Model de culoare RGB. Modele de culoare RGB și CMYK: un ghid accesibil

HEX / HTML

Culoarea HEX nu este altceva decât o reprezentare hexazecimală RGB.

Culorile sunt reprezentate ca trei grupuri de cifre hexazecimale, unde fiecare grup este responsabil pentru propria sa culoare: # 112233, unde 11 este roșu, 22 este verde, 33 este albastru. Toate valorile trebuie să fie între 00 și FF.

În multe aplicații, este permisă o formă abreviată de notație pentru culorile hexazecimale. Dacă fiecare dintre cele trei grupuri conține aceleași caractere, de exemplu # 112233, atunci acestea pot fi scrise ca # 123.

1. h1 (culoare: # ff0000;) / * roșu * /
2. h2 (culoare: # 00ff00;) / * verde * /
3. h3 (culoare: # 0000ff;) / * albastru * /
4. h4 (culoare: # 00f;) / * același albastru, stenografie * /

RGB

Spațiul de culoare RGB (Roșu, Verde, Albastru) este format din toate culorile posibile care pot fi obținute prin amestecarea roșu, verde și albastru. Acest model este popular în fotografie, televiziune și grafică pe computer.

Valorile RGB sunt specificate ca un număr întreg de la 0 la 255. De exemplu, rgb (0,0,255) este afișat ca albastru deoarece parametrul albastru este setat la cea mai mare valoare (255), iar restul este setat la 0.

Unele aplicații (în special browserele web) acceptă scrierea procentuală a valorilor RGB (de la 0% la 100%).

1. h1 (culoare: rgb (255, 0, 0);) / * roșu * /
2. h2 (culoare: rgb (0, 255, 0);) / * verde * /
3. h3 (culoare: rgb (0, 0, 255);) / * albastru * /
4. h4 (culoare: rgb (0%, 0%, 100%);) / * același albastru, scriere procentuală * /

Valorile de culoare RGB sunt acceptate în toate browserele majore.

RGBA

Recent, browserele moderne au învățat să lucreze cu modelul de culoare RGBA - o extensie RGB cu suport pentru un canal alfa care determină opacitatea unui obiect.

O valoare de culoare RGBA este specificată ca: rgba (roșu, verde, albastru, alfa). Alfa este un număr care variază de la 0,0 (complet transparent) la 1,0 (complet opac).

1. h1 (culoare: rgb (0, 0, 255);) / * albastru în RGB normal * /
2. h2 (culoare: rgba (0, 0, 255, 1);) / * același albastru în RGBA, deoarece opacitate: 100% * /
3. h3 (culoare: rgba (0, 0, 255, 0,5);) / * opacitate: 50% * /
4. h4 (culoare: rgba (0, 0, 255, .155);) / * opacitate: 15,5% * /
5. h5 (culoare: rgba (0, 0, 255, 0);) / * complet transparent * /

RGBA este acceptat în IE9+, Firefox 3+, Chrome, Safari și Opera 10+.

Hsl

Modelul de culoare HSL este o reprezentare cilindrică a modelului RGB. HSL reprezintă culorile într-un mod mai intuitiv și mai ușor de înțeles decât RGB tipic. Modelul este adesea folosit în aplicații grafice, în alegerea culorilor și pentru analiza imaginilor.

HSL înseamnă Hue, Saturation, Lightness / Luminance, a nu fi confundat cu luminozitatea.

Nuanța setează poziția culorii pe roata de culori (de la 0 la 360). Saturația este un procent de saturație (de la 0% la 100%). Luminozitatea este procentul de luminozitate (de la 0% la 100%).

1. h1 (culoare: hsl (120, 100%, 50%);) / * verde * /
2. h2 (culoare: hsl (120, 100%, 75%);) / * verde deschis * /
3. h3 (culoare: hsl (120, 100%, 25%);) / * verde închis * /
4. h4 (culoare: hsl (120, 60%, 70%);) / * verde pastel * /

HSL este acceptat în IE9+, Firefox, Chrome, Safari și Opera 10+.

HSLA

Similar cu RGB / RGBA, HSL are un mod HSLA cu un canal alfa pentru a indica opacitatea unui obiect.

Valoarea culorii HSLA este dată ca: hsla (nuanță, saturație, luminozitate, alfa). Alfa este un număr care variază de la 0,0 (complet transparent) la 1,0 (complet opac).

1. h1 (culoare: hsl (120, 100%, 50%);) / * verde în HSL normal * /
2. h2 (culoare: hsla (120, 100%, 50%, 1);) / * același verde în HSLA, deoarece opacitate: 100% * /
3. h3 (culoare: hsla (120, 100%, 50%, 0,5);) / * opacitate: 50% * /
4. h4 (culoare: hsla (120, 100%, 50%, .155);) / * opacitate: 15,5% * /
5. h5 (culoare: hsla (120, 100%, 50%, 0);) / * complet transparent * /

CMYK

Modelul de culoare CMYK este adesea asociat cu imprimarea și imprimarea color. CMYK (spre deosebire de RGB) este un model subtractiv, ceea ce înseamnă că valorile mai mari sunt asociate cu culori mai închise.

Culorile sunt determinate de raportul Cyan, Magenta, Yellow, cu adaos de negru (Key/black).

Fiecare dintre numerele care definesc o culoare în CMYK reprezintă procentul de cerneală dintr-o anumită culoare care alcătuiește o combinație de culori sau, mai degrabă, dimensiunea unui punct raster afișat pe un fotosetter pe un film de o anumită culoare (sau direct pe o placă de imprimare în cazul CTP).

De exemplu, pentru a obține culoarea PANTONE 7526, amestecați 9 părți cyan, 83 magenta, 100 galben și 46 negru. Aceasta poate fi indicată după cum urmează: (9,83,100,46). Uneori folosesc astfel de denumiri: C9M83Y100K46 sau (9%, 83%, 100%, 46%) sau (0,09 / 0,83 / 1,0 / 0,46).

HSB / HSV

HSB (cunoscut și ca HSV) este similar cu HSL, dar sunt două modele de culori diferite. Ambele se bazează pe geometrie cilindrică, dar HSB / HSV se bazează pe modelul „hexcon”, în timp ce HSL se bazează pe modelul „bi-hexcon”. Artiștii preferă adesea să folosească acest model, este în general acceptat că dispozitivul HSB/HSV este mai aproape de percepția naturală a culorilor. În special, modelul de culoare HSB este utilizat în Adobe Photoshop.

HSB / HSV înseamnă Hue, Saturation, Brightness / Value.

Nuanța setează poziția culorii pe roata de culori (de la 0 la 360). Saturația este un procent de saturație (de la 0% la 100%). Luminozitatea este procentul de luminozitate (de la 0% la 100%).

XYZ

Modelul de culoare XYZ (CIE 1931 XYZ) este un spațiu pur matematic. Spre deosebire de RGB, CMYK și alte modele, în XYZ, componentele principale sunt „imaginare”, adică nu puteți lega X, Y și Z cu niciun set de culori de amestecat. XYZ este modelul principal pentru aproape toate celelalte modele de culoare utilizate în domeniile tehnice.

LAB

Modelul de culoare LAB (CIELAB, "CIE 1976 L * a * b *") este calculat din spațiul CIE XYZ. La dezvoltarea Lab, scopul a fost de a crea un spațiu de culoare în care schimbarea culorii va fi mai liniară din punct de vedere al percepției umane (comparativ cu XYZ), adică, astfel încât aceeași modificare a valorilor coordonatelor de culoare în regiuni diferite ale spațiului de culoare produce aceeași senzație de schimbare a culorii.

Model de culoare RGB(din engleză Red, Green, Blue - roșu, verde, albastru) - un model de culoare aditiv care descrie o metodă de sinteză a culorilor pentru reproducerea culorilor. În tradiția rusă, este uneori denumit KZS.

