• Prevod

Krenut ću u obilazak istorije nauke o ljudskoj percepciji, koja je dovela do stvaranja modernih video standarda. Također ću pokušati objasniti najčešće korištenu terminologiju. Osim toga, ukratko ću objasniti zašto će tipičan proces pravljenja igre s vremenom sve više ličiti na proces koji se koristi u filmskoj industriji.

Pioniri istraživanja percepcije boja

Danas znamo da ljudska retina sadrži tri različite vrste fotoreceptorskih ćelija koje se nazivaju čunjići. Svaki od tri tipa čunjeva sadrži protein iz porodice proteina opsina koji apsorbuje svjetlost u različitim dijelovima spektra:

Apsorpcija svjetlosti opsinima

Čunjići odgovaraju crvenom, zelenom i plavom dijelu spektra i često se nazivaju dugim (L), srednjim (M) i kratkim (S) prema talasnim dužinama na koje su najosjetljiviji.

Jedno od prvih naučnih radova o interakciji svetlosti i mrežnjače bila je Hipoteza Isaka Njutna o svetlosti i bojama, napisana između 1670-1675. Newton je imao teoriju da svjetlost na različitim valnim dužinama uzrokuje rezoniranje mrežnice na istim frekvencijama; te su vibracije zatim prenošene kroz optički nerv do senzora.

“Svjetlosni snopovi, koji padaju na dno oka, pobuđuju vibracije u mrežnjači, koje se šire duž vlakana optičkih živaca do mozga, stvarajući osjećaj vida. Različite vrste zraka stvaraju vibracije različite jačine, koje po svojoj snazi ​​pobuđuju osjećaje različitih boja..."

Više od stotinu godina kasnije, Thomas Jung je došao do zaključka da, budući da je rezonantna frekvencija svojstvo ovisno o sistemu, da bi apsorbirao svjetlost svih frekvencija, mora postojati beskonačan broj različitih rezonantnih sistema u retini. Jung je to smatrao malo vjerojatnim i zaključio da je broj ograničen na jedan sistem za crvenu, žutu i plavu. Ove boje su tradicionalno korištene u subtraktivnom miješanju boja. njegovim vlastitim riječima:

Budući da je, iz razloga koje je naveo Njutn, moguće da kretanje mrežnjače ima oscilatornu, a ne talasnu prirodu, frekvencija oscilacija treba da zavisi od strukture njene supstance. Budući da je gotovo nemoguće vjerovati da svaka osjetljiva točka mrežnice sadrži beskonačan broj čestica, od kojih je svaka sposobna oscilirati u savršenom skladu s bilo kojim mogućim talasom, postaje neophodno pretpostaviti da je broj ograničen, npr. po tri osnovne boje: crvenoj, žutoj i plavoj...

Youngova hipoteza o mrežnjači bila je pogrešna, ali je napravio ispravan zaključak: postoji konačan broj tipova ćelija u oku.

Godine 1850. Hermann Helmholtz je bio prvi koji je dobio eksperimentalni dokaz Youngove teorije. Helmholtz je tražio od subjekta da uskladi boje različitih uzoraka izvora svjetlosti podešavanjem svjetline nekoliko jednobojnih izvora svjetlosti. Došao je do zaključka da su za upoređivanje svih uzoraka neophodna i dovoljna tri izvora svjetlosti: u crvenom, zelenom i plavom dijelu spektra.

Rođenje moderne kolorimetrije

Brzo naprijed do ranih 1930-ih. Do tog vremena, naučna zajednica je prilično dobro razumela unutrašnje funkcionisanje oka. (Iako je Georgeu Waldu trebalo još 20 godina da eksperimentalno potvrdi prisustvo i funkciju rodopsina u retinalnim čunjevima. Ovo otkriće ga je dovelo do Nobelove nagrade za medicinu 1967.) Commission Internationale de L "Eclairage (Međunarodna komisija za iluminaciju) , CIE, postavila je zadatak stvaranja sveobuhvatne kvantifikacije ljudske percepcije boje na osnovu eksperimentalnih podataka koje su prikupili William David Wright i John Guild sa parametrima sličnim onima koje je prvi odabrao Hermann Helmholtz. Osnovne postavke bile su 435,8 nm za plavu, 546, 1 nm za zelenu i 700 nm za crvenu.

Eksperimentalna postavka Johna Gilda, tri dugmeta podešavaju primarne boje

Zbog značajnog preklapanja u osjetljivosti M i L čunjića, bilo je nemoguće uskladiti neke valne dužine sa plavo-zelenim dijelom spektra. Da bi se ove boje "spojile" kao referentna tačka, bilo je potrebno dodati malo osnovne crvene boje:

Ako na trenutak zamislimo da sve primarne boje doprinose negativno, onda se jednačina može prepisati na sljedeći način:

Rezultat eksperimenata bila je tabela RGB trijada za svaku talasnu dužinu, koja je prikazana na grafikonu kako slijedi:

CIE 1931 RGB funkcije podudaranja boja

Naravno, boje sa negativnom crvenom komponentom ne mogu se prikazati pomoću CIE primarnih.

Sada možemo pronaći trihromne koeficijente za svjetlost spektralne raspodjele intenziteta S kao sljedeći unutrašnji proizvod:

Može se činiti očiglednim da se osjetljivost na različite valne dužine može integrirati na ovaj način, ali u stvari to ovisi o fizičkoj osjetljivosti oka, linearno s osjetljivošću na valnu dužinu. Ovo je 1853. godine empirijski potvrdio Herman Grasman, a gore predstavljeni integrali u svom modernom obliku poznati su nam kao Grasmanov zakon.

Termin "prostor boja" nastao je zato što se primarne boje (crvena, zelena i plava) mogu smatrati osnovom vektorskog prostora. U ovom prostoru različite boje koje osoba percipira predstavljene su zrakama koje izlaze iz izvora. Modernu definiciju vektorskog prostora uveo je 1888. Giuseppe Peano, ali više od 30 godina ranije, James Clerk Maxwell je već koristio nove teorije onoga što će kasnije postati linearna algebra da bi formalno opisao trihromatski sistem boja.

CIE je odlučio da bi, kako bi se pojednostavili proračuni, bilo zgodnije raditi s prostorom boja u kojem su koeficijenti primarnih boja uvijek pozitivni. Tri nove primarne boje su izražene u RGB koordinatama prostora boja na sljedeći način:

Ovaj novi skup primarnih boja ne može se realizovati u fizičkom svijetu. To je samo matematički alat koji olakšava rad s prostorom boja. Osim toga, tako da su primarni omjeri boja uvijek pozitivni, novi prostor je uređen tako da Y omjer boja odgovara percipiranoj svjetlini. Ova komponenta je poznata kao CIE svjetlina(Možete pročitati više o tome u odličnom članku o bojama Charlesa Poyntona).

Da bismo olakšali prikazivanje rezultirajućeg prostora boja, izvršit ćemo posljednju transformaciju. Dijeljenjem svake komponente zbirom komponenti, dobijamo bezdimenzionalnu vrijednost boje, neovisnu o njenoj svjetlini:

Koordinate x i y poznate su kao koordinate hromatičnosti, i zajedno sa Y CIE lumom, one čine prostor boja xyY CIE. Ako na grafikon unesemo koordinate kromatičnosti svih boja sa datom svjetlinom, dobićemo sljedeći dijagram koji vam je vjerovatno poznat:

XyY grafikon CIE 1931

I posljednja stvar koju treba znati je šta se računa kao bijelo u prostoru boja. U takvom sistemu prikaza, bela su koordinate x i y boje, koje se dobijaju kada su svi koeficijenti primarnih RGB boja jednaki.

Tokom godina pojavilo se nekoliko novih prostora boja koji su donijeli poboljšanja u različitim aspektima prostora CIE 1931. Uprkos tome, xyY CIE sistem ostaje najpopularniji prostor boja za opisivanje svojstava uređaja za prikaz.

Funkcije prijenosa

Prije razmatranja video standarda, potrebno je uvesti i objasniti još dva koncepta.

Optoelektronska prijenosna funkcija

Optičko-elektronska prijenosna funkcija (OETF) određuje kako linearnu svjetlost koju hvata uređaj (kamera) treba kodirati u signal, tj. ovo je funkcija oblika:

V je nekada bio analogni signal, ali sada je, naravno, digitalno kodiran. Obično programeri igara rijetko nailaze na OETF. Jedan primjer gdje bi funkcija bila važna je potreba da se kombinira video snimanje sa CGI u igrici. U ovom slučaju morate znati kojim OETF-om je video snimljen kako biste rekonstruirali linearno svjetlo i pravilno ga pomiješali sa kompjuterskom slikom.

