цвет  определяется светлотой (L) и хроматическими компонентами: параметром  а,  изменяющимся  в диапазоне от зеленого до красного, и параметром b, изменяющимся в  диапазоне от синего до желтого. Цветовой охват модели CIE Lab значительно  превосходит возможности  мониторов  и печатных   устройств,   поэтому   перед   выводом изображения, представленного в этой модели, его приходится  преобразовывать. Данная модель  была  разработана  для  согласования  цветных  фотохимических процессов с полиграфическими. Сегодня она  является  принятым  по  умолчанию стандартом для программы Adobe Photoshop.

• Модель HSB

Ц ветовая  модель  HSB  разработана  с   максимальным   учетом  особенностей восприятия  цвета  человеком.  Она  построена  на  основе  цветового   круга  Манселла.   Цвет   описывается   тремя   компонентами:   оттенком (Hue), насыщенностью  (Saturation)  и  яркостью   (Brigfitness).   Значение   цвета выбирается как вектор,  исходящий  из  центра  окружности.  Точка  в  центре соответствует белому  цвету,  а  точки  по  периметру  окружности  – чистым спектральным цветам. Направление вектора задается в  градусах  и  определяет цветовой оттенок. Длина вектора определяет насыщенность цвета. На  отдельной оси, называемой ахроматической, задается яркость,  при этом  нулевая  точка соответствует черному цвету.  Цветовой  охват  модели  HSB  перекрывает  все известные значения реальных цветов. Модель HSB принято использовать при создании  изображений  на  компьютере  с имитацией   приемов   работы   и   инструментария   художников.   Существуют специальные программы, имитирующие кисти, перья, карандаши.  Обеспечивается имитация  работы  с  красками  и  различными   полотнами.   После   создания изображения его рекомендуется преобразовать  в  другую  цветовую  модель,  в зависимости от предполагаемого способа публикации.