Poveste
În 1861, fizicianul englez James Clark Maxwell a venit cu o propunere de a utiliza o metodă pentru obținerea unei imagini color, care este cunoscută sub numele de fuziune aditivă a culorilor. Un sistem de redare a culorilor aditiv (însumând) înseamnă că culorile din acest model sunt adăugate la negru (negru). Schimbarea aditivă a culorii poate fi interpretată ca: - procesul de combinare a fluxurilor de lumină de diferite culori înainte ca acestea să ajungă la ochi.
Modelele de culoare aditive (din engleza add - to add) se numesc modele de culoare in care fluxul luminos cu distributie spectrala, perceput vizual ca culoarea dorita, este creat pe baza operatiei de amestecare proportionala a luminii emise de trei surse. . Schemele de amestecare pot fi diferite, una dintre ele este prezentată pe
Modelul aditiv de culoare presupune că fiecare dintre sursele de lumină are propria sa distribuție spectrală constantă, iar intensitatea sa este reglabilă.
Există două arome ale modelului de culoare aditivă: dependentă de hardware și perceptivă. În modelul dependent de dispozitiv, spațiul de culoare depinde de caracteristicile dispozitivului de ieșire a imaginii (monitor, proiector). Din acest motiv, aceeași imagine redată pe baza acestui model va fi percepută vizual ușor diferit atunci când este redată pe dispozitive diferite.
Modelul perceptiv este construit ținând cont de particularitățile viziunii observatorului, și nu de caracteristicile tehnice ale dispozitivului.
În 1931, Comisia Internațională pentru Iluminare (CIE) a standardizat sistemul de culori și, de asemenea, a finalizat lucrări care au permis crearea unui model matematic al vederii umane. A fost adoptat spațiul de culoare CIE 1931 XYZ, care este modelul de bază până în prezent.

Mecanism de modelare a culorii
Când o persoană percepe culorile, acestea sunt percepute direct de ochi. Restul culorilor sunt un amestec al celor trei culori de bază în proporții diferite. . R + G = Y (Galben - galben); G + B = C (Cyan - albastru); B + R = M (Magenta - magenta) Suma tuturor celor trei culori primare în proporții egale dă alb (Alb) R + G + B = W (Alb - alb). De exemplu, pe ecranul unui monitor cu tub catodic, precum și pe un televizor similar, imaginea este construită prin iluminarea fosforului cu un fascicul de electroni. Cu acest efect, fosforul începe să emită lumină. În funcție de compoziția fosforului, această lumină are o culoare sau alta.
Nuantele intermediare se obtin datorita faptului ca boabele multicolore sunt situate aproape una de alta. În același timp, imaginile lor din ochi se îmbină, iar culorile formează o anumită nuanță mixtă. Dacă boabele de aceeași culoare sunt iluminate diferit față de celelalte, atunci culoarea amestecată nu va fi o nuanță de gri, ci va căpăta o culoare. Această metodă de formare a culorii seamănă cu iluminarea unui ecran alb în întuneric complet cu spoturi multicolore. Dacă codificăm culoarea unui punct al imaginii cu trei biți, fiecare dintre care va fi un semn al prezenței (1) sau absenței (0) a componentei corespunzătoare a sistemului, RGB 1 bit pentru fiecare componentă RGB, atunci obținem toate cele opt culori diferite ... În practică, pentru a stoca informații despre culoarea fiecărui punct al unei imagini color în modelul RGB, 3 octeți (adică 24 de biți) pe 1 octet (adică 8 biți) sunt de obicei alocați pentru valoarea de culoare a fiecărei componente. Astfel, fiecare componentă RGB poate lua o valoare în intervalul de la 0 la 255 (un total de la 2 la a 8-a putere = 256 de valori). Prin urmare, puteți amesteca culorile în proporții diferite, modificând luminozitatea fiecărei componente. Astfel, puteți obține 256 x 256 x 256 = 16.777.216 culori. Coordonatele RGB de la 0 la 255 formează un cub de culoare. ... Orice culoare se află în interiorul acestui cub și este descrisă de propriul set de coordonate, arătând în ce proporții sunt amestecate componentele roșii, verzi și albastre în el. Capacitatea de a afișa cel puțin 16,7 milioane de nuanțe este un tip de imagine complet color, denumit uneori True Color. deoarece ochiul uman este încă incapabil să discearnă o varietate mai mare. Luminozitatea maximă a tuturor celor trei componente de bază corespunde albului, cea minimă negru. Prin urmare, albul are codul (255,255,255) în reprezentare zecimală, iar FFFFFF în hexazecimal. Codurile negre, respectiv (0,0,0) sau 000000. Toate nuanțele de gri sunt formate prin amestecarea a trei componente de aceeași luminozitate. De exemplu, valorile (200,200,200) sau C8C8C8 produc gri deschis, iar valorile (100,100,100) sau 646464 produc gri închis. Cu cât nuanța de gri pe care doriți să o obțineți este mai închisă, cu atât este mai mic numărul pe care trebuie să îl introduceți în fiecare casetă de text. Negrul se formează când intensitatea tuturor celor trei componente este zero, iar albul când intensitatea lor este maximă.

Restricții
Modelul de culoare RGB are trei dezavantaje fundamentale: Primul este o gamă de culori insuficientă. Indiferent de dimensiunea spațiului de culoare a modelului de culoare RGB, acesta nu poate reproduce multe culori perceptibile de ochi (de exemplu, cyan și portocaliu pur spectral). Aceste culori din formula de culoare RGB au valori negative ale intensităților culorii de bază și este foarte dificil de implementat nu adunarea, ci scăderea culorilor de bază în implementarea tehnică a modelului aditiv. Acest dezavantaj este eliminat în modelul aditiv perceptiv.
Al doilea dezavantaj al modelului de culoare RGB este imposibilitatea reproducerii uniforme a culorilor pe diferite dispozitive (dependență de hardware) datorită faptului că culorile de bază ale acestui model depind de parametrii tehnici ai dispozitivelor de ieșire a imaginii. Prin urmare, strict vorbind, nu există un singur spațiu de culoare RGB, regiunile de culori reproductibile sunt diferite pentru fiecare dispozitiv de ieșire. Mai mult, chiar și compararea numerică a acestor spații este posibilă doar cu ajutorul altor modele de culoare. Al treilea dezavantaj este corelarea canalelor de culoare (când luminozitatea unui canal este crescută, altele o scad).

Demnitate
O mulțime de echipamente informatice funcționează folosind modelul RGB, în plus, acest model este foarte simplu, relația sa „genetică” cu echipamentul (scaner și monitor), gamă largă de culori (capacitatea de a afișa o varietate de culori apropiate de capabilități a vederii umane), aceasta explică utilizarea sa pe scară largă...
Principalele avantaje ale modelului de culoare RGB sunt simplitatea, claritatea și faptul că orice punct din spațiul său de culoare corespunde unei culori perceptibile vizual.
Datorită simplității acestui model, este ușor de implementat în hardware. În special, în monitoare, sursele de lumină controlate cu distribuție spectrală diferită sunt particule microscopice de fosfor de trei tipuri. Sunt vizibile clar printr-o lupă, dar la vizualizarea monitorului cu ochiul liber, din cauza fenomenului de închidere vizuală, este vizibilă o imagine continuă.
Intensitatea emisiei de lumină în monitoarele bazate pe tuburi catodice este reglată de trei tunuri de electroni care excită strălucirea fosforilor. Disponibilitatea multor proceduri de procesare a imaginii (filtre) în programele de grafică raster, un volum mic (comparativ cu modelul CMYK) ocupat de imagine în memoria RAM a computerului și pe disc.

