کار دوره

رنگ، مدل رنگ و فضاها در گرافیک کامپیوتری

معرفی

در مورد ماهیت نور و رنگ

1 رنگ های اصلی

2 ماهیت احساس رنگ

3 تن رنگ

4 رنگ سنجی قانون گراسمن

درک انسان از رنگ

1 درک رنگ بصری

2 دستگاه بینایی انسان

3 حساسیت به نور و طیفی چشم

4 ویژگی های ذهنی رنگ

مدل های رنگی

1 مدل رنگ و انواع آنها

2 مدل رنگ XYZ

3 نمودار رنگی CIE

4 مدل رنگ افزودنی RGB

5 مدل رنگ CMY و CMYK

6. مدل رنگ HSV

7 مدل رنگ HSB / HLS

8 مدل رنگ CIE Luv / CIE Lab

9 مدل رنگ YUV

مدل رنگی 10 تایی YCbCr

11 مدل رنگ YIQ

12 مدل رنگ ادراکی

نمایه ها و فضاهای رنگی کدگذاری رنگ و کالیبراسیون

1 کدگذاری رنگ جعبه رنگ نقاشی

2 فضاهای رنگی

3 رندر فضای رنگی

4 فضاهای مرجع

5 فضاهای کاری

6 پروفایل رنگی

7 نوع پروفایل

8 کالیبراسیون رنگ

نتیجه

کتابشناسی - فهرست کتب

معرفی

ما به اشیاء نگاه می کنیم و با توصیف آنها، چیزی شبیه به زیر می گوییم: بزرگ، نرم، به رنگ آبی روشن است. هنگام توصیف چیزی، در بیشتر موارد، رنگ ذکر می شود، زیرا حاوی حجم عظیمی از اطلاعات است. در واقع بدنه رنگ خاصی ندارد. مفهوم رنگ ارتباط نزدیکی با نحوه درک یک شخص (چشم انسان) از نور دارد. می توان گفت که رنگ از چشم نشات می گیرد.

رنگ یک مشکل بسیار دشوار است، هم برای فیزیک و هم برای فیزیولوژی، زیرا هم ماهیت روانی و هم ماهیتی فیزیکی دارد. درک رنگ به خواص فیزیکی نور، یعنی انرژی الکترومغناطیسی، برهمکنش آن با مواد فیزیکی و همچنین به تفسیر آنها توسط سیستم بینایی انسان بستگی دارد. به عبارت دیگر، رنگ یک جسم نه تنها به خود جسم، بلکه به منبع نوری که جسم را روشن می کند و به سیستم بینایی انسان نیز بستگی دارد. علاوه بر این، برخی از اشیاء نور را منعکس می کنند (تخته، کاغذ)، در حالی که برخی دیگر آن را منتقل می کنند (شیشه، آب). اگر سطحی که فقط نور آبی را منعکس می کند با نور قرمز روشن شود، سیاه به نظر می رسد. به همین ترتیب، اگر منبع نور سبز از طریق شیشه ای که فقط نور قرمز را از خود عبور می دهد مشاهده شود، سیاه نیز به نظر می رسد.

ساده ترین رنگ بی رنگ است، یعنی. مانند آنچه در صفحه تلویزیون سیاه و سفید می بینیم. در همان زمان، اشیاء سفید به نظر می رسند، بیش از 80٪ از نور یک منبع سفید را به صورت آکروماتیک منعکس می کنند، و سیاه - کمتر از 3٪. تنها ویژگی چنین رنگی شدت یا کمیت است. یک اسکالر را می توان با شدت مرتبط کرد و سیاه را 0 و سفید را 1 تعریف کرد.

اگر نور درک شده دارای طول موج هایی در مقادیر نابرابر دلخواه باشد، آن را رنگی می نامند.

هنگام توصیف ذهنی چنین رنگی، معمولاً از سه مقدار استفاده می شود: رنگ، اشباع و روشنایی. Hue به شما امکان می دهد بین رنگ هایی مانند قرمز، سبز، زرد و غیره تمایز قائل شوید. (این مشخصه رنگ اصلی است). اشباع، خلوص را مشخص می کند، یعنی. درجه تضعیف (رقیق شدن، روشن شدن) یک رنگ مشخص با نور سفید، و به شما امکان می دهد رنگ صورتی را از قرمز، زمردی از سبز روشن و غیره تشخیص دهید. به عبارت دیگر، اشباع برای قضاوت در مورد ملایم یا تند بودن رنگ استفاده می شود. سبکی مفهوم شدت را به عنوان عاملی مستقل از رنگ و اشباع (شدت رنگ) منعکس می کند.

معمولاً رنگهای تک رنگ خالص یافت نمی شوند، بلکه مخلوطی از آنها هستند. نظریه سه جزئی نور بر این فرض استوار است که سه نوع مخروط حساس به رنگ در قسمت مرکزی شبکیه وجود دارد.

اولی سبز، دومی قرمز و سومی آبی را درک می کند. حساسیت نسبی چشم برای رنگ سبز حداکثر و برای آبی حداقل است. اگر هر سه نوع مخروط در معرض یک سطح روشنایی انرژی قرار گیرند، نور سفید به نظر می رسد. احساس سفیدی را می توان با مخلوط کردن هر سه رنگ به دست آورد، به شرطی که هیچ کدام ترکیبی خطی از دو رنگ دیگر نباشد. به این رنگ ها پایه می گویند.

چشم انسان قادر است حدود 350000 رنگ مختلف را تشخیص دهد. این عدد در نتیجه آزمایش های متعدد به دست آمده است. تقریباً 128 تن رنگ به وضوح قابل مشاهده است. اگر فقط اشباع تغییر کند، سیستم بصری قادر است رنگ های نه چندان زیادی را تشخیص دهد: ما می توانیم از 16 (برای زرد) تا 23 (برای قرمز و بنفش) چنین رنگ هایی را تشخیص دهیم.

بنابراین، از ویژگی های زیر برای مشخص کردن رنگ استفاده می شود:

تن رنگ. تعیین طول موج غالب در طیف گسیلی امکان پذیر است. رنگ به شما امکان می دهد یک رنگ را از دیگری تشخیص دهید - به عنوان مثال، سبز از قرمز، زرد و دیگران.

روشنایی. با انرژی، شدت تابش نور تعیین می شود. میزان نور درک شده را بیان می کند.

اشباع یا خلوص لحن. با نسبت حضور رنگ سفید بیان می شود. در رنگ کاملا خالص، هیچ ناخالصی از سفید وجود ندارد. اگر مثلاً رنگ سفید را به نسبت معینی به رنگ قرمز خالص اضافه کنید، یک رنگ قرمز کم رنگ به دست خواهید آورد.

این سه ویژگی همه رنگ ها و سایه ها را توصیف می کنند. اینکه دقیقاً سه صفت وجود دارد یکی از جلوه های ویژگی های سه بعدی رنگ است.

اکثر مردم بین رنگ‌ها تمایز قائل می‌شوند و کسانی که به گرافیک رایانه‌ای مشغولند باید به وضوح تفاوت را نه تنها در رنگ‌ها، بلکه در ظریف‌ترین سایه‌ها نیز احساس کنند. این بسیار مهم است، زیرا این رنگ است که حجم زیادی از اطلاعات را حمل می کند، که به هیچ وجه از نظر اهمیت نسبت به فرم، جرم یا سایر پارامترهای تعیین کننده هر جسم پایین نیست.

عوامل موثر بر ظاهر یک رنگ خاص:

· منبع نور؛

· اطلاعات در مورد اشیاء اطراف.

· چشمانت؛

رنگ های انتخاب شده به درستی هم می توانند توجه را به تصویر مورد نظر جلب کنند و هم آن را دفع کنند. این به این دلیل است که بسته به رنگی که فرد می بیند، احساسات مختلفی دارد که به طور ناخودآگاه اولین تصور را از جسم قابل مشاهده تشکیل می دهد.

رنگ در گرافیک کامپیوتری مورد نیاز است تا:

اطلاعات خاصی در مورد اشیاء حمل می کند. به عنوان مثال، درختان در تابستان سبز و در پاییز زرد هستند. تعیین زمان سال در عکاسی سیاه و سفید تقریباً غیرممکن است، مگر اینکه برخی حقایق اضافی دیگر آن را نشان دهند.

رنگ نیز برای تشخیص اشیاء مورد نیاز است.

با کمک آن می توانید برخی از قسمت های تصویر را به جلو بیاورید ، در حالی که برخی دیگر آنها را در پس زمینه قرار می دهند ، یعنی روی مرکز مهم - ترکیبی - تمرکز کنید.

بدون افزایش اندازه، با استفاده از رنگ، می توانید برخی از جزئیات تصویر را منتقل کنید.

در گرافیک دو بعدی، و این دقیقاً همان چیزی است که ما در مانیتور می بینیم، زیرا بعد سوم ندارد، به کمک رنگ، به طور دقیق تر سایه ها، آن حجم تقلید (انتقال) می شود.

رنگ برای جلب توجه بیننده، ایجاد یک تصویر رنگارنگ و جالب استفاده می شود.

هر تصویر رایانه ای، علاوه بر ابعاد هندسی و وضوح (تعداد نقطه در هر اینچ)، با حداکثر تعداد رنگ هایی که می توان در آن استفاده کرد مشخص می شود. حداکثر تعداد رنگ هایی که می توان در یک نوع مشخص از تصویر استفاده کرد، عمق رنگ نامیده می شود. علاوه بر رنگ کامل، انواع تصاویر با عمق رنگ های مختلف وجود دارد - خط سیاه و سفید، مقیاس خاکستری، رنگ نمایه شده. برخی از انواع تصاویر دارای عمق رنگ یکسان هستند، اما در مدل رنگی متفاوت هستند.

1. درباره ماهیت نور و رنگ

1.1 رنگ های اصلی

نور به عنوان یک پدیده فیزیکی جریانی از امواج الکترومغناطیسی با طول ها و دامنه های مختلف است. چشم انسان که یک سیستم نوری پیچیده است، این امواج را در محدوده طولی تقریباً 350 تا 780 نانومتر درک می کند. نور یا مستقیماً از یک منبع مانند وسایل روشنایی درک می شود، یا از سطوح اجسام منعکس می شود یا در هنگام عبور از اجسام شفاف و شفاف شکسته می شود. رنگ مشخصه درک چشم از امواج الکترومغناطیسی با طول های مختلف است، زیرا این طول موج است که رنگ قابل مشاهده را برای چشم تعیین می کند. دامنه، که تعیین کننده انرژی موج (متناسب با مربع دامنه) است، مسئول روشنایی رنگ است. بنابراین، خود مفهوم رنگ یکی از ویژگی های "بینش" انسان از محیط است.

شکل 1.1. سه تابع یکسان سازی رنگ برای نمایش فرکانس های طیفی از حدود 400 تا 700 نانومتر.

هنگام ترکیب نور از چندین منبع با فرکانس های غالب مختلف، شدت نور هر منبع را می توان برای تولید طیفی از رنگ های مکمل تغییر داد. بر اساس این مشاهدات، یک مدل رنگی تشکیل شد. سایه های انتخاب شده برای منابع در آن رنگ های اصلی نامیده می شوند و طیف رنگی مدل مجموعه ای از تمام رنگ هایی است که می توان از رنگ های اصلی به دست آورد. دو رنگ اصلی که به رنگ سفید اضافه می شوند مکمل نامیده می شوند. نمونه هایی از جفت رنگ های مکمل قرمز و فیروزه ای، سبز و سرخابی، آبی و زرد هستند.

هیچ مجموعه محدودی از رنگ‌های اصلی معتبر، همه رنگ‌های قابل مشاهده ممکن را به دست نمی‌دهد. با این وجود، برای اکثر کارها، سه رنگ اصلی کافی است، و با استفاده از روش‌های پیشرفته، می‌توان رنگ‌هایی را توصیف کرد که در طیف رنگی مجموعه معینی از رنگ‌های اصلی گنجانده نشده‌اند. با توجه به مجموعه ای از سه رنگ اصلی، هر رنگ چهارم را می توان با استفاده از روش های ترکیب رنگ توصیف کرد. بنابراین، ترکیبی از یک یا دو رنگ اصلی با رنگ چهارم را می توان با ترکیبی از رنگ های اصلی باقی مانده نشان داد. در این مفهوم گسترده، مجموعه ای از سه رنگ اصلی را می توان برای توصیف همه رنگ ها در نظر گرفت. در شکل 1.1 مجموعه ای از توابع هم ترازی رنگ را برای سه رنگ اصلی نشان می دهد و نشان می دهد که چه مقدار از هر رنگ اصلی برای به دست آوردن هر رنگ طیفی لازم است. منحنی های نشان داده شده در شکل. 1.1 با میانگین گیری از نظرات تعداد زیادی از ناظران به دست آمد. رنگ‌ها در مجاورت 500 نانومتر فقط با «کم کردن» مقداری از نور قرمز از ترکیب آبی و سبز قابل تطبیق هستند. این بدان معناست که برای توصیف یک رنگ نزدیک به 500 نانومتر، فقط می توان این رنگ را با کسری از قرمز ترکیب کرد تا ترکیب آبی و سبز نشان داده شده در نمودار را به دست آورد. از موارد فوق، به طور خاص، نتیجه می شود که یک مانیتور RGB نمی تواند رنگ ها را در مجاورت 500 نانومتر نمایش دهد.

1.2 ماهیت احساس رنگ

ماهیت احساس رنگ با ترکیب طیفی نوری که بر روی چشم اثر می کند و با ویژگی های دستگاه بینایی انسان مرتبط است. تأثیر ترکیب طیفی از جدولی که در آن رنگ‌های گسیل‌ها با فواصل طیفی که اشغال می‌کنند مقایسه می‌شود، به دست می‌آید.

بنفش 400-450 نانومتر

آبی 450-480 نانومتر

فیروزه ای 480-510 نانومتر

سبز 510-565 نانومتر

زرد 565-580 نانومتر

نارنجی 580-620 نانومتر

قرمز 620-700 نانومتر

در عین حال، همانطور که می توان از جدول فرض کرد، مشکل ارزیابی رنگ با اندازه گیری ساده توزیع انرژی تابش در طیف حل نمی شود. با فاصله اشغال شده توسط تابش، رنگ را می توان کاملاً بدون ابهام نشان داد: اگر بدن در 565-580 نانومتر ساطع یا منعکس شود، رنگ آن همیشه زرد است. با این حال، نتیجه مخالف همیشه درست نیست: نمی توان با اطمینان ترکیب طیفی یا طول موج آن را از رنگ شناخته شده تابش نشان داد. به عنوان مثال، اگر تابش زرد است، این بدان معنا نیست که بازه نامگذاری شده یا بخشی از آن را اشغال می کند. مخلوطی از تشعشعات تک رنگ در خارج از این فاصله نیز زرد به نظر می رسد: سبز (l1 = 546 نانومتر) با قرمز (l2 = 700 نانومتر) در نسبت های مشخصی از توان آنها. در حالت کلی، هویت ظاهری پرتوهای نور، هویت آنها را از نظر ترکیب طیفی تضمین نمی کند. تیرها که از نظر رنگ قابل تشخیص نیستند، می توانند ترکیبات یکسان یا متفاوت داشته باشند. در مورد اول، رنگ آنها ایزومر، در مورد دوم - متامریک نامیده می شود.

عمل بازتولید اشیاء رنگی مستلزم به دست آوردن رنگی است که از نظر بصری از رنگ بازتولید شده قابل تشخیص نیست. فرقی نمی کند رنگ اصلی و رنگ کپی متامریک باشد یا ایزومر. از این رو، نیاز به بازتولید و اندازه گیری رنگ، صرف نظر از ترکیب طیفی تابش که باعث ایجاد یک احساس رنگ معین می شود، احساس می شود. برای تکنسینی که از رنگ استفاده می کند یا رنگ را بازتولید می کند، ترکیب طیفی نور منعکس شده توسط نمونه بی تفاوت است. برای او ضروری است که نسخه واقعاً مثلاً زرد به عنوان نمونه باشد و نه زرد-سبز یا زرد-نارنجی.

تئوری بینایی رنگ توضیح می دهد که چرا بخشی از طیف واقع در محدوده 400 - 700 نانومتر اثر نوری دارد و به چه دلیل ما تابش را در محدوده 400 - 450 نانومتر در بنفش، 450 - 480 در آبی و غیره می بینیم. . ماهیت این نظریه این است که پایانه های عصبی حساس به نور که در یکی از غشای چشم قرار دارند و گیرنده های نوری نامیده می شوند، تنها به تشعشعات در قسمت مرئی طیف پاسخ می دهند. چشم شامل سه گروه گیرنده است که یکی از آنها به فاصله 400 تا 500 نانومتر حساس است، دیگری بین 500 تا 600 نانومتر و دسته سوم 600 تا 700 نانومتر است. گیرنده ها به تابش مطابق با حساسیت طیفی خود پاسخ می دهند و احساسات همه رنگ ها از ترکیبی از سه واکنش ناشی می شود.

1.3 تن رنگ

همچنین لازم است روشن شود که منظور از تن رنگ چیست. دو نمونه از یک طیف را در نظر بگیرید (شکل 1.3).

تجزیه و تحلیل طیف نشان داده شده در شکل. 1.3 (الف)، به ما امکان می دهد ادعا کنیم که تابش یک رنگ سبز روشن دارد، زیرا یک خط طیفی به وضوح در پس زمینه یک طیف یکنواخت سفید متمایز می شود. و چه رنگی (رنگ) با طیف گزینه (ب) مطابقت دارد؟ در اینجا تشخیص مؤلفه غالب در طیف غیرممکن است، زیرا خطوط قرمز و سبز با شدت یکسان وجود دارد. طبق قوانین ترکیب رنگ، در ماه مه سایه ای از زرد می دهد، اما هیچ خط متناظری از رنگ زرد تک رنگ در طیف وجود ندارد. بنابراین، تن رنگ باید به عنوان رنگ تابش تک رنگ مربوط به کل رنگ مخلوط درک شود. با این حال، دقیقا چقدر "مناسب" است - این نیز نیاز به توضیح دارد.

شکل 1.20 دو طیف: الف - غلبه واضحی از یک جزء وجود دارد. ب- دو جزء با شدت یکسان

1.4 رنگ سنجی. قانون گراسمن

علمی که به مطالعه رنگ و اندازه گیری آن می پردازد رنگ سنجی نام دارد. این الگوهای کلی درک رنگ از نور توسط انسان را توصیف می کند.

یکی از قوانین اساسی رنگ سنجی قوانین اختلاط رنگ است. این قوانین در کامل ترین شکل خود در سال 1853 توسط ریاضیدان آلمانی هرمان گراسمن تدوین شد:

1. رنگ سه بعدی است - برای توصیف آن به سه جزء نیاز است. هر چهار رنگ به صورت خطی وابسته هستند، اگرچه تعداد نامحدودی از مجموعه های مستقل خطی از سه رنگ وجود دارد.

به عبارت دیگر، برای هر رنگ داده شده (C)، می توانید معادله رنگ زیر را که وابستگی خطی رنگ ها را بیان می کند، یادداشت کنید:

Ц = к1 Ц1 + к2 Ц2 + к3 Ц3

در جایی که Ts1، Ts2، Ts3 برخی از رنگ های پایه و مستقل خطی هستند، ضرایب k1، k2، k3 مقدار رنگ مخلوط مربوطه را نشان می دهد. استقلال خطی رنگ های Ts1، Ts2، Ts3 به این معنی است که هیچ یک از آنها را نمی توان با جمع وزنی (ترکیب خطی) دو رنگ دیگر بیان کرد.

