Палитры цветов в системах цветопередачи RGB,CMYK,HSB. "Палитры цветов в системах цветопередачи RGB, CMYK и HSB" презентация к уроку по информатике и икт (9 класс) на тему Системе rgb палитра цветов формируется сложением

Тема урока «Палитры цветов в системах цветопередачи RGB, SMYK, HSB»

9 класс

1 час учебного времени

Тип урока: ознакомление с новым материалом

Вид урока: смешанный

Технология: личностно-ориентированная, развивающая

На момент проведения урока учащиеся должны

знать:

единицы измерения информации

понятие пространственной дискретизации

формулу связи количества цветов в палитре и количества информации

графические режимы экрана монитора

уметь :

осуществлять перевод единиц информации

определять количество графической информации

кратко конспектировать основные моменты лекции

Цели урока:

проверить уровень освоения материала прошлого урока

сформировать представление о восприятии цвета человеком

познакомится с процессом разложения цветов на составляющие .

рассмотреть особенности цветопередачи экранами мониторов

рассмотреть отличия в палитрах цветов в разных системах цветопередач

закрепить умения по нахождению глубины цвета и объема изображения.

Задачи урока:

Образовательная: закрепить знания на определение глубины цвета, количества цветов,научить определять цвета по заданной интенсивности базовых цветов, научить определять цвета, если имеются краски в системе цветопередачи RGB , CMYK.

воспитательная : формирование общекультурных навыков работы с графической информацией, формирование информационной культуры, воспитывать внимательность, аккуратность, самостоятельность;

развивающая : развивать алгоритмическое мышление; навыки использования прикладного программного обеспечения; умение решать информационные задачи .

В результате изучения данной темы учащиеся должны

знать:

палитры цветов в различных системах цветопередачи

уметь:

определять цвета, если имеются краски в системе цветопередачи RGB ,CMYK.

Комплексно-методическое обеспечение:

интерактивная доска;

материалы для проверки домашнего задания (информационный диктант)

презентация “Палитры цветов в системах цветопередачи RGB , SMYK , HSB ” учебник Н.Д. Угриновича для 9 класса § 1.5

План урока:

Организационный момент (2 мин).

Проверка домашнего задания (20 мин). Д иктант «Основные понятия компьютерной графики» и решение задач у доски

Новый материал (15 мин).

Закрепление изученного материала: ответы на вопросы (5 мин)

Подведение итогов (2 мин)

Домашнее задание (1 мин).

Ход урока

1. Организационный момент

Приветствие, кто отсутствует

2. Проверка домашнего задания

Д иктант «Основные понятия компьютерной графики» (учащиеся записывают понятие)

1. Минимальный участок изображения, для которого независимо можно задать цвет, называется ПИКСЕЛЬ

2. Чем разрешающая способность ниже, тем размер пикселя БОЛЬШЕ

3. Чем ниже разрешающая способность, тем качество изображения НИЖЕ
4. Завершите фразу: Сканер имеет аппаратное и оптическое .. РАЗРЕШЕНИЕ

5. Количество информации, которое используется для кодирования цвета точки, называется ГЛУБИНА

6. При помощи этого устройства можно осуществлять процесс пространственной дискретизации. СКАНЕР

7 . Этот вид информации может быть представлен в двух формах: аналоговой и дискретной. ГРАФИЧЕСКАЯ

Решение задачи у доски (2 учащихся). Задачи отображены на интерактивной доске:

1. Определите количество цветов в палитре при глубине цвета 4, 8, 16, 24, 32 бита. Разрешается пользоваться компьютерным калькулятором.

2. Цветное растровое изображение с палитрой 65536 цветов имеет размер 100х100 точек. Какой информационный объём имеет это изображение?

3. Для хранения изображения размером 64х32 точек выделено 64 кбайт памяти. Каково максимально возможное число цветов в палитре изображения?

4. 256- цветный рисунок содержит 10 байт информации. Из скольких точек он состоит?

Актуализация знаний (фронтальный опрос):

- Вспоминая ранее изученную тему «Кодирование графической информации», ответьте, пожалуйста, на вопрос: Каким образом графическая информация представляется в компьютере?

С помощью какой формулы мы можем вычислить информационный объём графического изображения?