Aplicație
Modelul de culoare RGB este utilizat pe scară largă în grafica computerizată pentru că dispozitivul principal de ieșire a informațiilor (monitorul) funcționează în acest sistem special. Imaginea monitorului este compusă din puncte luminoase individuale roșii, verzi și albastre. Privind ecranul unui monitor care funcționează printr-o lupă, puteți vedea puncte colorate individuale - și este și mai ușor să vedeți acest lucru pe ecranul unui televizor, deoarece punctele sale sunt mult mai mari.
Este utilizat pe scară largă în dezvoltarea publicațiilor electronice (multimedia) și tipărite.
Ilustrațiile bitmap sunt rareori create manual folosind programe de calculator. Cel mai adesea, în acest scop sunt folosite ilustrații scanate pregătite de artist pe hârtie sau fotografii.
Recent, camerele digitale și camerele video au fost utilizate pe scară largă pentru a introduce imagini raster într-un computer. În consecință, majoritatea editorilor grafici proiectați să lucreze cu ilustrații raster se concentrează nu atât pe crearea de imagini, cât pe procesarea acestora. Pe Internet, ilustrațiile raster sunt utilizate în cazurile în care este necesar să se transmită întreaga gamă de nuanțe ale unei imagini color.

Surse folosite
1. Domasev MV Culoare, managementul culorilor, calcule și măsurători de culoare. Sankt Petersburg: Peter 2009
2. Petrov MN Grafică pe computer. Manual pentru universități. Sankt Petersburg: Peter 2002
3.en.wikipedia.org/wiki/Model de culoare.
4.darkroomphoto.ru
5. bourabai.kz/graphics/0104.htm
6.litpedia.ru
7.youtube.com/watch?v=sA9s8HL-7ZM

• Traducere

Voi face un tur al istoriei științei percepției umane, care a condus la crearea unor standarde video moderne. De asemenea, voi încerca să explic terminologia folosită în mod obișnuit. În plus, voi explica pe scurt de ce procesul tipic de realizare a unui joc în timp va semăna din ce în ce mai mult cu procesul folosit în industria filmului.

Pionierii cercetării percepției culorilor

Astăzi știm că retina umană conține trei tipuri diferite de celule fotoreceptoare numite conuri. Fiecare dintre cele trei tipuri de conuri conține o proteină din familia de proteine ​​opsina care absoarbe lumina în diferite părți ale spectrului:

Absorbția luminii de către opsine

Conurile corespund porțiunilor roșii, verzi și albastre ale spectrului și sunt adesea denumite lungi (L), medii (M) și scurte (S) în funcție de lungimile de undă la care sunt cele mai sensibile.

Una dintre primele lucrări științifice despre interacțiunea luminii cu retina a fost Ipoteza lui Isaac Newton privind lumina și culorile, scrisă între 1670-1675. Newton avea o teorie conform căreia lumina la diferite lungimi de undă face ca retina să rezoneze la aceleași frecvențe; aceste vibrații au fost apoi transmise prin nervul optic către senzorium.

„Fasciculele de lumină, care cad pe fundul ochiului, excită vibrații în retină, care se propagă de-a lungul fibrelor nervilor optici către creier, creând un sentiment de vedere. Diferite tipuri de raze creează vibrații de diferite forțe, care, în funcție de puterea lor, excită senzații de diferite culori ... "

Mai mult de o sută de ani mai târziu, Thomas Jung a ajuns la concluzia că, deoarece frecvența de rezonanță este o proprietate dependentă de sistem, trebuie să existe un număr infinit de sisteme de rezonanță diferite în retină pentru a absorbi lumina tuturor frecvențelor. Jung a considerat acest lucru improbabil și a motivat că numărul este limitat la un singur sistem pentru roșu, galben și albastru. Aceste culori au fost folosite în mod tradițional în amestecarea vopselei subtractive. În propriile sale cuvinte:

Deoarece, din motivele indicate de Newton, este posibil ca mișcarea retinei să aibă mai degrabă o natură oscilativă decât ondulatorie, frecvența oscilațiilor ar trebui să depindă de structura substanței sale. Deoarece este aproape imposibil de crezut că fiecare punct sensibil al retinei conține un număr infinit de particule, fiecare dintre ele capabilă să oscileze în acord perfect cu orice undă posibilă, devine necesar să presupunem că numărul este limitat, de exemplu, prin trei culori primare: roșu, galben și albastru...

Ipoteza lui Young despre retină a fost greșită, dar a făcut concluzia corectă: există un număr finit de tipuri de celule în ochi.

În 1850, Hermann Helmholtz a fost primul care a obținut dovezi experimentale ale teoriei lui Young. Helmholtz a cerut subiectului să se potrivească cu culorile diferitelor eșantioane de surse de lumină ajustând luminozitatea mai multor surse de lumină monocrome. El a ajuns la concluzia că pentru a compara toate probele sunt necesare și suficiente trei surse de lumină: în partea roșie, verde și albastră a spectrului.

Nașterea colorimetriei moderne

Avanză rapid până la începutul anilor 1930. Până în acel moment, comunitatea științifică avea o înțelegere destul de bună a funcționării interioare a ochiului. (Deși i-au trebuit încă 20 de ani pentru ca George Wald să confirme experimental prezența și funcția rodopsinelor în conurile retiniene. Această descoperire l-a condus la Premiul Nobel pentru Medicină în 1967.) Commission Internationale de L "Eclairage (Comisia Internațională pentru Iluminare) , CIE, a stabilit sarcina de a crea o cuantificare cuprinzătoare a percepției umane asupra culorii pe baza datelor experimentale compilate de William David Wright și John Guild cu parametri similari cu cei aleși pentru prima dată de Hermann Helmholtz. Setările de bază au fost 435,8 nm pentru albastru, 546, 1. nm pentru verde și 700 nm pentru roșu.

Configurare experimentală de John Gild, trei butoane reglează culorile primare

Datorită suprapunerii semnificative a sensibilității conurilor M și L, a fost imposibil să se potrivească unele lungimi de undă cu partea albastru-verde a spectrului. Pentru a „potrivi” aceste culori ca punct de referință, a fost necesar să adăugați puțină culoare roșie de bază:

Dacă ne imaginăm pentru un moment că toate culorile primare contribuie negativ, atunci ecuația poate fi rescrisă după cum urmează:

Rezultatul experimentelor a fost un tabel de triade RGB pentru fiecare lungime de undă, care a fost afișat pe grafic după cum urmează:

Funcții de potrivire a culorilor CIE 1931 RGB

Desigur, culorile cu o componentă roșie negativă nu pot fi afișate folosind primare CIE.

Putem găsi acum coeficienții tricromici pentru lumina distribuției de intensitate spectrală S ca următorul produs interior:

Poate părea evident că sensibilitatea la diferite lungimi de undă poate fi integrată în acest fel, dar de fapt depinde de sensibilitatea fizică a ochiului, liniară cu sensibilitatea la lungimea de undă. Acest lucru a fost confirmat empiric în 1853 de Hermann Grassmann, iar integralele prezentate mai sus în forma lor modernă ne sunt cunoscute ca legea lui Grassmann.

Termenul „spațiu de culoare” a apărut deoarece culorile primare (roșu, verde și albastru) pot fi considerate baza spațiului vectorial. În acest spațiu, diverse culori percepute de o persoană sunt reprezentate de raze emanate de la o sursă. Definiția modernă a spațiului vectorial a fost introdusă în 1888 de către Giuseppe Peano, dar cu mai bine de 30 de ani mai devreme, James Clerk Maxwell a folosit deja teoriile în curs de dezvoltare a ceea ce va deveni mai târziu algebră liniară pentru a descrie în mod oficial sistemul de culori tricromatic.

CIE a decis că, pentru a simplifica calculele, ar fi mai convenabil să se lucreze cu un spațiu de culoare în care coeficienții culorilor primare sunt întotdeauna pozitivi. Cele trei noi culori primare au fost exprimate în coordonatele spațiului de culoare RGB, după cum urmează:

Acest nou set de culori primare nu poate fi realizat în lumea fizică. Este doar un instrument matematic pentru a face spațiul de culoare mai ușor de lucrat. În plus, astfel încât rapoartele de culoare primară să fie întotdeauna pozitive, noul spațiu este aranjat astfel încât raportul de culoare Y să corespundă cu luminanța percepută. Această componentă este cunoscută ca luminozitate CIE(Puteți citi mai multe despre el în excelentul articol despre întrebări frecvente despre culoare al lui Charles Poynton).

