Способы описания цвета в компьютерной графике

Обновлено: 04.07.2024

При работе с цветом используются понятия: глубина цвета (его еще называют цветовое разрешение) и цветовая модель.
Для кодирования цвета пиксела изображения может быть выделено разное количество бит. От этого зависит то, сколько цветов на экране может отображаться одновременно. Чем больше длина двоичного кода цвета, тем больше цветов можно использовать в рисунке. Глубина цвета - это количество бит, которое используют для кодирования цвета одного пиксела. Для кодирования двухцветного (черно-белого) изображения достаточно выделить по одному биту на представление цвета каждого пиксела. Выделение одного байта позволяет закодировать 256 различных цветовых оттенков. Два байта (16 битов) позволяют определить 65536 различных цветов. Этот режим называется High Color. Если для кодирования цвета используются три байта (24 бита), возможно одновременное отображение 16,5 млн цветов. Этот режим называется True Color. От глубины цвета зависит размер файла, в котором сохранено изображение.

Цвета в природе редко являются простыми. Большинство цветовых оттенков образуется смешением основных цветов. Способ разделения цветового оттенка на составляющие компоненты называется цветовой моделью. Существует много различных типов цветовых моделей, но в компьютерной графике, как правило, применяется не более трех. Эти модели известны под названиями: RGB, CMYK, НSB.

1. Цветовая модель RGB.

Наиболее проста для понимания и очевидна модель RGB. В этой модели работают мониторы и бытовые телевизоры. Любой цвет считается состоящим из трех основных компонентов: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Эти цвета называются основными.

1

Считается также, что при наложении одного компонента на другой яркость суммарного цвета увеличивается. Совмещение трех компонентов дает нейтральный цвет (серый), который при большой яркости стремится к белому цвету. Это соответствует тому, что мы наблюдаем на экране монитора, поэтому данную модель применяют всегда, когда готовится изображение, предназначенное для воспроизведения на экране. Если изображение проходит компьютерную обработку в графическом редакторе, то его тоже следует представить в этой модели.
Метод получения нового оттенка суммированием яркостей составляющих компонентов называют аддитивным методом. Он применяется всюду, где цветное изображение рассматривается в проходящем свете («на просвет»): в мониторах, слайд-проекторах и т.п. Нетрудно догадаться, что чем меньше яркость, тем темнее оттенок. Поэтому в аддитивной модели центральная точка, имеющая нулевые значения компонентов (0,0,0), имеет черный цвет (отсутствие свечения экрана монитора). Белому цвету соответствуют максимальные значения составляющих (255, 255, 255). Модель RGB является аддитивной, а ее компоненты: красный (255,0,0), зеленый (0,255,0) и синий (0,0,255) - называют основными цветами.

2. Цветовая модель CMYK.

Эту модель используют для подготовки не экранных, а печатных изображений. Они отличаются тем, что их видят не в проходящем, а в отраженном свете. Чем больше краски положено на бумагу, тем больше света она поглощает и меньше отражает. Совмещение трех основных красок поглощает почти весь падающий свет, и со стороны изображение выглядит почти черным. В отличие от модели RGB увеличение количества краски приводит не к увеличению визуальной яркости, а наоборот к ее уменьшению.

1

Поэтому для подготовки печатных изображений используется не аддитивная (суммирующая) модель, а субтрактивная (вычитающая) модель. Цветовыми компонентами этой модели являются не основные цвета, а те, которые получаются в результате вычитания основных цветов из белого:
голубой (Cyan) = Белый - красный = зелёный + синий (0,255,255)
пурпурный (сиреневый) (Magenta) = Белый - зелёный = красный + синий (255,0,255)
жёлтый (Yellow) = Белый - синий = красный + зелёный (255,255,0)
Эти три цвета называются дополнительными, потому что они дополняют основные цвета до белого.
Существенную трудность в полиграфии представляет черный цвет. Теоретически его можно получить совмещением трех основных или дополнительных красок, но на практике результат оказывается негодным. Поэтому в цветовую модель CMYK добавлен четвертый компонент - черный. Ему эта система обязана буквой К в названии (blacK).

