Цвет в компьютерной графике

       

Модели зависимые от устройств


Иногда удобно или привычно точно определить цвет непосредственно в естественном цветовом пространстве отдельного устройства. В случае с устройствами, которые используют испускаемый свет, типа цветовых мониторов, аддитивное геометрическое пространство может быть произведено объектом до некоторых ограничений, обсуждаемых позже (раздел 5). Устройства, которые используют отраженный свет, такие как все формы печатающих устройств, не аддитивные, и геометрическое пространство не может быть сформировано. В то время как в такой системе отдельные цвета могут быть определены, связь между цветами или результат смешивания двух цветов может быть определен только на эмпирической основе.

4.4.1 Красный, зеленый, синий (RGB)

Это цветовое пространство обычно используется и соответствует входным данным для определенного цветового CRT монитора компьютера. Три основных цвета являются отдельными цветами, излучаемыми тремя люминофорами. Это следовательно высокоточный прибор; тот же самый цвет будет определен как два различных набора чисел на двух различных мониторах. Эти три параметра имеют количества красного, зеленого и синего света, чтобы излучать, обычно в амплитуде от 0 до 1. Цветовое пространство RGB показано на рисунке 34 и на иллюстрации 31.

Главное преимущество цветового пространства RGB состоит в том, что оно является единичным кубом, и таким образом все возможные значения R, G, B соответствуют реальным цветам. Это делает его удобным с точки зрения программирования, в этом диапазоне проверка является простой.

Рисунок 34: RGB цветовое пространство.

Главный недостаток состоит в том, что цвета, определяемые в пространстве RGB, не совсем восприимчиво однородны, и это не заметно, чтобы измерить цветовые различия в пространстве RGB. Эта цветовая модель далее будет обсуждена в разделе 5.1, (Отображение цвета). Если координаты цветности люминофоров монитора известны, а также и цветность, и яркость белого, произведенного равными количествами красного, зеленого и синего, то возможно взаимопреобразовать между RGB и МКО цветовыми пространствами.
Это преобразование описано в Приложении B.

RGB пространство цвета широко используется в компьютерной графике и поддерживается GKS PHIGS и большинством других графических систем. Оно адекватно для использования в ситуациях, где создание различных цветов более важно, чем переносимость или точность воспроизведения. Определение цвета в RGB пространстве, более удобно, если оттенок, цветность и светлота - отдельные параметры. Чтобы достигнуть этого, используются два преобразования RGB пространства в HLS и HSV. Они будут рассматриваться позже.

4.4.2 Оттенок, насыщенность, значение (HSV)

Главная диагональ куба RGB, от черного в (0,0,0) к белому в (1,1,1) образовывает ахроматическую ось или шкалу яркости. Если куб повернут так, что белый угол перед зрителем, а черный угол вдали от него, как на рисунке 34, то виден шестиугольник с оттенками, распространяющимися от ахроматической оси. Цветовое HSV пространство использует эту концепцию, чтобы определить угол оттенка, насыщенность и третий параметр - значение, который вполне соответствует светлоте. HSV является таким образом полярной системой координат, и эти термины аналогичны, но не идентичны с подобно именованными терминами в полярной форме координат L*C*Huv

модели CIELUV.

Пространство, показанное на рисунке 35 и на иллюстрации 32, является цилиндром, центрированным по ахроматической оси. Значение (v) есть расстояние на этой оси, насыщенность есть радиальное расстояние от нее. Оттенок - угол в 0°, отображающий красный, а при 180° отображает голубой (зеленовато-синий).

Так как HSV использует насыщенность, а не цветность, воспринимаемое изменение в цвете, поскольку насыщенность изменяется между 0 и 1, меньше для темных (нижние значения) цветов, чем для светлых (верхние значения) цветов. Чтобы компенсировать это, цветовое HSV пространство часто показывают изображенным в форме конуса, а не цилиндра. На других диаграммах HSV показывают как шестиугольник, чтобы укрепить связь с RGB. Однако насыщенность все еще в диапазоне от 0 до 1 независимо от значения или оттенка, так что эти изменения не изображают геометрическое пространство точно.







Рисунок 35: HSV цветовое пространство

Будучи преобразованием RGB пространства, HSV разделяет преимущество того, что все возможные значения H, S и V соответствуют воспроизводимым цветам. Кроме того в нем проще смешивать цвета, чем в RGB, потому что три параметра соответствуют более близко перцептивным (воспринимаемым) атрибутам. С другой стороны, HSV также является зависящим от устройств как RGB, так что описания цветов в HSV не переносимые. Подобно RGB, только воспроизводимые цвета могут быть определены.

В отличие от CIELUV, HSV пространство не перцептивно однородное. Равные приращения угла оттенка не производят сглаженные изменения воспринимаемого оттенка. Также, три параметра не независимы. Например, чистый желтый и чистый синий оба имеют S = 1, V = 1 однако желтый будет иметь значительно более высокую яркость и воспринимается светлее, чем синий.

4.4.3 Оттенок, светлота, насыщенность (HLS)

Подобная HSV, эта цветовая модель имеет ось светлоты, а не ось значения (в HLS). Чистые цвета, показанные на рисунке 36 и на иллюстрации 33, в HSV имеют насыщенность 0.5, а не 1.0. HLS может рассматриваться простой деформацией HSV, произведенной вытягиванием белой точки так далеко над чистыми цветами, как черной точки - ниже их. Подобно HSV, это - цилиндрическое цветовое пространство, но часто рисуется как конус - в этом случае двойной, не усеченный конус.





Рисунок 36: HLS цветовое пространство

HLS, подобно HSV, является просто другим представлением RGB пространства. Эти 2 цветовых модели необязательно могут поддерживаться в реализации PHIGS - они определяются, но соответствующая реализация не должна поддерживать их.

4.4.4 Голубой, Сиреневый и Желтый (CMY)

CMY иногда представляют как пространство цвета, и оно соответствует входным данным для цветовой печати. Однако оно имеет дело с соотношениями реальных пигментов, а не с абстрактными цветами. Кроме того смесь двух цветов является не аддитивной, которая дает представление о CMY как о геометрическом сплошном теле небольшой величины.Характеристика цветов в CMY, даже когда координаты цвета МКО чернил известны, усложняется большим количеством факторов, как будет отмечено в разделе 5.5. Разновидность CMY добавляет черные чернила, и называется CMYK. (Черный упомянут как K, а не B, чтобы избежать путаницы с синим в RGB).

4.4.5 Видео и телепередаваемые цветовые модели

Они являются источниками индивидуально калибруемых RGB цветовых пространств, использующих основные цвета монитора, чьи цветности хорошо определяются. В контексте графики компьютера, они присутствуют, когда анимационные последовательности записываются на видеоленту или транслируются по телевидению. Эти технические средства цветовых моделей, которые оптимизированы для того, чтобы лучше всего использовать информационную емкость канала передачи, будут обсуждаться более детально в разделе 5.1.


Содержание раздела







Forekc.ru
Рефераты, дипломы, курсовые, выпускные и квалификационные работы, диссертации, учебники, учебные пособия, лекции, методические пособия и рекомендации, программы и курсы обучения, публикации из профильных изданий