Pentru a facilita redarea spațiului de culoare rezultat, vom face o ultimă transformare. Împărțind fiecare componentă la suma componentelor, obținem o valoare a culorii adimensională, independentă de luminozitatea acesteia:

Coordonatele x și y sunt cunoscute ca coordonate cromatice și, împreună cu lumina Y CIE, ele constituie spațiul de culoare xyY CIE. Dacă trasăm coordonatele cromatice ale tuturor culorilor cu o luminozitate dată pe grafic, obținem următoarea diagramă, cu care probabil ești familiarizat:

Graficul XyY CIE 1931

Și ultimul lucru de știut este ce contează ca alb în spațiul de culoare. Într-un astfel de sistem de afișare, albul sunt coordonatele x și y ale unei culori, care se obțin atunci când toți coeficienții culorilor RGB primare sunt egali.

De-a lungul timpului, au apărut câteva noi spații de culoare care au îmbunătățit spațiile CIE 1931 în diverse privințe. În ciuda acestui fapt, sistemul xyY CIE rămâne cel mai popular spațiu de culoare pentru descrierea proprietăților dispozitivelor de afișare.

Funcții de transfer

Înainte de a lua în considerare standardele video, trebuie introduse și explicate încă două concepte.

Funcție de transfer optoelectronic

Funcția de transfer optic-electronic (OETF) determină modul în care lumina liniară captată de dispozitiv (cameră) ar trebui să fie codificată în semnal, de exemplu. aceasta este o funcție de forma:

V era un semnal analogic, dar acum, desigur, este codificat digital. De obicei, dezvoltatorii de jocuri dau rar peste un OETF. Un exemplu în care funcția ar fi importantă este necesitatea de a combina înregistrarea video cu CGI într-un joc. În acest caz, trebuie să știți cu ce OETF a fost înregistrat videoclipul pentru a reconstrui lumina liniară și a o amesteca corect cu imaginea computerului.

Funcția de transfer electron-optic

Funcția de transfer electronic-optic (EOTF) îndeplinește sarcina opusă OETF, adică. definește modul în care semnalul va fi convertit în lumină liniară:

Această caracteristică este mai importantă pentru dezvoltatorii de jocuri, deoarece determină modul în care conținutul pe care îl creează va fi afișat pe televizoarele și monitoarele utilizatorilor.

Relația dintre EOTF și OETF

Deși conceptele EOTF și OETF sunt interdependente, ele servesc unor scopuri diferite. OETF este necesar pentru a reprezenta scena capturată, din care apoi putem reconstrui iluminarea liniară originală (această reprezentare este conceptual un cadru tampon HDR (High Dynamic Range) al unui joc normal). Ce se întâmplă în fazele de producție ale unui film convențional:

• Captarea datelor scenei
• Inversarea OETF pentru a recupera valorile de iluminare liniară
• Corecție de culoare
• Mastering pentru diferite formate țintă (DCI-P3, Rec. 709, HDR10, Dolby Vision etc.):
  • Reducerea intervalului dinamic al materialului pentru a se potrivi cu intervalul dinamic al formatului țintă (mapping de tonuri)
  • Conversia în spațiul de culoare al formatului țintă
  • Inversați EOTF pentru material (atunci când utilizați EOTF în dispozitivul de afișare, imaginea este restaurată după cum este necesar).

O discuție detaliată despre acest flux de lucru nu va fi inclusă în articolul nostru, dar vă recomand să studiați o descriere detaliată și oficială a fluxului de lucru ACES (Academy Color Encoding System).

Până acum, procesul tehnic standard al jocului arăta astfel:

• Redare
• Buffer de cadre HDR
• Corecție tonală
• Inversați EOTF pentru dispozitivul de afișare dorit (de obicei sRGB)
• Corecție de culoare

Majoritatea motoarelor de jocuri folosesc metoda de gradare a culorilor, popularizată de prezentarea lui Naty Hoffman „Color Enhancement for Videogames” din Siggraph 2010. Această metodă a fost practică atunci când a fost folosit doar SDR (Standard Dynamic Range) țintă și a permis utilizarea software-ului pentru gradarea culorilor. . instalat deja pe computerele majorității artiștilor, cum ar fi Adobe Photoshop.

Flux de lucru standard SDR Color Grading (Imaginea prin amabilitatea lui Jonathan Blow)

După introducerea HDR, majoritatea jocurilor au început să se îndrepte către un flux de lucru similar cu cel folosit în producția de filme. Chiar și fără HDR, un flux de lucru asemănător cinematografiei a optimizat performanța. Efectuarea gradării culorilor în HDR înseamnă că aveți întreaga gamă dinamică a scenei dvs. În plus, devin posibile unele efecte care anterior nu erau disponibile.

Acum suntem gata să analizăm diferitele standarde utilizate în prezent pentru a descrie formatele TV.

Standarde video

Rec. 709

Majoritatea standardelor legate de difuzarea semnalelor video sunt emise de Uniunea Internațională a Telecomunicațiilor (ITU), un organism al ONU preocupat în primul rând de tehnologia informației.

Recomandarea ITU-R BT.709, denumită mai frecvent Rec. 709 este un standard care descrie proprietățile televizoarelor HDTV. Prima versiune a standardului a fost lansată în 1990, ultima în iunie 2015. Standardul descrie parametri precum raporturile de aspect, rezoluțiile, ratele de cadre. Majoritatea oamenilor sunt familiarizați cu aceste caracteristici, așa că nu le voi acoperi și nu mă voi concentra pe secțiunile standardului care se ocupă de reproducerea culorilor și luminozitate.

Standardul detaliază cromaticitatea limitată de spațiul de culoare xyY CIE. Sursele de lumină roșie, verde și albastră ale unui afișaj compatibil trebuie selectate astfel încât coordonatele lor individuale de cromaticitate să fie după cum urmează:

Intensitatea lor relativă trebuie ajustată astfel încât punctul alb să aibă cromaticitate.

(Acest punct alb este cunoscut și sub numele de CIE Standard Illuminant D65 și este analog cu captarea coordonatelor cromatice ale distribuției intensității spectrale a luminii normale de zi.)

Proprietățile cromatice pot fi vizualizate după cum urmează:

Acoperirea Rec. 709

Zona schemei de culori, delimitată de triunghiul creat de culorile primare ale unui anumit sistem de afișare, se numește gamă.

Acum ajungem la partea de luminanță a standardului și aici lucrurile devin puțin mai complicate. Standardul prevede că „Caracteristica generală de transfer optoelectronic în sursă” este egal cu:

Există două probleme aici:

1. Nu există nicio specificație pentru luminozitatea fizică L = 1
2. În ciuda faptului că acesta este un standard de difuzare video, acesta nu specifică EOTF

Acest lucru s-a întâmplat istoric, deoarece se credea că dispozitivul de afișare, adică. TV de consum si aici este EOTF. În practică, acest lucru a fost realizat prin ajustarea intervalului de luminanță capturat în OETF de mai sus, astfel încât imaginea să arate bine pe un monitor de referință cu următorul EOTF:

Unde L = 1 corespunde unei luminozități de aproximativ 100 cd / m² (unitatea de cd / m² se numește „nit” în această industrie). Acest lucru este confirmat de ITU în cele mai recente versiuni ale standardului cu următorul comentariu:

În practica standard de producție, funcția de codificare a sursei de imagine este ajustată astfel încât imaginea finală să aibă aspectul dorit, corespunzător celui vizibil pe monitorul de referință. Funcția de decodare din Recomandarea ITU-R BT.1886 este luată ca referință. Un mediu de vizualizare de referință este specificat în Recomandarea ITU-R BT.2035.