В типографиях цветные изображения печатают в несколько приемов. Накладывая на бумагу по очереди голубой, пурпурный, желтый и черный отпечатки, получают полноцветную иллюстрацию. Поэтому готовое изображение, полученое на компьютере, перед печатью разделяют на четыре составляющих одноцветных изображения. Этот процесс называется цветоделением. Современные графические редакторы имеют средства для выполнения этой операции.
В отличие от модели RGB, центральная точка имеет белый цвет (отсутствие красителей на белой бумаге). К трем цветовым координатам добавлена четвертая - интенсивность черной краски. Ось черного цвета выглядит обособленной, но в этом есть смысл: при сложении цветных составляющих с черным цветом все равно получится черный цвет. Сложение цветов в модели CMYK каждый может проверить, взяв в руки голубой, серневый и желтый карандаши или фломастеры. Смесь голубого и желтого на бумаге дает зеленый цвет, сереневого с желтым - красный и т.д. При смешении всех трех цветов получается неопределенный темный цвет. Поэтому в этой модели черный цвет и понадобился дополнительно.

3. Цветовая модель НSB.

1

Некоторые графические редакторы позволяют работать с цветовой моделью HSB. Если модель RGB наиболее удобна для компьютера, а модель CMYK - для типографий, то модель HSB наиболее удобна для человека. Она проста и интуитивно понятна. В модели HSB тоже три компонента: оттенок цвета (Hue), насыщенность цвета (Saturation) и яркость цвета (Brightness). Регулируя эти три компонента, можно получить столь же много произвольных цветов, как и при работе с другими моделями. Оттенок цвета указывает номер цвета в спектральной палитре. Насыщенность цвета характеризует его интенсивность - чем она выше, тем "чище" цвет. Яркость цвета зависит от добавления чёрного цвета к данному - чем её больше, тем яркость цвета меньше. Цветовая модель HSB удобна для применения в тех графических редакторах, которые ориентированы не на обработку готовых изображений, а на их создание своими руками. Существуют такие программы, которые позволяют имитировать различные инструменты художника (кисти, перья, фломастеры, карандаши), материалы красок (акварель, гуашь, масло, тушь, уголь, пастель) и материалы полотна (холст, картон, рисовая бумага и пр.). Создавая собственное художественное произведение, удобно работать в модели HSB, а по окончании работы его можно преобразовать в модель RGB или CMYK, в зависимости от того, будет ли оно использоваться как экранная или печатная иллюстрация. Значение цвета выбирается как вектор, выходящий из центра окружности. Точка в центре соответствует белому (нейтральному) цвету, а точки по периметру - чистым цветам. Направление вектора определяет цветовой оттенок и задается в модели HSB в угловых градусах. Длина вектора определяет насыщенность цвета. Яркость цвета задают на отдельной оси, нулевая точка которой имеет черный цвет.

В компьютерной графике при работе с цветом используются такие понятия как цветовое разрешение (глубина цвета) и цветовая модель.

Цветовое разрешение определяет метод кодирования цветовой информации, от которого зависит общее количество цветов, одновременно отображаемых на экране монитора. Цвет каждого пиксела растрового изображения задаётся с помощью комбинации бит определенной разрядности. Чем выше разрядность, тем большее количество цветовых оттенков можно получить. Для черно-белого изображения достаточно двух бит, восьмиразрядное кодирование позволяет отобразить 256 цветовых градаций. Два байта (16 бит) определяют 65536 цветов (режим HighColor), а при 24-разрядном (3 байта) способе кодирования обеспечивается формирование более 16,7 миллионов различных цветовых оттенков (режим TrueColor). Более эффективным по скорости работы оказывается хранение цветовой информации в 32 разрядах (24 бита — цвет и 8 бит — альфа-канал), так как значения разрядностей современных процессоров, шин и интерфейсов кратны именно 32 (режим также называется TrueColor). Под альфа-каналом понимается степень прозрачности цвета, часто используемая в трехмерной компьютерной графике.