اگر مخلوطی از تابش روی چشم اثر کند، واکنش گیرنده ها به هر یک از آنها جمع می شود. مخلوط کردن پرتوهای نور رنگی یک پرتو رنگی جدید تولید می کند. به دست آوردن رنگ معین سنتز آن نامیده می شود. قوانین سنتز رنگ توسط G. Grasman (1853) فرموله شد.

قانون اول گراسمان (سه بعدی). هر رنگی اگر به صورت خطی مستقل باشد به طور منحصر به فرد به عنوان سه بیان می شود.

استقلال خطی در این واقعیت نهفته است که به دست آوردن هر یک از این سه رنگ با اضافه کردن دو استیال غیرممکن است. قانون می گوید که می توان رنگ را با استفاده از معادلات رنگ توصیف کرد.

قانون دوم گراسمان (تداوم). با تغییر مداوم در تابش، رنگ نیز به طور مداوم تغییر می کند.

چنین رنگی وجود ندارد که نتوان بی نهایت نزدیک آن را گرفت.

قانون سوم گراسمن (افزایش). رنگ مخلوط پرتوها فقط به رنگ آنها بستگی دارد، اما نه به ترکیب طیفی.

از این قانون یک واقعیت بسیار مهم برای تئوری رنگ به دست می آید - افزایش معادلات رنگ: اگر رنگ های چندین معادله با معادلات رنگی توصیف شوند، رنگ با مجموع این معادلات بیان می شود.

اگر در نظر بگیریم که یک رنگ (از جمله رنگ اجزای مخلوط) را می توان به روش های مختلف به دست آورد، معنای قانون سوم واضح تر می شود. به عنوان مثال، یک جزء قابل اختلاط را می توان به نوبه خود با مخلوط کردن اجزای دیگر به دست آورد.

مدل فضای رنگی گرافیک کامپیوتری

2. درک انسان از رنگ

2.1 درک رنگ بصری

ما سعی کردیم رنگ را با استفاده از طول و طیف شما توضیح دهیم. همانطور که معلوم است، این یک ایده ناقص از رنگ است، و به طور کلی، اشتباه است.

اول اینکه چشم انسان یک طیف سنجی نیست. سیستم بینایی انسان، به احتمال زیاد، طول موج و طیف را ثبت نمی کند، بلکه احساسات را به روشی متفاوت تشکیل می دهد.

ثانیاً، بدون در نظر گرفتن ویژگی های ادراک انسان، نمی توان ترکیب رنگ را توضیح داد. برای مثال، رنگ سفید را می‌توان به‌عنوان طیفی یکنواخت از مخلوطی از تنوع بی‌نهایت رنگ‌های تک رنگ نشان داد. با این حال، همان رنگ سفید را می توان تنها با مخلوطی از دو رنگ تک رنگ انتخاب شده خاص ایجاد کرد (این رنگ ها مکمل نامیده می شوند).

در هر صورت، شخص این مخلوط را سفید می بیند. و شما می توانید با مخلوط کردن سه یا چند تشعشع تک رنگ به رنگ سفید برسید. تابش هایی که طیف متفاوتی دارند، اما رنگ یکسانی دارند، متامریک نامیده می شوند.

بسیاری از مردم مفاهیم رنگ را به طور شهودی تر از مجموعه ای از سه عدد که نسبت های نسبی رنگ های اصلی را نشان می دهد درک می کنند. تصور ایجاد رنگ قرمز پاستلی با افزودن رنگ سفید به قرمز خالص و آبی تیره با افزودن مشکی به آبی خالص معمولاً بسیار ساده تر است. بر این اساس، بسته های گرافیکی اغلب پالت های رنگی را با استفاده از مدل های رنگی متعدد ارائه می دهند. یک مدل یک رابط رنگی بصری را در اختیار کاربر قرار می دهد، در حالی که مدل های دیگر اجزای رنگی را برای دستگاه های خروجی توصیف می کنند.

2.2 دستگاه بینایی انسان

سیستم‌های نمایش اطلاعات گرافیکی بر دستگاه بینایی انسان تأثیر می‌گذارند، بنابراین، باید ویژگی‌های فیزیکی و روان‌شناسی بینایی را در نظر گرفت.

در شکل 2.2 اندازه عرضی کره چشم انسان را نشان می دهد.

نور از طریق قرنیه وارد چشم می شود و توسط عدسی روی لایه داخلی چشم به نام شبکیه متمرکز می شود.

شبکیه شامل دو نوع گیرنده نوری اساساً متفاوت است - میله‌هایی که دارای منحنی حساسیت طیفی گسترده‌ای هستند، در نتیجه بین طول‌موج‌ها و بنابراین رنگ‌ها تمایز قائل نمی‌شوند و مخروط‌هایی که با منحنی‌های طیفی باریک مشخص می‌شوند و بنابراین دارای حساسیت رنگ

سه نوع مخروط وجود دارد که هر کدام دارای رنگدانه حساس به نور هستند. مخروط ها معمولاً با توجه به نام رنگی که به آن حساس هستند، به عنوان "آبی"، "سبز" و "قرمز" نامیده می شوند. مقدار تولید شده توسط مخروط نتیجه ادغام تابع طیفی با تابع وزن دهی حساسیت است.

برنج. 2.2. مقطع چشم

سلول های حساس به نور به نام مخروط ها و میله ها لایه ای از سلول ها را در پشت شبکیه تشکیل می دهند.

مخروط ها و میله ها حاوی رنگدانه های بصری هستند. رنگدانه های بصری بسیار شبیه به رنگدانه های دیگر هستند زیرا نور را جذب می کنند و درجه جذب بستگی به طول موج دارد. یکی از ویژگی های مهم رنگدانه های بصری این است که وقتی رنگدانه بصری یک فوتون نور را جذب می کند، شکل مولکول تغییر می کند و در همان زمان انتشار مجدد نور رخ می دهد.

در همان زمان، رنگدانه تغییر کرده است، مولکول اصلاح شده نور را کمتر از قبل جذب می کند، یعنی. همانطور که اغلب گفته می شود، "سفید کننده". تغییر شکل مولکول و انتشار مجدد انرژی به روشی که هنوز کاملاً مشخص نیست، سلول حساس به نور را شروع به انتشار سیگنال می کند.

اطلاعات از گیرنده های حساس به نور (مخروط ها و میله ها) به انواع دیگر سلول هایی که به هم متصل هستند منتقل می شود. سلول های ویژه اطلاعات را به عصب بینایی منتقل می کنند.

بنابراین، فیبر عصب بینایی به چندین گیرنده حساس به نور، یعنی. برخی از پیش پردازش تصویر مستقیماً در چشم، که اساساً قسمت بیرون زده مغز است، انجام می شود.

ناحیه ای از شبکیه که در آن رشته های عصب بینایی به هم می رسند و از چشم خارج می شوند فاقد گیرنده های حساس به نور است و به آن نقطه کور می گویند.

بنابراین، نور ابتدا باید از دو لایه سلول عبور کند تا بتواند روی مخروط ها و میله ها اثر بگذارد.

جالب است بدانید که طبیعت تعدادی طرح چشم ایجاد کرده است. در عین حال، چشم همه مهره داران شبیه چشم انسان است و چشمان بی مهرگان یا مانند چشمان حشرات پیچیده (چهره) است یا به شکل نقطه حساس به نور توسعه نیافته است. فقط در اختاپوس ها، چشم ها مانند مهره داران مرتب شده اند، اما سلول های حساس به نور مستقیماً در سطح داخلی کره چشم قرار دارند و مانند ما در پشت لایه های دیگر درگیر در پردازش اولیه تصویر نیستند. بنابراین، ممکن است هیچ حس خاصی در آرایش معکوس سلول ها در شبکیه وجود نداشته باشد. و این تنها یکی از آزمایش های طبیعت است.

2.3 حساسیت به نور و طیفی چشم

توانایی چشم برای پاسخ به کوچکترین شار ممکن تابش حساسیت به نور نامیده می شود. به عنوان یک مقدار، روشنایی آستانه اندازه گیری می شود. آستانه کمترین میزان روشنایی یک جسم است، به عنوان مثال یک نقطه نورانی، که در آن می توان آن را با احتمال کافی در پس زمینه کاملا سیاه تشخیص داد. احتمال تشخیص نه تنها به روشنایی جسم بستگی دارد، بلکه به زاویه دیدی که از آن نگاه می شود یا، همانطور که می گویند، به اندازه زاویه ای آن نیز بستگی دارد. با افزایش اندازه زاویه ای، تعداد گیرنده هایی که لکه بر روی آنها پیش بینی می شود افزایش می یابد. اما در عمل، با افزایش زاویه دید بیش از 50 درجه، حساسیت تغییر نمی کند.

مطابق با این، حساسیت به نور Sп. به عنوان متقابل روشنایی آستانه Bp تعریف می شود، مشروط بر اینکه زاویه دید 50 درجه باشد:

Sp. = (1 / Vp.) 50 درجه

حساسیت به نور بسیار بالاست. بنابراین، طبق گفته N.I. Pinegin، برای ناظران فردی حداقل انرژی مورد نیاز برای ظاهر یک جلوه بصری 3-4 کوانتاست. این بدان معنی است که در شرایط مساعد، حساسیت چشم به نور میله ای نزدیک به حد مجاز است که از نظر فیزیکی قابل تصور است. حساسیت به نور مخروطی، که حس رنگ را فراهم می کند، بسیار کمتر از حساسیت "آکروماتیک" میله مانند است. طبق گفته NI Pinegin، برای تحریک دید مخروطی، لازم است که حداقل 100 کوانتا به طور متوسط ​​روی یک مخروط بیفتد. تشعشعات تک رنگ به طرق مختلف بر چشم تأثیر می گذارد. واکنش او در وسط طیف بیشترین است. حساسیت به تک رنگ، که به عنوان نسبی تعریف می شود، طیفی نامیده می شود. واکنش چشم، که در ظاهر احساس نور بیان می شود، اولاً به شار تابش Fl که روی شبکیه می افتد و ثانیاً به کسری از شار که بر گیرنده ها تأثیر می گذارد بستگی دارد. این کسر حساسیت طیفی kl است. گاهی از اصطلاح بازده تابش طیفی برای نشان دادن همین مفهوم استفاده می شود. حاصلضرب kl و Фl مشخصه شار تابش مرتبط با سطح عملکرد نورانی آن را که شار نورانی Fl نامیده می شود، تعیین می کند.

Fl = Фl kl. (1)

بنابراین، قدر مطلق حساسیت طیفی با نسبت تعیین می شود:

kl = Fl / Фl.

چشم دارای بیشترین حساسیت طیفی به تابش l = 555 نانومتر است که نسبت به آن سایر مقادیر این کمیت تعیین می شود. در اندازه گیری نور، مقدار kl در فرمول (1) معمولاً با محصول k555 vl جایگزین می شود، که در آن vl مقدار نسبی حساسیت طیفی است که بازده نور طیفی نسبی تابش نامیده می شود: vl = kl / v555. .

جدول 2.3.

نام رنگ شار نور	طول موج، نانومتر	راندمان نوری طیفی نسبی
بنفش مایل به آبی (بنفش) (bP)
آبی مایل به ارغوانی (بنفش آبی) (bP)
آبی مایل به سبز (gB)
سبز آبی (BG)
سبز مایل به آبی (bG)
سبز (G)
سبز مایل به زرد (yG)
زرد-سبز (YG)
زرد مایل به سبز (gY)
زرد (Y)
نارنجی مایل به زرد (y0)
نارنجی (O)
نارنجی مایل به قرمز (r0)
قرمز (R)

2.4 ویژگی های ذهنی رنگ

ماهیت احساس رنگ هم به واکنش کل گیرنده های حساس به رنگ و هم به نسبت واکنش های هر یک از سه نوع گیرنده بستگی دارد. واکنش کلی سبکی را تعیین می کند و نسبت سهم های آن رنگی بودن را تعیین می کند. هنگامی که تشعشع همه گیرنده ها را به طور یکسان تحریک می کند (واحد شدت تحریک "سهم مشارکت در سفید" است)، رنگ آن به صورت سفید، خاکستری یا سیاه درک می شود. رنگ های سفید، خاکستری و سیاه را رنگ های آکروماتیک می نامند. این رنگ ها از نظر کیفی با هم تفاوت ندارند.

تفاوت در احساسات بینایی تحت تأثیر تابش آکروماتیک روی چشم فقط به سطح تحریک گیرنده بستگی دارد. بنابراین رنگ های بی رنگ را می توان با یک کمیت روانشناختی مشخص کرد - سبکی.

اگر گیرنده های انواع مختلف به یک اندازه تحریک نشوند، یک حس رنگی ایجاد می شود. برای توصیف آن، دو مقدار برای سبکی و رنگی مورد نیاز است. ویژگی کیفی حس بصری، که به عنوان رنگی بودن تعریف می شود، دو بعدی است: از اشباع و رنگ تشکیل شده است. در مواردی که همه گیرنده‌ها تقریباً به یک اندازه تحریک می‌شوند، رنگ نزدیک به آکروماتیک است: کیفیت رنگ به سختی بیان می‌شود. اینها به ویژه سفید با رنگ آبی، خاکستری مایل به آبی و غیره هستند. هر چه غلبه در تحریک گیرنده های یکی از این دو نوع بیشتر باشد، کیفیت رنگ و رنگی بودن آن بیشتر احساس می شود. برای مثال وقتی فقط گیرنده های حساس به قرمز هیجان زده می شوند، رنگ قرمز خالص را می بینیم. دور از رنگ آمیزی.

درجه تفاوت رنگ کروماتیک با رنگ بی رنگ را اشباع می گویند. سبک بودن و اشباع بودن ویژگی هایی هستند که برای تعریف کامل رنگ کافی نیستند. وقتی می گویند "قرمز اشباع" یا "سبز کم اشباع"، در این صورت علاوه بر اشباع، رنگ رنگ نیز ذکر می شود. این خاصیت آن است که در زندگی روزمره، زمانی که رنگ یک شیء نامیده می شود، به آن اشاره می شود. علیرغم واضح بودن مفهوم، هیچ تعریف پذیرفته شده ای از اصطلاح "تن رنگ" وجود ندارد. یکی از آنها به این شکل آورده شده است: تن رنگ مشخصه یک رنگ است که شباهت آن را با یک رنگ شناخته شده (آسمان، سبز، شن و غیره) مشخص می کند و با کلمات "آبی، سبز" بیان می شود. زرد و غیره ".

تن رنگ توسط گیرنده هایی که بیشترین پاسخ را می دهند تعیین می شود. اگر احساس رنگ در نتیجه تحریک یکسان گیرنده های دو نوع با سهم کمتری از سوم ایجاد شود، آنگاه یک رنگ تن متوسط ​​ظاهر می شود. بنابراین، رنگ آبی با همان واکنش های پوسته های حساس به سبز و حساس به آبی احساس می شود. واکنش گیرنده هایی که کمترین تحریک را دریافت می کنند، میزان اشباع را تعیین می کند.

احساس زرد با واکنش های مساوی مخروط های حساس به قرمز و حساس به سبز رخ می دهد. اگر هیجان قرمز حساس را افزایش دهید، تن رنگ به سمت نارنجی تغییر می کند. اگر در افرادی که به آبی حساس هستند تحریک ایجاد کنید، میزان اشباع کاهش می یابد. رنگ، اشباع و روشنی یک رنگ معین نه تنها به ترکیب طیفی تابش، بلکه به شرایط مشاهده، وضعیت ناظر، رنگ پس‌زمینه و غیره نیز بستگی دارد. بنابراین، ویژگی هایی که در اینجا در نظر گرفته می شود، ذهنی نامیده می شوند.

3. مدل های رنگی

3.1 مدل های رنگی و انواع آنها

علم رنگ یک علم نسبتاً پیچیده و در مقیاس بزرگ است، بنابراین هر از گاهی مدل های رنگی مختلفی در آن ایجاد می شود که در یک منطقه خاص مورد استفاده قرار می گیرد. یکی از این مدل ها چرخ رنگ است.

بسیاری از مردم می دانند که 3 رنگ اصلی وجود دارد که نمی توان آنها را به دست آورد و بقیه رنگ ها را تشکیل می دهند. رنگ های اصلی زرد، قرمز و آبی هستند. از مخلوط کردن رنگ زرد با قرمز رنگ نارنجی، آبی و زرد برای سبز و قرمز و آبی برای بنفش ایجاد می شود. به این ترتیب می توانید دایره ای بسازید که تمام رنگ ها را در خود جای دهد. در شکل نشان داده شده است. و دایره بزرگ اسوالد نامیده می شود.

همراه با دایره اسوالد، دایره گوته نیز وجود دارد که در آن رنگ های اصلی در گوشه های یک مثلث متساوی الاضلاع و رنگ های اضافی در گوشه های یک مثلث معکوس قرار دارند.

رنگ های متضاد در مقابل یکدیگر قرار دارند.

برای توصیف رنگ ساطع شده و منعکس شده، از مدل های ریاضی مختلفی استفاده می شود - مدل های رنگی (فضای رنگ)، به عنوان مثال. روشی برای توصیف رنگ با استفاده از ویژگی های کمی است. مدل‌های رنگی می‌توانند وابسته به دستگاه (بسیاری از آنها تا کنون وجود دارد، RGB و CMYK در میان آنها) و مستقل از دستگاه (مدل آزمایشگاهی) باشند. اکثر بسته های رندر "مدرن" (به عنوان مثال، فتوشاپ) می توانند یک تصویر را از یک مدل رنگی به مدل دیگر تبدیل کنند.

در مدل رنگ (فضا)، به هر رنگ می توان یک نقطه کاملاً تعریف شده اختصاص داد. در این مورد، مدل رنگی به سادگی یک نمایش هندسی ساده شده بر اساس یک سیستم مختصات و یک مقیاس فرضی است.

مدل های رنگ اصلی:

CMY (زرد سرخابی فیروزه ای)؛

CMYK (کلید زرد سرخابی فیروزه ای، که در آن Key به معنای سیاه است).

HSV (رنگ، ​​اشباع، ارزش)؛

HLS (رنگ، ​​سبکی، اشباع)؛

· دیگر.

در فناوری های دیجیتال حداقل از چهار مدل اصلی RGB، CMYK، HSB در نسخه های مختلف و Lab استفاده می شود. کتابخانه های رنگی متعددی نیز در صنعت چاپ استفاده می شود.

رنگ های یک مدل مکمل رنگ های مدل دیگر است. رنگ مکمل - رنگ مکمل رنگ داده شده به رنگ سفید. اضافی برای قرمز - فیروزه ای (سبز + آبی)، اضافی برای سبز - سرخابی (قرمز + آبی)، اضافی برای آبی - زرد (قرمز + سبز) و غیره.

با توجه به اصل عملکرد، مدل های رنگی ذکر شده را می توان به طور مشروط به سه کلاس تقسیم کرد:

· افزودنی (RGB)، بر اساس افزودن رنگ.

· تفریق (CMY، CMYK)، که بر اساس عملیات تفریق رنگ ها (سنتز تفریقی) است.

· ادراکی (HSB، HLS، LAB، YCC)، بر اساس ادراک.

