Формат кодирования цвета. Цветовое кодирование. Основные правила использования
Цветовые модели
Если говорить о кодировании цветных графических изображений, то нужно рассмотреть принцип декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие. Применяют несколько систем кодирования: HSB, RGB и CMYK. Первая цветовая модель проста и интуитивно понятна, т. е. удобна для человека, вторая наиболее удобна для компьютера, а последняя модель CMYK-для типографий. Использование этих цветовых моделей связано с тем, что световой поток может формироваться излучениями, представляющими собой комбинацию " чистых" спектральных цветов: красного, зеленого, синего или их производных. Различают аддитивное цветовоспроизведение (характерно для излучающих объектов) и субтрактивное цветовоспроизведение (характерно для отражающих объектов). В качестве примера объекта первого типа можно привести электронно-лучевую трубку монитора, второго типа - полиграфический отпечаток.
Их представление о синем цвета не зависит от того, как это можно проецировать, этот синий цвет не будет обрезаться или сдерживаться небольшой гаммой. Важно отметить, что это окончательное преобразование снова стандартизировано. Каждая компания не может вернуть свое решение к немного другой творчески другой версии. Одно преобразование будет соответствовать другому, даже если это делается в разных блоках.
Таким образом, часть секретного процесса заключается в том, чтобы понять, что нам нужно снять любой «специальный соус», который может произойти с исходными данными датчика, чтобы изображение выглядело круто или лучше в глазах производителя камеры.
Середина блок-схемы. Здесь мы думаем, что гамма настолько огромна, что она практически неограничена.
1)
Модель HSB характеризуется тремя компонентами: оттенок цвета(Hue), насыщенность цвета (Saturation) и яркость цвета (Brightness). Можно получить большое количество произвольных цветов, регулируя эти компоненты. Эту цветовую модель лучше применять в тех графических редакторах, в которых изображения создают сами, а не обрабатывают уже готовые. Затем созданное свое произведение можно преобразовать в цветовую модель RGB, если ее планируется использовать в качестве экранной иллюстрации, или CMYK, если в качестве печатной, Значение цвета выбирается как вектор, выходящий из центра окружности. Направление вектора задается в угловых градусах и определяет цветовой оттенок. Насыщенность цвета определяется длиной вектора, а яркость цвета задается на отдельной оси, нулевая точка которой имеет черный цвет. Точка в центре соответствует белому (нейтральному) цвету, а точки по периметру - чистым цветамЭто буквально соответствует тому факту, что экран просмотра был намного темнее источника. Например, уровни света снаружи на солнце намного ярче, чем одна и та же сцена, снятая, а затем отображается в вашей гостиной. Это вопрос в миллион долларов, и жюри все еще не работает. Академия не является органом по стандартизации.
Но похоже, что он действительно взлетит. Нет, важно понять, что это не так. 
Кодирование определяет типичные выходные характеристики и неявные условия просмотра, которые приходят с ним. Это очень интересный рабочий процесс. 
Итак, как вы поддерживаете весь потенциал в рамках рабочего процесса вплоть до готовой продукции?
3) Принцип метода CMYK. Эта цветовая модель используется при подготовке публикаций к печати. Каждому из основных цветов ставится в соответствие дополнительный цвет (дополняющий основной до белого). Получают дополнительный цвет за счет суммирования пары остальных основных цветов. Значит, дополнительными цветами для красного является голубой (Cyan,C) = зеленый + синий = белый - красный, для зеленого - пурпурный (Magenta, M) = красный + синий = белый - зеленый, для синего - желтый (Yellow, Y) = красный + зеленый = белый - синий. Причем принцип декомпозиции произвольного цвета на составляющие можно применять как для основных, так и для дополнительных, то есть любой цвет можно представить или в виде суммы красной, зеленой, синей составляющей или же в виде суммы голубой, пурупурной, желтой составляющей. В основном такой метод принят в полиграфии. Но там еще используют черный цвет (BlacК, так как буква В уже занята синим цветом, то обозначают буквой K). Это связано с тем, что наложение друг на друга дополнительных цветов не дает чистого чер ного цвета.
После выравнивания данные повторно линеаризуются. Кроме того, компьютерная память или компьютерная производительность остаются статичными, и сегодня мы можем позволить себе уделять гораздо больше мощности и дискового пространства проблеме пост-продакшн. Получив большую гибкость, когда вы, наконец, получите свою голову, обернутую тем, что происходит с кодировкой цвета и сценой, чтобы отобразить колориметрическую визуализацию.
