Цветовые модели. Общие понятия. Виды цветовых моделей. Способы описания цвета

Итак, мы выяснили, что цвет графически можно выразить в виде вектора в пространстве или в виде точки, лежащей внутри треугольника цветности.

Модель RGB (Red - Красный, Green - Зеленый, Blue - Синий) описывает излучаемые цвета. Базовыми компонентами модели являются три цвета лучей - красный, зеленый, синий. При восприятии цвета человеком именно они непосредственно воспринимаются глазом. Остальные цвета представляют собой смешение трех базовых в разных соотношениях. Каждая составляющая может изменяться в пределах от 0 до 255, как было рассмотрено в предыдущей главе. Такой способ предоставляет доступ ко всем 16 миллионам цветов. При сложении (смешении) двух лучей основных цветов результат оказывается светлее, чем отдельные составляющие. Цвета этого типа называются аддитивными. Эта модель используется во всех мониторах, проекторах и других устройствах, которые излучают или фильтруют свет, включая телевизоры, кинопроекторы и цветные прожекторы. Web-дизайнер в своей работе ориентируется на такое устройство вывода, как монитор, поэтому мы будем учиться работать в основном с изображениями в модели RGB. Напомню, что она является трехканальной (имеет три составляющие) и 24-битной (цвет одного пиксела представляется 24 битами - по байту на канал).

Цветовое пространство модели удобно представить в виде цветового куба. По осям координат откладываются значения цветовых каналов. Каждый из них может принимать значения от нуля (нет света) до максимального (наибольшая яркость света). Внутренняя часть образовавшегося куба содержит все цвета модели. В начале координат значения каналов равны нулю (черный цвет). В противоположной точке смешиваются максимальные значения каналов, образуя белый цвет. На линии, соединяющей эти точки, располагаются смеси равных значений каналов, образуя серые оттенки от черного до белого - серую шкалу. Три вершины куба дают чистые исходные цвета, остальные три отражают двойные смешения исходных цветов. В обычном RGB-изображении каждый цветовой канал и серая шкала имеют 256 градаций (оттенков).

Изображение, созданное  в цветовой модели RGB, может быть сохранено в любом графическом  формате, поддерживаемом программой Photoshop, кроме формата GIF.

Недостатком режима RGB является то, что  далеко не все цвета, которые могут  быть в нем созданы, можно вывести  на печать. Избежать потери цветов можно, редактируя изображение в режиме CMYK.

Почему RGB-модель нравится компьютеру?

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 (рис. 3.6,1). Точно так же, как и зрительные пигменты трех типов колбочек, эти люминофоры имеют разные спектральные характеристики. Но в отличие от глаза они не поглощают, а излучают свет. Один люминофор под действием попадающего на него электронного луча излучает красный цвет, другой — зеленый и третий — синий.

Мельчайший элемент изображения, воспроизводимый компьютером, называется пикселом (pixel от pixture element). При работе с низким разрешением отдельные пикселы не видны. Однако если вы будете рассматривать белый экран включенного монитора через лупу, то увидите, что он состоит из множества отдельных точек красного, зеленого и синего цветов (рис. 3.6, 2), объединенных в RGB-элементы в виде триад основных точек. Цвет каждого из воспроизводимых кинескопом пикселов (RGB-элементов изображения) получается в результате смешивания красного, синего и зеленого цветов входящих в него трех люминофорных точек. При просмотре изображения на экране с некоторого расстояния эти цветовые составляющие RGB-элементов сливаются, создавая иллюзию результирующего цвета.  

 

Рис. 3.6. В основе работы монитора лежит возбуждение с помощью электронного пучка трех типов фосфоров (1); экран монитора состоит из множества триад маленьких точек красного, зеленого и синего цвета, называемых пикселами (2)

Для назначения цвета и яркости  точек, формирующих изображение  монитора, нужно задать значения интенсивностей для каждой из составляющих RGB-элемента (пиксела). В этом процессе значения интенсивностей используются для управления мощностью трех электронных прожекторов, возбуждающих свечение соответствующего типа люминофора. В то же время число градаций интенсивности определяет цветовое разрешение, или, иначе, глубину цвета, которые характеризуют максимальное количество воспроизводимых цветов. На рис. 3.7 приведена схема формирования 24-битового цвета, обеспечивающая возможность воспроизведения 256х256х256=16,7 млн цветов.

Последние версии профессиональных графических  редакторов (таких, как, например, CorelDRAW 9, Corel Photo-Paint 9, Photoshop 5.5) наряду со стандартной 8-битовой глубиной цвета поддерживают 16-битовую глубину цвета, которая позволяет воспроизводить 65 536 оттенков серого.

Рис. 3.7. Каждый из трех цветовых компонентов RGB-триады может принимать одно из 256 дискретных значений — от максимальной интенсивности (255) до нулевой интенсивности, соответствующей черному цвету

На рис. 3.8 приведена иллюстрация  получения с помощью аддитивного  синтеза шести (из 16,7 млн) цветов. Как уже упоминалось ранее, в случае, когда все три цветовые компоненты имеют максимальную интенсивность, результирующий цвет кажется белым. Если все компоненты имеют нулевую интенсивность, то результирующий цвет — чистый черный.

Рис. 3.8. Иллюстрация формирования 6 из 16,7 млн возможных цветов путем вариации интенсивностей каждой из трех компонентов R, G и В цветовой модели RGB

Ограничения RGB-модели

Несмотря на то что цветовая модель RGB достаточно проста и наглядна, при ее практическом применении возникают две серьезные проблемы:

·         аппаратная зависимость;

·         ограничение цветового охвата.

Первая проблема связана с тем, что цвет, возникающий в результате смешения цветовых составляющих RGB элемента, зависит от типа люминофора. А поскольку в технологии производства современных кинескопов находят применение разные типы люминофоров, то установка одних и тех же интенсивностей электронных лучей в случае различных люминофоров приведет к синтезу разного цвета. Например, если на электронный блок монитора подать определенную тройку RGB-значений, скажем R=98, G=127 и В=201, то нельзя однозначно сказать, каков будет результат смешивания. Эти значения всего лишь задают интенсивности возбуждения трех люминофоров одного элемента изображения. Какой получится при этом цвет, зависит от спектрального состава излучаемого люминофором света. Поэтому в случае аддитивного синтеза для однозначного определения цвета наряду с установкой триады значений интенсивностей необходимо знать спектральную характеристику люминофора.

Существуют и другие причины, приводящие к аппаратной зависимости RGB-модели даже для мониторов, выпускаемых одним и тем же производителем. Это связано, в частности, с тем, что в процессе эксплуатации происходит старение люминофора и изменение эмиссионных характеристик электронных прожекторов. Для устранения (или по крайней мере минимизации) зависимости RGB-модели от аппаратных средств используются различные устройства и программы градуировки, принцип действия и основные типы которых будут рассмотрены далее в главе 4. Цветовой охват (color gamut) — это диапазон цветов, который может различать человек или воспроизводить устройство независимо от механизма получения цвета (излучения или отражения).

Ограниченность цветового  охвата объясняется тем, что с помощью аддитивного синтеза принципиально невозможно получить все цвета видимого спектра (это доказано теоретически!). В частности, некоторые цвета, такие как чистый голубой или чистый желтый, не могут быть точно воссозданы на экране. Но несмотря на то, что человеческий глаз способен различать цветов больше, чем монитор, RGB-модели вполне достаточно для создания цветов и оттенков, необходимых для воспроизводства фотореалистических изображений на экране вашего компьютера.

sRGB — стандартизированный вариант RGB-цветового пространства

Как вы уже, очевидно, поняли, главный недостаток RGB-модели заключается в ее размытости. Это обусловлено тем, что на практике RGB-модель характеризует цветовое пространство конкретного устройства, например монитора или сканера. Нужен какой-то общий знаменатель.

Тем не менее любое RGB-пространство можно сделать стандартным. Для этого надо всего лишь однозначно определить его. Например, в Photoshop 5 предлагается целых девять заранее определенных вариантов (три из них приведены на рис. 3.9), важ-ное место среди которых занимает стандартное цветовое пространство для Интернета — sRGB (так называемое standard RGB — стандартное RGB). По инициативе двух фирм — Microsoft и HP — оно стандартизировано и соответствует цветовому пространству типичного монитора VGA низшего класса. Сегодня это пространство является альтернативой системам управления цветом, использующим ICC-профили (подробнее эта технология будет рассмотрена далее в главе 4), предназначенные для описания цветового охвата устройств, которые входят в состав настольных издательских систем. В отличие от последних для пользователя Интернета важны простота и компактность файлов. Вряд ли вам понравится получать по сети двухмегабайтный (и даже двухкилобайтный) профиль с каждой картинкой (хотя спецификация ICC 1:1998-09 позволяет встраивать профили даже в изображения в формате GIF). Идея стандартного RGB-пространства настольно привлекательна, что даже Adobe Systems включила его в состав своих продуктов. Например, Photoshop 5.0 открывает RGB-файлы, не содержащие ICC-профиля, как sRGB.

