| Планирование уроков на учебный год (по учебнику Н.Д. Угриновича) | Палитры цветов в системах цветопередачи RGB, CMYK и HSB

Урок 12
Палитры цветов в системах цветопередачи RGB, CMYK и HSB

§ 2.2.3. Палитры цветов в системах цветопередачи RGB, CMYK и HSB

2.2.3. Палитры цветов в системах цветопередачи RGB, CMYK и HSB

Белый свет может быть разложен с помощью оптических приборов, например призмы, или капель воды в атмосфере (радуга) на различные цвета спектра: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый (рис. 2.4).

Рис. 2.4. Разложение белого света в спектр

Хорошо известна фраза, которая помогает легко запомнить последовательность цветов в спектре видимого света: « Каждый охотник желает знать , где сидит фазан ».

Человек воспринимает свет с помощью цветовых рецепторов, так называемых колбочек, находящихся на сетчатке глаза. Наибольшая чувствительность колбочек приходится на красный, зеленый и синий цвета, которые являются базовыми для человеческого восприятия. Сумма красного, зеленого и синего цветов воспринимается человеком как белый цвет, их отсутствие - как черный, а различные их сочетания - как многочисленные оттенки цветов.

Палитра цветов в системе цветопередачи RGB . С экрана монитора человек воспринимает цвет как сумму излучения трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Такая система цветопередачи называется RGB, по первым буквам английских названий цветов (Red, - красный , Green - зеленый , Blue - синий ).

Цвета в палитре RGB формируются путем сложения базовых цветов, каждый из которых может иметь различную интенсивность.

Цвет палитры Color можно определить с помощью формулы (2.1).

При минимальных интенсивностях всех базовых цветов получается черный цвет, при максимальных интенсивностях - белый цвет. При максимальной интенсивности одного цвета и минимальной двух других - красный, зеленый и синий цвета. Наложение зеленого и синего цветов образует голубой цвет (Cyan), наложение красного и зеленого цветов - желтый цвет (Yellow), наложение красного и синего цветов - пурпурный цвет (Magenta) (табл. 2.4).

Таблица 2.4. Формирование цветов в системе цветопередачи RGB

В системе цветопередачи RGB палитра цветов формируется путем сложения красного, зеленого и синего цветов.

При глубине цвета в 24 бита на кодирование каждого из базовых цветов выделяется по 8 битов. В этом случае для каждого из цветов возможны N = 2 8 = 256 уровней интенсивности. Уровни интенсивности задаются десятичными (от минимального - 0 до максимального - 255) или двоичными (от 00000000 до 11111111) кодами (табл. 2.5).

Палитра цветов в системе цветопередачи CMYK. При печати изображений на принтерах используется палитра цветов в системе CMY . Основными красками в ней являются Cyan - голубая , Magenta - пурпурная и Yellow - желтая .

Цвета в палитре CMY формируются путем наложения красок базовых цветов . Цвет палитры Color можно определить с помощью формулы (2.2), в которой интенсивность каждой краски задается в процентах:

Напечатанное на бумаге изображение человек воспринимает в отраженном свете. Если на бумагу краски не нанесены, то падающий белый свет полностью отражается и мы видим белый лист бумаги. Если краски нанесены, то они поглощают определенные цвета спектра. Цвета в палитре CMY формируются путем вычитания из белого света определенных цветов.

Нанесенная на бумагу голубая краска поглощает красный свет и отражает зеленый и синий свет, и мы видим голубой цвет. Нанесенная на бумагу пурпурная краска поглощает зеленый свет и отражает красный и синий свет, и мы видим пурпурный цвет. Нанесенная на бумагу желтая краска поглощает синий свет и отражает красный и зеленый свет, и мы видим желтый цвет.

Смешав две краски системы CMY, мы получим базовый цвет в системе цветопередачи RGB. Если нанести на бумагу пурпурную и желтую краски, то будет поглощаться зеленый и синий свет, и мы увидим красный цвет. Если нанести на бумагу голубую и желтую краски, то будет поглощаться красный и синий свет, и мы увидим зеленый цвет. Если нанести на бумагу пурпурную и голубую краски, то будет поглощаться зеленый и красный свет, и мы увидим синий цвет (табл. 2.6).

Смешение трех красок - голубой, желтой и пурпурной - должно приводить к полному поглощению света, и мы должны увидеть черный цвет. Однако на практике вместо черного цвета получается грязно-бурый цвет. Поэтому в цветовую модель добавляют еще один, истинно черный цвет. Так как буква «В» уже используется для обозначения синего цвета, для обозначения черного цвета принята последняя буква в английском названии черного цвета Black, т. е. «К». Расширенная палитра получила название CMYK (см. табл. 2.6).

В системе цветопередачи CMYK палитра цветов формируется путем наложения голубой, пурпурной, желтой и черной красок.