Он имеет предопределенные константы для некоторых цветов. Эти константы могут быть доступны непосредственно с нотной точкой без необходимости создания объекта. Цвет черный - это, например, постоянная. Все остальные цвета составлены из комбинации этих основных цветов. Обычно глубина цвета составляет 32 бит. Вам может быть интересно, где скрываются остальные 8 бит, что довольно легко объяснить: эти 8 бит представляют прозрачность цвета, а иногда и альфа-или непрозрачное значение Значение 0 означает, что цвет не отображается.
Различают несколько режимов представления цветной графики: а) полноцветный (True Color); б) High Color; в) индексный.
Хорошей иллюстрацией является альфа-значение телевизора телетекстом. Когда видеотекст включен, значение альфа для фона установлено на 255, то есть, фон, обычно черный, полностью виден. Вы также можете отключить фон, чтобы вы могли видеть текст видео и телевизионный снимок. Например, также в водяных знаках, что часто встречается на изображениях в Интернете. Это позволяет прозрачному водяному знаку, поэтому вы все равно можете видеть изображение, на котором был нанесен водяной знак.
Чем ниже альфа-значение водяного знака, тем он более прозрачен и тем более узнаваемый фон. Первый конструктор ожидает, что значение цвета для трех базовых цветов будет красным, зеленым и синим. Он исходит из полной видимости. Затем значения преобразуются следующим образом. Цвет предлагает ярче и темнее возможность сделать существующий оттенок ярче или темнее. Затем методы возвращают измененный оттенок.
Режим High Color - это кодирование при помощи 16-разрядных двоичных чисел, то есть уменьшается количестко двоичных разрядов при кодировании каждой точки. Но при этом значительно уменьшается диапазон кодируемых цветов.
При индексном кодировании цвета можно передать всго лишь 256 цветовых оттенков. Каждый цвет кодируется при помощи восьми бит данных. Но так как 256 значений не передают весь диапазон цветов, доступный человеческому глазу, то подразумевается, что к графическим данным прилагается палитра (справочная таблица), без которой воспроизведение будет неадекватным: море может получиться красным, а листья - синими. Сам код точки растра в данном случае означает не сам по себе цвет, а только его номер (индекс) в палитре. Отсюда и название режима - индексный.
Строка для красного цвета может, например. Другой метод преобразует текст в цвет, если это возможно. Этот метод просматривается в системе, цвет которой присваивается переданному тексту. Если строка «красный» будет передана, то будет постоянный цвет. Для большинства приложений, которые разработаны, константы для цветового дизайна, вероятно, будут достаточными.
Небольшая заметка с нашего сайта. Создайте приложение с максимум четырьмя-пятью цветами. Слишком много цветов может уменьшить ясность. Для улучшения ясности используйте только несколько цветов. Цветовые режимы являются стандартами для цветопередачи. Цифровые изображения, гравюры, картины и т.д. регулируются цветовым режимом.
Vmin = M * N * a
Шестнадцатицветная палитра позволяет увеличить количество используемых цветов. Здесь будет использоваться 4-разрядная кодировка пикселя: 3 бита основных цветов + 1 бит интенсивности. Последний управляет яркостью трех базовых цветов одновременно (интенсивностью трех электронных пучков).
Это цветовое пространство образовано основным цветом света, красного, зеленого и синего. Эта система лучше всего подходит для представления изображений, которые будут отображаться на мониторах, и в конечном итоге будут напечатаны на принтерах для фотобумаги.
Когда значения трех компонентов идентичны, получается оттенок серого. Если значение всех компонентов равно 255, результат будет чисто белым и будет черным, если все компоненты имеют значение. Эта модель основана на качестве поглощения и отклонения света от объектов. Если объект красный, это означает, что он поглощает все составляющие длины волны света, за исключением красного компонента. Привлекательные цвета и добавки являются дополнительными цветами. Каждая пара субтрактивных цветов создает дополнительный цвет и наоборот.
При раздельном управлении интенсивностью основных цветов количество получаемых цветов увеличивается. Так для получения палитры при глубине цвета в 24 бита на каждый цвет выделяется по 8 бит, то есть возможны 256 уровней интенсивности (К = 28).
Существует два основных способа кодирования графической информации: растровый и векторный.