- Назовите две основные формы представления графической информации.

3. Мотивация

Вспомним курс физики. На какие цвета спектра может быть разложен белый цвет?

Учащиеся вспоминают оптические приборы и цвета радуги.

Тема нашего урока " Палитры цветов в системах цветопередачи RGB , CMYK , HSB ”

( Презентация 1 слайд 1 ).

4. Изучение нового материала

Как устроено световосприятие для человека?

( Человек воспринимает цвет с помощью рецепторов – колбочек. Наибольшая чувствительность приходится на красный, зеленый и синий цвета, сумма которых в разных сочетаниях дает оттенки ) . ( слайд 2-3 ).

Сегодня мы узнаем, как осуществляется цветопередача при помощи компьютеров.

Нам известны следующие системы цветопередачи: (слайд 4 ).

С экрана компьютера мы так же воспринимаем цвета как сочетания базовых цветов – красный, синий и зеленый. Такая система называется по первым буквам базовых цветов на английском языке – red R , green G , blue B – RGB . (слайд 5-6)

Наложение цветов друг на друга дает нам другие оттенки.

Учащиеся работают со сладом по формированию оттенков из базовых цветов . (слайд 7-8)

Где применяется система RGB (слайд 9)

Рассматривается палитра SMYK (слайд 10-13)

Где применяется система SMYK (слайд 14)

Рассматривается палитра HSB и формирование цветов в этой палитре (слайд 16-17)

5. Закрепление изученного материала

Учащимся предлагается ответить на вопросы по пройденному материалу (слайд 18)

6. Подведение итогов урока

Выставление оценок, запись домашнего задания (слайд 16 )

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

Белый свет может быть разложен с помощью оптических приборов (например, призмы) или природных явлений (радуга) на различные цвета спектра: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.

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

Рис. 3.7.

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 цвета 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 (3.3):

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 образует голубой цвет (Cyan), наложение красного и зеленого цвета - желтый цвет (Yellow), наложение красного и синего цвета - пурпурный цвет (Magenta).

Таблица 3.4

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 бит. В этом случае для каждого из цветов возможны N = 2 8 = 256 уровней интенсивности. Уровни интенсивности задаются десятичными (от минимальной - 0 до максимальной - 255) или двоичными (от 00000000 до 11111111) кодами (табл. 3.5).

Таблица 3.5

Кодировка цветов при глубине цвета 24 бита

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 (3.4), в которой интенсивность каждой краски задается в процентах:

Напечатанное на бумаге изображение человек воспринимает в отраженном цвете. 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. Цвета в палитре CMYK формируются путем вычитания из белого цвета определенных цветов.

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

Смешав две краски, мы получим базовые цвета 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.

Рис. 3.8.

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 название черного цвета Black, т.е. К. Расширенная палитра получила название CMYK.

Таблица 3.6

Формирование цветов в системе цветопередачи CMYK

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. 3.9.

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, начиная от красного цвета и кончая фиолетовым (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 цветов (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.

Цветовые справочники PANTONE®. Отображение цвета зависит от многих факторов. Способы передачи цвета на мониторе (система цветопередачи RGB) и бумаге (система цветопередачи CMYK) не могут однозначно соответствовать. В свою очередь цветопередача разных мониторов может значительно отличаться друг от друга, также различается цветопередача при печати на различных типах бумаги.

Фактическим стандартом в области идентификации цветов являются цветовые справочники фирмы Pantone. Pantone является разработчиком и производителем технологических решений в области выбора цвета и точной цветовой коммуникации. Уже более 40 лет имя Pantone известно во всем мире как универсальный цветовой язык для общения заказчиков, дизайнеров и производителей полиграфической, текстильной и прочей продукции. Идентификация цветов распространяется не только на изображения, выведенные на бумагу, но и на экран. Пантонные справочники - это набор листов с тестовой печатью с указанием числовых значений цвета в системе RGB или CMYK.

Существуют различные варианты справочников с образцами печати на обычной, мелованной, глянцевой или матовой бумаге.

При подготовке изображения для печати на недорогих массовых мониторах цвета будут искажены. Воспользовавшись справочником, надо указать нужные значения цвета. Цвета, полученные в результате печати, должны соответствовать цветам в справочнике.