رنگ افزودنی بر اساس قوانین گراسمن با ترکیب پرتوهای نور با رنگ های مختلف به دست می آید. این پدیده بر این اساس استوار است که اکثر رنگ های طیف مرئی را می توان با اختلاط در نسبت های مختلف سه جزء اصلی رنگ بدست آورد. این اجزا که گاهی اوقات در تئوری رنگ ها رنگ های اصلی نامیده می شوند، قرمز، سبز و آبی هستند. هنگام مخلوط کردن به صورت جفت، هر
رنگ های ثانویه در رنگ های اصلی تشکیل می شوند: فیروزه ای (سیان)، سرخابی (سرخابی) و زرد (زرد). لازم به ذکر است که رنگ های اصلی و ثانویه به رنگ های پایه گفته می شود.

رنگ‌های پایه رنگ‌هایی هستند که می‌توان از آنها برای به دست آوردن تقریباً کل طیف رنگ‌های قابل مشاهده استفاده کرد.

برای به دست آوردن رنگ های جدید با استفاده از سنتز افزودنی، می توانید از ترکیب های مختلف دو رنگ اصلی نیز استفاده کنید که تغییر ترکیب آنها منجر به تغییر رنگ حاصل می شود.

بنابراین، مدل‌های رنگی (فضای رنگی) وسیله‌ای برای توصیف مفهومی و کمی رنگ فراهم می‌کنند. حالت رنگ راهی برای پیاده سازی یک مدل رنگ خاص در یک برنامه گرافیکی خاص است.

3.2. مدل رنگXYZ

برنج. 3.2. سه تابع تطبیق رنگ برای CIE های اصلی.

مجموعه رنگ های اصلی CIE معمولاً به عنوان مدل رنگ XYZ نامیده می شود، که در آن پارامترهای X، Y و Z نشان دهنده مقدار هر رنگ اصلی CIE مورد نیاز برای تولید رنگ انتخابی است. بنابراین، رنگ در مدل XYZ به همان روشی که برای مثال در مدل RGB توصیف می شود.

در فضای رنگی سه بعدی XYZ، هر رنگ C (X) به صورت زیر نمایش داده می شود:

C (A) = (X، Y، Z) (1.1)

که در آن X، Y، Z از توابع تطبیق رنگ محاسبه می شوند (شکل 3.2):

(1.2)

پارامتر "k" در این فرمول ها 683 لومن بر وات است، جایی که "لومن" واحد تابش در واحد زاویه جامد برای منبع نور نقطه ای "استاندارد" است (که زمانی شمع نامیده می شد). تابع I () نشان دهنده تابش طیفی (شدت انتخابی نور در جهت معین) است و تابع تطبیق رنگ f طوری انتخاب می شود که پارامتر Y برابر با روشنایی این رنگ باشد. مقادیر درخشندگی معمولاً در محدوده 0-100 نرمال می شوند، جایی که 100 نشان دهنده درخشندگی نور سفید است.

هر رنگی در فضای رنگی XYZ می تواند با استفاده از بردارهای واحد X، Y، Z به عنوان ترکیبی از رنگ های اصلی نمایش داده شود. بنابراین، معادله (1.2) را می توان به صورت زیر نوشت:

C () = XX + YX + ZX. (1.3)

مقادیر XYZ نرمال شده

هنگام بحث در مورد ویژگی رنگ، نرمال کردن مقادیر در رابطه (1.2) به مجموع X + Y + Z که نشان دهنده کل انرژی تابشی است، راحت است. سپس مقادیر نرمال شده را می توان به صورت زیر محاسبه کرد:

از آنجایی که x + y + z = 1، هر رنگی را می توان تنها با استفاده از مقادیر x و y نشان داد. علاوه بر این، ما مجموعه پارامترها را به انرژی کل نرمال کردیم، به طوری که پارامترهای henu اکنون فقط به درجه تشخیص و خلوص بستگی دارند، به همین دلیل است که آنها اغلب مختصات رنگی نامیده می شوند. با این حال، مقادیر x و y به خودی خود به شخص اجازه نمی دهد تا تمام ویژگی های رنگ را به طور کامل توصیف کند و نمی توان مقادیر X، Y و Z را از آنها به دست آورد. بنابراین، توصیف کامل رنگ معمولاً با استفاده از سه مقدار ارائه می‌شود: x، y و روشنایی (روشنایی) Y. مقادیر باقی‌مانده CIE به صورت زیر محاسبه می‌شوند:

(1.5)

که در آن Z = 1 - x - y. مختصات رنگی (x, y) در نمودار دو بعدی می تواند همه رنگ ها را نشان دهد.

3.3 نمودار رنگی CIE

اگر مقادیر نرمال شده x و y را برای رنگ های قسمت قابل مشاهده طیف به تصویر بکشیم، منحنی زبان شکل نشان داده شده در شکل را دریافت می کنیم. 3.3. این منحنی را نمودار رنگی CIE می نامند. نقاط در امتداد منحنی رنگ های طیفی (رنگ های جامد) را نشان می دهند. خطی که نقاط قرمز و بنفش را به هم وصل می کند، که خط سرخابی نامیده می شود، بخشی از طیف نیست. نقاط داخلی نمودار نشان دهنده تمام ترکیب رنگ های ممکن است. نقطه C در نمودار مربوط به موقعیت نور سفید است. در واقع، این نقطه برای یک منبع نور سفید به نام Illuminati C به تصویر کشیده شده است که به عنوان یک تقریب استاندارد از نور روز استفاده می شود.

برنج. 3.3. نمودار رنگی CIE برای رنگ های طیفی از 400 تا 700 نانومتر.

3.4 مدل رنگ RGB افزودنی

برنج. 3.4.1. مدل رنگ RGB. هر رنگی در یک مکعب واحد را می توان به عنوان ترکیبی از سه رنگ اصلی توصیف کرد

بر اساس تئوری بینایی سه رنگ، چشم انسان با تحریک سه رنگدانه بصری در مخروط های شبکیه، رنگ را درک می کند. یکی از این رنگدانه ها به نور با طول حدود 630 نانومتر (قرمز) حساس تر است، دیگری دارای حداکثر حساسیت نزدیک به 530 نانومتر (سبز) و سومی در فرکانس حدود 450 نانومتر (آبی). با مقایسه شدت منابع نور، رنگ نور را درک می کنیم. این تئوری بینایی مبنایی برای نمایش خروجی های رنگ بر روی مانیتور با استفاده از سه رنگ اصلی - قرمز، سبز و آبی است که مدل رنگی RGB نامیده می شود.

این مدل را می توان با استفاده از یک مکعب واحد که در امتداد محورهای R، G و B ساخته شده است، همانطور که در شکل نشان داده شده است، نشان داد. 3.4.1. مبدا سیاه است و راس مقابل در مختصات (1، 1، 1) سفید است. رئوس مکعب در امتداد محورها نشان دهنده رنگ های اصلی و رئوس باقی مانده نشان دهنده رنگ های مکمل هستند.

به طور خلاصه تاریخچه سیستم RGB به شرح زیر است. توماس یونگ (1773-1829) سه فانوس گرفت و فیلترهای قرمز، سبز و آبی را برای آنها تطبیق داد. بنابراین منابع نوری مربوط به رنگ ها به دست آمد. با هدایت نور این سه منبع بر روی یک صفحه سفید، دانشمند چنین تصویری را دریافت کرد (شکل 3.4.2). بر روی صفحه، نور از منابع، دایره های رنگی می داد. مخلوط رنگ در تقاطع دایره ها مشاهده شد. زرد از ترکیب قرمز و سبز به دست می آید، فیروزه ای مخلوطی از سبز و آبی، سرخابی آبی و قرمز است، سفید هر سه رنگ اصلی است. مدتی بعد، جیمز ماکسول (1831-1879) اولین رنگ سنج را تولید کرد که با کمک آن فرد می توانست به صورت بصری یک رنگ تک رنگ و یک رنگ مخلوط را در نسبت معینی از اجزای RGB مقایسه کند. با تنظیم روشنایی هر یک از اجزای مخلوط، می توانید به یکسان سازی رنگ های مخلوط و تابش تک رنگ برسید.

برنج. 3.4.2. مدل رنگ RGB

برنج. 12.13. طیف رنگی RGB برای مختصات رنگی NTSC. Illuminati C در نقطه ای با مختصات (0.310; 0.316) با مقدار روشنایی Y = 100.0 قرار دارد.

مانند سیستم XYZ، RGB یک مدل افزودنی است. هر نقطه (رنگ) داخل یک مکعب واحد را می توان با مجموع وزنی بردار رنگ های اصلی با استفاده از بردارهای واحد R، G و B نشان داد:

جایی که پارامترها آر, جیو Vمقادیر را از محدوده 0-1 بگیرید. به عنوان مثال، رأس سرخابی با افزودن حداکثر مقادیر قرمز و آبی به دست می‌آید که در نتیجه یک سه گانه (1،0،1) و سفید (1، 1، 1) مجموع حداکثر مقادیر قرمز است. سبز و آبی سایه های خاکستری در امتداد مورب اصلی مکعب از مبدا (سیاه) تا راس سفید نشان داده شده است. نقاط در امتداد این مورب سهم یکسانی از همه رنگ‌های اصلی دریافت می‌کنند و نقطه خاکستری در نیمه راه بین سفید و سیاه به صورت (0.5؛ 0.5؛ 0.5) نشان داده می‌شود.

در حال حاضر، RGB استاندارد رسمی است. با تصمیم کمیسیون بین المللی روشنایی - ICE در سال 1931. رنگ‌های اصلی استاندارد شده‌اند که توصیه می‌شود به‌عنوان R، G و B استفاده شوند. اینها به ترتیب رنگ‌های تک رنگ نور با طول موج هستند:

G - 546.1 نانومتر

B - 435.8 نانومتر

رنگ قرمز با یک لامپ رشته ای فیلتر شده به دست می آید. از لامپ جیوه ای برای تولید رنگ های سبز و آبی خالص استفاده می شود. مقدار شار نور برای هر رنگ اصلی نیز استاندارد شده است.

RGB طیف رنگی ناقصی دارد - برخی از رنگ های اشباع شده را نمی توان با مخلوطی از این سه جزء نشان داد. اول از همه، اینها رنگ هایی از سبز تا آبی هستند، از جمله تمام سایه های آبی. ما در اینجا در مورد رنگ های اشباع صحبت می کنیم، زیرا به عنوان مثال، رنگ های فیروزه ای غیراشباع را می توان با مخلوط کردن اجزای RGB به دست آورد. با وجود پوشش ناقص، RGB امروزه به طور گسترده در تلویزیون های رنگی و نمایشگرهای رایانه استفاده می شود. عدم وجود برخی از سایه های رنگ چندان قابل توجه نیست.

یکی دیگر از عواملی که به محبوبیت سیستم RGB کمک می کند، دید آن است - رنگ های اصلی در سه منطقه مجزا از طیف مرئی قرار دارند.

علاوه بر این، یکی از فرضیه های توضیح دهنده دید رنگی انسان، نظریه سه جزئی است که بیان می کند سه نوع عنصر حساس به نور در سیستم بینایی انسان وجود دارد. یک نوع عنصر به سبز، نوع دیگر به قرمز و نوع سوم به آبی پاسخ می دهد. چنین فرضیه ای توسط لومونوسوف بیان شد و بسیاری از دانشمندان، از T. Jung شروع به اثبات آن کردند. با این حال، نظریه سه جزئی تنها نظریه بینایی رنگ انسان نیست.

3.5 مدل های رنگیCMYوCMYK

در مانیتور، نمایش رسترهای رنگی با ترکیب نور ساطع شده از فسفرهای صفحه، که یک فرآیند افزایشی است، رخ می دهد. در عین حال، پخش کننده های چاپی مانند چاپگرها و پلاترها با ریختن رنگدانه های رنگی روی کاغذ، تصویری رنگی تولید می کنند. یک تصویر رنگی روی کاغذ قابل مشاهده است زیرا ما نور منعکس شده را می بینیم. به لطف فرآیند تفریق

با استفاده از سه رنگ اصلی - فیروزه ای، مگنلا و زرد، می توان یک مدل رنگ تفریق کننده (تفریق) ایجاد کرد. همانطور که در بالا ذکر شد، فیروزه ای را می توان به عنوان مجموع سبز و آبی توصیف کرد. بنابراین، نور منعکس شده از جوهر فیروزه ای فقط شامل اجزای سبز و آبی است و جزء قرمز توسط جوهر جذب یا کم می شود. به طور مشابه، جوهر سرخابی سبز را از نور فرودی کم می کند و جوهر زرد رنگ آبی را کم می کند. نمایش مدل CMY به شکل یک مکعب واحد در شکل 1 نشان داده شده است. 3.5.2.

برنج. 3.5.1. مدل رنگ CMY

در مدل CMY، نقطه (1،1،1) رنگ سیاه را نشان می دهد زیرا وزن جزء از نور فرودی کم می شود. مبدأ نشان دهنده نور سفید است. سهم مساوی از همه رنگ های اصلی سایه های خاکستری ایجاد می کند و در امتداد مورب اصلی مکعب قرار دارد. ترکیبی از جوهرهای فیروزه ای و سرخابی رنگ آبی ایجاد می کند زیرا اجزای قرمز و سبز از نور فرودی جذب می شوند. به همین ترتیب، ترکیب جوهر فیروزه‌ای و زرد نور سبز و ترکیبی از سرخابی و زرد رنگ قرمز تولید می‌کند.

برنج. 3.5.2. مدل رنگ CMY. نقاط داخل مکعب واحد با کم کردن دوزهای مشخص شده رنگ‌های اصلی از رنگ سفید توصیف می‌شوند.

فرآیند چاپ CMY اغلب از مجموعه ای از چهار قطره جوهر استفاده می کند که بسیار نزدیک به هم هستند، دقیقاً مانند سه نقطه فسفری که در یک نمایشگر RGB استفاده می شود. بنابراین، در عمل، مدل رنگی CMY، مدل رنگی CMYK نامیده می شود، که در آن K پارامتر رنگ سیاه است. هر یک از رنگ های اصلی (فیروزه ای، سرخابی و زرد) از مخزن جوهر متفاوتی استفاده می کند و دیگری حاوی جوهر سیاه است. جوهر دومی مورد نیاز است زیرا نور منعکس شده از مخلوطی از جوهرهای فیروزه ای، سرخابی و زرد معمولاً فقط سایه های خاکستری ایجاد می کند. برخی از پلاترها می توانند با پاشیدن جوهر در سه رنگ اصلی، ترکیب رنگ های مختلفی تولید کنند. برای چاپ سیاه و سفید یا در مقیاس خاکستری، فقط از مخزن جوهر سیاه استفاده می شود.

این مدل مدل اصلی چاپ است. رنگ های سرخابی، فیروزه ای، زرد به اصطلاح سه گانه چاپ را تشکیل می دهند و هنگام چاپ با این جوهرها، بیشتر طیف رنگی قابل مشاهده را می توان روی کاغذ بازتولید کرد. با این حال، رنگ‌های واقعی ناخالصی‌هایی دارند، رنگ آنها ممکن است ایده‌آل نباشد، و مخلوط کردن سه رنگ پایه، که باید سیاه شود، منجر به قهوه‌ای گلی نامشخص می‌شود. علاوه بر این، برای به دست آوردن مشکی شدید، باید مقدار زیادی جوهر از هر رنگ را روی کاغذ قرار دهید. این کار باعث خیس شدن بیش از حد کاغذ و کاهش کیفیت چاپ می شود. علاوه بر این، استفاده از مقادیر زیاد رنگ غیراقتصادی است.

مزیت مدل این است:

استقلال کانال (تغییر درصد هیچ یک از رنگ ها بر بقیه تأثیر نمی گذارد)

معایب این مدل عبارتند از:

طیف رنگی باریک به دلیل رنگدانه های ناقص و خواص بازتابی کاغذ،

نمایش دقیق رنگ های CMYK روی مانیتور نیست.

بسیاری از فیلترهای برنامه شطرنجی در این مدل کار نمی کنند،

30 درصد حافظه بیشتر از مدل RGB مورد نیاز است.

برنج. 3.5.3. مدل CMY را از RGB دریافت کنید

انتقال از RGB به CMY را می توان با تبدیل ماتریس زیر توصیف کرد:

(3.5.1)

که در آن نقطه سفید در فضای RGB با یک بردار ستون واحد نمایش داده می شود. هنگام تغییر از CMY به RGB، یک تبدیل ماتریس استفاده می شود:

(3.5.2)

در این تبدیل، بردار ستون واحد نشان دهنده یک نقطه سیاه در فضای رنگی CMY است.

برای تبدیل از RGB به CMYK، ابتدا باید K = max (R, G, B) را قرار دهید. علاوه بر این، K از C، M و Y در رابطه (3.5.1) کم می شود. به همین ترتیب، برای تبدیل از CMYK به RGB، K = min (R، G، B) انتخاب می شود، سپس K مطابق با رابطه (3.5.2) از R، G و B کم می شود. در عمل، این معادلات اغلب برای بهبود کیفیت چاپ در یک سیستم خاص اصلاح می شوند.

برنج. 3.5.4. یک مکعب از رنگ‌های RGB که در امتداد مورب از سفید به سیاه (a) مشاهده می‌شود، طرح کلی مکعب به شکل شش ضلعی (b) است.

3.6 مدل رنگیHSV

رابط های انتخاب رنگ اغلب از یک مدل رنگ مبتنی بر مفاهیم بصری استفاده می کنند تا مجموعه ای از رنگ های اصلی. توجه داشته باشید که مشخصات رنگ در یک مدل بصری را می توان با انتخاب یک رنگ طیفی و نسبت سفید و سیاه به آن رنگ اضافه کرد تا سایه ها، ته رنگ ها و تن های مختلف به دست آید.

پارامترهای رنگ در این مدل عبارتند از hue (H)، اشباع (S) و مقدار (V). برای معرفی این فضای رنگی سه بعدی، پارامترهای HSV با جهت های مکعب RGB مرتبط می شوند. اگر تصور کنیم که به مکعبی در امتداد مورب از راس سفید به سمت سیاه (منشا) نگاه می کنیم، طرح کلی مکعب شکل یک شش ضلعی خواهد داشت (شکل 3.5.4). مرزهای شش ضلعی نشان دهنده سایه های مختلف است و خود به عنوان پایه مخروط شش ضلعی استفاده می شود (شکل 3.6.1). در فضای HSV، اشباع S در امتداد محور افقی و V در امتداد محور عمودی از طریق مرکز شش ضلعی اندازه گیری می شود.

رنگ به صورت زاویه ای از محور عمودی نشان داده می شود که از 0e (قرمز) تا 360 درجه متغیر است. رئوس شش ضلعی با فواصل 60 درجه از هم جدا می شوند. زرد مربوط به 60 درجه، سبز - 120 درجه، آبی (برعکس قرمز) - H = 180 درجه است. به طور کلی، وزن رنگ های مکمل 180 درجه متفاوت است.

برنج. 3.6.1. مخروط شش ضلعی HSV

پارامتر اشباع S برای نشان دادن خلوص رنگ استفاده می شود. رنگ خالص (طیفی) دارای مقدار 5 = 1.0 است و مقادیر S به سمت مقیاس خاکستری (S = 0) در مرکز مخروط شش ضلعی کاهش می یابد.

مقدار V از 0 در راس مخروط (نقطه سیاه) تا 1.0 در صفحه پایه متغیر است، جایی که رنگ ها در حداکثر شدت خود هستند. با V = 1.0 و. S = 1.0 ما سایه های خالص داریم. نقطه سفید مربوط به مقادیر پارامترهای V = 1.0 و S = 0 است.