Elektronsko-optička prijenosna funkcija

Elektronsko-optička prijenosna funkcija (EOTF) obavlja suprotan zadatak od OETF-a, tj. definira kako će se signal pretvoriti u linearno svjetlo:

Ova karakteristika je važnija za programere igara jer određuje kako će sadržaj koji kreiraju biti prikazan na televizorima i monitorima korisnika.

Odnos između EOTF-a i OETF-a

Iako su koncepti EOTF-a i OETF-a međusobno povezani, oni služe različitim svrhama. OETF je potreban za predstavljanje snimljene scene, iz koje onda možemo rekonstruirati originalno linearno osvjetljenje (ova reprezentacija je konceptualno HDR (High Dynamic Range) bafer okvira za normalnu igru). Šta se dešava u fazi proizvodnje konvencionalnog filma:

• Snimanje podataka scene
• Invertiranje OETF-a za vraćanje linearnih vrijednosti osvjetljenja
• Korekcija boje
• Mastering za različite ciljne formate (DCI-P3, Rec. 709, HDR10, Dolby Vision, itd.):
  • Smanjenje dinamičkog raspona materijala kako bi odgovarao dinamičkom rasponu ciljnog formata (mapiranje tonova)
  • Pretvaranje u prostor boja ciljnog formata
  • Okrenite EOTF za materijal (kada koristite EOTF u uređaju za prikaz, slika se vraća prema potrebi).

Detaljna rasprava o ovom toku rada neće biti uključena u naš članak, ali preporučujem da proučite detaljan formalizovani opis toka rada ACES (Academy Color Encoding System).

Do sada je standardni tehnički proces igre izgledao ovako:

• Rendering
• HDR bafer okvira
• Tonska korekcija
• Invertirajte EOTF za predviđeni uređaj za prikaz (obično sRGB)
• Korekcija boje

Većina igrica koristi tehniku ​​ocjenjivanja boja populariziranu prezentacijom Natyja Hoffmana "Poboljšanje boje za videoigre" iz Siggrapha 2010. Ova tehnika je bila praktična kada se koristio samo ciljni SDR (Standard Dynamic Range) i omogućavala je korištenje softvera za ocjenjivanje boja. već instaliran na računarima većine umetnika, kao što je Adobe Photoshop.

Standardni SDR tok rada gradacije boja (Slika ljubaznošću Jonathana Blowa)

Nakon uvođenja HDR-a, većina igara je počela da se kreće prema radnom toku sličnom onom koji se koristi u filmskoj produkciji. Čak i bez HDR-a, radni tok poput kinematografa optimizira performanse. Ocjenjivanje boja u HDR-u znači da imate cijeli dinamički raspon vaše scene. Osim toga, postaju mogući neki efekti koji su ranije bili nedostupni.

Sada smo spremni da pogledamo različite standarde koji se trenutno koriste za opisivanje TV formata.

Video standardi

Rec. 709

Većina standarda koji se odnose na emitovanje video signala izdaje Međunarodna unija za telekomunikacije (ITU), tijelo UN-a koje se prvenstveno bavi informatičkom tehnologijom.

Preporuka ITU-R BT.709, koja se češće naziva Rec. 709 je standard koji opisuje svojstva HDTV-a. Prva verzija standarda objavljena je 1990. godine, a posljednja u junu 2015. godine. Standard opisuje parametre kao što su omjeri, rezolucije, broj kadrova. Većina ljudi je upoznata sa ovim karakteristikama, pa ih neću pokrivati ​​i fokusirati se na odjeljke standarda koji se bave reprodukcijom boja i svjetlinom.

Standard detaljno opisuje hromatičnost ograničenu prostorom boja xyY CIE. Crveni, zeleni i plavi izvori svjetla kompatibilnog zaslona moraju biti odabrani tako da njihove pojedinačne hromatske koordinate budu sljedeće:

Njihov relativni intenzitet treba podesiti tako da bela tačka ima hromatičnost.

(Ova bela tačka je takođe poznata kao CIE Standard Illuminant D65 i analogna je hvatanju koordinata hromatičnosti distribucije spektralnog intenziteta normalnog dnevnog svetla.)

Svojstva kromatičnosti mogu se vizualizirati na sljedeći način:

Pokrivenost Rec. 709

Područje sheme boja, ograničeno trouglom kreiranim primarnim bojama datog sistema prikaza, naziva se gamut.

Sada dolazimo do dijela standarda osvjetljenja, i tu stvari postaju malo složenije. Standard to navodi "Opća optoelektronska karakteristika prijenosa u izvoru" je jednako:

Ovdje postoje dva problema:

1. Ne postoji specifikacija čemu odgovara fizička svjetlina L = 1
2. Uprkos činjenici da je ovo standard za video emitovanje, on ne navodi EOTF

To se dogodilo istorijski, jer se vjerovalo da uređaj za prikaz, tj. potrošačka tv i postoji EOTF. U praksi, to je postignuto podešavanjem snimljenog raspona osvjetljenja u gornjem OETF-u tako da slika izgleda dobro na referentnom monitoru sa sljedećim EOTF-om:

Gdje L = 1 odgovara svjetlini od oko 100 cd / m² (jedinica cd / m² se u ovoj industriji naziva "nit"). Ovo potvrđuje ITU u najnovijim verzijama standarda sa sljedećim komentarom:

U standardnoj proizvodnoj praksi, funkcija kodiranja izvora slike se podešava tako da konačna slika ima željeni izgled, koji odgovara onom vidljivom na referentnom monitoru. Funkcija dekodiranja iz Preporuke ITU-R BT.1886 je uzeta kao referenca. Referentno okruženje za gledanje navedeno je u Preporuci ITU-R BT.2035.

Rec. 1886 je rezultat rada na dokumentovanju karakteristika CRT monitora (standard je objavljen 2011. godine), tj. je formalizacija postojeće prakse.

CRT groblje slonova

Nelinearnost svjetline kao funkcija primijenjenog napona dovela je do fizičke strukture CRT monitora. Čistom slučajnošću, ova nelinearnost je (vrlo) približno obrnuta nelinearnost ljudske percepcije svjetline. Kada smo prešli na digitalno predstavljanje signala, to je dovelo do uspješnog efekta ujednačene distribucije greške uzorkovanja po cijelom rasponu svjetline.

Rec. 709 je dizajniran da koristi 8-bitno ili 10-bitno kodiranje. Većina sadržaja koristi 8-bitno kodiranje. Za to, standard navodi da distribucija opsega svjetline signala treba biti raspoređena u kodovima 16-235.

HDR10

Kada je u pitanju HDR video, dva su glavna kandidata: Dolby Vision i HDR10. U ovom članku ću se fokusirati na HDR10 jer je to otvoreni standard koji je brzo postao popularan. Ovaj standard je izabran za Xbox One S i PS4.

Počećemo ponovo gledajući deo prostora boja koji se koristi u HDR10 kako je definisano u Preporuci ITU-R BT.2020 (UHDTV). Sadrži sljedeće koordinate kromatičnosti primarnih boja:

Opet, D65 se koristi kao bijela tačka. Kada se prikazuje na šematskom xy Rec. 2020 izgleda ovako:

Pokrivenost Rec. 2020

Očigledno je primjetno da je pokrivenost ovog prostora boja mnogo veća od pokrivenosti Rec. 709.

Sada dolazimo do odeljka standarda o osvetljenosti, i tu stvari ponovo postaju zanimljivije. U svojoj doktorskoj tezi iz 1999. godine “Osjetljivost ljudskog oka na kontrast i njegov utjecaj na kvalitet slike”(„Osetljivost ljudskog oka na kontrast i njegov uticaj na kvalitet slike“) Peter Barten je predstavio pomalo zastrašujuću jednačinu:

(Mnoge varijable u ovoj jednačini su same složene jednadžbe, na primjer, svjetlina je skrivena unutar jednačina koje izračunavaju E i M).