Рис. 3.10.

Имея цветовые справочники, можно откалибровать монитор. Надо нарисовать в программе верстки прямоугольники, закрасив их цветами согласно цветовому справочнику, а затем, используя регулировки монитора или выбирая различные профили в программах верстки, попытаться привести в соответствие цвета на экране к цвету справочника. Практически все современные видеокарты поставляются с драйверами, позволяющими производить настройку цветопередачи.

Естественно, что такая калибровка будет достаточно приблизительной. Для правильной калибровки монитора, сканера и принтера используются специальные устройства - калибраторы. Калибраторы устанавливаются перед экраном монитора и подключаются к компьютеру с помощью USB-порта.

Контрольные вопросы

• 1. В каких природных явлениях и физических экспериментах можно наблюдать разложение белого света в спектр?
• 2. Как формируется палитра цветов в системе цветопередачи RGB? В системе цветопередачи CMYK? В системе цветопередачи HSB?
• 3. Для чего необходимы цветовые справочники PANTONE?
• 4. Для чего необходимы калибраторы?

Задания для самостоятельного выполнения

3.8. Задание с кратким ответом. Определить цвета, если заданы интенсивности базовых цветов в системе цветопередачи RGB. Заполнить таблицу.

3.9. Задание с кратким ответом. Определить цвета, если на бумагу нанесены краски в системе цветопередачи CMYK. Заполнить таблицу.

	Формирование цвета
	С = 0, М = 0, Y = 0

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 воспринимаются человеком как белый цвет, их отсутствие – как черный, а различные их сочетания – как многочисленные оттенки цветов.

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 Color палитры можно определить с помощью формулы.

Color = R + G + В, где 0

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 кодами: –десятичными (от минимальной – 0 до максимальной – 255); –Двоичными (от до)

Кодировка цветов при глубине цвета 24 бита Цвет Двоичный и десятичный коды интенсивности базовых цветов Красный ЗеленыйСиний Черный Красный Зеленый Синий Голубой Пурпурный Желтый Белый

При печати изображений на принтерах используется палитра цветов в системе CMYK. Основными красками в ней являются Cyan – голубая, Magenta – пурпурная и Yellow – желтая. Система CMYK, в отличие от RGB, основана на восприятии не излучаемого цвета, а отражаемого света. Напечатанное на бумаге изображение человек воспринимает в отраженном свете. Если на бумагу краски не нанесены, то падающий свет полностью отражается, и мы видим белый лист бумаги Если краски нанесены, то они поглощают определенные цвета. Цвета в палитре CMYK формируются путем вычитания из белого цвета определенных цветов.

Cyan = W – R = G + В Нанесенная на бумагу голубая краска поглощает красный свет и отражает зелёный и синий свет, и мы видим голубой цвет. Cyan = W – R = G + В Magenta = W – G = R + В Нанесенная на бумагу пурпурная краска поглощает зелёный свет и отражает красный и синий свет и мы видим пурпурный цвет. Magenta = W – G = R + В Yellow = W – В = R + G Нанесенная на бумагу желтая краска поглощает синий свет и отражает красный и зеленый свет, и мы видим желтый цвет. Yellow = W – В = R + G Red = У + М = W – R - В Если нанести на бумагу пурпурную и желтую краски, то будет поглощаться зеленый и синий цвет, и мы увидим красный цвет. Red = У + М = W – R - В Green = У + С = W – R - В Если нанести на бумагу голубую и желтую краски, то будет поглощаться красный и синий цвет, и мы увидим зеленый цвет. Green = У + С = W – R - В Если нанести на бумагу пурпурную и голубую краски, то будет поглощаться зеленый и красный цвет, и мы увидим синий цвет. Blue = М + С= W – R - G

Формирование цветов в системе цветопередачи СМУК Цвет Формирование цвета Черный Black = С + М + У = W – G – В - R Белый White = (С=0, М=0, У=0) Красный Red = У + М = W – R - В Зеленый Green = У + С = W – R - В Синий Blue = М + С= W – R - G Голубой Cyan = W – R = G + В Пурпурный Magenta = W – G = R + В Желтый Yellow = W – В = R + G

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 цветовой модели присутствует т 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» В системе цветопередачи CMYK палитра цветов формируется путем наложения голубой, пурпурной, желтой и черной красок.

