Цвет, цветовые модели и пространства в компьютерной графике
Дипломная работа - Компьютеры, программирование
Другие дипломы по предмету Компьютеры, программирование
ие большого количества краски неэкономно.
Достоинством модели является:
независимость каналов (изменение процента любого из цветов не влияет на остальные),
это родная модель для триадной печати, только ее понимают растровые процессоры - RIP выводных устройств (неделенные RGB изображения на пленках могут выйти серыми и только на черной фотоформе).
Недостатками этой модели являются:
узкий цветовой охват, обусловлен несовершенством пигментов и отражающими свойствами бумаги,
не совсем точное отображение цветов CMYK на мониторе.
многие фильтры растровых программ в этой модели не работают,
на 30% требуется больший объем памяти по сравнению с моделью RGB.
Рис. 3.5.3. Получение модели CMY из RGB
Переход от RGB-представления в систему CMY можно описать следующим матричным преобразованием:
(3.5.1)
где белая точка в пространстве RGB представлена единичным вектором-столбцом. При переходе от CMY-представления в систему RGB используется матричное преобразование:
(3.5.2)
В этом преобразовании единичный вектор-столбец представляет черную точку в пространстве цветов CMY.
Для преобразования из RGB в CMYK вначале нужно положить К = max(R, G, В). Далее К вычитается из С, М и У в уравнении (3.5.1). Подобным образом для преобразования из CMYK в RGB выбирается К = min(R, G, В), затем К вычитается из R, G и В согласно уравнению (3.5.2). На практике данные уравнения часто модифицируются iелью улучшения качества печати в конкретной системе.
Рис. 3.5.4. Куб цветов RGB, наблюдаемый вдоль диагонали, идущей от белого к черному (а), контур куба имеет форму шестиугольника (б).
3.6 Цветовая модель HSV
В интерфейсах выбора цвета часто используется модель цвета, основанная на интуитивных концепциях, а не на наборе основных цветов. Отметим, что спецификацию цвета в интуитивной модели можно дать, выбирая спектральный цвет и долю белого и черного, которую нужно добавить к этому цвету, чтобы получить различные тени, оттенки и тона.
Параметрами цвета в этой модели являются оттенок (hue - H), насыщенность (saturation - S) и значение (value - V). Чтобы ввести это трехмерное пространство цветов, параметры HSV связываются с направлениями RGB-куба. Если представить, что мы смотрим на куб вдоль диагонали от белой вершины к черной (началу координат), контур куба будет иметь форму шестиугольника (рис. 3.5.4). Границы шестиугольника представляют различные оттенки, а сам он используется в качестве основания шестиугольного конуса (рис. 3.6.1). В пространстве HSV насыщенность S измеряется вдоль горизонтальной оси, а значения параметра V - вдоль вертикальной оси, проходящей через центр шестиугольника.
Оттенок представляется как угол, отiитываемый от вертикальной оси и меняющийся от 0е (красный) до 360. Вершины шестиугольника разделены интервалами по 60. Желтому цвету соответствует 60, зеленому - 120, голубому (противоположность красного) - Н = 180. Вообще, вес дополнительные цвета отличаются на 180.
Рис. 3.6.1. Шестиугольный конус HSV
Параметр насыщения S используется для обозначения чистоты цвета. Чистый (спектральный) цвет имеет значение 5 = 1,0, и значения S уменьшаются к шкале полутонов (S = 0) в центре шестиугольного конуса.
Значение V меняется от 0 в вершине конуса (черная точка) до 1,0 в плоскости основания, где цвета имеют максимальную интенсивность. При V = 1,0 и. S =1,0 имеем чистые оттенки. Белой точке соответствуют значения параметров V = 1,0 и S = 0.
Отметим, что для большинства пользователей эта модель выбора цветов является более удобной. Начав с выбора чистого оттенка, который задаст угол оттенка Н, и положив V = S = 1,0, мы описываем искомый цвет, добавляя к имеющемуся оттенку белый либо черный цвет. Прибавление черного уменьшает значение V при постоянном S. Чтобы получить темно-синий цвет, например, V, нужно положить равным 0,4 при S = 1,0 и H = 240. Подобным образом, если к выбранному оттенку нужно добавить белый цвет, при постоянном V уменьшается параметр S. Светло-синий цвет можно получить при 5 = 0,3 и V = 1,0, Я = 240. Если к цвету прибавить немного белого и немного черного, это приводит к уменьшению V и S. В интерфейсе к описанной модели параметр HSV обычно можно выбирать с помощью палитры цветов, содержащей ползунки и цветовой круг.
Выбор теней, оттенков, тонов.
В плоскости сечения пирамиды HSV, показанной на рис. 3.6.2, представляются области цвета для выбора теней, оттенков и тонов. Прибавление черного к спектральному
Рис. 3.6.2. Сечения конуса HSV, демонстрирующие тени, оттенки и тона
Цвету уменьшает V вдоль стороны конуса в направлении черной точки. Следовательно, различные тени представлены значениями S= 1,0 и 0,0 ? V ? 1,0. Прибавление белого к спектральным цветам даст оттенки вдоль плоскости основания конуса, где значения параметров равны V = 1,0 и 0 < S < 1,0. Для получения различных тонов к спектральным цветам прибавляется и черный, и белый цвет, что даст точки, лежащие в треугольном сечении конуса.
Человеческий глаз способен различить около 128 тонов и 130 оттенков (уровней насыщения). Для каждого из них можно определить несколько теней (значений), в Зависимости от выбранного оттенка. Для желтого цвета можно различить порядка 23 теней, для синего цвета это число составляет 16. Это означает, что всего человеческий глаз может различить 128х 130x23 = 382 720 цветов. Для большинства графических приложений достаточно 128 оттенков. 8 уровней насыщенности и 16 значений. При таких диапазонах параметров модель HSV ?/p>