Jednačina određuje koliko je oko osjetljivo na promjene kontrasta na različitim nivoima svjetline, a različiti parametri određuju uslove gledanja i neka svojstva posmatrača. "Minimalna razlika koja se može razlikovati"(Upravo primjetna razlika, JND) je suprotna Bartenovoj jednadžbi, tako da EOTF uzorkovanje da se riješi ograničenja pogleda, sljedeće mora biti istinito:

Društvo filmskih i televizijskih inženjera (SMPTE) odlučilo je da će Bartenova jednačina biti dobra osnova za novi EOTF. Rezultat je bio ono što sada zovemo SMPTE ST 2084 ili Perceptualni kvantizator (PQ).

PQ je kreiran odabirom konzervativnih vrijednosti za parametre Bartenove jednadžbe, tj. očekivani tipični uslovi gledanja od strane potrošača. Kasnije je PQ definiran kao uzorkovanje koje, za dati raspon svjetline i broja uzoraka, najviše odgovara Bartenovoj jednadžbi sa odabranim parametrima.

Diskretizirane EOTF vrijednosti mogu se pronaći korištenjem sljedeće rekurzivne formule za pronalaženje k< 1 ... Zadnja vrijednost uzorkovanja bit će potrebna maksimalna svjetlina:

Za maksimalnu svjetlinu od 10.000 nita korištenjem 12-bitnog uzorkovanja (kako koristi Dolby Vision), rezultat izgleda ovako:

EOTF PQ

Kao što vidite, uzorkovanje ne pokriva ceo opseg osvetljenosti.

HDR10 standard također koristi EOTF PQ, ali sa 10-bitnim uzorkovanjem. Ovo nije dovoljno da ostane ispod Bartenovog praga u opsegu osvetljenosti od 10.000 nita, ali standard dozvoljava da se metapodaci ugrade u signal kako bi se dinamički prilagodila vrhunska osvetljenost. Evo kako izgleda 10-bitno PQ uzorkovanje za različite raspone svjetline:

Različiti EOTF HDR10

Uprkos tome, osvetljenost je nešto iznad Bartenovog praga. Međutim, situacija nije tako loša kao što se može činiti iz grafikona, jer:

1. Kriva je logaritamska, tako da relativna greška zapravo nije tako velika
2. Ne zaboravite da su parametri uzeti za kreiranje Bartenovog praga odabrani konzervativno.

U vrijeme pisanja ovog teksta, HDR10 televizori na tržištu obično imaju vršnu svjetlinu od 1000-1500 nita, a za njih je dovoljno 10 bita. Također je vrijedno napomenuti da proizvođači televizora mogu sami odlučiti šta će učiniti sa svjetlinom iznad raspona koji mogu prikazati. Neki imaju tvrđi pristup, drugi mekši.

Evo primjera kako izgleda 8-bitno rec. uzorkovanje. 709 sa vršnom svjetlinom od 100 nita:

EOTF Rec. 709 (16-235)

Kao što vidite, mi smo daleko iznad Bartenovog praga, i što je važno, čak i najpromiskuitetniji potrošači će podesiti svoje televizore na znatno veću vršnu svjetlinu od 100 nita (obično 250-400 nita), što će povećati Rec. 709 je čak i više.

Konačno

Jedna od najvećih razlika između Rec. 709 i HDR u tome što je svjetlina potonjeg prikazana u apsolutnim vrijednostima. U teoriji, to znači da će sadržaj dizajniran za HDR izgledati isto na svim kompatibilnim televizorima. Barem do njihove vrhunske svjetline.

Postoji popularna zabluda da će HDR sadržaj općenito biti svjetliji, ali uglavnom neće. HDR filmovi će se najčešće proizvoditi na način da prosječna svjetlina slike bude ista kao za Rec. 709, ali tako da su najsvjetliji dijelovi slike svjetliji i detaljniji, što znači da su srednji tonovi i sjene tamnije. U kombinaciji s apsolutnim vrijednostima HDR svjetline, to znači da su za optimalno HDR gledanje potrebni dobri uvjeti: pri jakom svjetlu zjenica se sužava, što znači da će detalji u tamnim područjima slike biti teže uočljivi.

Tagovi:

• rgb
• prostor boja
• prostori boja
• video standardi
• hdr
• hdtv

Dodaj oznake

Ciljevi lekcije:

• obrazovne: Pružiti osnovna znanja o fizičkim modelima percepcije boja objekta RGB i CMY (K). Objasnite interakciju koordinata boja ovih modela.
• U razvoju : razviti sposobnost prezentovanja rezultata istraživanja u datom formatu
• edukativni: razvijati vještine samostalnog izvršavanja zadatka, razvijati estetski ukus, pokazati kreativan odnos prema poslu

Ciljevi lekcije:

• Pregled: namjena i glavne funkcije grafičkog uređivača, principi formiranja slike u rasterskoj i vektorskoj grafici
• Naučite prepoznati primarne boje pomoću modela boja
• Provjerite asimilaciju materijala. Analizirajte uočene greške.

Kao rezultat proučavanja teme, studenti treba da:

znati:

• fizički modeli percepcije boja objekta RGB i CMY (K)
• omjer RGB i CMY modela

biti u stanju:

• definirati boje prema datoj shemi boja

Oprema: PC, PowerPoint, multimedijalni projektor, interaktivna tabla, materijali, prezentacija „Modeli u boji“.

Tokom nastave

Plan lekcije

1. Organizacioni trenutak (2 min)
2. Frontalna anketa (3 min)
3. Objašnjavanje novog materijala (19 min)
4. Pogledajte prezentaciju (8 min)
5. Provjera asimilacije gradiva (10 min)
6. Sumiranje lekcije (1 min).
7. Domaća zadaća (2 min)

LEKCIJA 45 min

1. Organizacioni momenat ( 2 minute).

• Provjera prisutnih
• Dizajn časopisa
• Upoznavanje učenika sa temom lekcije

2. Frontalna anketa (3 min).

Studenti sa terena moraju odgovoriti na pitanja:

a) svrha grafičkog uređivača

Grafički urednik - program (ili softverski paket) koji vam omogućava da kreirate i uređujete slike pomoću računara.

b) principi formiranja slike u rasterskoj i vektorskoj grafici

U rasterskoj grafici, slika je predstavljena dvodimenzionalnim nizom tačaka (rasterskih elemenata), od kojih se boja i svjetlina svake postavljaju nezavisno. Piksel je osnovni element svih bitmapa. Vektorska grafika opisuje sliku pomoću matematičkih formula.

c) Objašnjenje novog materijala ( 19 minuta )

Učitelj: Vjeruje se da naše ljudsko oko može razlikovati oko 16 miliona nijansi boja. Postavlja se prirodno pitanje, kako objasniti kompjuteru da je jedan predmet crven, a drugi ružičast? Koja je razlika između njih, tako jasno vidljivih našim očima. Za formalni opis boje, izmišljeno je nekoliko modela boja i odgovarajućih metoda kodiranja.

Zapišimo definiciju u svesku:

Način na koji je nijansa podijeljena na svoje sastavne komponente naziva se model boje.

Danas ćemo pogledati RGB i CMY (K) modele.

Prepišite ovo u svoju bilježnicu.

RGB model u boji(skraćenica od engleskih riječi R ed, G reen, B lue - crvena, zelena, plava) - aditiva model u boji.

Koristi se za emitovano svetlo , tj. kada pripremate ekranske dokumente.

Izbor primarnih boja je zbog fizioloških karakteristika percepcije boja mrežnjače ljudskog oka.

Bilo koja boja se može predstaviti kao kombinacija 3 osnovne boje R ed (crveno), G reen (zeleno) B lue (plava). Ove boje se zovu komponente u boji.

Dodatak model se zove jer se boje dobijaju pomoću dodaci crnoj boji.

Zapišite primarne boje u svesku. (Učenici kopiraju materijal sa table)

Učitelj: Riječ aditiv (adicija) naglašava da se boja dobija dodavanjem tačaka tri osnovne boje, svaka sa svojom svjetlinom. Svjetlina svake osnovne boje može imati vrijednosti od 0 do 255 (256 vrijednosti), tako da model može kodirati 2563 ili oko 16,7 miliona boja. Ove trojke baznih tačaka (svetleće tačke) nalaze se veoma blizu jedna drugoj, tako da se svaka trojka za nas spaja u veliku tačku određene boje. Što je svjetlija obojena tačka (crvena, zelena, plava), to će se ova boja više dodati na rezultirajuću (trostruku) tačku.

Pogledajte ploču i dati materijal.

