aš. Spalvų sistemos kompiuterinėje grafikoje

1. Pagrindinės kompiuterinės grafikos sąvokos……………………2 p.

2. Spalva ir spalvų modeliai………………………………………4 p.

3. RGB spalvų modelis……………………………………………5 puslapiai.

4..HSB ir HSL spalvų sistemos…………………………………..6 psl.

5. HSB spalvotas modelis……………………………………………7 puslapiai.

6. CIE Lab spalvų modelis………………………………………..8 psl.

7. CMYK spalvų modelis, spalvų atskyrimas……………………….. 8 psl.

II. Praktinė dalis

1.Praktinis klausimas (brėžinio kūrimas naudojant CorelDRAW)

Naudotos literatūros sąrašas………………………..11psl.

Pagrindinės kompiuterinės grafikos sąvokos

Kompiuterinėje grafikoje raiškos sąvoka dažniausiai kelia painiavą, nes vienu metu turime susidoroti su keliomis skirtingų objektų savybėmis. Būtina aiškiai atskirti ekrano skiriamąją gebą, spausdinimo įrenginio skiriamąją gebą ir vaizdo raišką. Visos šios sąvokos reiškia skirtingus objektus. Šios raiškos tipai niekaip nesusiję tarpusavyje, kol nereikia žinoti, kokio fizinio dydžio bus vaizdas monitoriaus ekrane, spausdinimas ant popieriaus ar failas standžiajame diske.

Ekrano skiriamoji geba yra kompiuterio sistemos (priklausomai nuo monitoriaus ir vaizdo plokštės) ir operacinės sistemos (priklausomai nuo Windows nustatymų) savybė. Ekrano skiriamoji geba matuojama pikseliais (taškais) ir nustato vaizdo dydį, kuris gali tilpti visiškai ekrane.
Spausdintuvo skiriamoji geba yra spausdintuvo savybė, išreiškianti atskirų taškų, kuriuos galima atspausdinti vienetinio ilgio srityje, skaičių. Jis matuojamas dpi vienetais (taškais colyje) ir nustato tam tikros kokybės vaizdo dydį arba, atvirkščiai, tam tikro dydžio vaizdo kokybę.

Vaizdo skiriamoji geba yra paties vaizdo savybė. Jis taip pat matuojamas taškais colyje – dpi ir nustatomas kuriant vaizdą grafikos rengyklėje arba naudojant skaitytuvą. Taigi, norint matyti vaizdą ekrane, užtenka 72 dpi raiškos, o spausdinant spausdintuvu – ne mažesnės nei 300 dpi. Vaizdo raiškos reikšmė išsaugoma vaizdo faile.

Fizinis vaizdo dydis lemia nuotraukos dydį vertikaliai (aukštis) ir horizontaliai (plotis) ir gali būti matuojamas tiek pikseliais, tiek ilgio vienetais (milimetrais, centimetrais, coliais). Jis nustatomas, kai sukuriamas vaizdas ir išsaugomas kartu su failu. Jei vaizdas ruošiamas rodyti ekrane, jo plotis ir aukštis nurodomi pikseliais, kad būtų galima sužinoti, kokią ekrano dalį jis užima. Jei vaizdas ruošiamas spausdinti, jo dydis nurodomas ilgio vienetais, kad būtų galima sužinoti, kiek popieriaus lapo jis užims.
Fizinis dydis ir vaizdo skiriamoji geba yra neatsiejamai susiję. Pakeitus skiriamąją gebą, automatiškai pasikeičia fizinis dydis.

Dirbant su spalva, naudojamos šios sąvokos: spalvos gylis (taip pat vadinamas spalvų skyra) ir spalvos modelis.
Vaizdo pikselio spalvai koduoti gali būti paskirtas skirtingas bitų skaičius. Tai nustato, kiek spalvų vienu metu gali būti rodoma ekrane. Kuo ilgesnis dvejetainis spalvų kodas, tuo daugiau spalvų galima naudoti dizaine.

