Программа по формированию навыков безопасного поведения на дорогах и улицах «Добрая дорога детства» 2
Скачать 1.57 Mb.
|
| Глава 2 Цвет в компьютерной графике В этой главе: • описание цветовых оттенков для представления на экране монитора и при печати на принтере (цветовые модели) • аддитивная цветовая модель RGB • формирование цветовых оттенков на экране монитора • субтрактивная цветовая модель CMYK • формирование цветовых оттенков при печати изображений • взаимосвязь аддитивной и субтрактивной цветовых моделей • кодирование цвета в различных графических редакторах • почему цвета на печатной странице не всегда получаются такими, как на экране • цветовая модель HSB Мы видим предметы потому, что они излучают или отражают свет. Свет — электромагнитное излучение. Цвет характеризует действие излучения на глаз человека. Таким образом, лучи света, попадая на сетчатку глаза, производят ощущение цвета. Излучаемый свет — это свет, выходящий из источника, например солнца, лампочки или экрана монитора (рис. 2.1). Излучаемый свет, идущий непосредственно от источника к глазу, сохраняет в себе все цвета, из которых он создан. При отражении от объекта свет может измениться. Любой предмет, не являющийся источником света, частично отражает и частично поглощает падающий на него свет (см. рис. 2.1).  Подобно солнцу и другим источникам освещения, монитор излучает свет. Бумага, на которой печатается изображение, отражает свет. Так как цвет может получиться в процессе излучения и в процессе отражения, то существуют два противоположных метода его описания: аддитивная и субтрактивная цветовые модели. § 2.1. Аддитивная цветовая модель Излучаемый свет описывается с помощью аддитивной цветовой модели. Если с близкого расстояния (а еще лучше — с помощью лупы) посмотреть на экран работающего монитора или телевизора, то нетрудно увидеть множество мельчайших точек красного, зеленого и синего цветов. Дело в том, что каждый видеопиксель на цветном экране — это совокупность трех точек (зерен) разного цвета: красного, зеленого и синего. Так как эти зерна очень малы, наши глаза смешивают три цвета в один. Таким образом, соседние разноцветные точки сливаются, формируя другие цвета: красный + зеленый = желтый; красный + синий = пурпурный; зеленый + синий = голубой; красный + зеленый + синий = белый. На рис. 2.2 (рис. III на цветной вклейке) показано, как различные комбинации красного, зеленого и синего цветов дают желтый, пурпурный, голубой и белый цвета.  Изменяя интенсивность свечения цветных точек, можно создать большое многообразие оттенков. Таким образом, аддитивный (от англ. «add» — «присоединять») цвет получается при объединении (суммировании) трех основных цветов — красного, зеленого и синего. Если интенсивность каждого из них достигает 100%, то получается белый цвет. Отсутствие всех трех цветов дает черный цвет. Аддитивную цветовую модель, используемую в компьютерных мониторах, принято обозначать аббревиатурой RGB (Red - - красный, Green - - зеленый, Blue — синий). § 2.2. Формирование собственных цветовых оттенков в модели RGB В большинстве графических редакторов пользователь имеет возможность сформировать свой собственный цвет (в дополнение к предлагаемым палитрам), используя красную, зеленую и синюю компоненты. Как правило, графические редакторы позволяют комбинировать требуемый цвет из 256 оттенков красного, 256 оттенков зеленого и 256 оттенков синего цвета. Как нетрудно подсчитать, 256 256 • 256 = 16 777 216 цветов. Вид диалогового окна для задания произвольного цветового оттенка в разных программах может быть различным (рис. 2.3, 2.4 2 5 и рис. IV-VI на цветной вклейке). поля для ввода яркостей основных цветов (числа от 0 до 255)  Таким образом, пользователь может выбрать готовый цвет из встроенной палитры или создать свой собственный оттенок, указав в полях ввода значения яркостей R G и В для красной, зеленой и синей цветовых составляющих в диапазоне от 0 до 255. В дальнейшем вновь созданный цвет может быть использован для рисования и закрашивания фрагментов изображения. В программе CorelDRAW цветовая модель RGB дополнительно представляется в виде трехмерной системы координат (см. рис. 2.3), в которой нулевая точка соответствует черному цвету. Оси координат соответствуют основным цветам, а каждая из трех координат в диапазоне от 0 до 255 отражает вклад того или иного основного цвета в результирующий оттенок. Перемещение указателей (ползунков) по осям системы координат влияет на изменение значений в полях ввода, и наоборот. На диагонали, соединяющей начало координат и точку, в которой все составляющие имеют максимальный уровень яркости, располагаются оттенки серого цвета —• от черного до белого (оттенки серого цвета получаются при равных значениях уровней яркости всех трех составляющих).  