RGB model je prikazan na interaktivnoj tabli (slična šema u brošuri za svakog učenika). Nastavnik nastavlja da objašnjava i pokazuje na dijagramu.

Slika u ovom modelu boja sastoji se od tri kanala.

• Čista crvena se može definirati kao (255,0,0) - R ed
• čisto zelena (0.255.0) - G reen
• Čista živoplava (0,0,255) - B lue

Na dijagramu možete vidjeti da miješanjem primarnih boja (crvena, zelena i plava se smatraju primarnim bojama) dobijamo

• miješanjem plave (B) i crvene (R) dobijemo ljubičastu ili ljubičastu (M magenta)
• pri miješanju zelene (G) i crvene (R) - žute (Y žute)
• pri miješanju zelene (G) i plave (B) - cijan (C cijan)
• kada pomiješamo sve tri komponente boje, dobijemo bijelu (W)

• Ako je svjetlina sve tri osnovne boje minimalna (jednaka nuli), ispada crna tačka (Crna - (0,0,0))
• Ako je svjetlina sve tri boje maksimalna (255), kada se dodaju, dobijate bela tačka (bijeli - (255,255,255)
• Ispada da je svjetlina svake osnovne boje ista siva tačka (što je veća vrijednost svjetline, to je svjetlije).

Tačka neke lijepe, sočne boje dobija se ako je pri miješanju jedne (ili dvije) boje mnogo manje od dvije (jedne) druge. Na primjer, boja lila se dobija ako uzmemo maksimum crvene i plave boje. i nemojmo zeleno a žuta se postiže miješanjem crvene i zelene.

U ovom konkretnom modelu rade uređaji za unos grafičkih informacija (skener, digitalna kamera) i uređaj za izlaz (monitor).

Model u boji RGB ima širi raspon u mnogim tonovima boja (može predstavljati bogatije boje) od tipičnog CMYK raspona, tako da ponekad slike koje izgledaju sjajno u RGB-u blijede i značajno blijede u CMYK modelu, koji ćemo sada pogledati.

Model u boji CMY ( K)

Obojeni nesvetleći objekti apsorbuju deo spektra bele svetlosti koja ih osvetljava i reflektuju preostalo zračenje. Objekti reflektiraju različite boje (obojene u njima) u zavisnosti od područja spektra gdje se javlja apsorpcija.

Naziv modela i osnovne boje su već ispisani na tabli.

CMY ( K )
C yan M agenta Y ellow blac K
Cyan Magenta Yellow Black

Prepišite ovo u svoju bilježnicu.

Boje koje koriste bijelu svjetlost oduzimanjem određenih dijelova spektra od nje se nazivaju subtraktivno ("subtraktivno") ... Da biste ih opisali, koristite subtractive model CMY (C je cijan, M je magenta, Y je žuta). U ovom modelu, primarne boje se formiraju oduzimanjem aditivnih primarnih boja RGB modela od bijele.

Oduzimanje tri primarne RGB boje od bijele daje nam tri komplementarne CMY boje.

U ovom slučaju, postojat će tri glavne subtraktivne boje:

• plava (bijela minus crvena)
• magenta (bijela minus zelena)
• žuta (bijela minus plava)

Model u boji CMY ( K ) koristi se prilikom rada sa reflektovana boja (prilikom štampanja) .

Kada se pomiješaju dvije subtraktivne (oduzete) komponente, rezultirajuća boja je potamnjena (apsorbira se više svjetla, stavlja se više boje). ovako:

• kada se miješaju maksimalne vrijednosti sve tri komponente, boja bi trebala biti crna
• u potpunom odsustvu boje (nula vrijednosti komponenti), boja će ispasti bijela (bijeli papir)
• pomicanje jednakih vrijednosti triju komponenti dat će nijanse sive.

Ovaj model je glavni model za štampu. Magenta, cijan, žuta boje čine tzv poligrafska trijada , a kada se štampa ovim bojama, većina vidljivog spektra boja može se reproducirati na papiru.

Međutim, prave boje imaju nečistoće, njihova boja možda nije idealna, a miješanje tri osnovne boje, koje bi trebale dati crnu, umjesto toga rezultira nedefiniranom blatno smeđom (pogledajte dati materijal). Osim toga, da biste dobili intenzivnu crnu boju, potrebno je da na papir nanesete veliku količinu mastila svake boje. Ovo će premočiti papir i smanjiti kvalitetu štampe. Osim toga, korištenje velikih količina boje je neekonomično.

Za poboljšanje kvaliteta štampe u broju osnovnih štamparskih boja (i u modelu) dodata crna boja. Ona je bila ta koja je dodala posljednje slovo imenu CMYK modela, iako ne baš obično. Crna komponenta je svedena na slovo K, budući da je ova boja glavna, ključna ( K ey) tokom štampanja u boji (ili cr K).

Kao i kod RGB modela, količina svake komponente može se izraziti kao postotak ili gradacija od 0 do 255.

Štampanje sa četiri CMYK mastila, koje se naziva i štampanje procesne boje.

Boja u CMYK ne zavisi samo od spektralnih karakteristika boja i načina njihove primene, već i od njihove količine, karakteristika papira i drugih faktora. U stvari, CMYK brojevi su samo skup hardverskih podataka za fototipizaciju i ne definiraju jednoznačno boju.

Krug u boji

Prilikom obrade slika potrebno je jasno razumjeti interakciju koordinata boja aditivnog RGB sistema i suptraktivnog CMYK sistema. Bez poznavanja ovih obrazaca, teško je procijeniti kvalitet boje, dodijeliti korektivne operacije i jednostavno je razumno koristiti najjednostavnije alate dizajnirane za rad s bojom.

Ako su ova dva modela predstavljena u obliku uniformni model onda će ispasti skraćeno varijanta kola boja, u kojoj su boje raspoređene po redosledu poznatom iz škole (samo bez izvedene narandžaste boje): crvena (R), žuta (Y), zelena (G), cijan (C), plava ( B) - ljubičasta (lila, ljubičasta) M - Magenta

SVAKI LOVAC ŽELI DA ZNA GDJE FAZA SJEDI
ili
KAO JEDNOM ŽAN - ZONAROVA GLAVA PUNILA FENTER
ili
SVAKI DIZAJNER ŽELI DA ZNA GDJE DA PREUZIM PHOTOSHOP

Razmotrite najjednostavniji i najpopularniji model, koji se zove točak boja. Sadrži koordinate glavnih sistema boja RGB i CMYK na istoj udaljenosti jedna od druge.

Parovi boja koji se nalaze na krajevima istog prečnika (pod uglom od 180 stepeni) nazivaju se
Na kotaču boja, primarne boje RGB i CMY modela su u sljedećem odnosu: svaka boja se nalazi nasuprot komplementarne (komplementarne) boje; dok je on na jednakoj udaljenosti između boja sa kojima je dobijena.

Besplatne boje su:

• zelena i ljubičasta,
• plava i žuta,
• plava i crvena.

Komplementarne boje se, na neki način, međusobno isključuju. Dodavanje bilo koje boje u kotačić boja kompenzira dodatnu boju, takoreći je razrjeđuje u rezultirajućoj boji.

Na primjer, da biste promijenili omjer boja prema zelenim tonovima, trebali biste smanjiti magenta boju, koja je komplementarna zelenoj.

Ova izjava se može izraziti sljedećim kratkim formulama:

Učitelj piše na tabli:

Sada sami zapišite preostalih 5 formula u bilježnicu:

100% Magenta = 0Zeleno

100% žuta = 0 plava

0% magenta = 255 zelena

0% žuta = 255 plava.

Poslušajte i zapišite rečenicu u svesku:

Cijan je suprotan crvenoj jer cijan boje apsorbuju crvenu i reflektuju plavu i zelenu. Plava je odsustvo crvene.

Nastavnik traži od 5 učenika da preformulišu rečenicu za preostalih 5 boja.

Ovdje je sažetak osnovnih i izvedenih pravila za sintezu boja korištenjem kružnog modela (pogledajte priručnik):

• Svaka subtraktivna (aditivna) boja je između dvije aditivne (subtraktivne) boje.
• Dodavanje bilo koje dvije RGB (CMY) boje proizvodi CMY (RGB) boju koja se nalazi između. Na primjer, miješanje zelene i plave daje cijan, a miješanje žute i magente daje crvenu boju.