Практически все цветовые оттенки образуются смешением трёх цветов, называемых основными. Значит, любой оттенок можно разделить на эти составляющие его основные компоненты. В компьютерной графике применяется несколько таких способов разделения, которые и называются цветовыми моделями.

Цветовые модели могут быть разделены на две категории: аддитивные и субтрактивные. В аддитивных моделях новые цвета получаются посредством сложения основного цвета с черным. Чем больше интенсивность добавляемого цвета, тем ближе результирующий цвет к белому. Смешивание всех основных цветов дает чистый белый цвет, если значения их интенсивности максимальны, и чистый черный, если они равны 0. Аддитивные цветовые среды являются самосветящимися. Аддитивным является, например, цвет на мониторе.

В субтрактивных цветовых моделях для получения новых цветов основные цвета вычитаются из белого. Чем больше интенсивность вычитаемого цвета, тем ближе результирующий цвет к черному. Следовательно, смешивание всех основных цветов создает чисто черный цвет в случае, когда значения их интенсивности максимальны, а отсутствие всех основных цветов теоретически задает чистый белый цвет. Другими словами, черный цвет может быть получен путем полного поглощения света цветовыми пигментами. В природе субтрактивные среды являются отражающими, т.е. цвет передается посредством отражения света от внешнего источника. Любое цветное изображение, визуализированное на бумаге, может служить примером применения субтрактивной цветовой модели.

RGB - (Red, Green,Blue — красный, зелёный, синий) - аддитивная цветовая модель, как правило, служащая для вывода изображения на экраны мониторов и другие электронные устройства. Состоит из синего, красного и зеленого цветов, которые образуют все промежуточные. Обладает большим цветовым охватом.

HSB - модель, которая является аналогом RGB, она основана на её цветах, но отличается системой координат.Любой цвет в этой модели характеризуется тоном (Hue), насыщенностью (Saturation) и яркостью (Brightness). Тон - это цвет,насыщенность - процент добавленной к цвету белой краски,яркость - процент добавленной чёрной краски. HSB - трёхканальная цветовая модель. Модель HSB не является строгой математической моделью.

CMYK –(Cyan, Magenta, Yellow, Keycolor) - субтрактивная схема формирования цвета, используемая в полиграфии для стандартной триадной печати. Обладает меньшим, в сравнении с RGB, цветовым охватом.

CMYK называют субстрактивной моделью потому, что бумага и прочие печатные материалы являются поверхностями, отражающими свет. Удобнее считать, какое количество света отразилось от той или иной поверхности, нежели сколько поглотилось. Таким образом, если вычесть из белого три первичных цвета - RGB, получается тройка дополнительных цветов CMY. «Субтрактивный» означает «вычитаемый» — из белого вычитаются первичные цвета.

Цветовая палитра (палитра цвета) — фиксированный набор (диапазон) цветов и оттенков, имеющий физическую или цифровую реализацию в том или ином виде (например, атлас цветов, системная цветовая палитра).

В компьютерной графике палитра — ограниченный набор цветов, доступный графической системе компьютера. Синоним: индексированные цвета.



Цвета присутствуют во всем, выражаясь во множестве оттенков, градиентов и комбинаций. Если повнимательнее рассмотреть окружающий нас мир, то можно удивиться, насколько большим разнообразием цветов и оттенков он наполнен. В то время как некоторые из них непосредственно вызывают в нас приятные чувства, существуют также и уникальные цветовые смеси, оказывающее заметное влияние на человеческие эмоции. Для лучшего же понимания всех этих особенностей, необходимо знать теорию цвета.

Для дизайнеров эта теория является руководящим принципом, определяющим восприятие и, в частности, применение цветов. Что в живописи, что в дизайне, что в иллюстрации, цвета имеют первостепенное значение. Для эффективного их использования важно быть знакомым с такими понятиями, как комплементарные (дополнительные) цвета, сплит-комплементарные и триадические. Все их усвоить можно, опять же, исходя из теории цвета. Дизайнеры зачастую опираются на нее и цветовой круг при выборе подходящих цветовых смесей, способных передать посыл и эмоции бренда или людей.

