Цветовые модели в растровой графике

Компьютерная графика – раздел компьютерных наук, посвящённый использованию вычислительной техники для получения и создания графических изображений, отображения их разнообразными графическими устройствами и манипулированию ими.

Для получения графических изображений в виде пригодном для использования в ЭВМ используются устройства сканирования изображений и цифровые фотоаппараты. Также графические изображения можно создавать прямо на компьютере с использованием специализированных программ: MS Paint, Adobe Photoshop, Gimp, CorelDraw и других.

Для отображения графических изображений используются дисплеи разнообразных конструкций.

Чаще всего, графические изображения, обработанные на ЭВМ, предназначены для использования в «материальном» мире в качестве принтов, чертежей, коллажей, фотографий и т.д., которые получаются с помощью печатающих устройств: принтеров, графопостроителей и т.д. .

Неотъемлемой частью изображения являются цвет. Данная работа посвящена использованию цвета в компьютерной графике. В работе рассматриваются вопросы, касающиеся особенностей человеческого зрения, классификации цветов и принципов формирования цвета для различных вариантов использования цифровых графических изображений.

2. Восприятие цвета человеком

Знание особенностей человеческого зрения важно при разработке систем воспроизведения и регистрации изображений.

Цвет это – совокупность психофизиологических реакций человека на световое излучение, исходящее от источника света или отраженное от поверхности несветящихся предметов[1]. Таким образом, человек воспринимает цвет с помощью совершенно объективного явления природы – электромагнитного излучения видимой части спектра (380-760 нм), которое вполне можно измерить физическими приборами, но сам цвет является субъективным ощущением человека. В зависимости от того, какой длины волны электромагнитное излучение поступает в глаз человека, такой цвет (от фиолетового до красного) видит человек. В природе крайне редко излучение бывает монохроматическим, то есть в составе которого, волны только одной длины волны. Чаще всего в излучении присутствует много волн разной длины. Соответственно и человек воспринимает их не как первичные цвета, а как их смесь.

Понятие «первичные цвета» ввел Исаак Ньютон после своего знаменитого опыта по разложению солнечного света в спектр. Ньютон назвал первичными семь цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый, к которым можно свести все спектральное многообразие. Позже многими исследователями было доказано, что число первичных цветов можно сократить до трех: красного, зеленого и синего.

Эти исследования положили основу трехкомпонентной теории цветового зрения, которая заключается в том, что в глазу человека есть три типа цветоощущающих клеток, которые чувствительны соответственно к красному, зеленому и синему участку светового спектра. Эти клетки были названы колбочками.

 Также в человеческом глазу наличествуют клетки, не дифференцированные по восприятию конкретных участков светового спектра – их называют палочками. Соотношение палочек и колбочек в глазу человека примерно 18:1. При этом световая чувствительность палочек значительно больше, чем у колбочек, поэтому в сумерках люди плохо различают цвета и видят, говоря приблизительно, в градациях серого.

Важной особенностью человеческого глаза является неравномерная спектральная чувствительность. Например, человек очень хорошо воспринимает зелено-желтую часть спектра, а синюю часть спектра значительно хуже. При этом имеет место перекрывание областей спектра которые воспринимаются тремя отдельными типами клеток – колбочек. Например, чувствительность клеток-колбочек, которые максимально чувствительны к красной части спектра не равна нулю в синей части спектра, из-за этого синие и фиолетовые цвета воспринимаются нами с примесью красного[2].

1. Домасев М.В., Гнатюк С.П. Цвет, управление цветом, цветовые расчеты и измерения. - СПб.: Питер, 2009. - 224 с.

2. Статья «Цвет»: [Электронный ресурс]. URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/Цвет. (Дата обращения: 12.04.2016).

3. Перемитина Т. О.П 270 Компьютерная графика : учебное пособие / Т. О. Перемитина. — Томск :Эль Контент, 2012. — 144 с.

4. Залогова Л. А. Компьютерная графика. Эффективный курс; Учебное пособие / Л. А. Залогова- — М,: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2005

5. Статья «Цветовая модель»: [Электронный ресурс]. URL:https://ru.wikipedia.org/wiki/Цветовая_модель. (Дата обращения: 15.04.2016).

6. Васильев В.E., Морозов А.В. Компьютерная графика - Учеб. пособие. -СПб.: СЗТУ. 2005. - 101 с.

7. "Академия Печати".Статья «Цветовой охват»: [Электронный ресурс]. URL: http://www.academyprint.ru/ts_ohvat.html. (Дата обращения: 16.04.2016).

8. Кафедра астрономии и космической геодезии ФФ ТГУ. Статья «Ограничения модели CMYK»: [Электронный ресурс]. URL: http://www.astro.tsu.ru/KGaG/text/2_2_2.html. (Дата обращения: 13.04.2016).

9. Портал магистров ДонНТУ. Статья «Цветные модели» :[Электронный ресурс].URL:http://masters.donntu.org/2006/fvti/poltava/library/article6.htm. (Дата обращения: 14.04.2016).