Spalvos gylis – tai bitų skaičius, naudojamas vieno pikselio spalvai užkoduoti. Norint užkoduoti dviejų spalvų (juodą ir baltą) vaizdą, pakanka skirti vieną bitą, kad būtų pavaizduota kiekvieno pikselio spalva. Vieno baito paskirstymas leidžia užkoduoti 256 skirtingas spalvas. Du baitai (16 bitų) leidžia apibrėžti 65536 skirtingas spalvas. Šis režimas vadinamas High Color. Jei spalvoms koduoti naudojami trys baitai (24 bitai), vienu metu gali būti rodoma 16,5 milijono spalvų. Šis režimas vadinamas True Color. Failo, kuriame išsaugomas vaizdas, dydis priklauso nuo spalvų gylio.

Gamtoje spalvos retai būna paprastos. Dauguma spalvų atspalvių susidaro maišant pagrindines spalvas. Spalvos atspalvio padalijimo į sudedamąsias dalis metodas vadinamas spalva modelis. Yra daug skirtingų spalvų modelių tipų, tačiau kompiuterinei grafikai paprastai naudojami ne daugiau kaip trys. Šie modeliai žinomi pavadinimais: RGB, CMYK, HSB.

Spalvos ir spalvų modeliai.

Spalva yra adityvinė ir atimama.

Papildoma spalva gaunama derinant skirtingų spalvų šviesą. Šioje schemoje visų spalvų nebuvimas reiškia juodą spalvą, o visų spalvų buvimas – baltą. Papildoma spalvų schema veikia su skleidžiama šviesa, pvz., kompiuterio monitoriumi.

Atimtinėje spalvų schemoje vyksta atvirkštinis procesas. Čia spalva gaunama iš bendro šviesos spindulio atėmus kitas spalvas. Šioje schemoje balta spalva atsiranda dėl to, kad nėra visų spalvų, o dėl jų atsiranda juoda. Atimama spalvų schema veikia su atspindėta šviesa.

Kompiuterinėje grafikoje vartojama spalvinės raiškos sąvoka (kitas pavadinimas – spalvos gylis). Jis apibrėžia spalvų informacijos kodavimo metodą, skirtą rodyti monitoriaus ekrane. Kad būtų rodomas nespalvotas vaizdas, pakanka dviejų bitų (balto ir juodo). Aštuonių bitų kodavimas leidžia rodyti 256 spalvų tonų gradacijas. Du baitai (16 bitų) apibrėžia 65 536 atspalvius (šis režimas vadinamas High Color). Taikant 24 bitų kodavimo metodą, galima apibrėžti daugiau nei 16,5 milijono spalvų (režimas vadinamas. Praktiniu požiūriu monitoriaus spalvų raiška artima spalvų gamos sampratai. Tai reiškia diapazoną. spalvų, kurias galima atkurti naudojant vieną ar kitą išvesties įrenginį (monitorių, spausdintuvą, spausdinimo presą ir kt.) Laikantis vaizdo formavimo principų, naudojant adityvinius arba atimančius metodus, buvo sukurti metodai, kaip padalinti spalvos atspalvį į jo sudedamąsias dalis. , vadinami spalviniais modeliais.Kompiuterinėje grafikoje RGB ir HSB modeliai (skirti pridėtiniams vaizdams kurti ir apdoroti) ir CMYK (vaizdo kopijai spausdinti ant spausdinimo įrangos).Spalvų modeliai yra trimatėje koordinačių sistemoje, kuri formuoja spalvų erdvė, nes iš Grossmano dėsnių išplaukia, kad spalva gali būti išreikšta tašku trimatėje erdvėje.

Pirmasis Grassmanno dėsnis (trimatiškumo dėsnis). Bet kuri spalva gali būti vienareikšmiškai išreikšta trimis komponentais, jei jie yra tiesiškai nepriklausomi. Linijinė nepriklausomybė yra neįmanoma gauti kurią nors iš šių trijų spalvų pridedant kitas dvi.

Antrasis Grassmanno dėsnis (tęstinumo dėsnis). Nuolat kintant spinduliuotei, nuolat keičiasi ir mišinio spalva. Nėra tokios spalvos, kuri nebūtų be galo artima.

Trečiasis Grassmanno dėsnis (adityvumo dėsnis). Spinduliuotės mišinio spalva priklauso tik nuo jo spalvos, bet ne nuo spektrinės sudėties. Tai yra, mišinio spalva (C) išreiškiama spinduliuotės spalvų lygčių suma:

Csum=(R1+R2+…+Rn)R+(G1+G2+…+Gn)G+ (B1+B2+…+Bn)B.