Rec. 1886 este rezultatul lucrărilor de documentare a caracteristicilor monitoarelor CRT (standardul a fost publicat în 2011), i.e. este o formalizare a practicii existente.

Cimitirul elefanților CRT

Neliniaritatea luminozității în funcție de tensiunea aplicată a condus la structura fizică a monitoarelor CRT. Prin pură coincidență, această neliniaritate este (foarte) aproximativ neliniaritatea inversată a percepției umane a luminozității. Când am trecut la reprezentarea digitală a semnalelor, acest lucru a condus la efectul de succes de distribuire uniformă a erorii de eșantionare pe întregul interval de luminanță.

Rec. 709 este conceput pentru a utiliza codificarea pe 8 sau 10 biți. Majoritatea conținutului utilizează codare pe 8 biți. Pentru aceasta, standardul specifică că distribuția intervalului de luminozitate a semnalului ar trebui să fie distribuită în codurile 16-235.

HDR10

Când vine vorba de video HDR, există doi concurenți principali: Dolby Vision și HDR10. În acest articol mă voi concentra pe HDR10 deoarece este un standard deschis care a devenit rapid popular. Acest standard este ales pentru Xbox One S și PS4.

Vom începe din nou prin a analiza porțiunea din spațiul de culoare utilizată în HDR10, așa cum este definit în Recomandarea ITU-R BT.2020 (UHDTV). Conține următoarele coordonate cromatice ale culorilor primare:

Din nou, D65 este folosit ca punct alb. Când este redat pe o schematică xy Rec. 2020 arată așa:

Acoperirea Rec. 2020

Evident, se observă că acoperirea acestui spațiu de culoare este mult mai mare decât cea a Rec. 709.

Acum ajungem la secțiunea standardului despre luminanță și aici lucrurile devin din nou mai interesante. În teza sa de doctorat din 1999 „Sensibilitatea la contrast a ochiului uman și efectul său asupra calității imaginii”("Sensibilitatea la contrast a ochiului uman și impactul său asupra calității imaginii") Peter Barten a prezentat o ecuație ușor descurajantă:

(Multe dintre variabilele din această ecuație sunt ele însele ecuații complexe, de exemplu, luminozitatea este ascunsă în ecuațiile care calculează E și M).

Ecuația determină cât de sensibil este ochiul la schimbările de contrast la diferite niveluri de luminozitate, iar diferiți parametri determină condițiile de vizualizare și unele proprietăți ale observatorului. „Diferentă minimă care se poate distinge”(Just Noticeable Difference, JND) este opusul ecuației lui Barten, așa că pentru ca eșantionarea EOTF să scape de constrângerile de vizualizare, următoarele trebuie să fie adevărate:

Societatea Inginerilor de Film și Televiziune (SMPTE) a decis că ecuația lui Barten ar fi o bază bună pentru un nou EOTF. Rezultatul a fost ceea ce numim acum SMPTE ST 2084 sau Perceptual Quantizer (PQ).

PQ a fost creat prin alegerea valorilor conservatoare pentru parametrii ecuației Barten, adică condițiile de vizionare tipice așteptate de către consumator. Mai târziu, PQ a fost definit ca eșantionare care, pentru un interval dat de luminozitate și număr de eșantioane, se potrivește cel mai bine cu ecuația Barten cu parametrii selectați.

Valorile EOTF discretizate pot fi găsite folosind următoarea formulă recursivă pentru găsire k< 1 ... Ultima valoare de eșantionare va fi luminozitatea maximă necesară:

Pentru o luminozitate maximă de 10.000 de nit folosind eșantionarea pe 12 biți (așa cum este folosită de Dolby Vision), rezultatul arată astfel:

EOTF PQ

După cum puteți vedea, eșantionarea nu acoperă întreaga gamă de luminanță.

Standardul HDR10 folosește și EOTF PQ, dar cu eșantionare pe 10 biți. Acest lucru nu este suficient pentru a rămâne sub pragul lui Barten în intervalul de luminanță de 10.000 de nit, dar standardul permite ca metadatele să fie încorporate în semnal pentru a regla dinamic lumina de vârf. Iată cum arată eșantionarea PQ pe 10 biți pentru diferite game de luminozitate:

Diverse EOTF HDR10

Chiar și așa, luminozitatea este puțin peste pragul Barten. Cu toate acestea, situația nu este atât de rea pe cât ar putea părea din grafic, deoarece:

1. Curba este logaritmică, deci eroarea relativă nu este de fapt atât de mare
2. Nu uitați că parametrii luați pentru a crea pragul lui Barten au fost aleși conservator.

La momentul scrierii acestui articol, televizoarele HDR10 de pe piață au, de obicei, o luminozitate maximă de 1000-1500 de niți, iar 10 biți sunt suficienți pentru ele. De asemenea, este de remarcat faptul că producătorii de televizoare pot decide singuri ce să facă cu luminozitatea peste intervalul pe care îl pot afișa. Unii adoptă o abordare tare, alții una mai blândă.

Iată un exemplu despre cum arată eșantionarea Rec. pe 8 biți. 709 cu luminozitate maximă de 100 nits:

EOTF Rec. 709 (16-235)

După cum puteți vedea, suntem cu mult peste pragul lui Barten și, important, chiar și cei mai promiscui dintre consumatori își vor regla televizoarele la o luminozitate de vârf semnificativ mai mare de 100 nits (de obicei 250-400 nits), ceea ce va crește Rec. 709 este chiar mai mare.

In cele din urma

Una dintre cele mai mari diferențe dintre Rec. 709 și HDR prin faptul că luminozitatea acestuia din urmă este indicată în valori absolute. În teorie, aceasta înseamnă că conținutul conceput pentru HDR va arăta la fel pe toate televizoarele compatibile. Cel puțin până la luminozitatea maximă.

Există o concepție greșită populară că conținutul HDR va fi în general mai luminos, dar în general nu va fi. Filmele HDR vor fi produse cel mai adesea în așa fel încât luminozitatea medie a imaginii să fie aceeași ca pentru Rec. 709, dar pentru ca cele mai luminoase părți ale imaginii să fie mai luminoase și mai detaliate, ceea ce înseamnă că tonurile medii și umbrele sunt mai întunecate. Combinat cu valorile absolute ale luminozității HDR, acest lucru înseamnă că sunt necesare condiții bune pentru o vizionare HDR optimă: în lumină puternică, pupila se strânge, ceea ce înseamnă că detaliile din zonele întunecate ale imaginii vor fi mai greu de văzut.

Etichete:

Adaugă etichete

Culoarea și modelele sale

Sofya Skrylina, profesoara centrului de formare „Arta”, Sankt Petersburg

În ComputerArt No. 7 „2012, a fost prezentat un articol despre combinațiile armonioase de culori și modelele de influență ale culorii asupra percepției umane, pe care, fără îndoială, designerii moderni le iau în considerare în proiectele lor. Dar atunci când lucrează la computer și amestecă culorile pe un ecranul monitorului, apar probleme specifice. Un designer ar trebui să ajungă pe un ecran de monitor sau să copieze pe hârtie exact culoarea, tonul, nuanța și luminozitatea necesare. Culorile de pe monitor nu se potrivesc întotdeauna cu culorile naturale. Este foarte dificil să obțineți aceeași culoare pe ecranul, pe un tipărit al unei imprimante color și pe o copie tipărită.Faptul este că culorile în natură, pe un monitor și pe o coală tipărită, sunt create în moduri complet diferite.
Pentru definirea fără ambiguitate a culorilor în diferite medii de culoare, există modele de culoare, despre care vom vorbi în acest articol.

Model RGB

Modelul de culoare RGB este cel mai popular mod de a reprezenta grafica și este potrivit pentru descrierea culorilor vizibile pe un monitor, televizor, videoproiector, precum și imaginile create prin scanare.