Независимо от того, работаете ли вы профессиональным дизайнером или иллюстратором, а может просто увлекаетесь живописью, чем больше вы знаете о теории цвета, тем лучших результатов достигаете. С ее помощью можно получить ответы на ряд важнейших вопросов, например какие цвета смешивать для получения нужного тона, или какой уровень оттенка, насыщенности и яркости будет более подходящим. В данной статье я познакомлю вас с основами этой теории, а также представлю некоторые советы и эффективные способы достижения цветовой гармонии и совершенного дизайна.

Немного истории

В древности цвета существовали в форме пигментов, например в виде цветной почвы, угля или животного жира. Древние цивилизации, например Египтяне создавали произведения искусства с помощью пигментов, получаемых из минералов, в связи с чем наиболее распространенным в их произведениях был синий цвет. С течением лет различные выдающиеся художники привносили весомый вклад в живопись, и эволюция цвета продолжалась. Тот же великий Леонардо да Винчи исследовал различные особенности и принципы создания цветов, о чем писал в своих рукописях.

С тех пор история цвета развивалась путем исследований и научных экспериментов. В 18 веке уже начала формироваться сама наука о цвете – колористика. В 1704 году сэр Исаак Ньютон совершил прорыв, когда в результате эксперимента с призмой открыл, что свет состоит из нескольких цветов. Несмотря на то, что тогда многие сочли это утверждение спорным ввиду всеобщего убеждения, что свет является бесцветным, открытие все же легло в основу известной нам сегодня теории цвета.

Эксперименты показали, что красный, желтый и синий являются основными цветами, из которых можно получить все остальные. Ньютон также создал первую версию цветового круга, который существенно повлиял на дальнейшую историю и принципы работы с цветом. Параллельно с этим начала формироваться и другая концепция, определявшая, что, смешиванием основных цветов можно получать уже другие, а именно фиолетовый, оранжевый и зеленый. Трансформация знаний продолжалась, и цветовой круг постепенно дорабатывался.

В дальнейшем благодаря системе Манселла он был дополнен третичными цветами, такими как желто-оранжевый, красно-оранжевый, красно-фиолетовый, сине-фиолетовый и желто-зеленый. Альфред Манселл также был выдающимся исследователем цвета, который расширил размерность идей Исаака Ньютона. В своих работах Манселл определил, что двухмерный цветовой круг подходит для описания только одного измерения цвета. В итоге он первым представил цвет в трехмерном цветовом пространстве через три его атрибута: тон, значение (яркость) и хроматичность. Сегодня дизайнеры используют цветовой круг для создания красивых притягательных работ с помощью палитр, в основе которых лежит теория цвета.

Цвет и его теория

Чтобы лучше понять цвет и его теорию, мы для начала вспомним, какие в цветовом круге существуют категории.

Основные цвета выступают основой для получения всех остальных цветов. К ним относятся красный, синий и желтый. (примечание: данное определение характерно для художественной системы цветовоспроизведения, которая расходится с аддитивной системой RGB Максвелла, где основными цветами являются красный, зеленый и синий).

Вторичные цвета получаются совмещением двух основных. К ним относятся оранжевый, фиолетовый и зеленый.

Третичные цвета создаются смешиванием основных со вторичными. Всего их насчитывается шесть: красно-оранжевый, красно-фиолетовый, сине-фиолетовый, сине-зеленый, желто-зеленый и желто-оранжевый.


Категории цветов
Цветовой круг представляет основные, вторичные, третичные цвета, а также их оттенки, тени и тональности. Он выступает в качестве ориентира, позволяя дизайнерам создавать уникальные и привлекательные цветовые палитры.

Основные термины колористики



Различные температуры цветов

Тон указывает на цветовой пигмент и может полноправно называться соответствующим цветом.

Хроматичность описывает чистоту цвета. Высокая хроматичность тона указывает на то, что в нем отсутствует черный, серый и белый. С другой стороны, присутствие черного или серого просто снижает хроматичность. Дизайнер должен понимать, что следует избегать использования тонов со схожей хроматичностью и предпочитать брать те, чья хроматичность отличается на несколько оттенков.