توجه داشته باشید که برای اکثر کاربران، این مدل انتخاب رنگ راحت تر است. با انتخاب یک سایه خالص، که زاویه سایه H را تنظیم می کند، و با قرار دادن V = S = 1.0، رنگ مورد نظر را توصیف می کنیم و سفید یا سیاه را به سایه موجود اضافه می کنیم. افزودن رنگ مشکی V را در ثابت S کاهش می دهد. برای به دست آوردن یک رنگ آبی تیره، به عنوان مثال، V، باید برابر با 0.4 در S = 1.0 و H = 240 درجه تنظیم کنید. به طور مشابه، اگر قرار است رنگ سفید به سایه انتخاب شده اضافه شود، در V ثابت پارامتر S کاهش می یابد. رنگ آبی روشن را می توان در 5 = 0.3 و V = 1.0، R = 240 درجه به دست آورد. اگر کمی سفید و کمی سیاه به رنگ اضافه کنید، این منجر به کاهش V و S می شود. در رابط مدل توصیف شده، پارامتر HSV را معمولاً می توان با استفاده از یک پالت رنگ حاوی لغزنده و یک چرخه رنگ انتخاب کرد.

انتخاب سایه ها، سایه ها، زنگ ها.

در صفحه مقطع هرم HSV نشان داده شده در شکل. 3.6.2، مناطقی از رنگ برای انتخاب سایه ها، رنگ ها و تن ها ارائه شده است. رنگ مشکی را به طیفی اضافه کنید

برنج. 3.6.2. بخش های مخروطی HSV که سایه ها، رنگ ها و تن ها را نشان می دهد

رنگ V در امتداد کنار مخروط به سمت نقطه سیاه کاهش می یابد. بنابراین، سایه های مختلف با مقادیر S = 1.0 و 0.0 ≤ V ≤ 1.0 نشان داده می شوند. افزودن رنگ سفید به رنگ های طیفی، سایه هایی را در امتداد صفحه پایه مخروط ایجاد می کند، جایی که مقادیر پارامتر V = 1.0 و 0 است.< S < 1,0. Для получения различных тонов к спектральным цветам прибавляется и черный, и белый цвет, что даст точки, лежащие в треугольном сечении конуса.

چشم انسان قادر است حدود 128 تن و 130 سایه (سطح اشباع) را تشخیص دهد. برای هر یک از آنها، بسته به سایه انتخاب شده، می توانید چندین سایه (مقدار) تعریف کنید. برای رنگ زرد، شما می توانید حدود 23 سایه را تشخیص دهید، برای آبی، این عدد 16 است. این بدان معنی است که چشم انسان می تواند 128x130x23 = 382720 رنگ را تشخیص دهد. برای اکثر برنامه های گرافیکی، 128 سایه کافی است. 8 سطح اشباع و 16 مقدار. با این محدوده پارامترها، مدل HSV 16384 رنگ را به کاربر ارائه می دهد. برای ذخیره این رنگ ها می توانید از 14 بیت (یا کمتر) در هر پیکسل و جدول کد رنگ استفاده کنید.

مدل رنگی 3.7 HSB / HLS

در اینجا، حروف بزرگ با هیچ رنگی مطابقت ندارند، بلکه نمادی از رنگ (رنگ)، اشباع و روشنایی (Hue Saturation Brightness) هستند. پیشنهاد 1978. همه رنگ ها در یک دایره مرتب شده اند و هر کدام درجه خاص خود را دارند، یعنی در کل 360 گزینه وجود دارد - H فرکانس نور را تعیین می کند و مقداری از 0 تا 360 درجه می گیرد (قرمز - 0، زرد - 60). ، سبز - 120 درجه و غیره) یعنی .e. هر رنگی در آن با رنگ (تن)، اشباع (یعنی افزودن رنگ سفید به آن) و روشنایی آن تعیین می شود.

Saturation تعیین می کند که رنگ انتخاب شده چقدر قوی خواهد بود. 0 خاکستری است، 100 روشن ترین و تمیزترین گزینه ممکن است.

پارامتر روشنایی مطابق با پذیرفته شده عمومی است، یعنی 0 سیاه است.

این مدل رنگی بسیار ضعیف تر از RGB است که قبلاً در نظر گرفته شده بود، زیرا به شما امکان می دهد فقط با 3 میلیون رنگ کار کنید.

این مدل وابسته به دستگاه است و با ادراک چشم انسان مطابقت ندارد، زیرا چشم رنگ های طیفی را به عنوان رنگ هایی با روشنایی متفاوت درک می کند (آبی تیره تر از قرمز به نظر می رسد) و در مدل HSB روشنایی 100٪ به آنها نسبت داده می شود. همه.

اشباع یک پارامتر رنگ است که خلوص آن را تعیین می کند. عدم وجود ناخالصی (خاکستری) (خلوص منحنی) با این پارامتر مطابقت دارد. کاهش اشباع رنگ به معنای سفید شدن آن است. با کاهش اشباع، رنگ پاستلی، محو، شسته می شود. در مدل، تمام رنگ‌های اشباع یکسان روی دایره‌های متحدالمرکز قرار می‌گیرند، یعنی می‌توان در مورد اشباع یکسان، به عنوان مثال، رنگ‌های سبز و سرخابی صحبت کرد و هر چه به مرکز دایره نزدیک‌تر باشد، رنگ‌های سفید بیشتری به دست می‌آید. در همان مرکز هر رنگی تا حد امکان سفید می شود، به عبارتی سفید می شود.

کار با اشباع را می توان به عنوان افزودن درصد مشخصی از جوهر سفید به رنگ طیفی مشخص کرد. هر چه رنگ یک رنگ سفیدتر باشد، مقدار اشباع کمتر، محوتر می شود.

روشنایی یک پارامتر رنگ است که روشنی یا تیرگی یک رنگ را تعیین می کند. دامنه (ارتفاع) موج نور با این پارامتر مطابقت دارد. کاهش روشنایی یک رنگ به معنای سیاه شدن آن است. کار با روشنایی را می توان به عنوان افزودن درصد مشخصی از جوهر سیاه به رنگ طیفی مشخص کرد. هر چه محتوای سیاه در یک رنگ بیشتر باشد، روشنایی کمتر، رنگ تیره تر می شود.

مدل دیگر سیستم HLS است که توسط شرکت Tektronix استفاده می شود. این فضای رنگی به صورت یک مخروط دوتایی نشان داده شده است که در شکل نشان داده شده است. 3.7. سه پارامتر این مدل، رنگ (H)، سبکی (L) و اشباع (S) نام دارند.

Hue همان معنایی را دارد که در مدل HSV وجود دارد. این زاویه را در مورد محور عمودی تنظیم می کند که رنگ طیفی را تعیین می کند. در این مدل، H = 0e مربوط به آبی است. رنگ‌های باقی‌مانده در اطراف محیط مخروط به همان ترتیبی که در مدل HSV وجود دارد تنظیم می‌شوند. سرخابی مربوط به دهه 60، قرمز - 120 درجه و فیروزه ای (I = 184) درجه است. مانند قبل، رنگ های مکمل با زاویه 180 درجه از هم جدا می شوند. محور عمودی در این مدل سبکی (L) نامیده می شود. وقتی L = 0، سیاه می شود، سفید مربوط به L = 1.0 است. مقادیر مقیاس خاکستری در امتداد محور L قرار دارند و رنگ های ثابت در صفحه L = 0.5 قرار دارند.

برنج. 3.7. HLS مخروطی دوتایی

پارامتر اشباع S دوباره خلوص رنگ را نشان می دهد و مقادیر آن از 0 به 1.0 تغییر می کند، رنگ های خالص آنهایی هستند که S = 1.0 و L = 0.5 هستند. با کاهش 5، رنگ سفید بیشتری به رنگ اضافه می شود. خط نیم تنه با S = 0 مطابقت دارد.

برای تنظیم رنگ، ابتدا زاویه سایه H انتخاب می شود. سپس با انتخاب پارامترهای L و S سایه یا تن مشخصی از این سایه به دست می آید. برای به دست آوردن رنگ روشن تر، L افزایش یافته و برای به دست آوردن تیره تر. L، L کاهش یافته است. با کاهش S، نقطه فضایی که رنگ را توصیف می کند به سمت خط نیم تنه حرکت می کند.

برای درک تفاوت بین روشنایی و درخشندگی - و بقیه مدل HLS با مدل HSB تفاوتی ندارد - فقط باید بدانیم که در مدل اصلی HSB منظور روشنایی خود جسم است (مثلاً آن را به عنوان منبع نور) و در تغییری از اولین مدل به نام HLS، درخشندگی جسم (درخشندگی نور منعکس شده از آن) را در نظر می گیرد. به عبارت دیگر، در HSB "منبع" خورشید است و در HLS ماه است ...

مدل رنگی 3.8 CIE Luv /CIEآزمایشگاه

یکی از معایب قابل توجه فضای رنگ XYZ این است که از نظر ادراکی (بصری) یکنواخت نیست و نمی توان از آن برای محاسبه فاصله رنگ استفاده کرد. بنابراین، CIE به توسعه یک فضای ادراکی یکنواخت ادامه داده است. هدف کمیته CIE ایجاد یک سیستم تکرارپذیر از استانداردهای ارائه رنگ برای تولید کنندگان رنگ، جوهر، رنگدانه و سایر رنگ ها بود. مهمترین عملکرد این استانداردها ارائه یک طرح جهانی است که در آن تطابق رنگ می تواند ایجاد شود.

در نتیجه فضای رنگی CIE Luv ایجاد شد که امکان تعیین تمایز رنگ ها را برای فردی با دید "متوسط" ممکن می سازد (یعنی افراد مختلف تفاوت بین رنگ ها را متفاوت درک می کنند). این فضا به لطف اجزای L، u و v نام خود را گرفت. پارامتر L مربوط به روشنایی رنگ است، u مسئول انتقال از سبز به قرمز (هنگام افزایش) است و هنگامی که پارامتر v افزایش می یابد، انتقال از آبی به بنفش رخ می دهد. اگر u و v برابر 0 باشند، با تغییر L، رنگ هایی به دست می آوریم که سایه های خاکستری هستند.

این فضای رنگی برای تعیین کمیت تفاوت بین دو رنگ طراحی شده است. CIE مطالعاتی را با تعداد زیادی از مردم انجام داد که منجر به ایجاد فضای Luv شد. اندازه‌گیری‌ها در شرایط «خوب» (نور کافی و پس‌زمینه یکنواخت کم‌رنگ) انجام شد. جلوی سوژه دو ورق کاغذ به ترتیب دو رنگ شده بود و او باید پاسخ می داد که به نظر او این رنگ ها چگونه تفاوت دارند. در مورد تصاویر واقعی، باید تفاوت بین رنگ‌ها را در پس‌زمینه پیچیده‌تر و نه همیشه در شرایط نوری خوب (مثلاً خیلی روشن) پیدا کنیم. اما روشنایی به اتاق و زمان روز و زاویه ای که سطح نسبت به منبع نور دارد بستگی دارد.

انتقال از RGB به Luv به شرح زیر است. ابتدا R، G، B را عادی می کنیم:

فضای رنگی CIE Luv یک تبدیل همگن پیوسته از فضای CIE XYZ است که با فرمول های زیر توصیف می شود:

برای تعیین پارامترها، مفهوم نقطه سفید معرفی شده است. نقطه سفید یک جفت پارامتر رنگی (x, y) است که مرجع سفید را برای منابع مختلف نور تعریف می کند. CIE یک جدول نقطه سفید برای منابع نوری با روشنایی های مختلف گردآوری کرده است. در این حالت، مقدار مولفه Y نقطه سفید در XYZ به 100 نرمال می شود (در فرمول های بالا، فقط با مولفه Y نرمال شده مطابقت دارد). پارامترهای و با استفاده از همان فرمول هایی محاسبه می شوند که از مقادیر x و y برای نقطه سفید استفاده می کنند.

همانطور که در بالا ذکر شد، مولفه L مربوط به روشنایی رنگ است و از فرمول ها می توان دریافت که L با ریشه مکعبی مولفه Y فضای XYZ متناسب است. با این حال، این نظر وجود دارد که ریشه درجه دوم اشراق با ادراک انسان سازگارتر است. به عنوان مثال، در فضای رنگی Lab، L با استفاده از جذر محاسبه می شود.

کمی در مورد خواص مقادیر L, u, v:

· L از 0 تا 100 متغیر است.

· U، v در محدوده -200، 200 قرار دارد.

· U مسئول انتقال از سبز به قرمز (با افزایش u) است.

· V مسئول انتقال از آبی به بنفش (با افزایش v) است.

· اگر u و v برابر با 0 باشند، با تغییر L، تصویری حاوی مقیاس خاکستری دریافت می کنیم.

در نهایت مهم ترین چیزی که با ورود به این فضا برای آن تلاش می کردیم. به ما دو رنگ داده می شود - و. چگونه می توان فاصله بین رنگ ها را تعیین کرد، یعنی چقدر یک فرد متوجه تفاوت آنها می شود؟ معلوم می شود که توسط هنجار اقلیدسی داده شده است

با فاصله بین دو رنگ، اکثر مردم از قبل متوجه تفاوت می شوند و برای همه قابل مشاهده است. این مزیت اصلی این فضا است. درک انسان از رنگ ها را در نظر می گیرد و تفاوت بین رنگ ها با یک فرمول بسیار ساده مشخص می شود. لازم به ذکر است که این فرمول در شرایط خاصی قابل اجرا است: نور، پس زمینه نباید مزاحم و منحرف شود.

همزمان با توسعه CIE Luv، فضای رنگی یکنواخت ادراکی آزمایشگاه CIE نیز توسعه یافت. از بین این دو، مدل CIE Lab بیشتر مورد استفاده قرار می گیرد. ساختار فضای رنگی Lab مبتنی بر این تئوری است که یک رنگ نمی تواند همزمان سبز و قرمز یا زرد و آبی باشد (شکل 3.8.1). بنابراین، از همان مقادیر می توان برای توصیف ویژگی های قرمز / سبز و زرد / آبی استفاده کرد. فرمول های انتقال از فضای XYZ به فضای آزمایشگاهی به شرح زیر است:

برنج. 3.8.1. نمایش رنگ آزمایشگاه CIE

برنج. 3.8.2. فضای آزمایشگاهی قابل مشاهده توسط یک ناظر استاندارد

هنگامی که در مورد مدل رنگ آزمایشگاهی صحبت می شود، نویسندگان برنامه و مفسران برنامه دوست دارند تکرار کنند که این مدل مستقل از سخت افزار است. حتی در پرینترهایی با همان مدل (شماره سری، تاریخ و ساعت انتشار)، تصویر از همان فایل را می توان با چنان تنوع گسترده ای در پارامترها بازتولید کرد که به وضوح بر طرح رنگ تأثیر می گذارد. به همین دلیل است که اختلافات بسیار زیاد است، بنابراین در چاپ رنگی (مخصوصاً تمام رنگی) از روش های مختلف کالیبراسیون، پیش کالیبراسیون، فیتینگ، نمونه برداری و ... استفاده می شود.

مدلی که این ناراحتی ها را حذف می کند، مدل آزمایشگاهی است. این مدل‌های RGB و CMYK را در خود جای داده است، یعنی به ترتیب به پارامترهای منبع و پارامترهای گیرنده توجه دارد.

مدل رنگ 3.9 YUV

چندین مدل رنگی نزدیک به هم وجود دارد که وجه اشتراک آنها در استفاده از تفکیک صریح روشنایی و اطلاعات رنگ است. مؤلفه Y مربوط به مؤلفه ای به همین نام در مدل CIE XYZ است و مسئولیت روشنایی را بر عهده دارد. چنین مدل هایی به طور گسترده در استانداردهای تلویزیون استفاده می شوند، زیرا از نظر تاریخی نیاز به سازگاری با تلویزیون های سیاه و سفید وجود داشت که فقط سیگنال مربوط به Y را دریافت می کردند. همچنین در برخی از الگوریتم ها برای پردازش و فشرده سازی تصاویر و ویدیو استفاده می شود.

بیایید نگاهی به مدل رنگ YUV بیندازیم. U و V مسئول اطلاعات رنگ هستند و از طریق تبدیل از RGB تعیین می شوند:

Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B؛ = 0.492 (B - Y)

0.147R - 0.289G + 0.436B;

V = 0.877 (R - Y)

0.615R - 0.515G + 0.100B.

مدل YUV در سیستم تلویزیون PAL استفاده می شود.

برنج. 3.9. مکعب RGB در فضای YUV، نمودار UV در Y = 0.5.

مدل‌های رنگی YCbCr و YPbPr تغییراتی از YUV با وزن‌های مختلف برای U و V هستند (آنها با Cb/Pb و Cr/Pr مطابقت دارند). YPbPr برای توصیف سیگنال های آنالوگ (عمدتا در تلویزیون) و YCbCr برای دیجیتال استفاده می شود. برای تعیین آنها از دو ضریب Kb و Kr استفاده می شود. سپس تبدیل از RGB به YPbPr به شرح زیر است:

انتقال از RGB به YPbPr

انتخاب Kb و Kr بستگی به مدل RGB مورد استفاده دارد (این به نوبه خود به تجهیزات بازتولید بستگی دارد). معمولاً مانند بالا، Kb = 0، 114; Kr = 0, 299. اخیراً از Kb = 0, 0722 نیز استفاده کنید. Kr = 0، 2126، که ویژگی های دستگاه های نمایشگر مدرن را بهتر نشان می دهد. از فرمول های فوق نتیجه می گیرد که برای ما محدوده های زیر را داریم ... برای نمایش دیجیتال، این فرمول ها برای به دست آوردن تنها ضرایب گسسته مثبت در محدوده ها اصلاح می شوند

انتقال از RGB به YCbCr

در تلویزیون، آنها معمولاً minY = 16، maxY = 235، minC = 16، maxC = 240 را می گیرند. استاندارد فشرده سازی تصویر JPEG از محدوده کامل 8 بیتی استفاده می کند: minY = 0، maxY = 255، minC = 0، maxC = 255. .

مدل رنگی 3.10 YCbCr

نام این مدل رنگی مخفف: Y - luminance، U یا Cb - Chrominance-blue، V یا Cr - Chrominance-red است که به معنای "درخشندگی - رنگ آبی - کروم قرمز" (فرمت نمایش داده های ویدئویی رنگی) ترجمه می شود.

ویژگی اصل نمایش رنگ در این مدل رنگی با روش طبیعی درک رنگ توسط چشم انسان مطابقت دارد. شبکیه یک ترکیب پیچیده از سلول های عصبی و رشته های عصبی است که سلول های عصبی را به یکدیگر متصل می کند و چشم را به قشر مغز متصل می کند. عناصر اصلی حساس به نور (گیرنده ها) دو نوع سلول هستند: برخی به شکل یک ساقه به نام میله هستند (ارتفاع 30 میکرون، ضخامت 2 میکرون)، برخی دیگر کوتاه تر و ضخیم تر هستند که مخروط نامیده می شوند (ارتفاع 10 میکرون، ضخامت). 6-7 میکرون) ...