RGB spalvų modelis

Kompiuterio monitorius kuria spalvas tiesiogiai skleisdamas šviesą ir naudoja RGB spalvų schemą.

RGB spalvų modelis yra adityvus, ty bet kokia spalva yra trijų pagrindinių spalvų – raudonos (raudonos), žalios (žalia), mėlynos (mėlynos) – derinys skirtingomis proporcijomis. Tai yra kompiuterinės grafikos, skirtos elektroniniam atkūrimui (monitoriuje, televizoriuje), kūrimo ir apdorojimo pagrindas. Jei pažvelgsite į monitoriaus ekraną iš arti, pastebėsite, kad jį sudaro maži raudonos, žalios ir mėlynos spalvos taškeliai. Kompiuteris gali valdyti per bet kokį spalvotą tašką skleidžiamos šviesos kiekį ir, derindamas skirtingus bet kokių spalvų derinius, gali sukurti bet kokią spalvą. Kai vienas pagrindinės spalvos komponentas yra uždėtas ant kito, bendros spinduliuotės ryškumas padidėja. Trijų komponentų derinys suteikia achromatinę pilką spalvą, kuri, didėjant ryškumui, artėja prie baltos spalvos. Naudojant 256 gradacinius tonų lygius, juoda spalva atitinka nulines RGB reikšmes, o balta – didžiausias reikšmes su koordinatėmis (255 255 255).

Kompiuterių monitorių prigimties nulemta RGB schema yra pati populiariausia ir paplitusi, tačiau ji turi trūkumą: kompiuterio brėžiniai ne visada turi būti tik monitoriuje, kartais jie turi būti atspausdinti, tada reikia naudokite kitą spalvų sistemą – CMYK.

HSB ir HSL spalvų sistemos

HSB ir HSL spalvų sistemos yra pagrįstos aparatinės įrangos nustatytais apribojimais. HSB sistemoje spalva apibūdinama pagal atspalvį, sodrumą ir ryškumą. Kita HSL sistema nustato atspalvį, sodrumą ir šviesumą. Tonas yra specifinis spalvos atspalvis. Spalvos sodrumas apibūdina santykinį jos intensyvumą arba dažnį. Ryškumas arba apšvietimas rodo, kiek juodos spalvos pridėta prie spalvos, todėl ji atrodo tamsesnė. HSB sistema puikiai dera su žmogaus spalvų suvokimo modeliu, tai yra, ji prilygsta šviesos bangos ilgiui. Sodrumas yra bangos intensyvumas, o ryškumas yra bendras šviesos kiekis. Šios sistemos trūkumas yra tas, kad norint dirbti kompiuterių monitoriuose ji turi būti konvertuota į RGB sistemą, o norint spausdinti keturiomis spalvomis į CMYK sistemą.

HSB spalvos modelis

HSB spalvų modelis buvo sukurtas maksimaliai atsižvelgiant į žmogaus spalvų suvokimo ypatybes. Jis sukurtas remiantis Munsell spalvų ratu. Spalvą apibūdina trys komponentai: atspalvis, sodrumas ir ryškumas. Spalvos reikšmė pasirenkama kaip vektorius, kylantis iš apskritimo centro. Taškas centre atitinka baltą spalvą, o taškai išilgai apskritimo perimetro – grynas spektrines spalvas. Vektoriaus kryptis nurodoma laipsniais ir nustato spalvos atspalvį. Vektoriaus ilgis lemia spalvų sodrumą. Atskiroje ašyje, vadinamoje achromatine ašimi, nustatomas ryškumas, o nulinis taškas atitinka juodą spalvą. HSB modelio spalvų gama apima visas žinomas tikrų spalvų reikšmes.

HSB modelis dažniausiai naudojamas kuriant vaizdus kompiuteriu, imituojant menininkų darbo techniką ir įrankius. Yra specialių programų, kurios imituoja teptukus, rašiklius ir pieštukus. Suteikia darbo su dažais ir įvairiomis drobėmis imitaciją. Sukūrus paveikslėlį rekomenduojama jį konvertuoti į kitos spalvos modelį, atsižvelgiant į tai, kaip ketinate jį publikuoti.