Модель CMYK Модель CMYK является субтрактивной, т.е. для получения нового оттенка нужно убрать основные цвета в определенных пропорциях. Голубой = белый – красный = зелёный + синий Пурпурный = белый – зелёный = красный + синий Жёлтый = белый – синий = красный + зелёный Чёрный белый + красный + зелёный + синий

Система цветопередачи RGB применяется в мониторах компьютеров, в телевизорах и других, излучающих свет технических устройствах. Система цветопередачи CMYK применяется в полиграфии, т.к. напечатанные документы воспринимаются человеком в отраженном свете. В струйных принтерах для получения изображения высокого качества используются четыре картриджа, содержащие базовые цвета.

Система цветопередачи HSB использует в качестве базовых параметров Оттенок цвета (Hue), Насыщенность (Saturation) и Яркость (Brightness). Параметр Hue позволяет выбрать оттенок цвета из всех цветов оптического спектра, начиная с красного и заканчивая фиолетовым (H = 0 – красный, H = зеленый, H = 240 – синий, H = 360 – фиолетовый). Параметр Saturation определяет процент «чистого» оттенка и белого цвета (S = 0% - белый цвет, S = 100% - «чистый оттенок»). Параметр Brightness определяет интенсивность цвета (минимальное значение B = 0 соответствует черному цвету, максимальное значение B = 100 соответствует максимальной яркости выбранного цвета).

Модель HSB Модель HSB настроена под восприятие цвета человеком. В ней сверху располагаются все основные цвета убывая по яркости вниз. Для более точного определения желаемого оттенка используется полоса градации справа позволяющая сделать выбранный цвет более ярким или темным. Так же есть выбор цвета по названию и его координаты в переводе в модель RGB или CMYK.

Глава Учебник: Угринович Н.Д. Информатика и ИКТ. Базовый курс: Учебник для 9 класса. – 4-е изд. –М.: БИНОМ. Лаборатория знаний

Посмотрите вокруг, что вы видите? Вы видите предметы, стол, стул, солнце или море. Задумывались ли вы, каким образом все это многообразие воспринимается? Свет – это электромагнитное излучение, это волна, которая распространяется в пространстве, так же как и звук и другие волны, которые мы не ощущаем.

В процессе восприятия и обработки участвуют две стороны, предмет, на который мы смотрим и собственно человеческий глаз, а также мозг, обрабатывающий информацию, полученную через глаза.

Давайте разберем, как же мы видим цвет. В сетчатке человеческого глаза находятся рецепторы колбочки и палочки. Всего в глазу располагается около 130 миллионов палочек и 7 миллионов колбочек. Распределение рецепторов на сетчатке неравномерно: в области желтого пятна преобладают колбочки, а палочек очень мало; к периферии сетчатки, наоборот, число колбочек быстро уменьшается и остаются одни только палочки. Колбочки, отвечают за восприятие цвета, палочки в свою очередь за сумеречное зрение. Например, ночью вы не видите цвета, вы видите все серым, потому что работают палочки, а днем работают и колбочки и палочки.

За счет чего работают зрительные рецепторы? Пигмент Родопсин разлагается под действием света в палочках, в колбочках эту роль выполняет пигмент Йодопсин.

Цветовые модели

Цветовая модель - это система представления широкого диапазона цветов и основе ограниченного числа доступных красок в полиграфии или цветовых каналов в мониторах).

По принципу действия все цветовые модели разделяются на четыре класса: аддитивные, субтрактивные, перцепционные и колориметрические, хотя последние часто относят к перцепционным моделям. Рассмотрим их подробнее.

Аддитивная цветовая модель (RGB)

Давайте разберем природу цвета, отталкиваясь от физиологии зрения. Различают три типа «колбочек», проявляющих наибольшую чувствительность к трем основным цветам видимого спектра:

· красно-оранжевому (600 – 700 нм);

· зеленому (500 – 600 нм);

· синему (400 – 500 нм).