چشم انسان به مولفه روشنایی تصویر (جزء Y) حساسیت بیشتری دارد و به جزء رنگ کمترین حساسیت را دارد. دلیل این پدیده در فیزیولوژی نهفته است. از آنجایی که مردمک یک عدسی نوری است که تصویر را روی فوندوس چشم متمرکز می کند که با میله ها و مخروط ها پوشانده شده است. حدود 130 میلیون میله و 7 میلیون مخروط در چشم وجود دارد. خوب، بنابراین، میله ها حسگرهایی هستند که جزء روشنایی را درک می کنند، و مخروط ها - جزء رنگ را درک می کنند. علاوه بر این، میله‌های مرتبه‌ای بیشتر از مخروط‌ها هستند و نسبت به نور بسیار حساس‌تر هستند. کافی است ضرب المثل "شب ها همه گربه ها خاکستری هستند" را به خاطر بیاوریم. چرا اینطور است؟ چرا همه چیز در عصر رنگ از دست می دهد؟ دقیقاً به این دلیل است که مقدار نوری که روی مردمک می افتد برای ایجاد یک واکنش مخروطی کافی نیست. اما حساسیت چشم انسان به رنگ های مختلف نیز ثابت نیست. مردمک به انتهای پایین طیف رنگی بیشتر از قسمت بالایی حساس است. فرمت JPEG این ویژگی های ادراک انسان از اطلاعات رنگی را در فشرده سازی عکس ها یا تصاویر رنگی در نظر می گیرد.

بنابراین، در این مدل رنگ، مؤلفه روشنایی و دو مؤلفه مشخص کننده رنگ رنگ درک شده متمایز می شوند، برخلاف مدل رنگی RGB، که در آن فقط مؤلفه های شدت رنگ استفاده می شود - قرمز، سبز، آبی.

روش تبدیل سیگنال ویدئویی آنالوگ به دیجیتال در استاندارد CCIR-601 تعریف شده و مورد خاص روش YUV می باشد. این روش مقادیر سیگنال های آنالوگ مولفه را به مقادیر دیجیتال 8 بیتی تبدیل می کند. جزء Y یا درخشندگی، ارتباط نزدیکی با کیفیت تصویر دارد. به طور دقیق تر، Y - این تصویر، فقط سیاه و سفید است. اجزای Cb و Cr حاوی اطلاعات رنگ هستند و به شما امکان می دهند تصویر Y را رنگ آمیزی کنید. به طور کلی، تبدیل را می توان با فرمول های زیر نشان داد:

مقدار جدید Y = 0.299 * R + 0.587 * G + 0.114 * B روشنایی نامیده می شود. این مقداری است که توسط مانیتورهای تک رنگ برای نمایش رنگ RGB استفاده می شود. از نظر فیزیولوژیکی، شدت رنگ RGB درک شده توسط چشم را منتقل می کند. از فرمول می توان دریافت که مقدار روشنایی حاصل (Y) مشابه مقدار میانگین وزنی با وزن های مختلف برای هر جزء طیفی است: چشم بیشترین حساسیت را نسبت به سبز دارد و به دنبال آن جزء قرمز و در آخر آبی است.

فرمول های محاسبه تفاوت رنگ: = -0.1687 * R - 0.3313 * G + 0.5 * B + 128 = 0.5 * R - 0.4187 * G - 0.0813 * B + 128

این مقادیر نشان دهنده 2 مختصات در سیستمی است که رنگ و اشباع یک رنگ را اندازه گیری می کند (به طور کلی، این مقادیر میزان آبی و قرمز را در یک رنگ نشان می دهد).

فرمول های تبدیل معکوس مدل رنگی YCbCr به RGB:

R = Y + 1.402 * (Cr-128) = Y - 0.34414 * (Cb-128) - 0.71414 * (Cr-128)

B = Y + 1.772 * (Cb-128)

برای نمایش تصویری مدل رنگی YCbCr، می توانید شکل های زیر را در نظر بگیرید:

برنج. 3.10.1 تصویر رنگی YCbCr

برنج. 3.10.2. Y - تصویر YCbCr

برنج. 3.10.3.Cb - تصویر

برنج. 3.10.4. Cr - تصویر

شکل 3.10.1 یک ماهی را با استفاده از تمام اجزای تصویر، یعنی یک تصویر رنگی نشان می دهد. در شکل 3.10.2 همان ماهی را فقط سیاه و سفید به تصویر می کشد. معمولاً با توجه به فرمول محاسبه مولفه Y، تصویر به سایه های خاکستری تبدیل می شود و مانند قبل، شکل به وضوح، البته با رنگ های خاکستری، ماهی را نشان می دهد، اما دو تصویر بعدی 3.10.3 و 3.10.4. - تصاویر اجزای تفاوت رنگ Cb و Cr دارای جزئیات کمی هستند، بنابراین فقط خطوط اصلی ماهی قابل مشاهده است و بنابراین این دو جزء تحت بیشترین فشرده سازی قرار می گیرند.

3.11 مدل رنگ YIQ

مدل رنگی YIQ در سیستم تلویزیون NTSC مورد استفاده قرار گرفت (I - از انگلیسی در فاز، Q - از مربع انگلیسی؛ از ویژگی های سیستم های رمزگشایی می آید). این ارتباط نزدیک با مدل YUV دارد، زیرا انتقال از YUV به YIQ یک چرخش در سطح UV = IQ است.

انتقال از RGB به YIQ:

Y = 0.299R + 0.587G + 0.114B = 0.735 (R - Y) - 0.268 (B - Y) = 0.596R - 0.274G + 0.321B = 0.478 (R - Y) + 0.413 (B - Y1) - 0.523G + 0.311B

تبدیل های معکوس برای همه مدل ها با اعمال ماتریس تبدیل معکوس به دست می آید.

3.12 مدل های رنگی ادراکی

برای طراحان، هنرمندان و عکاسان، چشم ابزار اصلی برای نشان دادن و بازتولید رنگ است. این "ابزار" طبیعی دارای طیف رنگی است که بسیار فراتر از قابلیت های هر دستگاه فنی است، خواه اسکنر، چاپگر یا دستگاه خروجی فیلم نوردهی عکس باشد.

همانطور که قبلا نشان داده شد، سیستم های رنگی RGB و CMYK که برای توصیف دستگاه های فنی استفاده می شوند، وابسته به سخت افزار هستند. این بدان معنی است که رنگ بازتولید شده یا ایجاد شده با آنها نه تنها توسط اجزای مدل تعیین می شود، بلکه به ویژگی های دستگاه خروجی نیز بستگی دارد.

برای حذف وابستگی سخت افزاری، تعدادی مدل رنگی به اصطلاح ادراکی (در غیر این صورت - شهودی) توسعه داده شده است. آنها بر اساس تعریف جداگانه ای از روشنایی و رنگی هستند. این رویکرد چندین مزیت دارد:

به شما امکان می دهد رنگ را به روشی بصری مدیریت کنید.

مشکل تطابق رنگ را بسیار ساده می کند زیرا پس از تنظیم مقدار روشنایی، می توانید به تنظیم رنگ بپردازید.

نمونه اولیه تمام مدل های رنگی با استفاده از مفهوم جداسازی لوما و کروما مدل HSV است. سایر سیستم های مشابه عبارتند از HSI، HSB، HSL و YUV. وجه اشتراک آنها این است که رنگ به عنوان مخلوطی از سه رنگ اصلی - قرمز، آبی و سبز مشخص نمی شود، بلکه با مشخص کردن دو جزء تعیین می شود: رنگی (رنگ و اشباع) و روشنایی.

4. پروفایل ها و فضاهای رنگی. کدگذاری رنگ و کالیبراسیون

4.1 کدگذاری رنگ جعبه رنگ نقاشی

برای اینکه یک کامپیوتر بتواند با تصاویر رنگی کار کند، لازم است رنگ ها را به صورت اعداد نمایش دهیم - برای رمزگذاری رنگ. روش کدگذاری به مدل رنگ و فرمت داده های عددی در رایانه بستگی دارد.

برای مدل RGB، هر یک از مؤلفه‌ها را می‌توان با اعداد محدود به یک محدوده خاص نشان داد - به عنوان مثال، اعداد کسری از 0 تا 1، یا اعداد صحیح از 0 تا یک مقدار حداکثر معین. در حال حاضر، فرمت True Color بسیار رایج است، که در آن هر جزء به عنوان یک بایت نشان داده می شود که 256 درجه بندی برای هر جزء می دهد: R = 0 ... 255، G = 0 ... 255، B = 0 ... 255 ... تعداد رنگ ها 256x256 x 256 = 16.7 میلیون است (2 24).

این روش کدگذاری رنگ را می توان کامپوننت نامید . در کامپیوتر، کدهای تصویر True Color به صورت سه بایت نمایش داده می شوند، یا در یک عدد صحیح طولانی (چهار بایت) - 32 بیتی بسته بندی می شوند.

هنگام کار با تصاویر در سیستم‌های گرافیک کامپیوتری، اغلب باید بین کیفیت تصویر (شما به رنگ‌های بیشتری نیاز دارید) و منابع مورد نیاز برای ذخیره و بازتولید یک تصویر، که مثلاً با مقدار حافظه محاسبه می‌شود، سازش پیدا کنید. باید تعداد بیت ها در هر پیکسل را کاهش دهید).

سیستم های ویدئویی کامپیوتری معمولاً این توانایی را برای برنامه نویس فراهم می کنند تا پالت خود را تنظیم کند.

هر رنگ در یک تصویر با استفاده از یک پالت با یک شاخص کدگذاری می شود که شماره ردیف را در جدول پالت مشخص می کند. بنابراین به این روش کدگذاری رنگ، شاخص می گویند .

4.2 فضاهای رنگی

فضای رنگی یک نمایش گرافیکی از ابعاد رنگ است.

فضای رنگی اعداد را با رنگ های واقعی مرتبط می کند و اساساً یک شی سه بعدی است که شامل تمام ترکیبات رنگی قابل درک است. هنگام تلاش برای بازتولید رنگ در دستگاه دیگری، فضاهای رنگی می توانند به شما نشان دهند که آیا می توانید جزئیات سایه و برجسته، اشباع رنگ و چه مقدار از این جزئیات را قربانی کنید یا خیر.

فضاهای رنگی می توانند وابسته به دستگاه یا مستقل باشند. فضاهای مخصوص دستگاه یک رنگ را نسبت به فضای رنگی دیگر توصیف می کنند، در حالی که فضاهای رنگی مستقل از دستگاه رنگ را به صورت مطلق توصیف می کنند.

فضاهای رنگی دستگاه می توانند با توصیف زیرمجموعه ای از رنگ ها که می توانند بر روی مانیتور نمایش داده شوند یا روی چاپگر چاپ شوند یا توسط دوربین یا اسکنر تولید شوند، اطلاعات مهمی در اختیار شما قرار دهند. دستگاه‌هایی با فضای رنگی بزرگ یا «گستره وسیع» می‌توانند رنگ‌های متفاوت‌تری نسبت به دستگاه‌هایی با وسعت باریک تولید کنند.

4.3 رندر فضای رنگی

هر بعد در "فضای رنگی" برخی از جنبه های رنگی بودن، مانند درخشندگی، اشباع، یا رنگ را، بسته به نوع فضا، منعکس می کند. دو نمودار زیر لبه بیرونی یک فضای رنگی را از دو زاویه دید متفاوت نشان می دهد. حاشیه آن محدودیت رنگ های ممکن را در فضا نشان می دهد. خطوط عمودی درخشندگی هستند، در حالی که خطوط افقی خطوط قرمز-سبز و زرد-آبی هستند. این اندازه گیری ها را می توان با استفاده از سایر ویژگی های رنگ نیز توصیف کرد.

فضای رنگی نشان داده شده در بالا به شما کمک می کند تا فضای رنگی را به خوبی درک کرده و ارائه دهید، اما بعید است که برای مدیریت رنگ واقعی مفید باشد. این به این دلیل است که یک فضای رنگی تقریباً همیشه نیاز به مقایسه با فضای رنگی دیگر دارد. برای تجسم این مقایسه، فضاهای رنگی اغلب به صورت مناطق دو بعدی نشان داده می شوند. آنها برای استفاده روزمره مفیدتر هستند زیرا به شما امکان می دهند به سرعت تقاطع فضاها را ارزیابی کنید. مگر اینکه خلاف آن مشخص شده باشد، نمودارهای دوبعدی معمولاً تقاطع ها را با روشنایی 50% نشان می دهند (برش افقی برای نقطه میانی عمودی فضای رنگی نشان داده شده در بالا). نمودار زیر سه فضای رنگی را نشان می دهد: sRGB، Wide Gamut RGB و یک فضای مرجع مستقل از دستگاه. وسعت sRGB و گسترده RGB دو فضای کاری هستند که به صورت دوره ای برای ویرایش تصویر استفاده می شوند.

برنج. 4.3.2. مقایسه دو بعدی فضاهای رنگی (رنگ ها با روشنایی 50 درصد)

از مقایسه دو بعدی فضاهای رنگی چه چیزی می توانیم یاد بگیریم؟ هر دو شکل سیاه و سفید زیرمجموعه ای از رنگ ها را نشان می دهند که در هر یک از فضاهای رنگی، به عنوان بخشی از یک فضای رنگ مرجع مستقل از دستگاه، قابل تکرار هستند. رنگ‌های نشان‌داده‌شده در فضای رنگ مرجع فقط برای اهداف رندر خوب هستند، زیرا به نحوه نمایش مانیتور شما بستگی دارند. علاوه بر این، فضای مرجع تقریباً همیشه حاوی رنگ های بیشتری نسبت به نمایشگر رایانه است.

در این نمودار خاص، می‌توانیم ببینیم که فضای گسترده RGB حاوی رنگ‌های قرمز، سرخابی و سبز بیشتری است، در حالی که فضای sRGB حاوی مقداری آبی بیشتر است.

به خاطر داشته باشید که این تجزیه و تحلیل فقط برای کروما با درخشندگی 50% اعمال می شود که همان مقیاس خاکستری در هیستوگرام تصویر است. اگر به طیف رنگ‌ها برای سایه‌ها یا هایلایت‌ها علاقه داشتیم، می‌توانیم یک برش دو بعدی مشابه از فضای رنگی را با روشنایی تقریباً 25 و 75 درصد بررسی کنیم.

4.4 فضاهای مرجع

فضای مرجع مستقل از دستگاه که در بالا نشان داده شده است چیست؟ تقریباً همه برنامه‌های مدیریت رنگ امروزه از یک فضای مستقل از دستگاه استفاده می‌کنند که توسط کمیسیون بین‌المللی روشنایی (CIE) در سال 1931 تعریف شده است. هدف این فضا توصیف تمام رنگ‌هایی است که با چشم انسان قابل مشاهده است، که بر اساس میانگین رتبه‌بندی ترسیم شده است. از نمونه ای از افرادی که هیچ مشکلی با بینایی ندارند (به نام "نظاره گر رنگ سنجی استاندارد"). تقریباً همه دستگاه‌ها از زیرمجموعه‌ای از تمام رنگ‌های قابل مشاهده تعریف‌شده توسط CIE (از جمله نمایشگر شما) استفاده می‌کنند، بنابراین هرگونه نمایش این فضا در یک مانیتور باید کیفی و اساساً نادرست در نظر گرفته شود.

فضای رنگی قابل مشاهده CIE به چندین شکل رایج بیان می شود: CIE xyz (1931)، CIE L * a * b * و CIE L u "v" (1976). هر کدام از آنها دارای رنگهای یکسانی هستند، اما در توزیع رنگ در فضاهای دو بعدی متفاوت هستند:

CIE xy 2. CIE a * b * 3.CIE u "v"

برنج. 4.4. (برش های 2 بعدی هر فضا با روشنایی 50٪ نشان داده شده است)

فضای CIE xyz بر اساس یک نقشه مستقیم از توابع اصلی سه رنگ اصلی است که در سال 1931 ایجاد شد. مشکل این نمایش این است که فضای زیادی را به رنگ سبز اختصاص می دهد. فضای CIE L u "v" برای اصلاح این عدم تعادل با پخش کردن رنگ تقریباً متناسب با تفاوت درک شده آنها ایجاد شد. در نهایت، فضای CIE L * a * b * رنگ های CIE را به گونه ای تبدیل می کند که آنها در امتداد دو محور به طور معادل منتشر می شوند - مربع را کاملاً پر می کنند. علاوه بر این، هر محور در فضای L * a * b * نشان دهنده یک ویژگی رنگی است که به راحتی قابل تشخیص است، مانند جابجایی های قرمز-سبز یا آبی-زرد استفاده شده در رندر سه بعدی فوق.

4.5 فضاهای کاری

فضای کاری فضایی است که توسط برنامه های ویرایش تصویر (مانند ادوبی فتوشاپ) استفاده می شود و مجموعه رنگ های موجود برای کار در هنگام ویرایش تصویر را مشخص می کند. دو فضای کاری پرکاربرد در عکاسی دیجیتال Adobe RGB 1998 و sRGB IEC61966-2.1 هستند.

چرا از وسیع ترین محدوده ممکن فضای کاری استفاده نمی کنید؟ به طور کلی، ترجیحاً از فضای رنگی استفاده کنید که دستگاه خروجی نهایی شما (معمولاً چاپگر) بتواند آن را نشان دهد و نه بیشتر. استفاده از فضای رنگی با وسعت بیش از حد وسیع می تواند حساسیت تصویر شما را به پوسترسازی افزایش دهد. این به این دلیل اتفاق می‌افتد که عمق رنگ تصویر در محدوده رنگ بزرگ‌تری کشیده می‌شود، به طوری که بیت‌های کمتری برای رمزگذاری یک انتقال رنگ مشخص باقی می‌ماند.

4.6 پروفایل های رنگی

نمایه های رنگی ستون فقرات سیستم های مدیریت رنگ مدرن هستند؛ به طور خلاصه، نمایه رنگی فایلی است که حاوی اطلاعاتی در مورد نحوه نمایش رنگ توسط یک دستگاه خاص است. چنین وسیله‌ای می‌تواند یک اسکنر، یک چاپگر، یک مانیتور و هر چیز دیگری باشد که برای وارد کردن یا خروجی رنگ از رایانه فکر می‌کند. به طور کلی، این مهم ترین چیزی است که باید در مورد پروفایل رنگ بدانید و برای کار رنگی ساده کافی است. با این حال، اگر به پیروزی کامل بر رنگ نیاز دارید، نمی توانید بدون دانش دقیق تر این کار را انجام دهید.

به عنوان یک قاعده، هنگامی که آنها یک نمایه رنگ را ذکر می کنند، منظور نمایه ای است که فرمت آن توسط کنسرسیوم بین المللی رنگ (ICC) تأیید شده است که توسط شرکت های بسیار معروف تأسیس شده است: Adobe Systems Inc، Agfa-Gevaert NV، Apple Computer Inc. ایستمن کداک شرکت، FOGRA (افتخاری)، Microsoft Corporation، Silicon Graphics Inc، Sun Microsystems Inc، Taligent Inc. هدف اصلی از ایجاد کنسرسیوم دقیقاً توسعه یک استاندارد عمومی شناخته شده برای توصیف پارامترهای رنگ دستگاه ها بود. و باید پذیرفت که وظیفه استانداردسازی حل شده است. در حال حاضر، ICC تقریباً همه شرکت‌هایی را شامل می‌شود که به نوعی با دستگاه‌های طراحی‌شده برای کار با رنگ مرتبط هستند: Barco، Canon، DuPont، Fuji، زیراکس، Hewlett Packard، Intel، NEC، Sony، Pantone، Seiko Epson، X-Rite، Gretag و ده‌ها کنسرسیوم رنگ دارای وب سرور مخصوص به خود است (http://www.color.org)، که در آن هر کسی می تواند آزادانه مشخصات کامل استانداردهای توسعه یافته توسط کنسرسیوم و همچنین سایر اطلاعات، به عنوان مثال، منبع را دریافت کند. کد برنامه ها در زبان C، اجازه می دهد تا پروفایل ها را "تجزیه" کرده و اطلاعات موجود در آنها را به شکلی کم و بیش قابل خواندن دریافت کنید.

