Лекция 1: Типы компьютерной графики. Основные понятия растровой графики. Цветовые модели

Цветовая модель RGB (по первым буквам слов Red (Красный), Green (Зеленый) и Blue (Синий))

Множество оттенков цветов мы различаем оттого, что излучается свет определенных длин волн.

К излучаемым цветам можно отнести, например, белый свет, цвета на экране телевизора, монитора и так далее. Основными считаются три: красный, зеленый и синий.

Цветовая модель RGB представляется в виде трехмерного графика: куба, у которого нулевая точка - черный цвет (излучение отсутствует) - (0, 0, 0). Каждая координата отражает вклад каждой составляющей в результирующий цвет в диапазоне от 0 до 255 (уровень серого в каждом цветовом канале). Точка с максимальными значениями (255, 255, 255) представляет белый цвет. По диагонали, соединяющей эти точки, располагаются серые оттенки, так как значения трех составляющих одинаковы (23, 23, 23), (130, 130, 130) и т. д.). Этот диапазон называют серой шкалой (grayscale). Три вершины куба дают чистые исходные цвета (255, 0, 0), (0, 255, 0), (0, 0, 255), остальные три отражают двойные смешения исходных цветов: из красного и зеленого получается желтый (255, 255, 0), из зеленого и синего - голубой (0, 255, 255), а из красного и синего - пурпурный (255, 0, 255).

Рис. 1.6. Основные цвета модели RGB

Вернемся к 16,7 миллионам оттенков цвета в одноименной палитре: для нашего глаза оттенки цвета, описываемые координатами (0, 0, 1), (0, 1, 0) и даже (3, 6, 4), будут неразличимы; но компьютер их воспринимает как различные. Совокупность всех значений координат дает более 16 млн оттенков (224 = 16 777 216).

Данная цветовая модель применяется в качестве основной во всех компьютерных системах.

Соответственно в этой модели доступны максимальные возможности редактирования изображения.

Цветовая модель CMYK (Сyan (голубой), Magenta (пурпурный), Yellow (желтый), Key ("ключевой"))

Данная модель описывает реальные полиграфические краски. Основных красок три: Сyan (голубой), Magenta (пурпурный), Yelloy (желтый). Они составляют полиграфическую триаду (process colors). Каждому пикселу в CMYK-изображении присваиваются значения, определяющие процентное содержание триадных красок. Нулевые значения составляющих дают белый цвет (бумага), максимальные значения должны давать черный, их равные значения - оттенки серого.

Рис. 1.7. Триада основных цветов модели CMYK

Полиграфические краски не так идеальны, как луч света. Смешение трех основных красок не синтезирует чистый черный цвет, поэтому в число основных полиграфических красок была внесена черная краска: буква K - это сокращение от слова "Key" ("основной", "ключевой"). От черного цвета в значительной степени зависит общая резкость оттисков.

Эта модель применяется только в полиграфическом производстве, поэтому перевод в нее всегда осуществляется на последних этапах обработки изображения. Модели RGB и CMYK хотя и связаны друг с другом, однако их взаимные переходы друг в друга никогда не происходят без потерь.

Цветовая модель HSB (Цветовой оттенок (Hue), Насыщенность (Saturation), Яркость (Brightness))

Модель HSB согласуется с восприятием цвета человеком: цветовой тон - эквивалент длины волны, насыщенность - интенсивность волны, а яркость - количество света. Эта модель считается самой удобной в подборе цвета для пользователя (при выборе мы в любой программе фактически пользуемся этой моделью, а не вводим цифровые характеристики цвета - (рис. 1.8.).

Однако эта модель является абстрактной, поскольку не существует технических средств для непосредственного измерения цветового тона и насыщенности. Она не образует цветовых каналов в документе (сохранить документ в этой цветовой модели нельзя).

Цвет может быть представлен в природе, на экране монитора, на бумаге. Во всех случаях возможный диапазон цветов, или цветовой охват (gamut), будет разным. Самый широкий охват - в природе, он ограничивается только возможностями человеческого зрения. Часть из того, что существует в природе, может передать монитор. Часть из того, что передает монитор, можно напечатать (например, при полиграфическом исполнении плохо передаются цвета с очень низкой плотностью).

Рис. 1.8. Модель HSB дает пользователю удобство выбора цветового тона

Примерные вопросы для контроля

1. Каковы основные типы компьютерных изображений?
2. Из чего состоят векторные изображения?
3. Где применяются векторные изображения?
4. Где применяются растровые изображения?
5. Каков основной наименьший элемент растрового изображения?
6. Дайте характеристики (две) пиксела
7. Что такое разрешение растрового изображения? В чем оно измеряется?
8. Как подобрать разрешение изображения для определенной цели (на экран компьютера, для вывода на принтер)?
9. Что такое глубина цвета? В каких единицах она измеряется?
10. Как соотносятся друг с другом разрешение и глубина цвета?
11. От чего зависит объем (размер файла на диске) растрового изображения?
12. Какие цветовые модели вы знаете?
13. Где применяется модель цвета CMYK?
14. Можно ли сохранить файл в цветовой модели HSB?