Насыщенность определяет, как выглядит тон при различный условиях освещения. Для достижения цветового соответствия рекомендуется использовать степени насыщенности, максимально приближенные к природным.

Тональности представляют цвета, получающиеся после добавлении в тон серого. Смотрятся они тускло и скучно, как старые программы, в связи с чем подходят далеко не для всех дизайнерских решений. Тем не менее, если в проект нужно добавить винтажный эффект, с их помощью можно сделать это более элегантно.

Тени используются для затемнения цвета путем добавления в его тон черного.

Значение (яркость) цвета отражает его светлоту или темноту.

Оттенок противоположен тени и отражает, сколько белого было добавлено к цвету. Оттенки зачастую применяются в области женского дизайна, и их в изобилии можно встретить на сайтах, посвященных родительству или воспитанию юных детишек.

Цветовые палитры

Смешивание цветов в поиске нужных комбинаций является интересным и увлекательным занятием, особенно для дизайнеров. С помощью цветовой палитры они добиваются нужных красочных решений при проектировании UI или логотипов. В умелых руках таким образом создаются визуально привлекательные фирменные стили, которые успешно резонируют с эмоциями целевой аудитории.

Дизайнер оперирует богатым арсеналом цветовых схем, при использовании которых очень важно добиваться гармонии. В этом как раз и помогают цветовые палитры, позволяя получать согласованный и эстетически привлекательный дизайн. Придуманы они были не одно тысячелетие назад, но в современной цифровой эпохе получили еще большую популярность. Цветовые палитры представляются в форме HEX-кодов, с помощью которых мы сообщаем компьютеру о том, какой цвет нам нужен.



Цветовая палитра

Виды цветовых палитр

Монохроматическая
Подразумевает использование одного цвета, его тональностей и теней. Монохроматическая цветовая гармония всегда оказывается предпочтительным выбором. За счет уникального контраста оттенков она делает дизайн более привлекательным.



Монохроматическая цветовая схема

Аналоговая
Аналоговые палитры основываются на цветах, располагающихся рядом на цветовом круге. Такие палитры используются в случаях, когда нужно создать дизайн без контрастов. В оформлении сайтов это означает соблюдение гармонии цвета за счет заполнения фона страницы аналоговыми цветами.



Аналоговая цветовая схема

Комплементарная
Комплементарная палитра строится на основе двух противоположных цветов круга и используется для создания эффекта контраста.



Комплементарная цветовая схема

Сплит-комплементарная
В основе сплит-комплементарной схемы лежит та же контрастная пара цветов, только в этом случае один из них разбивается на два соседних.



Сплит-комплементарная цветовая схема

Триадическая
Триадическая цветовая схема строится из трех равноудаленных друг от друга цветов круга. С помощью такой палитры удается одновременно добиться и контраста, и гармонии.



Триадическая цветовая схема

Прямоугольная
Прямоугольная палитра включает две пары комплементарных цветов. Наиболее опытные дизайнеры используют ее для создания завораживающих изображений.



Прямоугольная цветовая схема

В современном цифровом мире существует широкий спектр инструментов для создания цветовых палитр. Можно выбирать цвета из предлагаемого этими инструментами круга и автоматически генерировать HEX-коды для дальнейшего использования в проектах. Существуют также инструменты, генерирующие цветовые палитры на основе загружаемых изображений. Такой способ создания нужных палитр очень эффективен и существенно сокращает время разработки дизайна.

К известным инструментам работы с палитрами относятся:


Adobe Color


Coolors


Canva Color Wheel


Paletton


Color Hunt

Психология цвета

Многие знают о существовании подраздела психологии, изучающего влияние цвета на человеческие эмоции. В окружающей нас повседневной действительности можно заметить, что, как правило, яркие и привлекательные цвета оказываются более желанными и притягательными, в то время как темные оттенки обычно навевают хмурое настроение и чаще ассоциируются со стариной.