CIE Lab spalvų modelis

1920 metais buvo sukurtas CIE Lab spalvų erdvinis modelis (Communication Internationale de I"Eclairage - tarptautinė susitikimo komisija. L, a, b yra šios sistemos koordinačių ašių žymėjimai). Sistema nepriklauso nuo aparatinės įrangos, todėl dažnai yra naudojamas duomenims perduoti tarp įrenginių CIE Lab modelyje bet kokią spalvą lemia šviesumas (L) ir spalviniai komponentai: parametras a, kuris kinta diapazone nuo žalios iki raudonos, ir parametras b, kuris kinta diapazone nuo nuo mėlynos iki geltonos spalvos.CIE Lab modelio spalvų gama gerokai viršija monitorių ir spausdinamų įrenginių galimybes, todėl šiame modelyje pavaizduotas vaizdas turi būti konvertuotas prieš išleidžiant.Šis modelis buvo sukurtas siekiant suderinti spalvų fotocheminius procesus su spausdinimo procesais ir yra šiandien. numatytasis Adobe Photoshop standartas.

CMYK spalvų modelis, spalvų atskyrimas

Ši sistema buvo plačiai žinoma dar gerokai anksčiau, nei kompiuteriai buvo naudojami grafiniams vaizdams kurti. Kompiuteriai naudojami vaizdo spalvoms atskirti į CMYK spalvas, o spausdinimui sukurti specialūs modeliai. Konvertuojant spalvas iš RGB į CMYK, susiduriama su daugybe iššūkių. Pagrindinis sunkumas yra tas, kad skirtingose ​​sistemose spalvos gali skirtis. Šios sistemos turi skirtingą spalvų kūrimo pobūdį ir tai, ką matome monitoriaus ekrane, niekada negali tiksliai pakartoti spausdinant. Šiuo metu yra programų, kurios leidžia dirbti tiesiogiai CMYK spalvomis. Vektorinės grafikos programos jau patikimai turi šią galimybę, o rastrinės grafikos programos tik neseniai pradėjo teikti vartotojams priemones dirbti su CMYK spalvomis ir tiksliai valdyti, kaip dizainas atrodys spausdinant.

CMYK spalvų modelis yra atimtinis ir naudojamas ruošiant leidinius spausdinti. CMY spalvų komponentai yra spalvos, gautos iš baltos atėmus pagrindines spalvas:

žydra (žydra) = balta - raudona = žalia + mėlyna;

purpurinė = balta - žalia = raudona + mėlyna;

geltona = balta - mėlyna = raudona + žalia.

Šis metodas atitinka fizinę spindulių, atsispindėjusių nuo spausdintų originalų, suvokimo esmę. Žydra, rausvai raudona ir geltona vadinamos papildomomis spalvomis, nes jos papildo pagrindines baltas spalvas. Tai veda prie pagrindinės CMY spalvų modelio problemos – praktiškai sutampančios papildomos spalvos nesukuria grynos juodos spalvos. Todėl į spalvų modelį buvo įtrauktas grynai juodas komponentas. Taip CMYK spalvų modelio santrumpoje atsirado ketvirtoji raidė (Cyan, Magenta, Yellow, blackK). Norint spausdinti ant spausdinimo įrangos, spalvotas kompiuterio vaizdas turi būti padalintas į komponentus, atitinkančius CMYK spalvų modelio komponentus. Šis procesas vadinamas spalvų atskyrimu. Rezultatas yra keturi atskiri vaizdai, kuriuose yra vienodos spalvos kiekvieno originalo komponento. Tada spaustuvėje iš plokščių, sukurtų spalvotų atskirtų plėvelių pagrindu, atspausdinamas kelių spalvų vaizdas, gaunamas perdengiant CMYK spalvas.

Indeksuota spalva, darbas su palete

Visos anksčiau aprašytos spalvų sistemos buvo susijusios su visu spalvų spektru. Indeksuotos spalvų paletės – tai spalvų rinkiniai, iš kurių galima pasirinkti norimą spalvą. Ribotų palečių pranašumas yra tas, kad jos užima daug mažiau atminties nei pilnos RGB ir CMYK sistemos. Kompiuteris sukuria spalvų paletę ir kiekvienai spalvai priskiria skaičių nuo 1 iki 256. Tada, išsaugodamas atskiro pikselio ar objekto spalvą, kompiuteris tiesiog prisimena skaičių, kurį spalva turėjo paletėje. Kad įsimintų skaičius nuo 1 iki 256, kompiuteriui reikia tik 8 bitų. Palyginimui, visos spalvos RGB sistemoje užima 24 bitus, o CMYK sistemoje - 32 bitus.

