Цвет в машинной графике | MetodPro.ru

Реклама на сайте

Цвет в машинной графике


Цвет — чрезвычайно сложная проблема, т. к. он имеет как психофизиологическую, так и физическую природу. Другими словами, цвет предмета зависит не только от самого предмета, но также и от источника света, освещающего предмет, и от системы человеческого видения. Более того, одни предметы отражают свет (доска, бумага), а другие его пропускают (стекло, вода). Если поверхность, которая отражает только синий свет, освещается красным светом, она будет казаться черной. Аналогично, если источник зеленого света рассматривать через стекло, пропускающее только красный свет, от тоже покажется черным.

Самым простым является ахроматический цвет, т. е. такой, какой мы видим на экране черно-белого телевизора. При этом белыми выглядят объекты, ахроматически отражающие более 80% света белого источника, а черными — менее 3%. Промежуточные значения дают различные оттенки серого. Единственным атрибутом такого цвета является интенсивность или количество. С интенсивностью можно сопоставить скалярную величину, определяя черное как 0, а белое как 1. Тогда среднесерому цвету будет соответствовать значение 0.5.

Если воспринимаемый свет содержит длины волн в произвольных неравных количествах, то он называется хроматическим. При субъективном описании такого цвета обычно используют три величины: цветовой тон, насыщенность и светлота. Цветовой тон позволяет различать цвета, такие как красный, зеленый, желтый и т. д. Насыщенность характеризует чистоту, т. е. степень ослабления (разбавления) данного цвета белым светом, и позволяет отличать розовый цвет от красного, изумрудный от ярко-зеленого и т. д. Другими словами, по насыщенности судят о том, насколько мягким или резким кажется цвет. Светлота отражает представление об интенсивности, как о факторе, не зависящем от цветового тона и насыщенности.

В основе трехкомпонентной теории света лежит предположение о том, что в центральной части сетчатки глаза находятся три типа чувствительных к цвету колбочек. Первый воспринимает зеленый цвет, второй — красный, а третий — синий цвет. Относительная чувствительность глаза максимальна для зеленого цвета и минимальна для синего. Если на все три типа колбочек воздействует одинаковый уровень энергетической яркости, то свет кажется белым. Ощущение белого цвета можно получить, смешивая любые три цвета, если ни один из них не является линейной комбинацией двух других. Такие цвета называют основными. Человеческий глаз способен различать около 350 000 различных цветов.

В компьютерной графике применяются две системы смешивания основных цветов: аддитивная — красный, зеленый, синий (RGB) и субтрактивная — голубой, пурпурный, желтый (CMYK). Цвета одной системы являются дополнительными к цветам другой: голубой — к красному, пурпурный — к зеленому, а желтый — к синему. Дополнительный цвет — это разность белого и данного цветов. Субтрактивная система цветов CMYK применяется для отражающих поверхностей, например, типографских красок, пленок и несветящихся экранов. Аддитивная цветовая система RGB удобна для светящихся поверхностей, например экранов ЭЛТ или цветных ламп и т.д. Цветовые пространства RGB и CMYK трехмерны, и их условно можно изобразить в виде куба. Началом координат в кубе RGB служит черный цвет, а в СMYK — белый.

 

Рис. __. Цветовые кубы: RGB (a), CMY (б)

Ахроматические, т. е. серые цвета в обеих моделях расположены по диагонали от черного до белого, а дополнительные лежат в противоположных вершинах. Преобразование между пространствами RGB и CMY выражается следующим образом:

[RGB] = [1 1 1]-[CMY].

В OpenGL используется цветовая модель RGB.

 

Художники пользуются иными принципами и характеризуют цвета как различные разбелы, оттенки и тона предельно насыщен­ных или чистых пигментов. Разбел получается при добавлении белого пигмента к чистому пигменту; при этом уменьшается насы­щенность. Оттенок получается при добавлении черного пигмента к чистому пигменту, в результате чего снижается светлота. Тона получаются при добавлении черного и белого пигментов к чистому пигменту. Во всех этих случаях получаются различные цвета одного и того же цветового тона, отличающиеся насыщенностью и светлотой. При смешении только черного и белого пигментов получаются серые цвета. На рис. 17.9 показаны соотношения между разбелами, оттенками и тонами. Можно было бы предложить измерять цвет процентным содержанием пигментов, смешение которых дает интересующий нас цвет.



Методические пособия

  • Системы автоматизированного проектирования
  • Социология молодёжи
  • Общая социология
  • Криптография
  • Проектирование трансляторов
  • Компьютерная графика
  • Моделирование систем
  • Информационная безопасность
  • Теория вычислительных процессов
  • Логические основы искусственного интелекта
  • Проектирование распределённых информационных систем