То же можно сказать о тепловом восприятии цветов. Например, красный, оранжевый и желтый ассоциируются с ощущением тепла, синие оттенки, наоборот, связывают с холодом или водой, а зеленые цвета с природой. Все эти ощущения являются результатом того, как именно глаза воспринимают цвет, передавая в мозг определенный сигнал, который обрабатывается мозгом и отражается в том или ином настроении. Исследованиями в области психологии восприятия цвета занимаются многие ученые, и на этот счет существуют различные теории.

Все большее число как небольших фирм, так и крупных корпораций используют данные этих исследований для формирования бренда и разработки сопутствующего дизайна, который будет вызывать у целевой аудитории правильные ассоциации и устойчиво фиксироваться в памяти. В случае удачного подбора цветов и их согласования с задачей бренда на выходе получается изящный дизайн, который делает конечный продукт очень привлекательным и запоминающимся.
На протяжении десятилетий многие крупнейшие корпорации инвестировали в разработку логотипов и маркетинговых стратегий согласно психологии цвета. Некоторые из них определили публичный образ компании с помощью особого дизайна логотипа и комбинации цветов, что сделало их узнаваемыми и заложило в целевую аудиторию определенные ассоциации.



Психология восприятия цвета

Культурные различия в восприятии цветов

Очень важным фактором в дизайне, не подчиняющимся никакому своду правил, являются культурные различия. В нашем полном разнообразия мире каждый регион имеет свои психологические отличия, сформированные разными культурными особенностями. К примеру, в некоторых западных странах белый цвет считается символом чистоты и надежды, но в то же время в других культурах он ассоциируется с печалью и утратой.

Некоторые другие цвета, например желтый или оранжевый, обычно воспринимаются как отражающие надежду, радость и позитив. Аналогичным образом красный почти повсеместно считается цветом опасности или молодости и энергичности. Синий ассоциируют со спокойствием, умиротворением и стабильностью.

Это говорит о том, что дизайнеру важно понимать задачи и суть разрабатываемого им фирменного стиля, а также учитывать целевую аудиторию. Исходя из потенциальной клиентской базы в общий дизайн бренда могут вносится небольшие доработки с целью соответствия локальным особенностям аудитории. В иных случаях предпочтение может отдаваться универсальному дизайну, подходящему всем возможным регионам присутствия компании.

Согласованность цветов фирменных стилей

При создании цветовой палитры важно добиться уникальности бренда. Здесь дизайнеру нужно учесть ряд факторов, например фирменный дизайн конкурентов и их цветовые схемы. Использование схожей цветовой палитры может вызвать путаницу среди потребителей. Однако при этом не обязательно брать абсолютно иную цветовую гамму, лучше будет просто обыграть аналогичную в собственном ключе. Например, сети McDonald’s и Burger King обе работают в сфере быстрого питания и предлагают аналогичный сервис. При этом и тот, и другой бренд используют в фирменном стиле комбинацию красного и желтого.

Кроме того, уникальность бренду могут добавить нестандартные цвета. Типичным подходом к реализации подобных решений является использование цветовых комбинаций с акцентами. Это делает общий дизайн модным и привлекательным. Ниже приведены некоторые уникальные комбинации (источник), призванные подтолкнуть вас к более углубленному изучению подобных цветовых палитр.




Рекомендации по выбору цветов

  • Стремитесь придать яркость вашему дизайну.
  • Изучите теорию цвета, чтобы вызывать в аудитории нужные эмоции.
  • Задействуйте инструменты цветовых палитр для более быстрого подбора цветов.
  • Используйте цветовые схемы и добивайтесь гармонии, согласуя цвета по температурной характеристике.
  • Следите за новыми трендами на рынке дизайна.
  • Корректируйте цветовые схемы согласно стандартам индустрии. К примеру, для банковской сферы красный и желтый цвета считаются неподходящими.

Заключение

Колористика является достаточно сложной наукой, но при грамотном ее изучении с самых основ сложностей на пути освоения возникнуть не должно. Она послужит трамплином, который позволит вам начать самостоятельно нарабатывать базу знаний для создания характерных и цепляющих глаз дизайнерских решений.