Более светлые цвета имеют небольшой процент чернил, а более темные - более крупные. Например, ярко-красный может иметь 2% голубого, 93% пурпурного, 90% желтого и 0% черного. Он родился как способ упростить цвета для изображений, опубликованных в Интернете, которые требуют меньшего веса по весу и видны в устройствах, не способных воспроизводить столько цветов, сколько его старший брат.
Значение альфа указывает прозрачность пикселя. Рядом со своими значениями для красного, зеленого и синего пиксель имеет альфа-значение. Чем меньше альфа-значение пикселя, тем заметнее цвет под ним. Пиксель с альфа-значением 0 полностью прозрачен. Пиксель с альфа-значением 255 полностью непрозрачен.
Растровый способ кодирования характеризуется тем, что все изображение по вертикали и горизонтали разбивается на достаточно мелкие прямоугольники – так называемые элементы изображения, или пиксели (от англ. pixel – picture element ). Чем меньше прямоугольники, тем больше разрешение (resolution), т. е. тем более мелкие детали изображения можно закодировать. Этот параметр измеряется в dpi (dots per inch – точек на дюйм). В зависимости от того, на какое графическое разрешение экрана настроена операционная система компьютера, на экране могут размещаться изображения 640х480, 800х600, 1024х768 и более.
Вы можете подумать, что слои похожи на стек более или менее прозрачных слайдов. Каждый слой представляет собой аспект изображения, и изображение является суммой всех этих аспектов. Нижним уровнем стека является фоновый слой. Слои над ним являются компонентами фронта.
Вы можете просматривать и управлять слоями изображения, используя диалог слоев. Представление изображения со слоями. Значения отдельных цветов варьируются от 0% до 100%, где 0% соответствует непечатанному цвету, а 100% соответствует полностью печатной области цветов. Цвета формируются путем смешивания трех основных цветов.
У растровых изображений два основных недостатка. Во-первых, очень большие объемы данных. Для активных работ с большеразмерными иллюстрациями типа журнальной полосы требуются компьютеры с большими размерами оперативной памяти (128 Мбайт и выше). Во-вторых, растровые изображения невозможно значительно увеличить без серьезных искажений. Эффект искажения при увеличении точек растра называется пикселизацией .
Этот метод используется для печати. Это цвета в чернильных картриджах принтеров. Это метод, используемый в живописи и во всех окружающих нас объектах, где свет отражается и не излучается. Объекты поглощают часть световых волн, и мы видим только отраженную часть. Объект отображается как красный, потому что зеленый и синий были поглощены. Сочетание зеленого и синего голубого, голубого поглощается добавлением красного. И наоборот, если добавлен голубой, добавляется его дополнительный цвет, красный. Если желтый цвет добавлен, синий уменьшается, а пурпурный добавляется, зеленый уменьшается.
Для каждого пикселя хранится информация о его цвете и координатах. За цвет пикселя принимается некоторое усредненное значение цвета в прямоугольнике. Цвет пикселя кодируется определенным количеством битов. Глубина цвета (Color Depth) это - количество бит, приходящихся на один пиксель. В разных системах кодирования под цвет пикселя отводится от 1 до 24 бит. Нетрудно сообразить, что если под цвет отводится всего один бит, мы получим черно-белое изображение. При использовании 8 бит число возможных цветов достигает 256, 16 бит – 65 536 цветов, 24 бит – 16 777 216 цветов.
Логически, если одновременно смешиваются голубые, пурпурные и желтые, это вычитает красный, зеленый и синий, и для этого глаз не будет видеть никакого света и, следовательно, черного. Проблема немного сложнее. На самом деле вы получите темно-коричневый цвет. Вот почему модель также имеет черное значение, поэтому ваш принтер имеет черный картридж. Это также более экономично: принтер не должен тратить на смешивание трех других цветов, чтобы создать несовершенный черный, просто добавьте черный.
Индексированный цветовой режим является способом кодирования цветов в изображении, где каждому пикселю изображения присваивается 8-битный номер цвета. Цвет, соответствующий этому номеру, помещается на стол. Изменение цвета в палитре изменяет все пиксели, к которым относится этот цвет в палитре. Хотя вы можете создавать изображения в режиме индексированного цвета, и вы можете преобразовывать изображения в него, строго говоря, это не цветовая модель.
Способ разделения цвета на составляющие называется цветовой моделью . В настоящее время разработано множество цветовых моделей: RGB, CMYK, HSB, Lab и т. д., каждая из которых имеет свою область практического применения.