Bibliografija:

1.Kompiuterinė grafika. Porevas V.N.

2.Kompiuterinės grafikos pagrindai. Sergejevas A.P., Kuščenka S.V.

3. Kompiuterinė grafika. Dinamika, tikroviški vaizdai. E.V. Šikinas, A.V. Boreskovas

Kompiuteris grafikos menai (11)Santrauka >> Informatika

2 TIPAI KOMPIUTERIS GRAFIKA Yra trys tipai kompiuteris grafikus. Tai yra rastras grafikos menai, vektorius grafikos menai ir fraktalas grafikos menai. Jie skirtingi... trimačiai sistemos koordinates Kiekviena koordinatė atspindi kiekvieno komponento indėlį į gautą rezultatą spalva V...

Vizualinio įspūdžio stiprinimas ir vaizdo informacinio turtingumo didinimas. Spalvos suvokimą formuoja žmogaus smegenys, analizuodamos šviesos srautą, patenkantį į tinklainę iš skleidžiančių ar atspindinčių objektų. Spalvos suvokimas priklauso nuo fizinių šviesos savybių, t.y. elektromagnetinės energijos, nuo jos sąveikos su fizinėmis medžiagomis, taip pat nuo jų interpretacijos žmogaus regėjimo sistemoje. Žmogaus regėjimo sistema elektromagnetinę energiją, kurios bangos ilgis yra nuo 400 iki 700 nm, suvokia kaip matomą šviesą (1 nm = 10 -9 m). Šviesa gaunama arba tiesiogiai iš šaltinio, pavyzdžiui, lemputės, arba netiesiogiai atspindint arba lūžtant nuo objekto paviršiaus. Šaltinis arba objektas yra achromatinis, jei stebimoje šviesoje yra maždaug vienodi visų matomų bangų ilgiai. Achromatinis šaltinis atrodo baltas, o atsispindėjusi arba lūžusi achromatinė šviesa atrodo balta, juoda arba pilka. Objektai, kurie achromatiškai atspindi daugiau nei 80 % baltos spalvos šaltinio šviesos, atrodo balti, o mažiau nei 3 % – juodi. Tarpinės vertės sukuria skirtingus pilkos spalvos atspalvius. Nors sunku apibrėžti Skirtumas tarp šviesumo ir ryškumo, šviesumas paprastai laikomas nešviečiančių arba atspindinčių objektų savybe ir svyruoja nuo juodos iki baltos, o ryškumas yra savaime šviečiančių arba spinduliuojančių objektų savybė ir svyruoja nuo silpno iki didelio. Jei suvokiamoje šviesoje yra savavališkai nevienodų bangų ilgių, tada ji vadinama chromatine. Jei bangos ilgiai sukoncentruoti ties viršutinis kraštas matomas spektras, tada atsiranda šviesa raudona arba rausvai, t.y. dominuojantis bangos ilgis yra raudonoje matomo spektro srityje. Jei bangos ilgiai yra sutelkti apatinė dalis tada matomas spektras šviesa atrodo mėlyna arba melsva, t.y. dominuojantis bangos ilgis yra mėlynoje spektro dalyje. Tačiau pati tam tikro bangos ilgio elektromagnetinė energija neturi jokios spalvos. Spalvos pojūtis atsiranda dėl fizinių reiškinių transformacijos žmogaus akyje ir smegenyse. Objekto spalva priklauso nuo šviesos šaltinio bangų ilgių pasiskirstymo ir nuo objekto fizinių savybių. Objektas atrodo spalvotas, jei jis atspindi arba praleidžia šviesą tik siaurame bangų ilgių diapazone ir sugeria visus kitus.