Рис. 2.4. Диалоговое окно для формирования цветов программы Adobe Photoshop § 2.3. Субтрактивная цветовая модель Отраженный свет описывается с помощью субтрактивной цветовой модели. Бумага не излучает свет, а отражает и поглощает. Глаз человека воспринимает свет, отраженный от листа бумаги. Поэтому для печати графических изображений используется субтрактивная модель. Белый свет состоит из всех цветов радуги. Если пропустить луч белого света через простую призму, он разложится в цветной спектр. Красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый цвета образуют видимый спектр света. Белая бумага при освещении ее белым светом отражает все цвета, окрашенная же бумага поглощает часть цветов, а остальные отражает. Например, лист красной бумаги, освещенный белым светом, выглядит красным именно потому, что такая бумага поглощает все цвета, кроме красного. Та же красная бумага, освещенная синим светом, будет выглядеть черной, так как синий цвет она поглощает. В субтрактивной цветовой модели основными цветами являются голубой, пурпурный и желтый. Каждый из них поглощает (вычитает) определенные цвета из белого света, падающего на печатаемую страницу. Отсюда и название модели — субтрактивная (от англ. «subtract» — «вычитать»). Вот как три основных цвета могут быть использованы для получения черного, красного, зеленого и синего цветов: голубой + пурпурный + желтый = черный; голубой + пурпурный = синий; желтый + пурпурный = красный; желтый + голубой = зеленый. Смешивая основные цвета в разных пропорциях на белой бумаге, можно создать большое многообразие оттенков. Белый цвет получается при отсутствии всех трех основных цветов. На рис. 2.6 (рис. VII на цветной вклейке) показано, как различные комбинации голубого, желтого и пурпурного цветов дают красный, синий и зеленый цвета.   Высокое процентное содержание голубого, пурпурного и желтого цветов образует черный цвет. Точнее, черный цвет должен получиться теоретически, в действительности же из-за некоторых особенностей типографских красок смесь всех трех основных цветов дает грязно-коричневый тон, поэтому при печати изображения добавляется еще черная краска. Субтрактивную цветовую модель обозначают аббревиатурой CMYK (Cyan — голубой, Magenta — пурпурный, Yellow — желтый,blасК — черный. Чтобы не возникла путаница с «Blue», для обозначения «Black» используется символ «К»). § 2.4. Взаимосвязь аддитивной и субтрактивной цветовых моделей. Цветоделение при печати Модель RGB работает с излучаемым светом, a CMYK — с отраженным. Если необходимо распечатать на принтере изображение, полученное на мониторе, специальная программа выполняет преобразование одной цветовой модели в другую. Процесс четырехцветной печати можно разделить на два этапа. 1. Создание на базе исходного рисунка четырех составляющих изображений голубого, пурпурного, желтого и черного цветов. 2. Печать каждого их этих изображений одного за другим на одном и том же листе бумаги. Разделение цветного рисунка на четыре компоненты выполняет специальная программа цветоделения. Если бы принтеры использовали модель CMY (без добавления черной краски), преобразование изображения из модели RGB в модель CMY было бы очень простым. На схеме «цветовой круг» (рис. 2.7) показана взаимосвязь основных цветов моделей RGB и CMY. Смесь красного и зеленого дает желтый, желтого и голубого — зеленый, красного и синего — пурпурный и т. д.  Таким образом, цвет каждого треугольника на рис. 2.7 определяется как сумма цветов смежных к нему треугольников. Но из-за необходимости добавлять черную краску, процесс преобразования становится значительно сложнее. Если цвет точки определялся смесью цветов RGB, то в новой модели он может определяться смесью значений CMY с включением некоторого количества черного цвета. Для преобразования данных модели RGB в модель CMYK программа цветоделения применяет ряд математических операций. В табл. 2.1 для примера представлено описание нескольких цветов с использованием моделей RGB и CMYK (диапазон изменения составляющих цвета — от 0 до 255). Таблица 2.1 Описание цветов в моделях RGB и CMYK