Важно научиться использовать сложные цветовые палитры, так как это позволит добиваться высокой эстетичности конечного результата. Помимо теорий и принципов, выступающих основами, дизайнерам необходимо также учитывать и понимать такие дополнительные факторы, как эмоции целевой аудитории, региональные особенности ее психологии, а также задачи самого бренда. Все это говорит о том, что для наращивания навыков и создания беспрецедентных дизайнерских проектов нужно использовать не только формальные принципы работы с цветом, но также опираться на интуицию.


Цвет – один из факторов нашего восприятия светового излучения. Считалось, что белый свет – самый простой. Опыты Ньютона это опровергли. Ньютон пропустил белый свет через призму, в результате чего тот разложился на 7 составляющих (7 цветов радуги). При обратном процессе (т.е. пропускании набора различных цветов через другую призму) снова получался белый цвет.

Видимый нами свет – это лишь небольшой диапазон спектра электромагнитного излучения.

Белый цвет можно представить смесью всех цветов радуги. Иными словами, спектр белого является непрерывным и равномерным – в нем присутствуют излучения всех длин волн видимого диапазона. Можно предположить, что, если измерить интенсивность света, испускаемого или отраженного от объекта, во всех видимых длинах волн, то мы полностью определим цвет этого объекта.

Однако в реальности такое измерение не предсказывает визуальное представление объекта. Таким образом, можно определить только те оптические свойства, которые влияют на наблюдаемый цвет:

  1. Цветовой тон . Можно определить преобладающей длиной волны в спектре излучения. Цветовой тон позволяет отличить один цвет от другого.
  2. Яркость . Определяется энергией, интенсивностью светового излучения. Выражает количество воспринимаемого света.
  3. Насыщенность (чистота тона) . Выражается долей присутствия белого цвета. В идеально чистом цвете примесь белого отсутствует.
Поэтому для описания цвета вводится понятие цветовой модели - как способа представления большого количества цветов посредством разложения его на простые составляющие. Для описания цветовых моделей существуют 2 системы цветности:


  • аддитивная : аддитивный синтез цвета предполагает получение цвета смешением излучений. В аддитивном синтезе под белым цветом мы понимаем смешение основных излучений в максимальном количестве, а чёрный цвет - полное отсутствие излучений.
  • субтрактивная : при субтрактивном синтезе компоненты излучения попадают в глаз не напрямую, а преобразуясь оптической средой - при отражении окрашенной поверхностью. Ее окраска выполняет функцию преобразователя энергии излучения источника света. Отражаясь от нее или проходя насквозь, одни лучи ослабляются сильнее, другие слабее.


В основе одной из наиболее распространенных цветовых моделей, называемой RGB моделью, лежит воспроизведение любого цвета путем сложения трех основных цветов: красного (Red), зеленого (Green) и синего (Blue). Каждый канал - R, G или B имеется свой отдельный параметр, указывающий на количество соответствующей компоненты в конечном цвете. Основные цвета разбиваются на оттенки по яркости (от темного к светлому), и каждой градации яркости присваивается цифровое значение (например, самой темной – 0, самой светлой – 255).

В модели RGB цвет можно представить в виде вектора в трехмерной системе координат с началом отсчета в точке (0,0,0). Внутри полученного куба и «находятся» все цвета, образуя цветовое пространство.

  • Начало координат: в этой точке все составляющие равны нулю, излучение отсутствует (черный цвет) R-0 G-0 B-0
  • Точка, ближайшая к зрителю: в этой точке все составляющие имеют максимальное значение (белый цвет) R-255 G-255 B-255
  • На линии, соединяющей предыдущие две точки (по диагонали), располагаются серые оттенки: от черного до белого (серая шкала, обычно — 256 градаций). Это происходит потому, что все три составляющих одинаковы и располагаются в диапазоне от нуля до максимального значения
  • Три вершины куба дают чистые исходные цвета, остальные три отражают двойные смешения исходных цветов.
Несмотря на неполный охват, стандарт RGB в настоящее время принят практических для всех излучающих устройств графического вывода (телевизоры, мониторы, плазменные панели и др.)