Рассмотрим более подробно RGB-модель , наиболее часто применяемую в компьютерной графике. При этом способе кодирования любой цвет представляется в виде комбинации трех цветов: красного (R ed), зеленого (G reen) и синего (B lue), взятых с разной интенсивностью. Интенсивность каждого цвета кодируется 8 битами. Таким образом, для каждого основного цвета существует 256 различных значений интенсивности.
В разделе 1 «Дополнения». Квантование - это процесс уменьшения цвета пикселя до одного из нескольких фиксированных значений, сопоставляя его цвет с цветом, наиболее близким к цветной карте. Исходные значения пикселей могут быть намного точнее дискретных уровней, которые может представлять цифровой дисплей. Если диапазон экрана слишком мал, могут произойти резкие изменения цветов, когда интенсивность изменяется с одного уровня на другой. Это особенно верно для индексированных изображений, которые имеют 256 или менее дискретных цветов.
Одним из способов уменьшения эффекта квантования является использование размытия. Сплайн - это кривая, которая математически определена и имеет набор контрольных точек. Кривая Безье представляет собой кривую кубического порядка, имеющую четыре контрольные точки, где начальная и конечная точки являются концами кривой, а две другие являются контрольными точками, которые определяют направление кривой на концах.
Видимый человеком свет имеет длину волны в довольно узком диапазоне - от 0,38 мкм до 0,72 мкм. А человеческий глаз имеет специальные рецепторы (называемые колбочками), чувствительные именно к цвету. При этом каждая из колбочек «специализируется» уже на своем, совсем узком, диапазоне длин волн.
Природа распорядилась так, что в человеческом глазе оказались колбочки трех типов, чувствительные к цветам, которые мы называем красным, зеленым и синим. (Собаки, например, способны воспринимать цвета в диапазоне волн, начинающемся в светло-синем участке спектра и немного захватывающем невидимый человеку ультрафиолет. Поэтому долгое время считалось, что у собак восприятие цвета черно-белое.)
В не математическом смысле сплайн представляет собой гибкую полоску дерева или металла, которая используется для рисования кривых. Использование этих гибких полос для рисования кривых происходит от судостроения, весы висели в полосах, чтобы согнуть их. Внешние контрольные точки полосы Безье подобны местам, где блоки были заблокированы, а внутренние контрольные точки - там, где были помещены грузы для изменения кривой.
Полосы Безье являются лишь способом математического представления кривых. На изображении выше показана кривая Безье. Линия живая, поэтому кажется, что некоторые маленькие муравьи будут бегать вокруг одного за другим. Затухание - это метод, используемый в компьютерной графике для создания иллюзии большего количества цветов при отображении изображения с низкой глубиной цвета. В смягченном изображении потерянные цвета воспроизводятся с определенной компоновкой пикселей доступных цветов. Человеческий глаз воспринимает это как смесь отдельных цветов.
Количество различных цветов и количество бит, необходимых для их кодировки связаны между собой формулой:
Где N – количество цветов, I- число бит, отводимых в видеопамяти под каждый пиксель (глубина цвета).
Если для кодирования яркости каждой из основных составляющих использовать по 256 значений (восемь двоичных разрядов или 2 8), как это принято для полутоновых черно-белых изображений, то на кодирование цвета одной точки надо затратить 24 разряда (8 бит красного + 8 бит зеленого + 8 бит синего).
При этом система кодирования обеспечивает однозначное определение 16,5 млн. различных цветов (2 24), что близко к чувствительности человеческого глаза. Режим представления цветной графики с использованием 24 двоичных разрядов называют полноцветным (True Color).
Графические файлы, в которых применяется цветовая система RGB, представляют каждый пиксель в виде цветового триплета – трех числовых величин (R, G, В), соответствующих интенсивностям красного, зеленого исинего цветов (рис. 1).
Конкретные цвета в RGB-модели получаются смешением основных цветов. Таким образом, для описания любого цвета достаточно 3 байт, которые часто записывают тремя парами 16-ричных чисел.
Так, например, белый цвет можно описать как FFFFFF, черный – 000000, желтый – FFFF00.
Метод получения нового оттенка суммированием яркостей составляющих компонент называется аддитивным . Он применяется всюду, где цвета изображения рассматриваются в проходящем цвете, т.е. на просвет: в мониторах, слайд-проекторах и т.п.
Кроме RGB, другими популярными системами кодирования цветных изображений являются CMY и HSB.