Если пиксель в модели RGB имеет чистый красный цвет (100% R, 0% G, 0% В), то в модели CMYK он должен иметь равные значения пурпурного и желтого цветов (0% С, 100% М, 100% Y, 0% К). Важно то, что вместо сплошных цветных областей программа цветоделения создает растры из отдельных точек (рис. 2.8), причем эти точечные растры слегка повернуты друг относительно друга так, чтобы точки разных цветов не накладывались одна поверх другой, а располагались рядом.  Маленькие точки различных цветов, близко расположенные друг к другу, кажутся сливающимися вместе. Именно так наши глаза воспринимают результирующий цвет. В моделях RGB и CMYK различна природа получения цветов. Поэтому цвет, который мы видим на мониторе, достаточно трудно точно повторить при печати. Обычно на экране цвет выглядит несколько ярче по сравнению с тем же самым цветом, выведенным на печать. Цветовым охватом называется все множество цветов, которые могут быть созданы в цветовой модели. Самый широкий цветовой охват — натуральный — включает все различимые глазом цвета. По сравнению с ним цветовой охват  Рис. 2.9. Цветовой охват различных цветовых моделей RGB несколько меньше, а охват CMYK — еще меньше, чем RGB. На рис. 2.9 схематически показан весь видимый спектр цветов, а также цветовой охват RGB и CMYK. Важно понимать, что количество цветов, которое может быть воспроизведено при печати, намного меньше того, что может быть создано на экране монитора. Поэтому в некоторых графических редакторах предусмотрены предупреждающие указатели, появляющиеся в том случае, если цвет, созданный в модели RGB, выходит за рамки цветового охвата CMYK. В Adobe Photoshop в виде предупреждающего указателя используется маленький восклицательный знак (см. рис. 2.4). Когда появляется подобное предостережение, можно просто щелкнуть на нем левой кнопкой мыши, тем самым заставив Adobe Photoshop заменить данный цвет на ближайший по спектру цвет из модели CMYK. П  рограмма CorelDRAW также предоставляет информацию о тех цветах, которые не могут быть точно воспроизведены при печати. В этом случае все цвета вне цветового охвата модели CMYK выделяются особым, например салатным, цветом (рис. 2.10). Рис. 2.10. Цвета модели RGB и недоступные для печати цвета § 2.5. Формирование собственных цветовых оттенков в модели CMYK Существуют графические редакторы (например, CorelDRAW и Adobe Photoshop), которые позволяют создавать на экране рисунки не только в модели RGB, но и в цветах CMYK. В этом случае пользователь ограничивает себя в количестве используемых цветов. Но на экране он все же увидит, как рисунок будет выглядеть при печати. Для создания произвольного цвета в системе CMYK необходимо указать процентное содержание каждого основного цвета аналогично тому, как это делается при работе с моделью RGB (рис. 2.4, 2.11 и рис. VIII на цветной вклейке). Для новичка формирование цвета в модели CMYK может оказаться затруднительным. Использование же цветового круга (см. рис. 2.7) облегчает эту работу, так как каждый цвет расположен между теми цветами, из которых он состоит. К примеру, чтобы добавить больше красного, нужно увеличить процентное содержание желтого и пурпурного. Для создания синего достаточно добавить пурпурный и голубой. Кроме того, для создания цвета можно воспользоваться трехмерной системой координат. Оси координат соответствуют голубому, пурпурному и желтому цветам. Регулятор яркости позволяет задать количество черного цвета в результирующем оттенке.  