استاندارد ICC به پلتفرم خاصی گره خورده نیست. فایل ایجاد شده توسط اپل به راحتی برای ویندوز قابل استفاده است. تنها کاری که باید انجام دهید این است که پسوند icc یا icm را به نام فایل اضافه کنید. هنگام انتقال مجدد از ویندوز به اپل، مشکل کمی پیچیده تر است. همانطور که همه کاربران مکینتاش احتمالا می دانند، اطلاعات نوع فایل جدا از خود فایل ذخیره می شود (برخلاف ویندوز، که در آن نوع فایل با پسوند آن تعیین می شود). و اگر یک فایل از یک کامپیوتر ویندوز کپی شده باشد، این اطلاعات به سادگی از جایی نمی آیند و سیستم عامل این فایل را به عنوان نمایه ICC درک نمی کند.

4.7 انواع پروفیل

سه نوع اصلی وجود دارد: نمایه دستگاه ورودی (اسکنر)، نمایه مانیتور و نمایه دستگاه خروجی (چاپگر). هر یک از این انواع توضیح می دهد که چگونه یک دستگاه داده شده رنگ ها را از یک فضای رنگی مستقل از دستگاه (Lab یا XYZ) به فضای رنگی خود (مانند RGB یا CMYK) تبدیل می کند و بالعکس.

علاوه بر آنها، چندین نوع اضافی نیز وجود دارد که، با این حال، بسیار نادر مورد استفاده قرار می گیرند.

اولا، اینها نمایه های DeviceLink هستند (من نتوانستم ترجمه خوبی از این اصطلاح پیدا کنم) - پروفایل هایی که مکانیزمی را برای توصیف چندین تبدیل متوالی ارائه می دهند.

ثانیا، اینها نمایه های تبدیل ColorSpace هستند - پروفایل هایی برای تبدیل از یک فضای رنگی به فضای دیگر. برای مثال می توان از آن برای توصیف فضاهای رنگی سفارشی ایجاد شده توسط کاربر استفاده کرد.

نوع سوم پروفایل، پروفایل های انتزاعی است که پارامترهای دستگاه یا فضای رنگ خاصی را توصیف نمی کند، بلکه روشی برای ویرایش رنگ است. ساده ترین مثال از چنین پروفایلی (که البته با استاندارد ICC مطابقت ندارد) فایلی است که می توان در پنجره Curves ادوبی فتوشاپ ایجاد کرد. اگر برای مدت طولانی و به طور مداوم رنگ یک تصویر را ویرایش کرده اید، می توان کل فرآیند ویرایش را (از لحاظ نظری) در چنین پروفایلی ثبت کرد. متأسفانه من تقریباً هیچ برنامه ای را نمی شناسم که به شما این امکان را بدهد. تنها استثنا Heidelberg LinoColor (یک برنامه اسکن همراه با اسکنر هایدلبرگ) است که اجازه می دهد پارامترهای ویرایش تصویر در نمایه ICC نوشته شوند.

آخرین نوع نمایه Named است. مجموعه ای از رنگ ها را توصیف می کند که هر کدام نام خاص خود را دارند. به عنوان مثال، می تواند توصیفی از یک فن پنتون باشد که شامل صدها رنگ است که هر کدام شماره خاص خود را دارند. به زبان ساده، جدولی است که حاوی مقادیر هر یک از رنگ ها در XYZ یا Lab است.

برای هر یک از این هفت نوع، استاندارد مجموعه ای از داده های خاص خود را ارائه می کند که باید در نمایه موجود باشد. فقط اولین انواع در اینجا در نظر گرفته خواهد شد - آنهایی که در سراسر استفاده می شوند.

نمایه های دستگاه های ورودی

دو نوع پروفایل برای دستگاه های ورودی وجود دارد. اولی ساده تر است. این شامل داده های زیر است: پارامترهای رنگ های اصلی (قرمز، سبز، آبی) در سیستم XYZ در روشنایی 100٪. منحنی هایی که نحوه تغییر روشنایی رنگ های اصلی را با تغییر روشنایی از 0 به 100٪ نقطه سفید در XYZ (نقطه سفید) توصیف می کنند.

این نوع نمایه تشخیص اینکه کدام مقادیر XYZ یا LAB رنگ‌های خالص (یا اصلی) در تصویر هستند را نسبتاً آسان می‌کند (به عنوان مثال، R255_G0_B0 یا R0_G100_B0). اما در مورد رنگ پیچیده تر، به عنوان مثال R100_G50_B30، سیستم مدیریت رنگ باید خود پارامترهای آن را در XYZ محاسبه کند. و این به هیچ وجه واقعیت ندارد که این محاسبه درست باشد، اگر فقط به این دلیل که رنگ های اصلی می توانند بر یکدیگر تأثیر بگذارند.

4.8 کالیبراسیون رنگ

کالیبراسیون رنگ، تنظیم پارامترهای دمای رنگ استاندارد خود مانیتور (9300K، 6500K، 5000K و موارد دیگر) است. این به‌اصطلاح نمایه‌ای برای کارت گرافیک رایانه شما ایجاد نمی‌کند که اعوجاج دمای استاندارد مانیتور را جبران کند.
به دلایلی، تنظیمات مانیتور به هم ریخته است. این می تواند در غلبه برخی از زنگ های اصلی (قرمز، آبی، سبز) یا مخلوط آنها، در روشنایی بیش از حد یا دست کم گرفته شده و / یا کنتراست، تغییر در تن رنگ هنگام تغییر پارامترهای روشنایی یا کنتراست آشکار شود.

غیر معمول نیست که یک مانیتور به طور کامل از دست دادن دمای رنگ استاندارد را از طریق منوی سفارشی روی مانیتور جبران کند. در این حالت، مانیتور باید تحت یک روش تنظیم کامل قرار گیرد.

در مانیتورهای مدرن، همه تنظیمات دیگر توسط کنترل های داخل مانیتور انجام نمی شود، بلکه توسط نرم افزار انجام می شود. آن ها با استفاده از نرم افزار و آداپتورهای ویژه برای اتصال مانیتور به یک کامپیوتر تنظیم. در فرآیند تنظیم دمای رنگ به تنهایی در مانیتور سونی، بیش از 20 پارامتر تحت تأثیر قرار می گیرند. اندازه گیری پارامترهای رنگ مانیتور با استفاده از رنگ سنج انجام می شود - دستگاهی که داده ها را برای تنظیم با دقت بسیار بالا ارائه می دهد.

نتیجه

نور را می توان به عنوان تابش الکترومغناطیسی با مقداری توزیع انرژی توصیف کرد که در فضا منتشر می شود و اجزای رنگی نور با فرکانس های باند باریکی از طیف الکترومغناطیسی مطابقت دارند. با این حال، نور ویژگی های دیگری نیز دارد و می توان از پارامترهای مختلفی برای مشخص کردن جنبه های مختلف نور استفاده کرد. خواص فیزیکی تابش مرئی را می توان بر اساس دوگانگی موج-ذره نور توضیح داد. درک انسان از منبع نور را می توان با استفاده از عباراتی مانند فرکانس غالب (رنگ)، درخشندگی (روشنایی) و خلوص (اشباع) مشخص کرد. کروما درک کل رنگ و خلوص رنگ است.

از مدل های رنگی نیز برای توضیح اثرات ترکیب منابع نور استفاده می شود. برای تعریف یک مدل رنگی می توانید مجموعه ای از چندین رنگ اصلی را تعریف کنید که ترکیب آنها رنگ های دیگری را می دهد. در عین حال، هیچ مجموعه محدودی از رنگ های اصلی نمی تواند همه رنگ ها را تولید کند یا وزن یک مشخصه رنگ را توصیف کند. به مجموعه رنگ هایی که می توان با استفاده از رنگ های اصلی به دست آورد، گاموت نامیده می شود. رنگ هایی که با هم ترکیب می شوند و نور سفید تولید می کنند، رنگ های مکمل نامیده می شوند.

در سال 1931، کمیسیون بین المللی "Eclairage - CIE, MKO" مجموعه ای از سه تابع فرضی تطبیق رنگ را به عنوان یک استاندارد پذیرفت. این مجموعه رنگ ها مدل XYZ نامیده می شود، که در آن X، Y و Z نشان دهنده دوزهای هر رنگ مورد نیاز است. برای تطبیق هر رنگی از طیف الکترومغناطیسی ساختار توابع تطبیق رنگ به گونه ای است که همه توابع مثبت هستند و مقدار Y نشان دهنده مقدار درخشندگی برای هر رنگ است. مقادیر نرمال X و Y که x و y نشان داده می شوند، عبارتند از برای نمایش تمام رنگ‌های طیفی در نمودار رنگی CIE استفاده می‌شود. می‌توانید از این نمودار برای مقایسه طیف رنگی مدل‌های رنگی مختلف و تعیین رنگ‌های مکمل یا فرکانس‌ها و خلوص غالب برای یک رنگ استفاده کنید.

سایر مدل های رنگی مبتنی بر مجموعه ای از سه رنگ اصلی RGB، YIQ و CMY هستند. مدل RGB برای توصیف رنگ های نمایش داده شده بر روی مانیتور استفاده می شود. مدل YIQ برای توصیف یک سیگنال ویدئویی ترکیبی در تلویزیون پخش استفاده می شود. در نهایت، مدل CMY برای توصیف رنگ در دستگاه‌های کپی استفاده می‌شود.

رابط های کاربری اغلب از مدل های رنگی بصری مانند HSV و HLS برای انتخاب رنگ ها استفاده می کنند. در این مدل ها، رنگ به عنوان مخلوطی از رنگ انتخاب شده با مقدار مشخصی از سفید و سیاه مشخص می شود. افزودن رنگ سیاه رنگ های تیره ایجاد می کند، افزودن رنگ سفید سایه های روشن تری ایجاد می کند و افزودن سیاه و سفید باعث ایجاد رنگ می شود.

هنگام طراحی تصاویر موثر، انتخاب رنگ عامل مهمی است. برای جلوگیری از ترکیب رنگ های ناهماهنگ، می توانید رنگ های مجاور را انتخاب کنید که در فرکانس غالب تفاوت چندانی ندارند. علاوه بر این، ترکیب رنگ ها را می توان از زیر فضای کوچکی از مدل رنگ انتخاب کرد. به عنوان یک قاعده کلی، تعداد کمی از ترکیب‌های رنگی که با رنگ‌ها و سایه‌ها تشکیل شده‌اند، تصویر هماهنگ‌تری نسبت به رنگ‌های خالص ایجاد می‌کنند.

کتابشناسی - فهرست کتب

1. D.Hern، M.P.Baker "گرافیک کامپیوتری و استاندارد OpenGL"، - مسکو، سن پترزبورگ، کیف: "ویلیامز"، 2005.

V.Porev "گرافیک کامپیوتری"، سنت پترزبورگ، مسکو، کیف، دوسلدورف: "BHV-Petersburg"، 2002.

جی آگوستون "نظریه رنگ و کاربرد آن در طراحی" ام. "میر" 1982

B. A. Shashlov "رنگ و بازتولید رنگ" M. "کتاب" 1986

DEN MARGULIS "فتوشاپ برای حرفه ای ها. راهنمای تصحیح رنگ CASSIC "، - ویرایش. RTV-MEDIA، 2001

مطالب از سایت: http://www.cambridgeincolour.com/

مطالب از سایت: http://www.remlab.ru/

مطالب از سایت: http://www.realcolor.ru/

مطالب از سایت: http://www.ukr-print.net/

مطالب از سایت: http://www.intuit.ru/

مطالب از سایت: http://www.webmascon.com/

مطالب از سایت: http://sdb.su/comp-grafika/

مطالب از سایت: http://www.sernam.ru/

مطالب از سایت: http://www.0x99.ru/

مدل رنگ CIE Lab.

در سال 1920، مدل فضای رنگی CIELab (Communication Internationale de I "Eclairage - کمیسیون بین المللی روشنایی. L, a, b - تعیین محورهای مختصات در این سیستم) توسعه یافت. این سیستم مستقل از سخت افزار است و بنابراین اغلب استفاده می شود. برای انتقال داده ها بین دستگاه ها در مدل CIELab، هر رنگی با روشنی (L) و اجزای رنگی تعیین می شود: پارامتر a که از سبز تا قرمز متغیر است و پارامتر b که از آبی تا زرد متغیر است. رنگ. وسعت مدل CIELab به طور قابل توجهی از توانایی های مانیتورها و دستگاه های چاپ فراتر می رود، بنابراین این مدل قبل از نمایش باید تغییر شکل داده شود.

مدل رنگ RGB.

مدل رنگ RGB افزودنی است، یعنی هر رنگی ترکیبی در نسبت های مختلف از سه رنگ اصلی است - قرمز (قرمز)، سبز (سبز)، آبی (آبی). این به عنوان پایه ای برای ایجاد و پردازش گرافیک های رایانه ای در نظر گرفته شده برای تولید مثل الکترونیکی (روی مانیتور، تلویزیون) عمل می کند. هنگامی که یک جزء از رنگ اصلی بر دیگری قرار می گیرد، روشنایی تابش کل افزایش می یابد. ترکیب این سه جزء یک رنگ خاکستری بی رنگ می دهد که با افزایش روشنایی به رنگ سفید نزدیک می شود. در سطح 256 تن، رنگ مشکی با مقادیر RGB صفر و سفید با حداکثر، با مختصات (255،255،255) مطابقت دارد.

مدل رنگ HSB (HSL).

مدل رنگ HSB با حداکثر در نظر گرفتن ویژگی های درک رنگ انسان طراحی شده است. این بر اساس چرخه رنگ Munsell است. رنگ با سه جزء تشریح می شود: رنگ، اشباع و روشنایی. در اصل، اصطلاح "سبکی" به جای اصطلاح "روشنایی" - سبکی استفاده می شد. مقدار رنگ به عنوان بردار خروجی از مرکز دایره نمونه برداری می شود. یک نقطه در مرکز مربوط به رنگ سفید است و نقاط در امتداد محیط دایره مربوط به رنگ های طیفی خالص است. جهت بردار بر حسب درجه مشخص می شود و رنگ را تعیین می کند. طول بردار میزان اشباع رنگ را تعیین می کند. در یک محور جداگانه، به نام achromatic، روشنایی تنظیم شده است، با نقطه صفر مربوط به سیاه است. طیف رنگی مدل HSB تمام مقادیر رنگی شناخته شده در دنیای واقعی را پوشش می دهد.

مرسوم است که از مدل HSB برای ایجاد تصاویر در رایانه با تقلید از تکنیک ها و ابزار هنرمندان استفاده شود. برنامه های خاصی وجود دارد که قلم مو، خودکار، مداد را شبیه سازی می کند. تقلید کار با رنگ و بوم های مختلف ارائه شده است. پس از ایجاد یک تصویر، بسته به روش انتشار در نظر گرفته شده، توصیه می شود آن را به مدل رنگ دیگری تبدیل کنید.

مدل رنگ CMYK تفکیک رنگ.

مدل رنگی CMYK تفریقی است و در تهیه نشریات برای چاپ استفاده می شود. مولفه های رنگی CMY رنگ هایی هستند که با کم کردن رنگ های اصلی از سفید به دست می آیند:

فیروزه ای = سفید - قرمز = سبز + آبی؛ سرخابی = سفید - سبز = قرمز + آبی؛ زرد = سفید - آبی = قرمز + سبز.

این روش با ماهیت فیزیکی درک پرتوهای منعکس شده از نسخه های اصلی چاپ شده مطابقت دارد. فیروزه ای، سرخابی و زرد مکمل نامیده می شوند زیرا رنگ های اصلی را با سفید تکمیل می کنند. از این رو، مشکل اصلی مدل رنگی CMY به شرح زیر است - برهم نهی رنگ های مکمل روی یکدیگر، در عمل یک رنگ سیاه خالص نمی دهد. بنابراین یک جزء مشکی خالص در مدل رنگی گنجانده شد. به این ترتیب حرف چهارم در مخفف مدل رنگی CMYK (سیان، سرخابی، زرد، مشکی) ظاهر شد.

برای چاپ روی تجهیزات چاپ، یک تصویر کامپیوتری رنگی باید به اجزای مربوط به اجزای مدل رنگی CMYK تقسیم شود. این فرآیند جداسازی رنگ نامیده می شود. این منجر به چهار تصویر مجزا می شود که حاوی محتوای تک رنگ هر جزء در نسخه اصلی است. سپس در چاپخانه، از فرم های ایجاد شده بر اساس فیلم های جداسازی رنگ، تصویر چند رنگی که با پوشش رنگ های CMYK به دست می آید، چاپ می شود.

رنگ نمایه شده

رنگ‌های نمایه‌شده به این دلیل نامیده می‌شوند که در این حالت، به هر پیکسل در تصویر یک شاخص اختصاص داده می‌شود که به رنگ خاصی از جدول خاصی به نام پالت رنگ اشاره می‌کند. اگر ترتیب رنگ‌ها را در پالت تغییر دهید، بیشترین تأثیر را بر ظاهر تصویر نشان‌داده‌شده توسط رنگ‌های نمایه‌شده خواهد داشت. پالت های نمایه شده بیش از 256 رنگ را شامل نمی شود، اما می تواند بسیار کمتر باشد. هرچه رنگ های کمتری در پالت وجود داشته باشد، بیت های کمتری برای نمایش رنگ هر پیکسل مورد نیاز است و بنابراین، اندازه فایل تصویر کوچکتر می شود.

رنگ‌های نمایه‌شده معمولاً با چهار یا هشت بیت در قالب جدول‌های رنگی کدگذاری می‌شوند. عمق رنگ نمایه شده می تواند 2-8 بیت باشد. به عنوان مثال، محیط گرافیکی ویندوز 95 از جدول رنگی هشت بیت در پیکسل به نام پالت سیستم پشتیبانی می کند. در این جدول، رنگ ها از قبل از قبل تعریف شده اند، بنابراین شما فقط می توانید از آنها استفاده کنید.

مدل رنگ

مدل رنگ- اصطلاحی که نشان دهنده یک مدل انتزاعی برای توصیف نمایش رنگ ها در قالب چند عدد اعداد، معمولاً سه یا چهار مقدار است، به نام اجزای رنگیا مختصات رنگ... همراه با روش تفسیر این داده ها (به عنوان مثال، تعیین شرایط بازتولید و / یا مشاهده - یعنی تنظیم روش اجرا)، مجموعه رنگ های مدل رنگی فضای رنگ را مشخص می کند.

فضای رنگی محرک سه جزئی

انسان یک تری کرومات است - شبکیه چشم دارای 3 نوع گیرنده نور است که مسئول بینایی رنگ هستند (نگاه کنید به: مخروط ها). هر نوع مخروط به محدوده خاصی از طیف مرئی پاسخ می دهد. پاسخ برانگیخته شده در مخروط ها توسط نور یک طیف خاص نامیده می شود محرک رنگ، در حالی که نور با طیف های مختلف می تواند محرک رنگی یکسانی داشته باشد و در نتیجه توسط شخص به همان روش درک شود. این پدیده متامریسم نامیده می شود - دو انتشار با طیف های مختلف، اما محرک های رنگی یکسان، برای شخص غیرقابل تشخیص خواهد بود.

