Цвет, цветовые модели и пространства в компьютерной графике
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
? системе NTSC (I - от англ. in-phase, Q - от англ. quadrature; происходят от особенностей систем декодирования). Она тесно связана с моделью YUV, так как переход от YUV к YIQ является поворотом в плоскости UV = IQ на .
Переход от RGB к YIQ:
Y = 0,299R + 0,587G + 0,114B= 0,735(R - Y) - 0,268(B - Y) = 0,596R - 0,274G + 0,321B = 0,478(R - Y) + 0,413(B - Y) = 0,211R - 0, 523G + 0,311B
Обратные преобразования для всех моделей получаются в результате применения обратной матрицы преобразования.
3.12 Перцепционные цветовые модели
Для дизайнеров, художников и фотографов основным инструментом индикации и воспроизведения цвета служит глаз. Этот естественный инструмент обладает цветовым охватом, намного превышающим возможности любого технического устройства, будь то сканер, принтер или фотоэкспонирующее устройство вывода на пленку.
Как было показано ранее, используемые для описания технических устройств цветовые системы RGВ и СМYК являются аппаратнозависимыми. Это значит, что воспроизводимый или создаваемый с помощью них цвет определяется не только составляющими модели, но и зависит от характеристик устройства вывода.
Для устранения аппаратной зависимости был разработан ряд так называемых перцепционных (иначе - интуитивных) цветовых моделей. В их основу заложено раздельное определение яркости и цветности. Такой подход обеспечивает ряд преимуществ:
позволяет обращаться iветом на интуитивно понятном уровне;
значительно упрощает проблему согласования цветов, поскольку после установки значения яркости можно заняться настройкой цвета.
Прототипом всех цветовых моделей, использующих концепцию разделения яркости и цветности, является НSV-модель. К другим подобным системам относятся НSI, НSB, НSL и YUV. Общим для них является то, что цвет задается не в виде смеси трех основных цветов - красного, синего и зеленого, а определяется путем указания двух компонентов: цветности (цветового тона и насыщенности) и яркости.
4. Цветовые профили и пространства. Кодирование и калибровка цвета
4.1 Кодирование Цвета. Палитра
Для того чтобы компьютер имел возможность работать iветными изображениями, необходимо представлять цвета в виде чисел - кодировать цвет. Способ кодирования зависит от цветовой модели и формата числовых данных в компьютере.
Для модели RGB каждая из компонент может представляться числами, ограниченными некоторым диапазоном - например, дробными числами от 0 до 1 либо целыми числами от 0 до некоторого максимального значения. В настоящее время достаточно распространенным является формат True Color, в котором каждая компонента представлена в виде байта, что дает 256 градаций для каждой компоненты: R = 0...255, G = 0...255, B = 0...255. Количество цветов составляет 256х256х256 = 16.7 млн (224).
Такой способ кодирования цветов можно назвать компонентным. В компьютере коды изображений True Color представляются в виде троек байтов, либо упаковываются в длинное целое (четырехбайтное) - 32 бита.
При работе с изображениями в системах компьютерной графики часто приходится искать компромисс между качеством изображения (требуется как можно больше цветов) и ресурсами, необходимыми для хранения и воспроизведения изображения, иiисляемыми, например, объемом памяти (надо уменьшать количество бит на пиксел).
Кроме того, некоторое изображение само по себе может использовать ограниченное количество цветов. Например, для черчения может быть достаточно двух цветов, для человеческого лица важны оттенки розового, желтого, пурпурного, красного, зеленого; а для неба- оттенки голубого и серого. В этих случаях использование полноцветного кодирования цвета является избыточным. При ограничении количества цветов используют палитру, представляющую набор цветов, важных для данного изображения. Палитру можно воспринимать как таблицу цветов. Палитра устанавливает взаимосвязь между кодом цвета и его компонентами в выбранной цветовой модели.
Компьютерные видеосистемы обычно предоставляют возможность программисту установить собственную палитру.
Каждый цвет изображения, использующего палитру, кодируется индексом, который будет определять номер строки в таблице палитры. Поэтому такой способ кодирования цвета называют индексным.
4.2 Цветовые пространства
Цветовое пространство - графическое представление размерностей цвета.
Цветовое пространство соотносит числа с актуальными цветами и по сути является трёхмерным объектом, который содержит все реализуемые комбинации цветов. При попытке воспроизвести цвет на другом устройстве цветовые пространства могут показать, сможете ли вы сохранить детали в тенях и ярких областях, насыщенность цвета, и в какой мере этими детялами придётся пожертвовать.
Цветовые пространства могут быть либо зависимыми, либо независимыми от данного устройства. Пространства, привязанные к устройствам, описывают цвет, соотносимый с некоторым другим цветовым пространством, тогда как независимые от устройства пространства цветов описывают цвет в абсолютных терминах.
Цветовые пространства устройств могут снабдить вас важной информацией, описывая подмножество цветов, которые могут быть показаны на мониторе, или напечатаны на принтере, или могут быть получены камерой или сканером. Устройства с большим цветовым пространством или широкой гаммой могут воспроизвести больше различных оттенков, чем устройства с узкой гаммой.
4.3 Визуализация цветового пространства
Каждое измерение в цветов