Sve moguće omjere ove vrste zapišite sami u bilježnicu (6 formula)

Crvena + zelena = žuta

Plava + zelena = cijan

Crvena + Plava = Magenta

Cyan + Magenta = Plava

Cyan + Yellow = Zelena

Magenta + Žuta = Crvena.

• Superponiranje crvene i zelene pri maksimalnom intenzitetu daje čistu žutu. Smanjenje intenziteta crvene pomiče rezultujuću boju prema zelenoj, dok smanjenje doprinosa zelene čini boju narandžastom.
• Miješanje plave i crvene u maksimalnom omjeru daje ljubičastu. Smanjenje količine plave će pomaknuti boju prema ružičastoj, dok će smanjenje količine crvene pomaknuti boju prema magenta.
• Zelena i plava formiraju cijan. Postoji oko 65 hiljada različitih nijansi plave koje se mogu sintetizirati miješanjem ovih koordinata boja u različitim proporcijama.
• Pretisak cijan i magenta pri najvećoj gustoći daje duboke plave boje.
• Magenta i žute boje proizvode crvenu boju. Što je veća gustina komponenti, veća je i njena svjetlina. Smanjenje magenta daje boji narandžastu nijansu, smanjenje žute komponente daje ružičastu; Žuta i plava daju jarko zelenu boju. Smanjenje udjela žute daje smaragd, a smanjenje doprinosa plave daje svijetlozeleno.
• Posvjetljivanje ili potamnjivanje boje ekstremne zasićenosti smanjuje njenu zasićenost.

Zapišimo u svesku:

Ugniježđenje boja može se povećati i smanjiti prilagođavanjem njegovih doprinosa complimentary boje ili povezani cveće.

4. Pregled prezentacije ( 8 minuta)

Sada ćemo pogledati prezentaciju kako bismo konsolidirali obrađeno gradivo i saznali šta nas čeka na narednim lekcijama.

5. Provjera asimilacije materijala ( 10 min)

Molim vas da odgovorite na pitanja o novoj temi:

1. Navedite osnovne boje RGB i CMY (K) modela.

• RGB model boja - crvena, zelena, plava - crvena, zelena, plava
• Model u boji CMY- C je cijan, M je magenta, Y je žuta

2. Koji model boja se koristi za emitovanu boju?

3. Zašto se zove aditiv?

Aditivni model naziva se jer se boje dobijaju dodavanjem (engleski dodatak) crnoj

4. Šta slovo K znači u CMYK modelu boja?

Crna komponenta, budući da je ova boja glavna, ključna ( K ey) tokom štampe u boji (ili cr K).

5. Za šta se koristi model kotača u boji?

Razumeti interakciju RGB koordinata boja i CMYK subtraktivnog sistema.

6. Koje boje se nazivaju besplatnim?

Parovi boja koji se nalaze na krajevima istog prečnika na krugu boja (pod uglom od 180 stepeni) nazivaju se komplementarni ili komplementarni.

• Navedite besplatne boje.
• zelena i ljubičasta
• plava i žuta
• plava i crvena.

6. Sumiranje lekcije ( 1 minuta).

Naša lekcija se bliži kraju. Danas ste naučili o RGB i CMY (K) modelima boja, osnovnim bojama ovih modela, interakciji koordinata boja RGB aditivnog sistema i CMYK sistema suzbijanja. U sljedećoj lekciji nastavit ćemo upoznavanje sa modelima u boji.

7. Domaći ( 2 minute)

Zapišite svoj domaći zadatak:

1. Koristeći model kotača u boji, ponovite osnovne formule za dobijanje boje
2. Profil škole „Tehnologija obrade tekstualnih informacija. Tehnologija za obradu grafičkih i multimedijalnih informacija "AV Mogilev, LV Listratova SPb.: BHV-Petersburg, 2010. str. 8.2.
3. Časovi kompjuterske grafike. CorelDRAW. Tečaj obuke L. Levkovets SPb .: Petar, 2006. nivo 2

Televizor u boji ili monitor vašeg kompjutera zasnovan je na principu takve podjele svjetlosti. Ugrubo rečeno, monitor koji trenutno gledate sastoji se od ogromnog broja tačaka (njihov broj vertikalno i horizontalno određuje rezoluciju monitora) i na svakoj tački svijetle tri "svjetla": crvena, zelena i plava. Svaka "sijalica" može da sija različitom jačinom, ili da uopšte ne sija. Ako samo plava "svetlost" sija, vidimo plavu tačku. Ako je samo crveno, vidimo crvenu tačku. Isto tako i sa zelenom. Ako sve sijalice u jednom trenutku sijaju punim sjajem, onda se ispostavlja da je ova tačka bijela, jer se sve gradacije ove bijele ponovo spajaju. Ako ni jedna sijalica ne sija, onda nam se čini da je tačka crna. Pošto je crna odsustvo svjetlosti. Kombinovanjem boja ovih "sijalica" koje sijaju različitom jačinom, možete dobiti različite boje i nijanse.

Svjetlina svake takve sijalice određena je intenzitetom (podjelom) od 0 ("svjetlo" isključeno) do 255 ("svjetlo" sija punom "snagom"). Ova podjela boja naziva se RGB model boja od prvih slova riječi "RED" "GREEN" "BLUE" (crvena, zelena, plava).

Dakle Bijela boja naša tačka u RGB modelu boja može se napisati na sljedeći način:

R (od riječi "crveno", crveno) - 255

G (od riječi "zeleno", zeleno) - 255

B (od riječi "plavo", plavo) - 255

"Zasićena" crvena bi izgledala ovako:

Žuta boja će izgledati ovako:

Takođe, za pisanje boje u rgb koristite heksadecimalni sistem. Intenzitet je prikazan redoslijedom #RGB:

Bijela - #ffffff

Crvena - # ff0000

Crna - # 00000

Žuta - # ffff00

CMYK model u boji

Dakle, sada znamo na koji nam lukav način naš kompjuter daje boju određene tačke. Hajde da sada iskoristimo stečeno znanje i pokušamo da dobijemo bijelu boju pomoću boja. Da biste to učinili, kupite gvaš u trgovini, uzmite staklenke crvene, plave i zelene boje i pomiješajte ih. Desilo se? I nisam.

Problem je što naš monitor emituje svjetlost, odnosno svijetli, ali u prirodi mnogi objekti nemaju to svojstvo. Oni jednostavno reflektuju bijelu svjetlost koja pada na njih. Štoviše, ako predmet reflektira cijeli spektar bijele svjetlosti, onda ga vidimo kao bijeli, ali ako dio te svjetlosti apsorbira, onda ne sasvim.

Nešto ovako: sijamo bijelom svjetlošću na crveni predmet. Bijelo svjetlo se može smatrati R-255 G-255 B-255. Ali objekat ne želi da reflektuje svu svetlost koju smo usmerili na njega, i drsko nam krade sve nijanse zelene i plave. Kao rezultat, odražava samo R-255 G-0 B-0. Zato nam izgleda crveno.

Stoga je vrlo problematično koristiti RGB model boja za štampanje na papiru. Za to se u pravilu koristi model boja CMY (tsmi) ili CMYK (tsmik). CMY model boja zasniva se na činjenici da je list papira sam po sebi bijel, odnosno odražava gotovo cijeli RGB spektar, a boje koje se na njega nanose djeluju kao filteri, od kojih svaki "krade" svoju boju (bilo crvena ili zelena, ili plava). Dakle, boje ovih boja se određuju oduzimanjem jedne RGB boje od bijele. Rezultirajuće boje su cijan (nešto poput plave), magenta (možete reći ružičasta), žuta (žuta).

I ako je u RGB modelu boja svaka boja ocijenjena svjetlinom od 0 do 255, onda je u CMYK modelu boja glavna vrijednost za svaku boju "prozirnost" (količina boje) i određena je procentima od 0% do 100 %.

Dakle, bijela se može opisati na sljedeći način:

C (cijan) - 0%; M (magenta) - 0%; Y (žuto) - 0%.

Crvena - C-0%; M-100%; Y-100%.

Zelena - C-100%; M-0%; Y-100%.

Plava - C-100%; M-100%; Y-0%.

Crna - C-100%; M-100%; Y-100%.