Modelul RGB este folosit pentru a descrie culorile produse prin amestecarea a trei raze: roșu, verde și albastru. Numele modelului este făcut din primele litere ale numelor englezești ale acestor culori. Restul culorilor se obtin prin combinarea culorilor de baza. Culorile de acest tip se numesc aditive, deoarece atunci când se adaugă (amestecate) două raze de culori primare, rezultatul devine mai deschis. În fig. 1 arată ce culori se obțin la adăugarea celor principale.

În modelul RGB, fiecare culoare de bază este caracterizată de o luminozitate care poate lua 256 de valori - de la 0 la 255. Prin urmare, puteți amesteca culorile în proporții diferite, modificând luminozitatea fiecărei componente. Astfel, puteți obține 256x256x256 = 16.777.216 culori.

Fiecare culoare poate fi asociată unui cod folosind reprezentări de cod zecimal și hexazecimal. Notația zecimală este un triplu de numere zecimale separate prin virgule. Primul număr corespunde luminozității componentei roșii, al doilea verdelui și al treilea albastrului. Reprezentarea hexazecimală este formată din trei numere hexazecimale din două cifre, fiecare reprezentând luminanța culorii de bază. Primul număr (prima pereche de numere) corespunde strălucirii roșului, al doilea număr (a doua pereche de numere) verde și al treilea (a treia pereche) albastru.

Pentru a verifica acest fapt, deschideți selectorul de culori în CorelDRAW sau Photoshop. În caseta R, introduceți 255 pentru luminanța maximă pentru roșu și zero în casetele G și B. Ca urmare, câmpul eșantion va conține roșu, codul hexazecimal va fi: FF0000 (Fig. 2).

Orez. 2. Reprezentarea roșului în modelul RGB: în stânga - în fereastra paletei Photoshop, în dreapta - CorelDRAW

Dacă adăugați verde cu luminozitate maximă la roșu și introduceți 255 în câmpul G, obțineți galben, a cărui reprezentare hexazecimală este FFFF00.

Luminozitatea maximă a tuturor celor trei componente de bază corespunde albului, cea minimă negru. Prin urmare, albul are codul (255, 255, 255) în notație zecimală, iar FFFFFF16 în hexazecimal. Negrul este codificat corespunzător (0, 0, 0) sau 00000016.

Toate nuanțele de gri sunt formate prin amestecarea a trei componente de aceeași luminozitate. De exemplu, R = 200, G = 200, B = 200 sau C8C8C816 produce gri deschis, în timp ce R = 100, G = 100, B = 100 sau 64646416 produce gri închis. Cu cât nuanța de gri dorită este mai închisă, cu atât este mai mic numărul pe care trebuie să îl introduceți în fiecare casetă de text.

Ce se întâmplă când o imagine este imprimată, cum sunt redate culorile? La urma urmei, hârtia nu emite, ci absoarbe sau reflectă unde de culoare! Când transferați o imagine color pe hârtie, se folosește un model de culoare complet diferit.

Model CMYK

La imprimare, cerneala este aplicată pe hârtie - un material care absoarbe și reflectă undele de culoare de diferite lungimi. Astfel, vopseaua acționează ca un filtru care permite trecerea anumitor raze ale culorii reflectate, scăzând pe toate celelalte.

Modelul de culoare CMYK este utilizat pentru amestecarea cernelurilor de către dispozitivele de imprimare - imprimante și prese de imprimare. Culorile acestui model sunt obtinute prin scaderea culorilor de baza ale modelului RGB din alb. Prin urmare, ele sunt numite subtractive.

Următoarele culori sunt de bază pentru CMYK:

• albastru (cyan) - alb minus roșu (roșu);
• magenta (Magenta) - alb minus verde (Verde);
• galben - alb minus albastru (albastru).

Pe lângă acestea, se mai folosește și negrul, care este cheia (Cheia) în procesul de imprimare color. Cert este că vopselele reale au impurități, deci culoarea lor nu corespunde exact cu cian, magenta și galben calculate teoretic. Amestecarea celor trei vopsele de bază, care ar trebui să fie negre, produce în schimb un vag maro noroi. Prin urmare, negrul este inclus în numărul de cerneluri de imprimare de bază.

În fig. 3 este o diagramă care arată ce culori sunt obținute prin amestecarea bazei în CMYK.

Trebuie remarcat faptul că culorile CMYK nu sunt la fel de pure ca culorile RGB. Aceasta explică ușoară discrepanță dintre culorile de bază. Conform diagramei prezentate în fig. 3, la luminozitate maximă, trebuie să se obțină următoarele combinații de culori:

• amestecarea magenta (M) și galben (Y) ar trebui să dea roșu (R) (255, 0, 0);
• amestecarea galben (Y) și albastru (C) ar trebui să dea verde (G) (0, 255, 0);
• amestecarea magenta (M) și cyan (C) ar trebui să producă albastru (B) (0, 0, 255).

În practică, se dovedește puțin diferit, lucru pe care îl vom verifica mai târziu. Deschideți caseta de dialog pentru selectarea culorilor în Photoshop. Introduceți 100% în casetele de text M și Y. În locul culorii roșii de bază (255, 0, 0), avem un amestec roșu-portocaliu (Fig. 4).

Acum introduceți 100% în casetele de text Y și C. În loc de verdele de bază (0, 255, 0), rezultatul este verde cu o ușoară nuanță de albastru. Când setăm luminozitatea la 100% în câmpurile M și C, în loc de albastru (0, 0, 255), avem o culoare albastră cu o tentă violet. Mai mult, nu toate culorile RGB pot fi reprezentate în CMYK. Gama de culori RGB este mai largă decât CMYK.

Culorile primare ale modelelor RGB și CMYK sunt în dependență de schema roții de culori (Fig. 5). Această schemă este utilizată pentru corectarea culorii imaginilor; exemple de utilizare a acestuia au fost luate în considerare în ComputerArt No. 12 „2011.

Modelele RGB și CMYK depind de hardware. Pentru RGB, valorile culorii de bază sunt determinate de calitatea fosforului de pe un CRT sau de caracteristicile filtrelor de culoare ale luminii de fundal și ale panoului de pe monitoarele LCD. Dacă ne întoarcem la modelul CMYK, atunci valorile culorilor de bază sunt determinate de cerneala reală de imprimare, de particularitățile procesului de imprimare și de mediu. Astfel, aceeași imagine poate arăta diferit pe echipamente diferite.

După cum s-a menționat mai devreme, RGB este cel mai popular și utilizat model pentru reprezentarea imaginilor color. În cele mai multe cazuri, imaginile sunt pregătite pentru afișare prin intermediul unui monitor sau proiector și pentru imprimare pe imprimante desktop color. În toate aceste cazuri, trebuie folosit modelul RGB.

cometariu

Deși imprimantele color folosesc cerneală CMYK, cel mai adesea imaginile care sunt pregătite pentru imprimare trebuie convertite în RGB. Cu toate acestea, imaginea imprimată va apărea puțin mai întunecată decât pe monitor, așa că trebuie să fie luminată înainte de imprimare. Cantitatea de luminozitate pentru fiecare imprimantă este determinată empiric.

Modelul CMYK trebuie utilizat într-un singur caz - dacă imaginea este pregătită pentru imprimare pe o presă de tipar. Mai mult, trebuie avut în vedere că modelul CMYK nu conține atât de multe culori ca modelul RGB, prin urmare, ca urmare a conversiei de la RGB la CMYK, imaginea poate pierde un număr de nuanțe care este puțin probabil să fie restaurate de către conversie inversă. Prin urmare, încercați să efectuați conversia imaginii în modelul CMYK la sfârșitul lucrului cu acesta.

Model HSB

Modelul HSB simplifică lucrul cu culorile, deoarece se bazează pe principiul percepției culorilor de către ochiul uman. Orice culoare este determinată de Nuanța sa - culoarea în sine, Saturație - procentul de adăugare de vopsea albă la culoare și Luminozitate - procentul de adăugare de vopsea neagră. În fig. 6 prezintă o reprezentare grafică a modelului HSB.