نمایش سه بعدی فضای رنگی انسان

با تعیین مختصات x، y، z به عنوان مقادیر محرک مربوط به پاسخ مخروط های موج بلند (L)، موج متوسط ​​(M) و موج کوتاه (S) می توانید فضای رنگی محرک ها را به عنوان یک فضای خطی تعریف کنید. ) محدوده طیف نوری. مبدا (S، M، L) = (0، 0، 0) نشان دهنده سیاه است. رنگ سفید در یک تعریف مشخص از نمودار انواع رنگ ها موقعیت مشخصی نخواهد داشت، اما برای مثال از طریق دمای رنگ، تعادل رنگ سفید خاص یا به روشی دیگر تعیین می شود. فضای کامل رنگی یک فرد مخروطی نعل اسبی است (شکل سمت راست را ببینید). در اصل، این نمایش به شما امکان می دهد رنگ ها را با هر شدت شبیه سازی کنید - از صفر (سیاه) تا بی نهایت. با این حال، در عمل، گیرنده های انسانی می توانند در اثر تشعشعات با شدت زیاد بیش از حد اشباع شوند یا حتی آسیب ببینند، بنابراین این مدل برای توصیف رنگ در شرایط با شدت تابش بسیار بالا قابل استفاده نیست و همچنین توصیف رنگ در شرایط با شدت های بسیار کم را در نظر نمی گیرد. (از آنجایی که انسان ها از طریق میله ها از مکانیزم متفاوتی استفاده می کنند).

بودن خطیفضا، فضای محرک های رنگ دارای خاصیت اختلاط افزودنی است - مجموع دو بردار رنگ با رنگی برابر با رنگی که از اختلاط این دو رنگ به دست می آید مطابقت دارد (همچنین به قانون گراسمن مراجعه کنید). بنابراین، توصیف هر رنگ (بردار فضای رنگ) از طریق ترکیب خطی رنگ‌هایی که به عنوان پایه انتخاب شده‌اند، امکان‌پذیر است. این رنگ ها نامیده می شوند اصلی(انگلیسی رنگهای اصلی). اغلب، قرمز، سبز و آبی (مدل RGB) به عنوان رنگ های اصلی انتخاب می شوند، با این حال، انواع دیگری از پایه رنگ های اصلی امکان پذیر است. انتخاب قرمز، سبز و آبی به دلایل مختلفی بهینه است، به عنوان مثال، به این دلیل که تعداد نقاط فضای رنگ را به حداقل می رساند، که برای آنها از مختصات منفی استفاده می شود، که برای بازتولید رنگ اهمیت عملی دارد (شما نمی توانید بازتولید کنید. رنگی با تابش با شدت منفی). این واقعیت از این واقعیت ناشی می شود که قله های حساسیت L، M و S مخروط ها روی قسمت های قرمز، سبز و آبی طیف مرئی قرار می گیرند.

برخی از مدل های رنگی برای تولید مثل رنگ استفاده می شود، مانند تولید مثل رنگ در تلویزیون و کامپیوتر، یا چاپ رنگی بر روی چاپگر. با استفاده از پدیده متامریسم، دستگاه‌های بازتولید رنگ طیف اصلی تصویر را بازتولید نمی‌کنند، بلکه فقط از مولفه محرک این طیف تقلید می‌کنند، که در حالت ایده‌آل، امکان به دست آوردن تصویری غیرقابل تشخیص توسط شخص را از صحنه اصلی ممکن می‌سازد.

فضای رنگی CIE XYZ

فضای رنگ XYZ یک مدل رنگ مرجع است که توسط کمیسیون بین المللی روشنایی (CIE) در سال 1931 به معنای دقیق ریاضی تعریف شد. مدل XYZ مدل اصلی تقریباً تمام مدل های رنگی دیگر است که در زمینه های فنی استفاده می شود.

توابع تطبیق رنگ

به عنوان یک تری کرومات، یک شخص دارای سه نوع آشکارساز حساس به نور یا به عبارت دیگر بینایی انسان است. سه جزئی... هر نوع آشکارساز (مخروط) حساسیت متفاوتی به طول موج‌های مختلف طیف دارد که با تابع حساسیت طیفی (که مستقیماً با نوع مولکول‌های فتوپسین خاص مورد استفاده توسط این نوع مخروط‌ها تعیین می‌شود) توضیح داده می‌شود. می توان گفت که چشم به عنوان یک آشکارساز، سه نوع سیگنال (تکانه های عصبی) تولید می کند. از نقطه نظر ریاضی، از طیف (توصیف شده توسط بردار بی‌بعدی)، با ضرب در توابع حساسیت طیفی مخروط‌ها، یک بردار سه جزیی به دست می‌آید که رنگ تشخیص داده شده توسط چشم را توصیف می‌کند. در رنگ سنجی معمولا به این توابع گفته می شود توابع تطبیق رنگ(انگلیسی توابع تطبیق رنگ).

آزمایش های دیوید رایت دیوید رایت) و جان گیلد (eng. جان گیلد) در اواخر دهه 1920 و اوایل دهه 1930، به عنوان مبنایی برای تعریف توابع تطبیق رنگ عمل کرد. در ابتدا، توابع تطبیق رنگ برای میدان دید 2 درجه (با استفاده از رنگ سنج مناسب) تعریف شد. در سال 1964، CIE داده های اضافی برای میدان دید 10 درجه منتشر کرد.

در عین حال، عامل اراده در تعریف منحنی های مدل XYZ تعبیه شده است - شکل هر منحنی را می توان با دقت کافی اندازه گیری کرد، با این حال، منحنی شدت کل (یا مجموع هر سه منحنی) شامل یک لحظه ذهنی در تعریف آن، که در آن از گیرنده خواسته می شود تعیین کند که آیا دو منبع نور دارای روشنایی یکسان هستند، حتی اگر این منابع رنگ های کاملاً متفاوتی داشته باشند. همچنین، در نرمال‌سازی نسبی منحنی‌های X، Y و Z دلبخواهی وجود دارد، زیرا می‌توان یک مدل کاری جایگزین پیشنهاد کرد که در آن منحنی حساسیت X دارای دامنه تقویت‌شده دوگانه است. در این صورت فضای رنگی شکل متفاوتی خواهد داشت. منحنی های X، Y و Z در مدل های 1931 و 1964 CIE XYZ به گونه ای انتخاب شدند که سطح زیر هر منحنی برابر باشد.

مختصات رنگی Yxy

شکل سمت راست یک نمودار رنگی کلاسیک از مدل XYZ با طول موج های رنگی است. ارزش ها ایکسو yمطابق فرمول های زیر با X، Y و Z مطابقت دارد:

ایکس = ایکس /(ایکس + Y + ز), y = بله /(ایکس + Y + ز).

در مفهوم ریاضی، این نمودار رنگی را می توان به عنوان یک زیر دامنه از صفحه نمایش واقعی نشان داد، در حالی که ایکسو yمختصات تصویری رنگ ها خواهد بود. این نمای به شما امکان می دهد مقدار رنگ را از طریق تنظیم کنید سبکی Y (eng. درخشندگی) و دو مختصات ایکس, y... با این حال، سبکی Y در مدل XYZ و Yxy با سبک Y در مدل YUV یا YCbCr یکسان نیست.

معمولاً نمودار Yxy برای نشان دادن ویژگی های وسعت دستگاه های مختلف تولید مثل رنگ - نمایشگرها و چاپگرها استفاده می شود. یک وسعت خاص معمولاً شبیه یک مثلث است که گوشه های آن توسط نقاط تشکیل شده است عمده، یا اولیه، گل ها. ناحیه وسعت داخلی تمام رنگ هایی را که یک دستگاه خاص می تواند تولید کند را توصیف می کند.

ویژگی های دید رنگی

ارزش ها ایکس, Yو زبا ضرب طیف فیزیکی تابش در توابع تطبیق رنگ به دست می آیند. بخش های آبی و قرمز طیف تأثیر کمتری بر روشنایی درک شده دارند، که می توان با یک مثال نشان داد:

قرمز قرمز

سبز سبز

آبی آبی

رنگ زرد قرمز + سبز

آبی / فیروزه ای سبز + آبی

فوشیا / سرخابی قرمز + آبی

سیاه سیاه

سفید قرمز + سبز + آبی

برای افراد معمولی با دید رنگی معمولی، رنگ سبز روشن تر از آبی تلقی می شود. در عین حال، اگرچه آبی خالص بسیار کم رنگ تلقی می شود (اگر از دور به رنگ آبی نگاه کنید، تشخیص رنگ آن از سیاه دشوار خواهد بود)، هنگامی که با سبز یا قرمز مخلوط می شود، روشنایی درک شده به طور قابل توجهی افزایش می یابد.

در اشکال خاصی از کوررنگی، سبز را می توان معادل آبی روشن و قرمز را بسیار تیره یا حتی غیرقابل تشخیص دانست. افراد با دو رنگی- اختلال در درک قرمز، به عنوان مثال، ناتوانی در دیدن چراغ راهنمایی قرمز در نور شدید خورشید. در دوترانوپیا- نقض ادراک سبز، در شب سیگنال سبز چراغ راهنمایی از نور چراغ های خیابان قابل تشخیص نیست.

طبقه بندی

مدل های رنگی را می توان با توجه به هدف آنها طبقه بندی کرد:

1. XYZ - توصیف ادراک؛ L * a * b * - همان فضا در مختصات مختلف.
2. مدل های افزودنی - دستور العمل هایی برای به دست آوردن رنگ در مانیتور (به عنوان مثال، RGB).
3. مدل های چاپ - به دست آوردن رنگ با استفاده از سیستم های مختلف جوهر و تجهیزات چاپ (به عنوان مثال، CMYK).
4. مدل هایی که ربطی به فیزیک تجهیزات ندارند که استاندارد انتقال اطلاعات هستند.
5. مدل‌های ریاضی برای هر نوع تصحیح رنگ مفید هستند، اما به سخت‌افزار مربوط نمی‌شوند، مانند HSV.

مدل های رنگ رایج

را نیز ببینید

یادداشت ها (ویرایش)

پیوندها

• الکسی شادرین، آندری فرنکل. سیستم مدیریت رنگ (CMS) در منطق سیستم های مختصات رنگ. قسمت اول قسمت دوم قسمت 3

روش های فشرده سازی
تئوری
بدون از دست دادن	فشرده سازی آنتروپی الگوریتم هافمن تطبیقی ​​الگوریتم هافمن الگوریتم شانون-فانو کدگذاری حسابی (فاصله) کدهای گلومب دلتا کد جهانی (الیاس فیبوناچی) روش های دیکشنری RLE Deflate LZ (LZ77 / LZ78 LZSS LZW LZWL LZO LZMA LZX LZRW LZJB LZT) دیگر RLE

یک تلویزیون رنگی یا مانیتور رایانه شما بر اساس اصل چنین تقسیم نور است. به بیانی بسیار تقریبی، مانیتوری که در حال حاضر به آن نگاه می کنید از تعداد زیادی نقطه تشکیل شده است (تعداد آنها به صورت عمودی و افقی وضوح مانیتور را تعیین می کند) و سه "نور" در هر نقطه می تابد: قرمز، سبز و آبی. هر "لامپ" ممکن است با روشنایی متفاوت بدرخشد یا اصلا ندرخشد. اگر فقط "نور" آبی بتابد، ما یک نقطه آبی می بینیم. اگر فقط قرمز باشد، یک نقطه قرمز می بینیم. به همین ترتیب با رنگ سبز. اگر تمام لامپ ها در یک نقطه با روشنایی کامل بدرخشند، این نقطه سفید می شود، زیرا تمام درجه بندی های این سفید دوباره با هم جمع می شوند. اگر حتی یک لامپ هم نتابد، نقطه سیاه به نظر می رسد. از آنجایی که مشکی عدم وجود نور است. با ترکیب رنگ های این "لامپ ها" که با درخشندگی متفاوت می درخشند، می توانید رنگ ها و سایه های مختلفی دریافت کنید.

روشنایی هر یک از این لامپ ها با شدت (تقسیم) از 0 ("نور" خاموش) تا 255 ("نور" که با "قدرت" کامل می درخشد تعیین می شود. این تقسیم بندی رنگ ها را مدل رنگی RGB از حروف اول کلمات "RED" "GREEN" "BLUE" (قرمز، سبز، آبی) می نامند.

بدین ترتیب رنگ سفیدنکته ما در مدل رنگی RGB را می توان به صورت زیر نوشت:

R (از کلمه "قرمز"، قرمز) - 255

G (از کلمه "سبز"، سبز) - 255

B (از کلمه "آبی"، آبی) - 255

قرمز "اشباع" به این شکل است:

رنگ زرد به شکل زیر خواهد بود:

همچنین برای نوشتن رنگ در rgb از سیستم هگزادسیمال استفاده کنید. شدت ها به ترتیب #RGB نشان داده شده اند:

سفید - #ffffff

قرمز - # ff0000

مشکی - # 00000

زرد - # ffff00

مدل رنگ CMYK

بنابراین، اکنون می دانیم که رایانه ما به چه شیوه ای حیله گر رنگ یک نقطه خاص را به ما می دهد. بیایید اکنون از دانش به دست آمده استفاده کنیم و سعی کنیم با استفاده از رنگ ها رنگ سفید را بدست آوریم. برای این کار، گواش را در فروشگاه بخرید، شیشه های رنگ قرمز، آبی و سبز را بردارید و آنها را مخلوط کنید. اتفاق افتاد؟ و من ندارم.

مشکل اینجاست که مانیتور ما نور ساطع می کند یعنی می درخشد اما در طبیعت بسیاری از اجسام این خاصیت را ندارند. آنها به سادگی نور سفیدی را که روی آنها می افتد منعکس می کنند. علاوه بر این، اگر جسمی تمام طیف نور سفید را منعکس کند، آن را سفید می بینیم، اما اگر بخشی از این نور توسط آن جذب شود، کاملاً نه.

چیزی شبیه این: نور سفید را به یک جسم قرمز می تابانیم. نور سفید را می توان R-255 G-255 B-255 در نظر گرفت. اما جسم نمی‌خواهد تمام نوری را که ما به سمت آن هدایت کرده‌ایم منعکس کند و با وقاحت تمام سایه‌های سبز و آبی را از ما می‌دزدد. در نتیجه، فقط R-255 G-0 B-0 را منعکس می کند. به همین دلیل است که برای ما قرمز به نظر می رسد.

بنابراین استفاده از مدل رنگی RGB برای چاپ روی کاغذ بسیار مشکل ساز است. برای این، به عنوان یک قاعده، از مدل رنگی CMY (tsmi) یا CMYK (tsmik) استفاده می شود. مدل رنگی CMY بر اساس این واقعیت است که یک ورق کاغذ به خودی خود سفید است، یعنی تقریباً کل طیف RGB را منعکس می کند و رنگ های اعمال شده روی آن به عنوان فیلتر عمل می کنند که هر کدام رنگ خود را "دزدیده" می شوند (یا قرمز یا سبز یا آبی). بنابراین رنگ این رنگ ها با کم کردن یک رنگ RGB از سفید مشخص می شود. رنگ های حاصل عبارتند از فیروزه ای (چیزی شبیه آبی)، سرخابی (شما می توانید بگویید صورتی)، زرد (زرد).

و اگر در مدل رنگی RGB هر رنگ از نظر روشنایی از 0 تا 255 درجه بندی می شد، در مدل رنگی CMYK مقدار اصلی برای هر رنگ "تماندگی" (میزان رنگ) است و با درصدهایی از 0٪ تا 100 تعیین می شود. ٪.

بنابراین، رنگ سفید را می توان به صورت زیر توصیف کرد:

C (فیروزه ای) - 0٪؛ M (ارغوانی) - 0٪؛ Y (زرد) - 0٪.

قرمز - C-0%؛ M-100%; Y-100%.

سبز - C-100%؛ M-0%; Y-100%.

آبی - C-100%؛ M-100%; Y-0٪.

سیاه - C-100%; M-100%; Y-100%.

با این حال، این فقط در تئوری امکان پذیر است. اما در عمل نمی توان با رنگ های CMY انجام داد. و هنگام چاپ سیاه ، قهوه ای نسبتاً کثیف به نظر می رسد ، خاکستری شبیه خودش نیست و ایجاد سایه های تیره رنگ ها مشکل ساز است. رنگ دیگری برای تنظیم رنگ نهایی استفاده می شود. از این رو آخرین حرف در نام CMYK (CMYK) است. رمزگشایی این نامه می تواند متفاوت باشد:

می تواند مخفف blackK (مشکی) باشد. و در مخفف آخرین حرفی است که استفاده می شود تا این رنگ با رنگ آبی در مدل RGB اشتباه گرفته نشود.

چاپگرها اغلب از کلمه "Contour" در رابطه با این رنگ استفاده می کنند. بنابراین ممکن است حرف K در CMYK (CMYK) مخفف کلمه آلمانی "Kontur" باشد.

همچنین می تواند برای Key-color کوتاه باشد.

با این حال، نامیدن آن کلید دشوار است، زیرا نسبتاً اضافی است. و این رنگ کاملاً شبیه مشکی نیست. اگر فقط با این جوهر چاپ کنید، تصویر نسبتاً خاکستری می شود. بنابراین، برخی بر این عقیده اند که حرف K در CMYK مخفف "Kobalt" (در آلمانی به معنی خاکستری تیره) است.

معمولاً برای اشاره به این رنگ از عبارت "سیاه" یا "مشکی" استفاده می شود.

چاپ با استفاده از رنگ های CMYK را "تمام رنگ" یا "فرایند" می نامند.

* احتمالاً شایان ذکر است که هنگام چاپ CMYK (CMYK) رنگ ها با هم مخلوط نمی شوند. آنها بر روی کاغذ به صورت "نقاط" (رستر) یکی در کنار یکدیگر قرار می گیرند و از قبل در تخیل یک فرد مخلوط می شوند، زیرا این "لکه ها" بسیار کوچک هستند. یعنی تصویر شطرنجی می شود، زیرا در غیر این صورت رنگ با افتادن یکی روی دیگری پخش می شود و موآر یا کثیفی ایجاد می شود. چندین روش شطرنجی سازی مختلف وجود دارد.

مدل رنگ خاکستری

بسیاری از افراد به اشتباه تصویر موجود در مدل رنگی خاکستری را سیاه و سفید می نامند. اما این مورد نیست. یک تصویر سیاه و سفید فقط از رنگ های سیاه و سفید تشکیل شده است. در حالی که مقیاس خاکستری دارای 101 سایه است. این درجه بندی رنگ کوبالت از 0٪ تا 100٪ است.

مدل های رنگی وابسته به دستگاه و مستقل از دستگاه

مدل های رنگی CMYK و RGB وابسته به دستگاه هستند، یعنی به نحوه انتقال رنگ به ما بستگی دارند. آنها به دستگاه خاصی می گویند که چگونه از رنگ های مربوطه خود استفاده کند، اما هیچ اطلاعی از نحوه درک رنگ نهایی توسط انسان ندارند. بسته به تنظیمات روشنایی، کنتراست و وضوح مانیتور کامپیوتر، روشنایی اتاق، زاویه ای که در آن به مانیتور نگاه می کنیم، رنگی با پارامترهای RGB یکسان را متفاوت درک می کنیم. درک یک فرد از رنگ در مدل رنگی "CMYK" به طیف وسیع تری از شرایط، مانند خواص مواد چاپ شده بستگی دارد (به عنوان مثال، کاغذ براق جوهر کمتری را نسبت به کاغذ مات جذب می کند، رنگ های روی آن روشن تر هستند. و اشباع تر)، ویژگی های جوهر، رطوبت هوا، که در آن کاغذ خشک می شود، ویژگی های دستگاه چاپ ...