Рис. 2.11. Диалоговое окно программы CorelDRAW для формирования цвета в модели CMYK § 2.6. Цветовая модель «Цветовой оттенок — насыщенность — яркость» Модели цветов RGB и CMYK базируются на ограничениях, накладываемых аппаратным обеспечением (мониторами компьютеров и типографскими красками). Более интуитивным способом описания цвета является его представление в виде цветового оттенка (Hue), насыщенности (Saturation) и яркости (Brightness). Для такой системы цветов используется аббревиатура HSB. Насыщенность характеризует «чистоту» цвета: уменьшая насыщенность, мы «разбавляем» его серым цветом. Яркость же зависит от количества черной краски, добавленной к данному цвету: чем меньше черноты, тем больше яркость цвета. Для отображения на мониторе компьютера модель HSB преобразуется в модель RGB, а для печати на принтере — в CMYK. Можно создать произвольный цвет, указав в полях ввода Н, S и В значения для цветового оттенка, насыщенности и яркости из диапазона от 0 до 255 (рис. 2.4, 2.5, 2.12).  Рис. 2.12. Диалоговое окно программы CorelDRAW для формирования цвета в системе HSB Кроме того, пользователь может выбрать цветовой оттенок, щелкнув мышью в соответствующей точке цветового поля (см. рис. 2.4, 2.5, 2.12). В результате перемещения метки (см. рис. 2.12) по внутренней части цветового прямоугольника изменяются насыщенность и яркость выбранного цветового оттенка. В левом верхнем углу прямоугольника цвет максимально размыт (почти белый). В правом нижнем углу яркость цвета минимальна. В Adobe Photoshop (см. рис. 2.4) изменение насыщенности и яркости также выполняется в результате перемещения метки внутри цветового поля. В графическом редакторе Paint цветовое поле позволяет выбирать цветовой оттенок и насыщенность (контраст), а яркость устанавливается с помощью специального регулятора (см. рис. 2.5). Коротко о главном 1. Цвет может получиться в процессе излучения и в процессе отражения, поэтому существуют два противоположных метода его описания: аддитивная и субтрактивная цветовые модели. 2. Аддитивная цветовая модель (RGB), используемая в компьютерных мониторах, базируется на трех основных цветах — красном, зеленом и синем. 3. Графические редакторы, как правило, позволяют комбинировать требуемый цвет из 256 оттенков красного, 256 оттенков зеленого и 256 оттенков синего. Таким образом, на экране компьютера можно получить более 16 миллионов цветовых оттенков. 4. Субтрактивная цветовая модель (CMYK), используемая для печати изображений, базируется на четырех основных цветах — голубом, пурпурном, желтом и черном. 5. Для преобразования данных модели RGB в модель CMYK применяется программа цветоделения. 6. В моделях RGB и CMYK различна природа получения цвета. Поэтому цвет, который мы видим на мониторе, не всегда можно воспроизвести при печати. Обычно на экране цвета выглядят ярче, чем на бумаге. 7. Цветовой охват — множество цветов, которые могут быть созданы в цветовой модели. Самый широкий цветовой охват — натуральный — включает все различимые глазом цвета. По сравнению с ним цветовой охват RGB несколько меньше, а охват CMYK — еще меньше, чем RGB. 8. Ряд графических редакторов (Adobe PhotoShop, CorelDRAW и др.) предоставляют информацию о тех цветах, которые не могут быть точно воспроизведены при печати. 9. Существуют графические редакторы, которые позволяют создавать на экране рисунки в цветах CMYK. 10. Модели цветов RGB и CMYK базируются на ограничениях, накладываемых аппаратурой. Более интуитивным способом описания цвета является его представление в виде цветового оттенка (Hue), насыщенности (Saturation) и яркости (Brightness). Для такой системы цветов используется аббревиатура HSB. Контрольные вопросы 1. В чем состоит различие излучаемого и отраженного света? 2. Какие методы описания цвета вам известны? 3. Как формируется цвет в цветовой модели RGB? 4. Как сформировать свой собственный цвет при работе в графическом редакторе? 5. Какова взаимосвязь основных цветов моделей RGB и CMY? 6. Какие базовые цвета используются для формирования цвета в модели цветов CMYK? 7. Если рисунок предназначен для демонстрации на компьютере, то какую цветовую модель лучше использовать для его создания и почему? 8. Почему цвета, созданные на экране, не всегда можно воспроизвести при печати? 9. В чем заключается процесс четырехцветной печати? 10. Каково назначение программы цветоделения? 11. Если рисунок предполагается печатать на принтере, то какую цветовую модель лучше использовать для его создания и почему? 12. Как описывается цвет в цветовой модели HSB? 13. Если рисунок создан в модели HSB, то получатся ли цвета на печатной странице такими же, как на экране? |