Culorile spectrale sau tonurile de culoare sunt situate la marginea roții de culoare și sunt caracterizate de o poziție pe aceasta, care este determinată de un unghi în intervalul de la 0 la 360 °. Aceste culori au maxim (100%) saturație (S) și luminozitate (B). Saturația se modifică de-a lungul razei cercului de la 0 (în centru) la 100% (la margini). La 0% saturație, orice culoare devine albă.

Luminozitatea este un parametru care determină luminozitatea sau întunericul. Toate culorile din roata de culori sunt la luminozitatea maximă (100%), indiferent de nuanță. Scăderea luminozității unei culori înseamnă întunecarea acesteia. Pentru a afișa acest proces, la model se adaugă o nouă coordonată îndreptată în jos, pe care sunt trasate valori de luminozitate de la 100 la 0%. Rezultă un cilindru format dintr-o serie de cercuri cu luminozitate descrescătoare, stratul inferior fiind negru.

Pentru a verifica această afirmație, deschideți caseta de dialog pentru selectarea culorilor din Photoshop. Introduceți o valoare maximă de 100% în câmpurile S și B și o valoare minimă de 0 ° în câmpul H. Ca rezultat, obținem culoarea roșie pură a spectrului solar. Aceeași culoare corespunde culorii roșii a modelului RGB, codul acestuia (255, 0, 0), care indică relația dintre aceste modele (Fig. 7).

În câmpul H, modificați valoarea unghiului în trepte de 20 °. Veți primi culorile în ordinea în care sunt situate în spectru: roșu se va schimba în portocaliu, portocaliu în galben, galben în verde etc. Unghiul de 60 ° dă galben (255, 255, 0), 120 ° - verde ( 0, 255, 0), 180 ° - albastru (255, 0, 255), 240 ° - albastru (0, 0, 255), etc.

Pentru a obține o culoare roz, în limba modelului HSB - un roșu decolorat, trebuie să introduceți o valoare de 0 ° în câmpul H și să reduceți saturația (S), de exemplu, la 50%, setând luminozitatea maximă valoarea (B).

Griul pentru modelul HSB este nuanța zero (H) și saturația (S) cu luminanță (B) mai mică de 100%. Iată exemple de gri deschis: H = 0, S = 0, B = 80% și gri închis: H = 0, S = 0, B = 40%.

Culoarea albă este setată după cum urmează: H = 0, S = 0, B = 100%, iar pentru a obține negru, este suficient să reduceți valoarea luminozității la zero la orice valoare de nuanță și saturație.

În modelul HSB, orice culoare se obține din culoarea spectrală prin adăugarea unui anumit procent de coloranți albi și negri. Prin urmare, HSB este un model foarte ușor de înțeles folosit de pictori și artiști profesioniști. De obicei, au mai multe culori de bază, iar toate celelalte sunt obținute prin adăugarea de alb sau negru la ele. Cu toate acestea, atunci când artiștii amestecă vopsele din vopselele de bază, culoarea depășește modelul HSB.

Model de laborator

Modelul Lab se bazează pe următorii trei parametri: L- luminozitate (luminozitate) și două componente cromatice - Ași b... Parametru A se schimbă de la verde închis la gri la magenta. Parametru b conține culori de la albastru la gri la galben (Fig. 8). Ambele componente se modifică de la -128 la 127, iar parametrul L- de la 0 la 100. Valoarea zero a componentelor de culoare la luminozitatea 50 corespunde culorii gri. O valoare de luminanță de 100 produce alb, iar 0 produce negru.

Conceptele de luminozitate din modelele Lab și HSB nu sunt aceleași. Ca și în RGB, amestecarea culorilor din scări Ași b produce culori mai luminoase. Puteți reduce luminozitatea culorii rezultate folosind parametrul L.

Deschideți selectorul de culori în Photoshop, în câmpul de luminozitate L introduceți valoarea 50, pentru parametru A introduceți cea mai mică valoare -128 și parametrul b resetat la zero. Ca rezultat, veți obține o culoare albastru-verde (Fig. 9). Acum încercați să creșteți valoarea parametrului A pe unitate. Vă rugăm să rețineți că valorile numerice nu s-au schimbat în niciun model. Încercați să creșteți valoarea acestui parametru pentru a obține modificări în alte modele. Cel mai probabil veți putea face acest lucru cu o valoare de 121 (componenta verde a RGB va scădea cu 1). Această împrejurare confirmă faptul că modelul Lab are b O Gamă de culori mai mare decât modelele RGB, HSB și CMYK.

În modelul Lab, luminozitatea este complet separată de imagine, așa că în unele cazuri este convenabil să folosiți acest model pentru a recolora fragmente și pentru a crește saturația imaginii, afectând doar componentele de culoare Ași b... De asemenea, este posibil să reglați contrastul, claritatea și alte caracteristici tonale ale imaginii prin modificarea parametrului de luminozitate L... Exemple de corectare a imaginii în modelul Lab au fost date în ComputerArt Nr. 3 „2012.

Modelul Lab are o gamă de culori mai largă decât RGB, astfel încât fiecare reconversie de la un model la altul este practic sigură. Mai mult, puteți pune imaginea în modul Lab, puteți efectua corecții în ea și apoi convertiți fără durere rezultatul înapoi în RGB.

Modelul Lab este independent de hardware, servește ca nucleu al sistemului de management al culorilor în editorul grafic Photoshop și este aplicat într-o formă ascunsă la fiecare transformare a modelelor de culoare ca una intermediară. Gama sa de culori acoperă atât gamele RGB cât și CMYK.

Culori indexate

Pentru a publica o imagine pe Internet, nu se folosește întreaga gamă de culori, constând din 16 milioane de culori, ca în modul RGB, ci doar 256 de culori. Acest mod se numește Culoare indexată. O serie de restricții sunt impuse lucrării cu astfel de imagini. Nu li se pot aplica filtre, unele comenzi pentru corectarea tonului și culorilor, toate operațiunile cu straturi nu sunt disponibile.

Cu o imagine descărcată de pe Internet (de obicei în format GIF), apare adesea următoarea situație. Puteți desena ceva în el doar cu o culoare diferită de cea selectată. Acest lucru se datorează faptului că culoarea selectată se află în afara gamei de culori a imaginii indexate, adică această culoare nu este în fișier. Ca rezultat, culoarea selectată în paletă este înlocuită cu cea mai apropiată culoare similară din tabelul de culori. Prin urmare, înainte de a edita o astfel de imagine, este necesar să o convertiți în RGB.

Articolul a fost pregătit pe baza cărții Sofya Skrylina „Photoshop CS6. Cele mai necesare ": http://www.bhv.ru/books/book.php?id=190413.

Percepem lumea din jurul nostru folosind diverși factori, dintre care unul este culoarea. O persoană deschide ochii și vede diferite culori, iar dacă trebuie să spuneți altei persoane despre aceste culori, puteți spune ceva de genul „pantalonii lui sunt ca o lămâie coaptă” sau „ochii ei sunt ca un cer senin” și persoana, în principiu, înțelege ce culoare au pantalonii și ochii, chiar dacă nu îi vede.

Adică, nu este dificil să transferi informații despre culoare de la persoană la persoană. Și dacă nu oamenii, dar unele dispozitive tehnice trebuie să funcționeze cu informații despre culoare, atunci opțiunea „ochii ca un cer senin” nu va funcționa. Aveți nevoie de o altă descriere a culorii care poate fi înțeleasă de aceste dispozitive (monitoare, imprimante, camere, etc.). Exact pentru asta sunt modelele de culoare.

Tipuri de modele de culoare

Există multe modele de culori, cele mai frecvent utilizate pot fi împărțite în trei grupuri:

• dependent de hardware- modelele de culoare din acest grup descriu culoarea în relație cu un dispozitiv specific, care reproduce culoarea (de exemplu, un monitor), - RGB, CMYK
• independent de hardware- acest grup de modele de culoare pentru a oferi informații clare despre culoare - XYZ, Laboratorul
• psihologic- aceste modele se bazează pe caracteristicile percepției umane - HSB, HSV, HSL

Să aruncăm o privire la unele dintre modelele de culoare utilizate în mod obișnuit separat.

Acest model de culoare descrie culoarea sursei de lumină (aceasta poate include, de exemplu, un monitor sau un ecran TV). Dintr-o mare varietate de culori, trei culori au fost evidențiate drept culori principale (primare): roșu ( B ed), verde ( G reen), albastru ( B lue). Primele litere ale numelor culorilor primare au format numele modelului de culoare RGB.

Când cele două culori primare sunt amestecate, culoarea rezultată este deschisă: roșu și verde fac galben, verde și albastru fac cyan, albastru și roșu fac magenta. Când toate cele trei culori primare sunt amestecate, se formează albul. Aceste culori se numesc culori aditive.

Acest model poate fi reprezentat ca un sistem de coordonate tridimensional, în care fiecare reflectă valoarea uneia dintre culorile primare în intervalul de la zero la maxim. Rezultatul este un cub, în ​​interiorul căruia se află toate culorile care alcătuiesc spațiul de culoare RGB.

Puncte și linii importante ale modelului RGB

• Originea coordonatelor: în acest punct, valorile tuturor culorilor primare sunt egale cu zero, nu există radiație, adică este un punct negru.
• În punctul cel mai apropiat de vizualizator, toate componentele au o valoare maximă, ceea ce înseamnă că strălucirea maximă este un punct alb.
• Pe linia care leagă aceste puncte (de-a lungul diagonalei cubului), sunt situate nuanțe de gri: de la negru la alb. Această gamă este numită și Scala de gri.
• Trei vârfuri ale cubului dau culori originale pure, celelalte trei reflectă amestecuri duble ale culorilor originale.

Avantajul acestui model este că descrie toate cele 16 milioane de culori, iar dezavantajul este că în timpul imprimării, unele (cele mai strălucitoare și mai saturate) dintre aceste culori se vor pierde.

Deoarece RGB este un model dependent de hardware, aceeași imagine pe diferite monitoare poate diferi ca culoare, de exemplu, deoarece ecranele acestor monitoare sunt realizate folosind tehnologii diferite sau monitoarele sunt configurate diferit.

Dacă modelul anterior descrie culori luminoase, atunci CMYK, dimpotrivă, pentru a descrie culorile reflectate. Ele se mai numesc străctive („străctive”), deoarece rămân după scăderea aditivului de bază. Deoarece avem trei culori pentru scădere, vor exista, de asemenea, trei culori principale de scădere: albastru ( C yan), magenta ( M agenta), galben ( Y ellow).

Cele trei culori primare ale modelului CMYK sunt numite triada poligrafică. La imprimarea cu aceste cerneluri are loc absorbția componentelor roșii, verzi și albastre. Într-o imagine CMYK, fiecare pixel are un procent de cerneală de proces.

Când amestecăm două vopsele subtractive, culoarea rezultată se întunecă, iar dacă amestecăm trei, ar trebui să se dovedească a fi neagră. Dacă toate culorile sunt zero, obținem alb. Și când valorile tuturor componentelor sunt egale, obținem o culoare gri.

De fapt, se dovedește că dacă amestecăm trei culori la valori maxime, în loc de o culoare neagră profundă, obținem un maro închis destul de murdar. Acest lucru se datorează faptului că cernelurile de imprimare nu sunt perfecte și nu pot reflecta întreaga gamă de culori.

Pentru a compensa această problemă, la această triadă a fost adăugată o a patra vopsea neagră, iar ea a adăugat ultima literă în numele modelului de culoare. CU - C yan (albastru), M - M agenta (violet), Y - Y ellow (galben), LA- negru K(Negru). Toate vopselele sunt de obicei indicate prin litera inițială a numelui, dar negrul a fost indicat prin ultima literă, De ce? ...

La fel ca RGB, CMYK este, de asemenea, un model dependent de dispozitiv. Rezultatul final depinde de cerneală, de tipul de hârtie, de mașina de imprimat, de caracteristicile tehnologiei de imprimare. Prin urmare, aceeași imagine în diferite tipografii poate fi imprimată în moduri diferite.

Model de culoare HSB

Dacă modelele de mai sus sunt combinate într-unul singur, rezultatul poate fi reprezentat ca o roată de culori, unde culorile primare ale modelelor RGB și CMY sunt situate în următoarea relație: fiecare culoare este opusă unei culori complementare care o completează și între culori. cu care se formează.

Pentru a îmbunătăți o culoare, trebuie să slăbiți culoarea opusă (complementară). De exemplu, pentru a îmbunătăți galbenul, trebuie să slăbiți albastrul.

Există trei parametri pentru a descrie culoarea în acest model. H ue (nuanță) - arată poziția culorii pe roata de culori și este indicată printr-o valoare a unghiului de la 0 la 360 de grade, S saturație - definește puritatea culorii (scăderea saturației este ca și cum adăugați alb la culoarea originală), B corectitudine - Indică luminozitatea sau umbrirea unei culori (scăderea luminozității este ca și cum adăugați vopsea neagră). Primele litere din numele acestor parametri au dat numele modelului de culoare.

Modelul HSB se potrivește bine cu percepția umană: nuanța este lungimea de undă a luminii, saturația este intensitatea undei, iar luminozitatea este cantitatea de lumină.

Dezavantajul modelului HSB este necesitatea de a-l converti RGB pentru a fi afișat pe ecranul monitorului sau în CMYK pentru imprimare.

Acest model a fost creat de Comisia Internațională de Iluminat pentru a scăpa de neajunsurile modelelor anterioare. A fost necesar să se creeze un model independent de dispozitiv pentru a determina culoarea independent de parametrii dispozitivului.

În modelul Lab, culoarea este reprezentată de trei parametri:

• L- lejeritate
• A- componenta cromatica variind de la verde la rosu
• b- componenta cromatica variind de la albastru la galben

Când transferați o culoare de la orice model în Lab, toate culorile sunt păstrate, deoarece spațiul Lab este cel mai mare. Prin urmare, acest spațiu este folosit ca intermediar în conversia culorii de la un model la altul.

Model de culoare în tonuri de gri

Cel mai simplu și mai ușor de înțeles spațiul este folosit pentru a afișa o imagine alb-negru. Culoarea din acest model este descrisă doar de un singur parametru. Valoarea parametrului poate fi în gradații (de la 0 la 256) sau în procente (de la 0% la 100%). Valoarea minimă este albă, iar valoarea maximă este neagră.

Culorile de index

Este puțin probabil ca o pre-imprimantă să fie nevoită să funcționeze cu culori index, dar nu strica să știi care sunt acestea.

Așadar, cândva, în zorii tehnologiei informatice, computerele puteau afișa pe ecran nu mai mult de 256 de culori odată, iar înainte de aceasta 64 și 16 culori. Pe baza acestor condiții, a fost inventată o metodă de codificare a culorilor index. Fiecare culoare conținută în imagine a primit un număr secvenţial, cu ajutorul acestui număr a fost descrisă culoarea tuturor pixelilor cu culoarea corespunzătoare. Însă imagini diferite au seturi diferite de culori și, prin urmare, a trebuit să stochez propriul set de culori în fiecare imagine (setul de culori se numea tabel de culori).

Calculatoarele moderne (chiar și cele mai simple) sunt capabile să afișeze 16,8 milioane de culori pe ecran, așa că nu este nevoie în mod special de culori index. Dar odată cu dezvoltarea internetului, acest model este folosit din nou. Acest lucru se datorează faptului că un astfel de fișier poate fi mult mai mic.