Таким образом, для восприятия любого цвета, наш мозг смешивает эти три цвета, учитывая еще один параметр - интенсивность

Рассматриваемый класс цветовых моделей представлен единственной моделью, получившей распространение на практике. В основе этой модели лежит тот факт, что большинство цветов видимого спектра можно получить путем смешения трех цветов, называемых первичными. Этими цветами являются красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) , a модель, соответственно, получила название RGB. Когда все три компоненты принимают максимальное значение, получается яркий белый цвет. Одинаковые нулевые значения образуют абсолютно черный цвет (точнее, отсутствие света), а одинаковые ненулевые значения соответствуют шкале серого цвета. Сочетания компонент, где их значения не равны, образуют соответствующий цветовой тон. При этом попарное смешение первичных цветов образует вторичные цвета: голубой (Cyan), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow). Первичные и вторичные цвета относятся к базовым цветам.

Математически цветовую модель RGB удобнее всего представлять в виде куба. В этом случае каждому цвету однозначно можно сопоставить точку внутри куба, соответствующую значениям координат X (Red), Y (Green) и Z (Blue). Тогда направление вектора, исходящего из начала координат, однозначно определяет цветность, а его модуль выражает яркость. Несмотря на простоту и наглядность цветовой модели RGB, она имеет два существенных недостатка: аппаратная зависимость (например, использование различных люминофоров и его элементарное старение в мониторах) и ограниченный цветовой охват (невозможность получения всех цветов видимого спектра).

Субтрактивные цветовые модели (CMY и CMYK)

Как формируется цвет предмета? Ответ прост, дневной свет, попадая на предмет частично поглощается, а частично отражается, вот этот отраженный спектр и видит наш глаз. Видимыми являются волны, лежащие в диапазоне от 760 до 380 миллимикрон. Ниже на рисунке представлено соответствие цвета и его длины волны.

С этой точки зрения, белым является такой цвет, который отражает полностью падающий на него свет, а черным – который поглощает весь свет.

Для описания отраженного от объекта цвета используется субтрактивная цветовая модель. Субтрактивные цвета, в отличие от аддитивных, получаются путем поглощения (вычитания - subtract) одного из первичных цветов из белого цвета, что соответствует физике процессов поглощения и отражения света от поверхности объекта:

Белый - красный = голубой;

Белый - зеленый = пурпурный;

Белый - синий = желтый.

Таким образом, для описания этих процессов используется модель CMY, в которой используется три основных субтрактивных цвета, а именно голубой (Cyan), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow).

В результате при смешении двух субтрактивных красок результирующий цвет затемняется (положено больше краски - поглощено больше света). Смешивание равных значений трех компонент дает оттенки серого цвета. Белый цвет получается при отсутствии всех цветов (отсутствии краски), тогда как их присутствие в полном объеме теоретически дает черный цвет. Однако в реальном технологическом процессе получение черного цвета путем смешения трех основных (вторичных) цветов на бумаге не эффективно. И на это имеется две причины. Во-первых, практически невозможно создать идеально чистые пурпурные, голубые и желтые краски. В результате при смешении этих цветов получается не чистый черный цвет, а грязно-коричневый. Во-вторых, неэкономный расход красок на создание черного цвета и это при том, что любые цветные краски дороже обычных черных.

Как следствие, на практике широкое распространение получила иная субтрактивная цветовая модель, называемая CMYK и использующая дополнительную, четвертую, черную краску. Заметим, что в названии модели используется буква К (последняя буква в слове BlaK (черный) ), чтобы избежать путаницы, т.к. с буквы В в английском языке начинается и слово Blue (синий). Хотя иногда букву К трактуют как первую букву в слове Key (ключ, ключевой), т.к. эта краска является главной в процессе цветной печати и последней наносится на бумагу.

Цветовая модель CMYK имеет те же ограничения, что и RGB-модель - аппаратная зависимость и ограниченный цветовой диапазон. Причем она даже более аппаратно-зависима и цветовой диапазон еще уже, чем у RGB-модели, т.к. цветные красители имеют худшие характеристики по сравнению с люминофором в мониторах. Например, она не может воспроизводить яркие насыщенные цвета, а также ряд специфических цветов, таких как металлический и золотистый.