Međutim, to je moguće samo u teoriji. Ali u praksi, to je nemoguće učiniti sa CMY bojama. A kada se ispisuje crna, ispada prilično prljavo smeđa, siva ne liči na sebe i problematično je stvoriti tamne nijanse boja. Druga boja se koristi za podešavanje konačne boje. Otuda poslednje slovo u imenu CMYK (CMYK). Dekodiranje ovog slova može biti različito:

Može biti skraćenica od BLACK (crna). A u skraćenici se koristi zadnje slovo kako se ova boja ne bi pomiješala s plavom bojom u RGB modelu;

Štampači često koriste riječ "Contour" u odnosu na ovu boju. Dakle, moguće je da je slovo K u CMYK-u (CMYK) skraćenica za njemačku riječ "Kontur";

Takođe može biti skraćenica za Key-color.

Međutim, teško ga je nazvati ključnim, jer je prilično dodatni. A ova boja nije baš slična crnoj. Ako štampate samo ovim mastilom, slika će biti prilično siva. Stoga, neki su mišljenja da slovo K u CMYK-u znači "Kobalt" (na njemačkom za tamno sivu).

Obično se termin "crna" ili "crna" koristi za označavanje ove boje.

Štampanje pomoću CMYK boja naziva se "puna boja" ili "proces".

* Verovatno je vredno reći da se prilikom štampanja CMYK (CMYK) boje ne mešaju. Leže na papiru kao „tačke“ (raster) jedna do druge i pomešane su već u mašti čoveka, jer su te „pege“ veoma male. Odnosno, slika je rasterizirana, jer se u suprotnom boja, koja pada jedna na drugu, širi i nastaje moiré ili prljavština. Postoji nekoliko različitih metoda rasterizacije.

Model boja u nijansama sive

Mnogi ljudi greškom nazivaju sliku u modelu boja u sivim tonovima crno-bijelom. Ali to nije slučaj. Crno-bijela slika sastoji se samo od crno-bijelih tonova. Dok sivi tonovi imaju 101 nijansu. Ovo je Kobalt gradacija boje od 0% do 100%.

Modeli boja ovisni o uređaju i uređaji neovisni

CMYK i RGB modeli boja zavise od uređaja, odnosno zavise od načina na koji nam se boja prenosi. Oni govore određenom uređaju kako da koriste svoje boje, ali nemaju znanja o tome kako ljudi percipiraju konačnu boju. U zavisnosti od podešavanja osvetljenosti, kontrasta i oštrine kompjuterskog monitora, osvetljenosti prostorije, ugla pod kojim gledamo u monitor, različito percipiramo boju sa istim RGB parametrima. Percepcija boje osobe u modelu boja "CMYK" zavisi od još šireg spektra uslova, kao što su svojstva štampanog materijala (na primer, sjajni papir upija manje mastila od mat papira, odnosno boje na njemu su svetlije i zasićeniji), osobine mastila, vlažnost vazduha, na kojoj se papir sušio, karakteristike štamparske mašine...

Da bi se osobi prenijele pouzdanije informacije o boji, takozvani profili boja se pridružuju modelima boja zavisnim od uređaja. Svaki takav profil sadrži informacije o specifičnom načinu prenošenja boje na osobu i prilagođava konačnu boju dodavanjem ili uklanjanjem parametara iz bilo koje komponente početne boje. Na primjer, za štampanje na sjajnim filmovima koristi se profil boja koji uklanja 10% cijan i dodaje 5% žute originalnoj boji, zbog specifičnosti određene štampe, samog filma i drugih uslova. Međutim, ni pričvršćeni profili ne rješavaju sve probleme prenošenja boje na nas.

Modeli boja neovisni o hardveru ne prenose informacije o bojama ljudima. Oni matematički opisuju boju koju percipira osoba sa normalnim vidom boja.

HSB i HLS modeli u boji

U srcu ovog prostora boja je već poznati RGB prsten duginih boja. Boja se kontroliše promenom parametara kao što su:

Hue- nijansa ili ton;

Saturation- zasićenost boja;

Osvetljenost- osvetljenost.

Parametar nijanse je boja. Definisano u stepenima od 0 do 360 na osnovu boja duginog prstena.

Parametar zasićenja - postotak dodavanja bijele boje ovoj boji ima vrijednost od 0% do 100%.

Parametar Svjetlina - postotak dodavanja crne boje također varira od 0% do 100%.

Princip je sličan jednom od prikaza svjetlosti sa stanovišta likovne umjetnosti. Kada se postojećim bojama doda bijela ili crna boja.

Ovo je najlakši model boja za razumijevanje i zato ga mnogi web dizajneri vole. Međutim, ima nekoliko nedostataka:

Ljudsko oko percipira boje duginog prstena kao boje različite svjetline. Na primjer, spektralno zelena je svjetlija od spektralno plave. U modelu boja HSB smatra se da sve boje ovog kruga imaju 100% svjetlinu, što, nažalost, ne odgovara stvarnosti.

Budući da je baziran na RGB modelu boja, još uvijek ovisi o uređaju.

Ovaj model boja je konvertovan u CMYK za štampanje i konvertovan u RGB za prikaz na monitoru. Dakle, pogađanje kojom ćete bojom dobiti može biti vrlo problematično.

HLS model boja je sličan ovom modelu (što znači: nijansa, svjetlost, zasićenost).

Ponekad se koristi za ispravljanje svjetla i boje na slici.

LAB model u boji

U ovom modelu boja, boja se sastoji od:

Osvetljenje - osvetljenost. Ovo je kombinacija koncepata svjetline (svjetlosti) i intenziteta (hrom)

A- ovo je raspon boja od zelene do ljubičaste

B- boje od plave do žute

To jest, dva indikatora zajedno određuju boju, a jedan indikator određuje njeno osvjetljenje.

LAB - Ovo je model boja nezavisan od uređaja, odnosno ne zavisi od toga kako se boja prenosi na nas. Sadrži i RGB i CMYK boje, i sive tonove, što mu omogućava da konvertuje sliku iz jednog modela boja u drugi uz minimalne gubitke.

Još jedna prednost je što, za razliku od HSB modela boja, odgovara posebnostima percepcije boja ljudskim okom.

Često se koristi za poboljšanje kvaliteta slike i pretvaranje slika iz jednog prostora boja u drugi.



U ruskoj tradiciji se ponekad naziva KZS.

Izbor primarnih boja je zbog fizioloških karakteristika percepcije boja mrežnjače ljudskog oka. RGB model boja se široko koristi u tehnologiji.

Naziva se aditivnim jer se boje dobijaju dodavanjem (eng. dodatak) do crne. Drugim riječima, ako je boja ekrana osvijetljenog reflektorom u boji naznačena u RGB kao (r 1, g 1, b 1), a boja istog ekrana osvijetljenog drugim reflektorom je (r 2, g 2, b 2), onda kada je obasjan sa dva reflektora, boja ekrana će biti označena kao ( r 1 + r 2 , g 1 + g 2, b 1 + b 2).

Slika u ovom modelu boja sastoji se od tri kanala. Prilikom miješanja primarnih boja (crvena, zelena i plava se smatraju primarnim bojama) - na primjer, plava (B) i crvena (R), dobija se magenta (M magenta), kada se miješaju zelena (G) i crvena (R) - žuta (Y žuta), pri miješanju zelene (G) i plave (B) - cijan (C cijan). Miješanjem sve tri komponente boje dobijamo bijelu (W).

Definicija

RGB model boja prvobitno je razvijen da opiše boju na monitoru u boji, ali pošto se monitori razlikuju od modela do proizvođača, predloženo je nekoliko alternativnih prostora boja koji odgovaraju „prosječnom“ monitoru. To uključuje, na primjer, sRGB i Adobe RGB.

Varijante ovog prostora boja razlikuju se u različitim nijansama primarnih boja, različitim temperaturama boja i različitim vrijednostima gama korekcije.

Reprezentacija RGB osnovnih boja prema ITU smjernicama, u kelvinskom prostoru (dnevno svjetlo)

Crvena: x = 0,64 y = 0,33 Zelena: x = 0,29 y = 0,60 Plava: x = 0,15 y = 0,06

Matrice za pretvaranje boja između RGB i sistema osvjetljenja pri pretvaranju slike u crno-bijelo):

X = 0,431 * R + 0,342 * G + 0,178 * BY = 0,222 * R + 0,707 * G + 0,071 * BZ = 0,020 * R + 0,130 * G + 0,939 * BR = 3,063 * X-7 *-1. -0,969 * X + 1,876 * Y + 0,042 * ZB = 0,068 * X-0,229 * Y + 1,069 * Z

Numerička reprezentacija

RGB model boja predstavljen kao kocka

Za većinu aplikacija, vrijednosti koordinata r, g i b mogu se smatrati pripadajućim segmentu, koji predstavlja RGB prostor kao kocku 1 × 1 × 1.