Система цветопередачи RGB применяется в мониторах компьютеров, в телевизорах и других излучающих свет технических устройствах. Система цветопередачи CMYK применяется в полиграфии, так как напечатанные документы воспринимаются человеком в отраженном свете. В струйных принтерах для получения изображений высокого качества используются четыре картриджа, содержащие базовые краски системы цветопередачи CMYK (рис. 2.5).

Рис. 2.5. Использование систем цветопередачи RGB и CMYK в технике

Палитра цветов в системе цветопередачи HSB. Система цветопередачи HSB использует в качестве базовых параметров Hue (оттенок цвета), Saturation (насыщенность) и Brightness (яркость).

Параметр Hue позволяет выбрать оттенок цвета из всех цветов оптического спектра: от красного до фиолетового цвета (Н = 0 - красный цвет, Н = 120 - зеленый цвет, Н = 240 - синий цвет, Н = 360 - фиолетовый цвет).

Параметр Saturation определяет процент «чистого» оттенка и белого цвета (S = 0% - белый цвет, S = 100% - «чистый» оттенок).

Параметр Brightness определяет интенсивность цвета (минимальное значение В = 0 соответствует черному цвету, максимальное значение В = 100 соответствует максимальной яркости выбранного оттенка цвета).

В системе цветопередачи HSB палитра цветов формируется путем установки значений оттенка цвета, насыщенности и яркости.

В графических редакторах обычно имеется возможность перехода от одной модели цветопередачи к другой. Это можно сделать как с помощью мыши, перемещая указатель по цветовому полю, так и вводя параметры цветовых моделей с клавиатуры в соответствующие текстовые поля.

Контрольные вопросы

1. В каких природных явлениях и физических экспериментах можно наблюдать разложение белого света в спектр? Подготовьте доклад.

2. Как формируется палитра цветов в системе цветопередачи RGB ? В системе цветопередачи CMYK ? В системе цветопередачи HSB?

Задания для самостоятельного выполнения

2.8. Задание с кратким ответом. Определите цвета, если заданы интенсивности базовых цветов в системе цветопередачи RGB . Заполните таблицу.

2.9. Задание с кратким ответом. Определите цвета, если на бумагу нанесены краски в системе цветопередачи CMYK . Заполните таблицу.

В российской традиции иногда обозначается как КЗС .

Выбор основных цветов обусловлен особенностями физиологии восприятия цвета сетчаткой человеческого глаза. Цветовая модель RGB нашла широкое применение в технике.

Аддитивной она называется потому, что цвета получаются путём добавления (англ. addition ) к черному. Иначе говоря, если цвет экрана, освещённого цветным прожектором, обозначается в RGB как (r 1 , g 1 , b 1), а цвет того же экрана, освещенного другим прожектором, - (r 2 , g 2 , b 2), то при освещении двумя прожекторами цвет экрана будет обозначаться как (r 1 +r 2 , g 1 +g 2 , b 1 +b 2).

Изображение в данной цветовой модели состоит из трёх каналов. При смешении основных цветов (основными цветами считаются красный, зелёный и синий) - например, синего (B) и красного (R), мы получаем пурпурный (M magenta), при смешении зеленого (G) и красного (R) - жёлтый (Y yellow), при смешении зеленого (G) и синего (B) - циановый (С cyan). При смешении всех трёх цветовых компонентов мы получаем белый цвет (W).

Определение

Цветовая модель RGB была изначально разработана для описания цвета на цветном мониторе, но, поскольку, мониторы разных моделей и производителей различаются, были предложены несколько альтернативных цветовых пространств, соответствующих «усредненному» монитору. К таким относятся, например, sRGB и Adobe RGB.

Варианты этого цветового пространства отличаются разными оттенками основных цветов, разной цветовой температурой , разным показателем гамма-коррекции .

Представление базисных цветов RGB согласно рекомендациям ITU , в пространстве кельвинов (дневной свет)

Красный: x=0.64 y=0.33 Зелёный: x=0.29 y=0.60 Синий: x=0.15 y=0.06

Матрицы для перевода цветов между системами RGB и яркости при преобразовании изображения в чёрно-белое):

X = 0.431*R+0.342*G+0.178*B Y = 0.222*R+0.707*G+0.071*B Z = 0.020*R+0.130*G+0.939*B R = 3.063*X-1.393*Y-0.476*Z G = -0.969*X+1.876*Y+0.042*Z B = 0.068*X-0.229*Y+1.069*Z

Числовое представление

RGB-цветовая модель представленная в виде куба

Для большинства приложений значения координат r, g и b можно считать принадлежащими отрезку , что представляет пространство RGB в виде куба 1×1×1.

COLORREF

COLORREF - стандартный тип для представления цветов в Win32 . Использует для определения цвета в RGB виде. Размер - 4 байта. При определении какого-либо RGB цвета, значение переменной типа COLORREF можно представить в шестнадцатиричном виде так:

0x00bbggrr

rr, gg, bb - значение интенсивности соответственно красной, зеленой и синей составлющих цвета. Максимальное их значение - 0xFF.