Цветовая модель CMY(K)


Модель CMY использует также три основных цвета: Cyan (голубой), Magenta (пурпурный, или малиновый) и Yellow (желтый). Эти цвета описывают отраженный от белой бумаги свет трех основных цветов RGB модели. Цвета являются прямо противоположными красному, синему и зеленому, т.е. голубой полностью поглощает красный, пурпурный - зеленый, а желтый - синий. Например, соединение в равных долях всех трех красок CMY в одной точке приведет к тому, что весь белый свет не будет отражен, а следовательно, цвет окажется черным. А вот одновременно и в равной пропорции нанесенные всевозможные пары из тройки CMY дадут нам основные цвета RGB. Цветовая модель CMY является основной в полиграфии. В цветных принтерах также применяется данная модель. Но для, что для того, чтобы распечатать чёрный цвет, необходимо большое количество краски и кроме того смешание всех цветов модели CMY на самом деле даст не чёрный, а грязно-коричневый цвет. Поэтому, для усовершенствования модели CMY, в неё был введён дополнительный цвет - чёрный. Он является ключевым цветом при печати, поэтому последняя буква в названии модели - K (Key - ключевой), а не B (Black). Таким образом, модель CMYK является четырёхканальной. В этом заключается ещё одно отличие её от RGB.
Цвета модели CMY являются дополнительными к цветам RGB. Дополнительный цвет - цвет, дополняющий данный до белого. Так, например, дополнительный для красного цвета – голубой; для зеленого – пурпурный; для синего - желтый
Каждое из чисел, определяющее цвет в CMYK, представляет собой процент краски данного цвета, составляющей цветовую комбинацию, а точнее, размер точки растра, выводимой на фотонаборном аппарате на плёнке данного цвета (или прямо на печатной форме в случае с CTP ). Например, для получения цвета «хаки» следует смешать 30 частей голубой краски, 45 — пурпурной, 80 — жёлтой и 5 — чёрной. Это можно обозначить следующим образом: (30,45,80,5)
  • Начало координат: при полном отсутствии краски (нулевые значения составляющих) получится белый цвет (белая бумага) C-0 M-0 Y-0 K-0
  • Точка, ближайшая к зрителю: при смешении максимальных значений всех трех компонентов должен получиться черный цвет. C-100 M-100 Y-100 K-100
  • Линия, соединяющая предыдущие две точки (по диагонали). Смешение равных значений трех компонентов даст оттенки серого.
  • Три вершины куба дают чистые исходные цвета, остальные три отражают двойные смешения исходных цветов.
Рассмотренные модели ориентированы на работу с цветопередающей аппаратурой и для некоторых людей неудобны, в реальности человек воспринимает цвет по-другому. Поэтому модель HSV опирается на интуитивные понятия тона насыщенности и яркости.


В цветовом пространстве модели HSV ( Hue - тон , Saturation - насыщенность , Value - количество света ), используется цилиндрическая система координат, а множество допустимых цветов представляет собой шестигранный конус, поставленный на вершину.

Основание конуса представляет яркие цвета и соответствует V = 1. Однако цвета основания V = 1 не имеют одинаковой воспринимаемой интенсивности. Тон ( H ) измеряется углом, отсчитываемым вокруг вертикальной оси OV . При этом красному цвету соответствует угол 0°, зелёному – угол 120° и т. д. Цвета, взаимно дополняющие друг друга до белого, находятся напротив один другого, т. е. их тона отличаются на 180°. Величина S изменяется от 0 на оси OV до 1 на гранях конуса.

Конус имеет единичную высоту (V = 1) и основание, расположенное в начале координат. В основании конуса величины H и S смысла не имеют. Белому цвету соответствует пара S = 1, V = 1. Ось OV (S = 0) соответствует ахроматическим цветам (серым тонам).

Процесс добавления белого цвета к заданному можно представить как уменьшение насыщенности S, а процесс добавления чёрного цвета – как уменьшение яркости V. Основанию шестигранного конуса соответствует проекция RGB куба вдоль его главной диагонали.

Читайте также: