Цветовые модели

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

Назначение цветовой модели - дать средства описания цвета в пределах некоторого цветового охвата, в том числе и для выполнения интерполяции цветов. Наиболее часто в компьютерной графике используются модели RGB, CMY, YIQ, HSB, HSV и HLS.

RGB (Red, Green, Blue - красный, зеленый, синий) - аппаратно-ориентированная модель, используемая в дисплеях для аддитивного формирования оттенков самосветящихся объектов (пикселов экрана). Система координат RGB - куб с началом отсчета (0,0,0), соответствующим черному цвету (см. рис. 1). Максимальное значение RGB - (1,1,1) соответствует белому цвету.

 

Рис. 1: Цветовой куб модели RGB

 

В компьютерной технике эта цветовая модель используется для создания цветов изображения на экране монитора путем пропускания электронного луча через красный, зеленый и синий люминофоры. Причем для получения каждого основного цвета используется своя электронная пушка. Величины цветовых параметров R, G и B изменяются в пределах 0 - 255. Так, если послать на монитор цветовой сигнал R 255 ,G 0, B 255 (интенсивность красного - 255, зеленого - 0 и синего - 255), то на любом хорошо откалиброванном мониторе теоретически должен появиться один и тот же цвет (в данном случае, пурпурный).

CMY (Cyan, Magenta, Yellow - голубой, пурпурный, желтый) - аппаратно-ориентированная модель, используемая в полиграфии для субтрактивного формирования оттенков, основанного на вычитании слоем краски части падающего светового потока. Цвета модели CMY являются дополнительными к цветам модели RGB, т.е. дополняющими их до белого. Таким образом система координат CMY - тот же куб, что и для RGB, но с началом отсчета в точке с RGB координатами (1,1,1), соответствующей белому цвету. Цветовой куб модели CMY показан на рис. 2. Преобразования между пространствами RGB и CMY определяются следующим образом:

(1)

Причем единичный вектор-строка в модели RGB - представление белого цвета, а в модели CMY - черного.

 

 

Рис. 2: Цветовой куб модели CMY

Эта цветовая модель используется в том случае, если изображение или рисунок будут выводиться на трехцветном принтере или при печати цветных изображений с помощью четырехкрасочного процесса с цветоделением. Система субтрактивных цветов работает с отраженным светом, например от листа бумаги. Иногда в качестве синонима термина субтрактивная используют термин исключающая. Происхождение этого названия связано с тем фактом, что при добавлении красителей интенсивность отраженного света уменьшается, поскольку свет поглощается тем больше, чем больше красителя нанесено на поверхность. При смешивании трех основных субтрактивных цветов на белой бумаге в равной пропорции должен получаться черный цвет. Однако, в действительности этот цвет выглядит темно-коричневым, потому что типографские краски поглощают свет не полностью. Каждый из основных цветов CMY цветовой модели допускает 255 градаций яркости, что соответствует 24-битовой глубине. CMY цветовая модель является аппаратно зависимой. Это означает, что воспроизведение цветов зависит от характеристик монитора, компьютера или принтера, которые используются для вывода этого изображения. Поэтому в этой ситуации важно предварительно калибровать оборудование. Для этого используются так называемые цветовые профили, формируемые для каждого типа оборудования.