Об экранных цветах, которые невозможно воссоздать при печати, говорят, что они лежат вне цветового охвата модели CMYK. Для предотвращения таких ситуаций обычно используют комплекс специальных мер, включающий выявление и исключение (заменой близким) несоответствующих цветов еще на этапе создания и редактирования изображений или расширением цветового охвата модели путем добавления новых или плашечных цветов (плашечными называются цвета или краски, созданные с помощью специальных технологий и на основе использования для каждого цвета уникальных красителей или чернил). Например, к краскам CMYK добавляются еще зеленая и оранжевая краски (шестицветная печать), что позволяет существенно расширить диапазон воспроизводимых цветов. Еще один способ, возможно, наиболее эффективный, заключается в использовании систем управления цветом - CMS (color management system).

Перцепционные цветовые модели (HSB и другие)

Для устранения аппаратной зависимости, присутствующей в аддитивных и субтрактивных цветовых моделях, были разработаны ряд перцепционных (интуитивных) цветовых моделей, в основу которых положено раздельное восприятие цветности и
яркости света, как воспринимает свет глаз человека. Прототипом большинства цветовых моделей, использующих эту идею, является HSV-модель, на основе которой позже появились HSB, HSL и другие модели. Общим для них является то, что цвет в них задается не в виде смеси трех основных цветов, а путем задания двух компонентов (например, в модели HSB это цветовой тон - Hue, и насыщенность - Saturation). Третий параметр во всех этих моделях различными способами задает яркость изображения и обозначается как В (Brightness - в модели HSB), L (Lightness - в HSL) или V (Value - в HSV).

Модель HSB или ее ближайший аналог - HSL - представлены в большинстве современных графических редакторов. И именно модель HSB, также представленная в Photoshop, наиболее точно соответствует способу восприятия цветов человеческим глазом (из уже рассмотренных моделей), и ее мы рассмофим более подробно.

Под цветовым тоном (Н - Hue) понимается свет с доминирующей длиной волны и для его описания обычно используется, собственно, название цвета, например, синий или желтый. В графической интерпретации этой модели каждый цвет занимает определенное место на окружности и описывается углом в диапазоне 0—60. В положении 0 находится красный цвет, 120 - зеленый цвет, 240 - синий (это первичные цвета). Вторичные цвета находятся между ними. Дополнительные цвета находятся на диаметрально противоположных сторонах цветового круга. При их смешении образуется черный цвет (при печати красками) или белый (при излучении на мониторе). Это максимально контрастные цвета и действуют они на глаз раздражающе.

Цвета, равноотстоящие друг от друга, образуют триады, дающие гармоничное сочетание цветов и насыщенную оттенками палитру. Однако понятие цветового тона не дает полного описания цвета. Кроме доминирующей длины волны, в формировании цвета участвуют и другие длины волн. Соотношение между основной, доминирующей длиной волны и всеми остальными длинами волн, образующими "серые вкрапления", называется насыщенностью. Его значение изменяется от 0 % (серый цвет) в центре круга до 100 % (полностью насыщенный) на окружности.

Третий параметр - яркость - никоим образом не влияет на цветность, но от нее зависит, как сильно цвет будет восприниматься глазом, т.е. яркость характеризует интенсивность, с которой энергия света воздействует на рецепторы глаза. При нулевой яркости мы не увидим ничего, и любой цвет будет восприниматься как черный, а максимальная яркость вызывает ощущение ослепительно белого цвета. Величина яркости также измеряется в процентах от 0е (черный) до 100 (белый). Данная компонента является нелинейной, что соответствует природе глаза.

Модель HSB носит абстрактный характер, т.к. ее компоненты на практике измерить невозможно. Чаще всего компоненты модели получают путем математического пересчета измеренных значений RGB-модели. Как следствие, в наследство от RGB-модели она получает и ограниченное цветовое пространство. Кроме того, яркость и цветовой тон не являются полностью независимыми параметрами, т.к. значительное изменение яркости влияет на изменение цветового тона, что приводит к нежелательным эффектам в виде цветовых отливов (сдвигов). Вместе с тем HSB-модель обладает двумя важными преимуществами: большей аппаратной независимостью (по сравнению с двумя предыдущими моделями) и более простым и интуитивно понятным механизмом управления цветом.