COLORREF

COLORREF je standardni tip za predstavljanje boja u Win32. Koristi se za definiranje RGB boje. Veličina je 4 bajta. Kada definirate bilo koju RGB boju, vrijednost varijable tipa COLORREF može se predstaviti u heksadecimalnom obliku na sljedeći način:

0x00bbggrr

rr, gg, bb - vrijednost intenziteta crvene, zelene i plave komponente boje. Njihova maksimalna vrijednost je 0xFF.

Možete definirati varijablu tipa COLORREF na sljedeći način:

COLORREF C = (b, g, r);

b, g i r su intenzitet (u rasponu od 0 do 255), redom, plave, zelene i crvene komponente određene boje C. To jest, svijetlo crvena se može definirati kao (255,0,0) , svijetlo ljubičasta - (255 , 0,255), crna - (0,0,0) i bijela - (255,255,255)

Boja i njeni modeli

Sofya Skrylina, učiteljica centra za obuku "Art", Sankt Peterburg

U ComputerArt-u br. 7" 2012. predstavljen je članak o skladnim kombinacijama boja i obrascima uticaja boja na ljudsku percepciju, što, nesumnjivo, savremeni dizajneri uzimaju u obzir u svojim projektima. Ali kada rade za računarom i mešaju boje na ekran monitora, nastaju specifični problemi. Dizajner treba da na ekranu monitora ili štampanoj kopiji dobije tačnu boju, ton, nijansu i svetlinu koja je potrebna. Boje na monitoru se ne poklapaju uvek sa prirodnim bojama. Veoma je teško dobiti istu boju ekranu, na otisku štampača u boji i na štampanoj kopiji.Činjenica je da se boje u prirodi, na monitoru i na štampanom listu, stvaraju na potpuno različite načine.
Za nedvosmislenu definiciju boja u različitim okruženjima boja postoje modeli boja o kojima ćemo govoriti u ovom članku.

RGB model

RGB model boja je najpopularniji način predstavljanja grafike i pogodan je za opisivanje boja vidljivih na monitoru, TV-u, video projektoru, kao i slika stvorenih skeniranjem.

RGB model se koristi za opisivanje boja koje nastaju miješanjem tri zraka: crvene, zelene i plave. Naziv modela je napravljen od prvih slova engleskih naziva ovih boja. Ostale boje se dobijaju kombinovanjem osnovnih boja. Boje ove vrste nazivaju se aditivnim, jer kada se dodaju (pomiješaju) dvije zrake primarnih boja, rezultat postaje svjetliji. Na sl. 1 pokazuje koje se boje dobijaju dodavanjem glavnih.

U RGB modelu, svaku osnovnu boju karakterizira svjetlina koja može imati 256 vrijednosti - od 0 do 255. Stoga možete miješati boje u različitim proporcijama, mijenjajući svjetlinu svake komponente. Dakle, možete dobiti 256x256x256 = 16,777,216 boja.

Svaka boja može biti povezana s kodom korištenjem decimalnih i heksadecimalnih prikaza koda. Decimalni zapis je trostruki decimalni brojevi odvojeni zarezima. Prvi broj odgovara svjetlini crvene komponente, drugi zelenoj, a treći plavoj. Heksadecimalna reprezentacija je tri dvocifrena heksadecimalna broja, od kojih svaki predstavlja osvetljenost osnovne boje. Prvi broj (prvi par brojeva) odgovara jačini crvene boje, drugi broj (drugi par brojeva) zelenoj, a treći (treći par) plavoj boji.

Da biste potvrdili ovu činjenicu, otvorite birač boja u CorelDRAW-u ili Photoshopu. U polje R unesite 255 za maksimalnu osvetljenost za crvenu boju i nulu u G i B kutije. Kao rezultat, polje uzorka će sadržavati crvenu boju, heksadecimalni kod će biti: FF0000 (slika 2).

Rice. 2. Prikaz crvene u RGB modelu: lijevo - u prozoru palete Photoshopa, desno - CorelDRAW

Ako crvenoj dodate zelenu s maksimalnom svjetlinom i unesete 255 u polje G, dobićete žutu, čiji je heksadecimalni prikaz FFFF00.

Maksimalna svjetlina sve tri osnovne komponente odgovara bijeloj, minimalna crnoj. Dakle, bela ima kod (255, 255, 255) u decimalnom zapisu, a FFFFFF16 u heksadecimalnom. Crna je kodirana u skladu s tim (0, 0, 0) ili 00000016.

Sve nijanse sive nastaju miješanjem tri komponente iste svjetline. Na primjer, R = 200, G = 200, B = 200 ili C8C8C816 proizvodi svijetlosivu, dok R = 100, G = 100, B = 100 ili 64646416 proizvodi tamno sivu. Što tamniju nijansu sive želite, to je manji broj koji trebate unijeti u svaki tekstualni okvir.

Šta se dešava kada se slika štampa, kako se prikazuju boje? Uostalom, papir ne emituje, već upija ili reflektuje talase boja! Prilikom prijenosa slike u boji na papir koristi se potpuno drugačiji model boja.

CMYK model

Prilikom štampe, tinta se nanosi na papir - materijal koji upija i reflektuje talase boja različitih dužina. Dakle, boja djeluje kao filter koji propušta određene zrake reflektirane boje, oduzimajući sve ostale.

CMYK model boja koristi se za miješanje boja pomoću uređaja za štampanje – štampača i štamparskih mašina. Boje ovog modela se dobijaju oduzimanjem osnovnih boja RGB modela od bijele. Zbog toga se nazivaju subtraktivnim.

Sljedeće boje su osnovne za CMYK:

• plava (cijan) - bijela minus crvena (crvena);
• magenta (Magenta) - bijela minus zelena (Zelena);
• žuto - bijelo minus plavo (plavo).

Pored ovih koristi se i crna, koja je ključna (Ključ) u procesu štampe u boji. Činjenica je da prave boje imaju nečistoće, pa njihova boja ne odgovara tačno teoretski izračunatim cijan, magenta i žuta. Miješanjem tri osnovne boje, koje bi trebale biti crne, umjesto toga dobije se nejasna blatno smeđa. Dakle, crna je uključena u broj osnovnih štamparskih boja.

Na sl. 3 je dijagram koji pokazuje koje boje se dobijaju mešanjem baze u CMYK.

Treba napomenuti da CMYK boje nisu tako čiste kao RGB boje. Ovo objašnjava neznatno neslaganje između osnovnih boja. Prema dijagramu prikazanom na sl. 3, pri maksimalnoj svjetlini treba dobiti sljedeće kombinacije boja:

• miješanjem magente (M) i žute (Y) treba dobiti crvenu (R) (255, 0, 0);
• miješanjem žute (Y) i plave (C) treba dobiti zelenu (G) (0, 255, 0);
• miješanje magenta (M) i cijan (C) bi trebalo da proizvede plavu (B) (0, 0, 255).

U praksi ispada malo drugačije, što ćemo kasnije provjeriti. Otvorite dijaloški okvir birača boja u Photoshopu. Unesite 100% u tekstualne okvire M i Y. Umjesto osnovne crvene boje (255, 0, 0), imamo crveno-narandžastu mješavinu (slika 4).

Sada unesite 100% u Y i C tekstualne okvire. Umjesto osnovne zelene boje (0, 255, 0), rezultat je zelena sa blagom nijansom plave boje. Kada postavite svjetlinu na 100% u M i C poljima, umjesto plave (0, 0, 255), imamo plavu boju sa ljubičastom nijansom. Štaviše, ne mogu sve RGB boje biti predstavljene u CMYK. RGB raspon boja je širi od CMYK.

Primarne boje RGB i CMYK modela su u zavisnosti prikazanoj na šemi točaka boja (slika 5). Ova šema se koristi za korekciju boja na slikama; primjeri njegove upotrebe razmatrani su u ComputerArt-u br. 12 „2011.