برای انتقال اطلاعات قابل اعتمادتر در مورد یک رنگ به فرد، به اصطلاح پروفایل های رنگی به مدل های رنگی وابسته به دستگاه متصل می شوند. هر یک از این پروفایل ها حاوی اطلاعاتی در مورد روش خاصی برای انتقال رنگ به شخص است و رنگ نهایی را با افزودن یا حذف پارامترهای هر جزء از رنگ اولیه تنظیم می کند. به عنوان مثال، برای چاپ روی فیلم‌های براق، از پروفیل رنگی استفاده می‌شود که 10% فیروزه‌ای را حذف می‌کند و 5% زرد را به رنگ اصلی اضافه می‌کند، به دلیل ویژگی‌های چاپ خاص، خود فیلم و سایر شرایط. با این حال، حتی پروفیل های پیوست شده نیز تمام مشکلات انتقال رنگ به ما را حل نمی کند.

مدل های رنگی مستقل از سخت افزار اطلاعات رنگ را به انسان منتقل نمی کنند. آنها رنگی را که توسط فردی با دید رنگی معمولی درک می شود، به صورت ریاضی توصیف می کنند.

مدل های رنگی HSB و HLS

در قلب این فضای رنگی حلقه رنگین کمان RGB از قبل آشنا قرار دارد. رنگ با تغییر پارامترهایی مانند:

رنگ- سایه یا تن؛

اشباع- اشباع رنگ؛

روشنایی- روشنایی.

پارامتر رنگ، رنگ است. بر اساس رنگ حلقه رنگین کمان در درجه از 0 تا 360 تعریف شده است.

پارامتر اشباع - درصد افزودن رنگ سفید به این رنگ دارای مقداری از 0٪ تا 100٪ است.

پارامتر روشنایی - درصد اضافه کردن رنگ سیاه نیز از 0٪ تا 100٪ متغیر است.

این اصل شبیه یکی از بازنمایی های نور از دیدگاه هنرهای زیبا است. زمانی که رنگ سفید یا سیاه به رنگ های موجود اضافه می شود.

این ساده ترین مدل رنگ برای درک است و به همین دلیل است که بسیاری از طراحان وب آن را دوست دارند. با این حال، چندین معایب دارد:

چشم انسان رنگ های حلقه رنگین کمان را به عنوان رنگ هایی با درخشندگی متفاوت درک می کند. به عنوان مثال، سبز طیفی روشن تر از آبی طیفی است. در مدل رنگی HSB تمامی رنگ های این دایره دارای روشنایی 100% در نظر گرفته شده است که متاسفانه با واقعیت مطابقت ندارد.

از آنجایی که بر اساس مدل رنگی RGB است، همچنان وابسته به دستگاه است.

این مدل رنگی برای چاپ به CMYK و برای نمایش روی مانیتور به RGB تبدیل می شود. بنابراین حدس زدن اینکه در نهایت چه رنگی خواهید داشت می تواند بسیار مشکل ساز باشد.

مدل رنگ HLS مشابه این مدل است (به معنی: رنگ، روشنایی، اشباع).

گاهی اوقات برای تصحیح نور و رنگ در یک تصویر استفاده می شود.

مدل رنگ LAB

در این مدل رنگ، رنگ شامل موارد زیر است:

درخشندگی - درخشندگی.این ترکیبی از مفاهیم روشنایی (سبکی) و شدت (کروم) است.

آ- این طیف رنگی از سبز تا بنفش است

ب- رنگ از آبی تا زرد

یعنی دو نشانگر با هم رنگ را مشخص می کنند و یک نشانگر روشنایی آن را مشخص می کند.

LAB - این یک مدل رنگ مستقل از دستگاه است، یعنی به نحوه انتقال رنگ به ما بستگی ندارد. این شامل هر دو رنگ RGB و CMYK و مقیاس خاکستری است که به آن اجازه می دهد تصویر را از یک مدل رنگی به مدل دیگر با کمترین تلفات تبدیل کند.

مزیت دیگر این است که برخلاف مدل رنگی HSB، با ویژگی های ادراک رنگ توسط چشم انسان مطابقت دارد.

اغلب برای بهبود کیفیت تصویر و تبدیل تصاویر از یک فضای رنگی به فضای دیگر استفاده می شود.



یک رنگ دارای سه ویژگی اصلی است: تن رنگ, روشناییو اشباع.

تن رنگ- به شما امکان می دهد رنگ ها را به عنوان قرمز، زرد، سبز، آبی یا حد واسط بین دو جفت مجاور از این رنگ ها شناسایی کنید. تفاوت در تن رنگ بستگی به طول موج نور دارد.

روشنایی- روشنی نسبی رنگ را مشخص می کند. با درجه انعکاس سطحی که نور روی آن می افتد تعیین می شود. هرچه روشنایی بیشتر باشد، رنگ روشن تر است.

اشباع- تفاوت یک رنگ داده شده را از یک رنگ بی رنگ (خاکستری) با همان درجه روشنایی مشخص می کند. هر چه میزان اشباع کمتر باشد، رنگ "خاکستری" تر به نظر می رسد. در اشباع صفر، رنگ خاکستری می شود.

رنگ های کروماتیک و رنگ های بی رنگ:

به بی رنگرنگ ها عبارتند از: سفید، خاکستری و مشکی. آنها هیچ ویژگی رنگ و اشباع ندارند.

به رنگیرنگ‌ها هر چیزی هستند که ما آن را دارای یک "رنگ" می‌دانیم (به غیر از سفید، خاکستری یا سیاه).

مدل های ریاضی مختلفی برای توصیف رنگ ساطع شده و منعکس شده استفاده می شود. نامیده می شوند مدل های رنگی... مدل های رنگی ابزاری برای توصیف کمی رنگ و تفاوت در سایه های آن هستند. در هر مدل، طیف مشخصی از رنگ ها به صورت فضای سه بعدی نمایش داده می شود. در این فضا، هر رنگ به شکل مجموعه‌ای از مختصات عددی وجود دارد که هر رنگ را می‌توان با یک نقطه کاملاً تعریف‌شده مرتبط کرد. این روش امکان تبادل اطلاعات رنگی بین فناوری دیجیتال و نرم افزار را فراهم می کند.

مدل های رنگی زیادی وجود دارد، اما همه آنها به یکی از سه نوع تعلق دارند:

- افزودنی(بر اساس افزودن رنگ ها)؛

- کاهشی(بر اساس تفریق رنگ)؛

- روانشناسی(بر اساس ادراک انسان).

هنگام ثبت، پردازش و آماده سازی برای چاپ تصاویر از سه مدل رنگی استفاده می شود RGB, CMYKو آزمایشگاه CIE.

مدل رنگ RGB(R - از قرمز انگلیسی - قرمز، G - از سبز انگلیسی - سبز، B - از انگلیسی آبی - آبی) - مدل رنگ افزودنی رنگهای منتشر شده را توصیف می کند و بر اساس سه رنگ اصلی تشکیل می شود: قرمز، سبز و آبی (شکل 39)، رنگ های دیگر با مخلوط کردن سه رنگ اصلی در نسبت های مختلف (یعنی با روشنایی متفاوت) تشکیل می شوند. وقتی به صورت جفت مخلوط می شوند رنگهای اصلیشکل گرفت رنگ های ثانویه: فیروزه ای، سرخابی و زرد. رنگ های اولیه و ثانویه به عنوان رنگ های اصلی شناخته می شوند. رنگ‌های اصلی رنگ‌هایی هستند که می‌توان از آنها برای به دست آوردن تقریباً کل طیف نور مرئی استفاده کرد. مدل RGB در دستگاه هایی که با شار نور کار می کنند استفاده می شود: دوربین های عکس و فیلم، اسکنر، مانیتور کامپیوتر، تلویزیون و غیره. این مدل وابسته به دستگاه است، زیرا مقادیر رنگ های اصلی و همچنین نقطه سفید هستند. با ویژگی های تکنولوژیکی تجهیزات خاص تعیین می شود. به عنوان مثال، یک تصویر مشابه در نمایشگرهای مختلف متفاوت به نظر می رسد.

برنج. 39. مدل رنگ افزودنی RGB

عیب اصلی مدل RGB این است که به سخت افزار وابسته است. این به این دلیل است که در عمل مدل RGB فضای رنگی یک دستگاه خاص مانند دوربین یا مانیتور را مشخص می کند. با این حال، هر فضای RGB را می توان با تعریف منحصر به فرد آن استاندارد کرد. رایج ترین پیاده سازی های استاندارد RGB عبارتند از (شکل 45):

sRGB(RGB استاندارد) - فضای رنگی استاندارد اینترنت با فضای رنگی یک مانیتور VGA معمولی رده پایین مطابقت دارد. امروزه این فضا جایگزینی برای سیستم های مدیریت رنگ با استفاده از پروفایل های ICC است. مدل sRGB برای ایجاد تصاویر وب یا چاپ بر روی چاپگرهای جوهرافشان ارزان قیمت استفاده می شود، به دلیل ناکافی بودن محدوده مقادیر در قسمت های سبز و فیروزه ای طیف، برای چاپ عکس با کیفیت حرفه ای مناسب نیست.

Adobe RGB(استاندارد شده توسط Adobe Systems 1998) - بر اساس یکی از استانداردهای تلویزیون با کیفیت بالا (HDTV). این مدل دارای طیف رنگی وسیع تری نسبت به sRGB است و برای ثبت تصاویری که الزامات چاپ عکس با کیفیت بالا را برآورده می کنند استفاده می شود.

مدل رنگ CMYK(C - از انگلیسی cyan - cyan، M - از انگلیسی سرخابی - سرخابی، Y - از انگلیسی زرد - زرد، K - سیاه) یک مدل رنگی تفریقی است که رنگ‌های واقعی مورد استفاده در تولید چاپ (چاپ افست، چاپ عکس دیجیتال، رنگ، پلاستیک، پارچه و غیره). در این مدل، رنگ‌های اصلی، رنگ‌هایی هستند که از کم کردن رنگ‌های اصلی مدل RGB از سفید تشکیل می‌شوند (شکل 41). سه رنگ اصلی RGB هنگامی که با هم مخلوط می شوند تا سفید تولید شود و سه رنگ اصلی CMY در صورت ترکیب برای تولید سیاه (بر اساس جذب جوهر).

برنج. 41. گرفتن مدل CMY از RGB

رنگ‌هایی که از نور سفید (کاغذ سفید) استفاده می‌کنند و بخش‌های خاصی از طیف را از آن کم می‌کنند، کسر می‌گویند: وقتی رنگ یا رنگدانه قرمز را جذب می‌کند و نور سبز و آبی را منعکس می‌کند، آبی را می‌بینیم. وقتی سبز را جذب می کند و آبی و قرمز را منعکس می کند، ماژنتا را می بینیم. وقتی آبی را جذب می کند و قرمز و سبز را منعکس می کند، رنگ زرد را می بینیم.

فیروزه ای، سرخابی و زرد سه رنگ اصلی هستند (شکل 42) که در ترکیب کاهنده استفاده می شوند. در تئوری، مخلوط کردن 100٪ از هر یک از سه رنگ اصلی فیروزه ای، سرخابی و زرد باید مشکی ایجاد کند. با این حال، ناخالصی های موجود در جوهر، رنگ سیاه خالص تولید نمی کند. به همین دلیل رنگ مشکی به این سه رنگ در صنعت چاپ اضافه می شود. نتیجه یک سیستم چهار رنگ است. این مدل نیز به سخت افزار وابسته است.

محدوده نمایش رنگ در CMYK باریکتر از RGB است (شکل 45)، بنابراین اطلاعات رنگ هنگام تبدیل داده ها از RGB به CMYK از بین می رود. بسیاری از رنگ‌هایی که روی مانیتور قابل مشاهده هستند را نمی‌توان با جوهر روی چاپ عکاسی بازتولید کرد و بالعکس.

برنج. 42. مدل رنگ CMYK کسر

مدل های رنگی CIE(از کمیسیون فرانسوی بین المللی د l'Eclairage - کمیسیون بین المللی روشنایی) بر اساس درک انسان از رنگ است و برای تعیین رنگ های به اصطلاح مستقل از دستگاه استفاده می شود که می تواند به درستی توسط هر نوع دستگاهی تولید شود: دوربین ها، اسکنرها. ، مانیتورها، پرینترها و غیره این مدل ها به دلیل استفاده از آنها در رایانه و طیف گسترده ای از رنگ های توصیف شده، فراگیر شده اند. رایج ترین مدل ها CIE XYZ و CIE Lab هستند.

مدل رنگ CIE XYZ(مدل رنگ پایه) در سال 1931 توسعه یافت. این سیستم اغلب در قالب یک نمودار دو بعدی ارائه می شود (شکل 43). اجزای رنگ قرمز در امتداد محور x صفحه مختصات (به صورت افقی) و اجزای رنگ سبز در امتداد محور y (عمودی) کشیده شده اند. با این روش نمایش، هر رنگ با یک نقطه خاص در صفحه مختصات مطابقت دارد. با حرکت به سمت چپ در امتداد صفحه مختصات، خلوص طیفی رنگ ها کاهش می یابد. روشنایی در این مدل در نظر گرفته نشده است.

برنج. 43. نمودار رنگی CIE XYZ

مدل رنگ CIE L * a * b *یک مدل رنگ پیشرفته CIE XYZ است. CIE L * a * b *(L * - از روشنایی انگلیسی، نور - سبکی، a * - مقدار جزء قرمز / سبز، b * - مقدار جزء زرد / آبی، * به معنای توسعه سیستم توسط متخصصان CIE است) - مبتنی بر بر این نظریه که رنگ نمی تواند همزمان سبز و قرمز یا زرد و آبی باشد. بنابراین، از همان محورهای مختصات می توان برای توصیف ویژگی های قرمز / سبز و زرد / آبی استفاده کرد. در این مدل سه‌بعدی، تفاوت‌های رنگی درک شده توسط انسان به فواصل اندازه‌گیری‌های رنگ‌سنجی بستگی دارد. محور آاز سبز اجرا می شود ( -آ) به قرمز ( + الف) و محور ب- از آبی ( -ب) به زرد ( + ب). روشنایی ( L) برای یک مدل سه بعدی از پایین به بالا افزایش می یابد (شکل 44). رنگ ها با مقادیر عددی نشان داده می شوند. در مقایسه با مدل رنگی XYZ، رنگ‌های آزمایشگاهی CIE با رنگ‌هایی که توسط چشم انسان درک می‌شود سازگاری بیشتری دارند. در مدل CIE Lab، درخشندگی رنگ (L)، رنگ و اشباع ( الف، ب) را می توان به طور جداگانه در نظر گرفت. در نتیجه، رنگ کلی تصویر را می توان بدون تغییر خود تصویر یا روشنایی آن تغییر داد. CIE L * a * b * یک مدل رنگی مستقل از دستگاه است که برای محاسبات ریاضی که توسط رایانه ها هنگام کار با رنگ انجام می شود و هنگام تبدیل بین سایر مدل های وابسته به سخت افزار استفاده می شود. به عنوان مثال، هنگام تبدیل از RGB به CMYK یا از CMYK به RGB.

داده های RGB و CMYK هستند سخت افزارداده هایی که بدون ارجاع به یک دستگاه خاص، اطلاعاتی در مورد احساسات رنگی ندارند. هنگام تبدیل، ما برای مقادیر مدل RGB یا CMYK که در این دستگاه خاص پیاده سازی شده است، مختصات رنگ را در سیستم مختصات رنگ CIE L * a * b * تعریف می کنیم. تبدیل یک رنگ از یک فضای رنگی به فضای دیگر مستلزم از دست دادن اطلاعات رنگ است. لازم است به وضوح بین مدل های رنگی و سیستم های مختصات رنگ تمایز قائل شد: در مورد اول، ما در مورد نحوه بازتولید احساسات رنگ صحبت می کنیم و در مورد دوم، در مورد اندازه گیری این احساسات.

برنج. 44. CIE Lab نمودار رنگی: L - روشنایی.
الف - از سبز به قرمز؛ ب - از آبی به زرد

طیف رنگ(از گستره رنگ انگلیسی) طیف رنگ هایی است که شخص می تواند بدون توجه به مکانیسم دریافت رنگ (تابش یا انعکاس) یک وسیله را تشخیص دهد یا بازتولید کند. چشم انسان، فیلم رنگی، دوربین های دیجیتال، اسکنرها، نمایشگرهای کامپیوتر، چاپگرهای رنگی دارای طیف رنگی متفاوتی هستند (شکل 45). محدوده رنگ محدود با این واقعیت توضیح داده می شود که اساساً به دست آوردن تمام رنگ های طیف مرئی با استفاده از سنتز افزودنی (RGB) یا تفریق کننده (CMYK) غیرممکن است. به طور خاص، برخی از رنگ ها، مانند فیروزه ای خالص یا زرد خالص، نمی توانند به طور دقیق روی صفحه نمایشگر بازتولید شوند.

نمایشگر وسعت رنگیک فناوری برای تصحیح رنگ در دستگاه‌های مختلف است که در آن تصویری که شخص مشاهده می‌کند تا حد امکان به تصویر بازتولید شده در دستگاه‌هایی با محدوده‌های بازتولید رنگ دیگر نزدیک می‌شود. به عنوان مثال، وسعت یک چاپگر رنگی (CMYK) کمتر از محدوده رنگ های بازتولید شده روی نمایشگر (RGB) است. رنگ سبز پر جنب و جوش قابل مشاهده روی صفحه هنگام چاپ کمتر واضح و اشباع می شود. این به دلیل این واقعیت است که تصویر روی صفحه شامل رنگ هایی است که نمی توانند در فضای CMYK بازتولید شوند (شکل 45).

برنج. 45. طیف رنگی دستگاه های مختلف (نمودار رنگی CIE)

وظیفه بازتولید دقیق رنگ به ساخت پروفایل های دستگاه کاهش می یابد. یک فرمت جهانی به نام ICC برای پروفایل های دستگاه توسعه داده شد. هر دستگاهی که در فرآیند چاپ نقش دارد (دوربین، اسکنر، مانیتور، چاپگر و غیره) جدول توضیحات رنگ خود را دارد - نمایه ICC... هنگام نمایه سازی دستگاه ها، محدوده رنگ منحصر به فرد آنها با یک فضای مرجع استاندارد مقایسه می شود. این پروفایل ها را می توان در فایل تصویر ادغام کرد.

انواع پروفایل:

ورودی(یا اصلی). فضای رنگی دستگاه ثبت تصویر (دستگاه دیجیتال، اسکنر) را توصیف می کند.

نمایش نمایه... فضای رنگی یک نمایشگر خاص را توصیف می کند.

مرخصی روزانه(یا هدف). فضای رنگی دستگاه تولید مثل (چاپگر، پلاتر، ماشین چاپ و غیره) را توصیف می کند.

تبدیل گستره انجام می شود سیستم مدیریت رنگ CMS (از سیستم های مدیریت رنگ انگلیسی). عملکرد اصلی آن نظارت بر بهترین رندر رنگی همه دستگاه های مورد استفاده در زنجیره فناوری است. CMS به دنبال ایجاد رنگ های مستقل از دستگاه و استفاده از مدل رنگ پایه CIE XYZ برای تبدیل است.

نتیجه

این سخنرانی موضوع و اهداف دوره "فناوری های آموزشی سمعی و بصری" را بررسی می کند، جایگاه آن را در آموزش آموزشی معلمان آینده مشخص می کند. ما با مفاهیم اولیه دوره آشنا شدیم، یک ایده کلی از تاریخچه شکل گیری، وضعیت فعلی و روند توسعه فناوری های یادگیری سمعی و بصری به دست آوردیم.

سخنرانی بعدی بر روی فناوری های سمعی و بصری مدرن متمرکز خواهد بود.