Определить переменную типа COLORREF можно следующим образом:

COLORREF C = (b,g,r);

b, g и r - интенсивность (в диапазоне от 0 до 255) соответственно синей, зеленой и красной составляющих определяемого цвета C. То есть ярко-красный цвет может быть определён как (255,0,0), ярко-фиолетовый - (255,0,255), чёрный - (0,0,0), а белый - (255,255,255)

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Белый свет имеет сложную структуру.

В 1666 г. Исаак Ньютон с помощью стеклянной призмы впервые исследовал белый свет и установил его сложный состав. Видео Исаак Ньютон

Белый свет имеет сложную структуру!

Состав белого света: Фиолетовый Синий Голубой Зеленый Желтый Оранжевый Красный Для запоминания цветов в спектре пользуются условной фразой: « К аждый О хотник Ж елает З нать, где С идит Ф азан».

Глаз человека Человек воспринимает свет с помощью цветовых рецепторов (так называемых колбочек), находящихся на сетчатке глаза.

Базовые цвета Наибольшая чувствительность колбочек приходится на красный, зеленый и синий цвета, которые являются базовыми для человеческого восприятия.

Тема урока: Палитры цветов в системах цветопередачи RGB, CMYK и HSB.

Системы цветопередачи: RGB (R ed, G reen, B lue) CMYK (C yan, M agenta, Y ellow, blac K) HSB (H ue, S aturation, B rightness) красный зеленый синий черный жёлтый пурпурный голубой оттенок насыщенность яркость

RGB Основными цветами являются красный, зеленый, синий. Палитра цветов формируется путем сложения красного, зеленого и синего цветов. Цвет палитры можно определить с помощью формулы:

Цвет Коды интенсивности базовых цветов Красный Зеленый Синий Черный 00000000 0 00000000 0 00000000 0 Красный 11111111 255 00000000 0 00000000 0 Зеленый 00000000 0 11111111 255 00000000 0 Синий 00000000 0 00000000 0 11111111 255 00000000 0 11111111 255 11111111 255 Пурпурный 11111111 255 00000000 0 11111111 255 Желтый 11111111 255 11111111 255 00000000 0 11111111 255 11111111 255 11111111 255 Кодировка цветов при глубине цвета 24 бита

RGB Применяется в мониторах компьютеров, в телевизорах и других излучающих технических устройствах.

CMYK Основными цветами являются голубой, пурпурный и желтый. Палитра цветов формируется: путем вычитания из белого цвета определенных цветов путем наложения голубого, пурпурного, желтого цвета Цвет палитры можно определить с помощью формулы

Цвет Формирование цвета Black = С + М + Y = W – G – B – R White = (C = 0, M = 0, Y =0) Red = Y + M = W – G – B Green = Y + C = W – R – B Blue = M + C = W – R – G Cyan = W – R = G + B Magenta = W – G = R + B Yellow = W – B = R +G Формирование цветов в системе цветопередачи CMYK

CMYK Основана на восприятии не излучаемого, а отражаемого света. Применяется в полиграфии, при печати изображений на принтерах (т.к. напечатанные документы воспринимаются человеком в отраженном свете).

Самое главное: Существуют следующие системы цветопередачи: RGB (R ed, G reen, B lue) CMYK (C yan, M agenta, Y ellow, blac K) HSB (H ue, S aturation, B rightness) Палитра цветов в системе цветопередачи RGB формируется путем сложения красного, зеленого и синего цветов. Цвет палитры можно определить с помощью формулы:

Самое главное: Основными цветами в системе цветопередачи CMYK являются голубой, пурпурный, желтый. Палитра цветов формируется: путем вычитания из белого цвета определенных цветов путем наложения голубого, пурпурного, желтого цвета. Цвет палитры можно определить с помощью формулы

Самое главное: Система цветопередачи HSB использует в качестве базовых параметров Hue (оттенок цвета), Saturation (насыщенность), Brightness (яркость). Параметр Hue позволяет выбрать оттенок цвета из всех цветов оптического спектра, начиная с красного цвета и заканчивая фиолетовым Параметр Saturation определяет процент «чистого» оттенка и белого цвета. Параметр Brightness определяет интенсивность цвета

Выполнить задания: Задание 1.7 (стр.21) Определить цвета, если заданы интенсивности базовых цветов в системе цветопередачи RGB Задание 1.8 (стр.21) Определить цвета, если на бумагу нанесены краски в системе цветопередачи CMYK .

Задание 1.7 Цвет Интенсивность базовых цветов Красный Зеленый Синий 00000000 00000000 00000000 11111111 00000000 00000000 00000000 11111111 00000000 00000000 00000000 11111111 00000000 11111111 11111111 11111111 00000000 11111111 11111111 11111111 00000000 11111111 11111111 11111111

Задание 1.8 (стр.21) Цвет Формирование цвета (C = 0, M = 0, Y =0) Y + M = W – G – B Y + C = W – R – B M + C = W – R – G W – R = G + B W – G = R + B W – B = R +G