RGB i CMYK modeli zavise od hardvera. Za RGB, osnovne vrijednosti boje određene su kvalitetom fosfora na CRT-u ili karakteristikama pozadinskog osvjetljenja i filtera boja panela na LCD monitorima. Ako se okrenemo CMYK modelu, tada su vrijednosti osnovnih boja određene stvarnom tiskarskom bojom, posebnostima procesa tiska i medijem. Dakle, ista slika može izgledati drugačije na različitoj opremi.

Kao što je ranije navedeno, RGB je najpopularniji i najčešće korišteni model za predstavljanje slika u boji. U većini slučajeva, slike se pripremaju za prikaz preko monitora ili projektora i za štampanje na desktop štampačima u boji. U svim ovim slučajevima mora se koristiti RGB model.

Komentar

Iako štampači u boji koriste CMYK mastilo, najčešće slike koje se pripremaju za štampu treba konvertovati u RGB. Međutim, odštampana slika će izgledati nešto tamnija nego na monitoru, tako da se mora posvetliti pre štampanja. Količina lakoće za svaki štampač je određena empirijski.

CMYK model se mora koristiti u jednom slučaju - ako se slika priprema za štampu na štamparskoj mašini. Štaviše, treba imati na umu da CMYK model ne sadrži toliko boja kao RGB model, stoga, kao rezultat pretvaranja iz RGB u CMYK, slika može izgubiti niz nijansi koje je malo vjerovatno da će se vratiti obrnuta konverzija. Stoga pokušajte izvršiti konverziju slike u CMYK model na kraju rada s njom.

HSB model

HSB model pojednostavljuje rad sa bojama, jer se zasniva na principu percepcije boja ljudskim okom. Bilo koju boju određuje njena nijansa - sama boja, zasićenost - postotak dodavanja bijele boje boji i svjetlina - postotak dodavanja crne boje. Na sl. 6 prikazuje grafički prikaz HSB modela.

Spektralne boje, ili tonovi boja, nalaze se na rubu kotača boja i karakteriziraju ih položaj na njemu, koji je određen kutom u rasponu od 0 do 360 °. Ove boje imaju maksimalnu (100%) zasićenost (S) i svjetlinu (B). Zasićenje se mijenja duž radijusa kruga od 0 (u centru) do 100% (na rubovima). Pri zasićenosti od 0% svaka boja postaje bijela.

Svjetlina je parametar koji određuje svjetlinu ili tamu. Sve boje u krugu boja imaju maksimalnu svjetlinu (100%) bez obzira na nijansu. Smanjenje svjetline boje znači njeno potamnjivanje. Za prikaz ovog procesa modelu se dodaje nova koordinata usmjerena prema dolje, na kojoj su iscrtane vrijednosti svjetline od 100 do 0%. Rezultat je cilindar formiran od niza krugova opadajuće svjetline, pri čemu je donji sloj crn.

Da biste potvrdili ovu izjavu, otvorite dijaloški okvir za odabir boja u Photoshopu. Unesite maksimalnu vrijednost od 100% u polja S i B i minimalnu vrijednost od 0 ° u polje H. Kao rezultat, dobijamo čistu crvenu boju sunčevog spektra. Ista boja odgovara crvenoj boji RGB modela, njegovom kodu (255, 0, 0), što ukazuje na odnos ovih modela (slika 7).

U polju H promijenite vrijednost ugla u koracima od 20 °. Dobićete boje onim redom kojim se nalaze u spektru: crvena će se promeniti u narandžastu, narandžastu u žutu, žuta u zelenu, itd. Ugao od 60° daje žutu (255, 255, 0), 120° - zelena (0, 255, 0), 180 ° - plava (255, 0, 255), 240 ° - plava (0, 0, 255) itd.

Da biste dobili ružičastu boju, na jeziku modela HSB - izblijedjelu crvenu, morate unijeti vrijednost od 0 ° u polje H i smanjiti zasićenost (S), na primjer, na 50%, postavljajući maksimalnu svjetlinu vrijednost (B).

Siva za model HSB je nulta nijansa (H) i zasićenost (S) sa osvetljenošću (B) manjom od 100%. Evo primjera svijetlosive: H = 0, S = 0, B = 80% i tamnosive: H = 0, S = 0, B = 40%.

Bijela boja se postavlja na sljedeći način: H = 0, S = 0, B = 100%, a da biste dobili crnu boju, dovoljno je smanjiti vrijednost svjetline na nulu pri bilo kojoj vrijednosti nijanse i zasićenosti.

U HSB modelu, bilo koja boja se dobija iz spektralne boje dodavanjem određenog procenta bijelih i crnih boja. Stoga je HSB vrlo lako razumljiv model koji koriste slikari i profesionalni umjetnici. Obično imaju nekoliko osnovnih boja, a sve ostale se dobijaju dodavanjem crne ili bele. Međutim, kada umjetnici miješaju boje sa osnovnim bojama, boja nadilazi HSB model.

Lab Model

Laboratorijski model se zasniva na sljedeća tri parametra: L- svjetlina (Lightness) i dvije hromatske komponente - a i b... Parametar a mijenja se od tamnozelene preko sive do magenta. Parametar b sadrži boje od plave preko sive do žute (slika 8). Obje komponente se mijenjaju od -128 do 127, i parametar L- od 0 do 100. Nulta vrijednost komponenti boje pri svjetlini 50 odgovara sivoj boji. Vrijednost osvjetljenja od 100 daje bijelu boju, a 0 daje crnu.

Koncepti svjetline u modelima Lab i HSB nisu isti. Kao u RGB-u, miješanje boja iz skale a i b proizvodi svetlije boje. Pomoću parametra možete smanjiti svjetlinu rezultirajuće boje L.

Otvorite birač boja u Photoshopu, u polju za svjetlinu L unesite vrijednost 50, za parametar a unesite najmanju vrijednost -128 i parametar b resetovati na nulu. Kao rezultat, dobićete plavo-zelenu boju (slika 9). Sada pokušajte povećati vrijednost parametra a po jedinici. Imajte na umu da se numeričke vrijednosti nisu promijenile ni u jednom modelu. Pokušajte povećati vrijednost ovog parametra kako biste postigli promjene u drugim modelima. Najvjerovatnije ćete to moći učiniti sa vrijednošću od 121 (zelena komponenta RGB-a će se smanjiti za 1). Ova okolnost potvrđuje činjenicu da Lab model ima b O Veći raspon boja od RGB, HSB i CMYK modela.

U Lab modelu, svjetlina je potpuno odvojena od slike, tako da je u nekim slučajevima ovaj model pogodan za korištenje za ponovno bojenje fragmenata i povećanje zasićenosti slike, utječući samo na komponente boje a i b... Također je moguće podesiti kontrast, oštrinu i druge tonske karakteristike slike promjenom parametra svjetline L... Primjeri korekcije slike u Lab modelu dati su u ComputerArt br. 3 "2012.

Lab model ima širi raspon boja od RGB-a, tako da je svaka ponovna konverzija s jednog modela na drugi praktično sigurna. Štaviše, možete staviti sliku u Lab mod, izvršiti korekcije u njoj, a zatim bezbolno pretvoriti rezultat natrag u RGB.

Lab model je hardverski nezavisan, služi kao jezgro sistema za upravljanje bojama u grafičkom uređivaču Photoshop, a primenjuje se u skrivenom obliku pri svakoj transformaciji modela boja kao srednja. Njegov raspon boja pokriva i RGB i CMYK opsege.

Indeksirane boje

Za objavljivanje slike na Internetu ne koristi se cijeli raspon boja, koji se sastoji od 16 miliona boja, kao u RGB modu, već samo 256 boja. Ovaj način rada naziva se indeksirana boja. Rad s takvim slikama nameće se brojnim ograničenjima. Na njih se ne mogu primijeniti filteri, neke komande za korekciju tonova i boja, sve operacije sa slojevima nisu dostupne.

Sa slikom preuzetom sa interneta (obično u GIF formatu), često se javlja sljedeća situacija. U njemu možete nešto nacrtati samo bojom različitom od odabrane. To je zato što je odabrana boja izvan raspona boja indeksirane slike, odnosno, ova boja nije u datoteci. Kao rezultat, boja odabrana u paleti zamjenjuje se najbližom sličnom bojom iz tablice boja. Stoga, prije uređivanja takve slike, potrebno ju je pretvoriti u RGB.

Članak je pripremljen na osnovu knjige Sofije Skriline „Photoshop CS6. Najpotrebnije": http://www.bhv.ru/books/book.php?id=190413.