Хотя sRGB-модель вполне подойдет для создания web-изображений  или печати на недорогих струйных принтерах, из-за недостаточно широкого диапазона значений в зеленой и голубой частях спектра она не годится для печати с профессиональным качеством.

Рис. 3.9. Варианты цветовых пространств RGB

На рис. 3.9 представлены следующие  варианты цветовых пространств  RGB:

·         Wide-Gamut RGB (RGB с расширенным диапазоном) — основано на чистых значениях для красного, зеленого и синего цветов, обладает очень широким охватом, который может быть представлен лишь в 48-разрядных файлах изображений;

·         Adobe RGB (1998) — основано на одном из стандартов, предложенных для телевидения высокой четкости (High Definition TV, HDTV);

·         sRGB (так называемое standard RGB — стандартное RGB) — основано на цветовом диапазоне типичного монитора VGA низшего класса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Применение различных  эффектов в векторной графике  к растровому изображению (не  менее пяти эффектов).

2.1 Пылающий текст

1. Создайте новый документ размером 400 х 400 пикселей. В настройках укажите Цветовой режим - Градации серого (Grayscale). В палитре каналов создайте новый канал и инструментом Горизонтальный текст (Horizontal Type Tool) создайте текст белого цвета. Когда вы закончите, нажмите Ctrl+A, назовите этот канал ‘Base’.

 

2. Сделайте копию канала ‘Base’. Поверните холст на 90 градусов по часовой стрелке  
(Rotate - 90 CW). Снимите выделение, нажав Ctrl+D. Примените фильтр Ветер (Wind Filter). В настройках укажите Метод: Ураган (Blast) и Направление: Слева (Direction:From the Left). Повторите этот процесс несколько раз пока не добьётесь нужной длины пламени. Я проделывал это три раза.

 

3. Теперь нажмите Ctrl+A и поверните ваш текст обратно против часовой стрелки  
(Rotate - 90 CCW). Примените фильтр Размытие по гауссу (Gaussian Blur Filter). Введите значение – 3 пикселя.

4. Увеличим пламя при помощи фильтра Размытие в движении (Motion Blur Filer), установите Расстояние (Distance) - 20 пикселей и Угол (Angle) - 79. Дальше примените фильтр Волна  
(Wave Filter) и настройте, как показано ниже:

 

5. Теперь примените фильтр Океанские волны (Ocean Ripple Filter), добавим немного текстуры нашему огню. Размер волн (Ripple Size) - 15 и Сила волн (Ripple Magnitude) - 2.

 

6. Теперь нам нужно будет копировать канал ‘Base’ в слой Layer 1. Для этого нажмите Ctrl+A, Ctrl+C, Ctrl+~, Ctrl+V, после перейдите в палитру слоёв и объедините слои Layer 1 и фоновый слой при помощи Ctrl+E. Теперь время для добавления цвета нашему изображению. Перейдите в меню Изображеин»Режим»Индексированные цвета (Image>Mode>Indexed Color), после Изображение»Режим»Таблица цветов (Image>Mode>Color Table) и выберите режим Чёрное тело (Black Body), после переключитесь обратно в RGB Mode вот так - Изображение»Режим»RGB (Image>Mode>RGB Color).

 

7. Сделайте выделение канала ‘Base’ (Ctrl+Click) и перейдите в палитру слоёв. Создайте новый слой (Create New Layer), залейте выделение чёрным цветом (нажмите D и потом Alt+Backspace)

Получим результат:

 

 

 

 

2.2 Светящийся текст

1. Создайте новый документ размером 600х400 пикселей с чёрным фоном. 
Используйте инструмент Горизонтальный текст (Horizontal Type Tool) и напишите свой текст.

 

2. Теперь примените следующие стили слоя (Layer Style - Blending Options): 
Отбросить тень (Drop Shadow):

 

Внутренняя тень (Inner Shadow):

 

Наложение цвета (Color Overlay):

 

Сделайте копию слоя с текстом (правый клик на слое»копировать слой). Откройте этот слой-копию. 
Выберите нижний слой с текстом как рабочий.

 

3. Далее перейдите в меню Слой»Объединить видимые (Layer->Merge Visible) 

 

4. Примените фильтр (Polar Coordinates Filter). Выберите значение - Полярные в прямоугольные (Polar to Rectangular)