CMY (Cyan, Magenta, Yellow - голубой, пурпурный, желтый) - цветовая система, применяемая для получения цветных изображений на белой поверхности. Эта система используется в большинстве устройств вывода, таких как лазерные и струйные принтеры, Всегда для получения твердых копий краски наносятся на белую бумагу. При освещении каждый из трех основных цветов поглощают дополняющий его цвет; голубой цвет поглощает красный, пурпурный - зеленый, а желтый - синий. Например, если увеличить количество желтой краски, то интенсивность синего цвета в изображении уменьшится.
Рис. 2.3. Цветовая система RGB
Новые цвета в системе CMY получают вычитанием цветовых составляющих из белого цвета. Они имеют длину волны отраженного света, не поглощенного основными цветами CMY. Например, в результате поглощения голубого и пурпурного цветов образуется желтый, т. е. можно сказать, что желтый цвет является результатом «вычитания» из отраженного света голубой и пурпурной составляющих. Если все составляющие CMY будут вычтены (или поглощены), то результирующим цветом станет черный. На практике же получить идеальный черный цвет без дорогостоящих красителей в системе CMY весьма сложно.
Существует более практичный вариант CMY - система CMYK, в которой символ К означает черный цвет. Введение в эту цветовую систему черного цвета в качестве независимой основной цветовой переменной позволяет использовать недорогие красители. Систему CMYK часто называют четырехцветной, а результат ее применения - четырехцветной печатью. Во многих моделях точка, окрашенная в составной цвет, группируется из четырех точек, каждая из которых окрашена в один из основных цветов CMYK.
Данные в системе CMYK представляются либо цветовым триплетом, аналогичным RGB, либо четырьмя величинами. Если данные представлены цветовым триплетом, то отдельные цветовые величины противоположны величинам RGB. Так, для 24-битового пиксельного значения триплет (255,255,255) соответствует черному цвету, а триплет (0,0,0) - белому. Однако в большинстве случаев для представления цветов в системе CMYK используется последовательность четырех величин.
Как правило, четыре цветовые составляющие CMYK задаются в процентах в диапазоне от 0 до 100.
Модель HSB (Hue, Saturation, Brightness - оттенок, насыщенность, яркость цвета) - одна из многих цветовых систем, в которых при представлении новых цветов не смешивают основные цвета, а изменяют их свойства. Оттенок - это «цвет» в общеупотребительном смысле этого слова, например красный, оранжевый, синий и т. д. Насыщенность (также называемая цветностью) определяется количеством белого в оттенке. В полностью насыщенном (100%) оттенке не содержится белого, такой оттенок считается чистым. Частично насыщенный оттенок светлее по цвету. Красный оттенок с 50%-ной насыщенностью соответствует розовому. Яркость определяет интенсивность свечения цвета. Оттенок с высокой интенсивностью является очень ярким, а с низкой - темным.
Модель HSB напоминает принцип, используемый художниками для получения нужных цветов, - смешивание белой, черной и серой с чистыми красками для получения различных тонов и оттенков (tint, shade и tone). Оттенок tint является чистым, полностью насыщенным цветом, смешанным с белым, а оттенок shade - полностью насыщенным цветом, смешанным с черным. Тон (tone) - это полностью насыщенный цвет, к которому добавлены черный и белый цвета (серый). Если рассматривать систему HSB cточки зрения смеси этих цветов, то насыщенность будет представлять собой количество белого, яркость - количество черного, а оттенок - тот цвет, к которому добавляются белый и черный.
Режим, когда для кодирования цвета каждой точки используется 32 двоичных разряда, так же как и рассмотренный выше с использованием 24 разрядов; называют полноцветным (True Color). Если уменьшить количество двоичных разрядов, используемых для кодирования цвета каждой точки, то можно сократить объем данных, но при этом диапазон кодируемых цветов заметно сокращается. Кодирование цветной графики 16-разрядными двоичными чистками называют режимом High Color.
При векторном способе кодирования изображение представляется в виде комбинации простых геометрических фигур – точек, отрезков прямых и кривых (сплайнов), окружностей, прямоугольников и т. д.
Рис.2.4. Геометрические примитивы векторной графики
Для полного описания изображения необходимо знать вид и базовые координаты каждой фигуры. Например, для окружности такими координатами являются координаты центра и диаметр окружности, для сплайна – координаты точек, через которые проходит кривая. Кроме того, описываются цвета каждой фигуры, в том числе цвета границы и цвета внутренней области.
Векторное кодирование чрезвычайно широко распространено. В частности, оно используется в современных шрифтах TrueType и PostScript, в системах автоматизированного проектирования.