Kompiuterinėje grafikoje naudojamos dvi pirminių spalvų maišymo sistemos: adityvinė – raudona, žalia, mėlyna (RGB) ir atimama – žalsvai mėlyna, rausvai raudona, geltona (CMY). Vienos sistemos spalvos papildo kitą: žalsvai mėlyna iki raudonos, rausvai žalios, geltonos iki mėlynos. Papildoma spalva yra skirtumas tarp baltos ir nurodytos spalvos: žydra yra balta minus raudona, rausvai raudona yra balta ir žalia, geltona yra balta ir mėlyna. Nors raudona gali būti laikoma žalsvai mėlynos spalvos papildymu, tradiciškai pagrindinėmis spalvomis laikomos raudona, žalia ir mėlyna, o žydra, rausvai raudona, geltona – jas papildo. Įdomu tai, kad vaivorykštės ar prizmės spektre nėra violetinės spalvos, t.y. ją generuoja žmogaus regėjimo sistema. Dėl atspindintys paviršiai, pavyzdžiui, naudojami spausdinimo dažai, plėvelės ir nešviečiantys ekranai atimtinė sistema CMY. Atimančiose sistemose papildomos spalvos bangos ilgiai atimami iš balto spektro. Pavyzdžiui, kai šviesa atsispindi arba perduodama per purpurinį objektą, žalioji spektro dalis sugeriama. Jei gautą šviesą atspindi arba laužia geltonas objektas, mėlyna spektro dalis sugeriama ir lieka tik raudona spalva. Kai ji atsispindi arba lūžta mėlyname objekte, spalva tampa juoda, nes pašalinamas visas matomas spektras. Šiuo principu veikia nuotraukų filtrai. Priedas RGB spalvų sistema yra patogi švytintis paviršiai, tokie kaip CRT ekranai ar spalvotos lempos.

Būdai apibūdinti spalvą

Kompiuterinėje grafikoje ši sąvoka naudojama spalvų raiška (kitas pavadinimas spalvų gylis ). Jis apibrėžia spalvų informacijos kodavimo metodą, skirtą rodyti monitoriaus ekrane. Kad būtų rodomas nespalvotas vaizdas, pakanka vieno bito (baltos ir juodos spalvos). Aštuonių bitų kodavimas leidžia rodyti 256 spalvų tonų gradacijas. Du baitai (16 bitų) apibrėžia 65 536 atspalvius. Naudojant 24 bitų kodavimą, galima apibrėžti daugiau nei 16,5 milijono spalvų

Praktiniu požiūriu spalvų raiška artima koncepcija spalvų gama, kuri reiškia spalvų diapazoną, kurį galima atkurti išvesties įrenginiuose. Spalvoti modeliai yra išdėstyti trimatėje koordinačių sistemoje, kuri sudaro spalvų erdvę. Šiuo atveju jie remiasi Grassmanno dėsniais, kad spalva gali būti išreikšta tašku trimatėje erdvėje.

CIE Lab spalvų modelis

1920 metais buvo sukurtas spalvotas erdvinis modelis CIE laboratorija

L,a,b – koordinačių ašių žymėjimai šioje sistemoje). Sistema yra nepriklausoma nuo aparatinės įrangos, todėl dažnai naudojama duomenims perduoti tarp įrenginių. CIE Lab modelyje bet kokią spalvą lemia šviesumas (I) ir chromatiniai komponentai: parametras a, kuris kinta nuo žalios iki raudonos, ir parametras b, kuris kinta nuo mėlynos iki geltonos.. CIE Lab modelio spalvų gama gerokai viršija monitorių ir spausdinimo įrenginių galimybes, todėl prieš išvedant šiame modelyje pateiktą vaizdą, jį reikia konvertuoti. Šis modelis buvo sukurtas siekiant suderinti spalvų fotocheminius procesus su spausdinimo procesais. Šiandien tai yra numatytasis Adobe Photoshop standartas.

RGB spalvų modelis

Pav. Priedo RGB spalvų modelis

RGB spalvų modelis yra adityvus, tai yra, bet kokia spalva yra trijų pagrindinių spalvų - raudonos, žalios, mėlynos - derinys skirtingomis proporcijomis. Tai yra kompiuterinės grafikos, skirtos elektroniniam atkūrimui (monitoriuje, televizoriuje), kūrimo ir apdorojimo pagrindas. Kai vienas pagrindinės spalvos komponentas yra uždėtas ant kito, bendros spinduliuotės ryškumas padidėja. Trijų komponentų derinys suteikia achromatinę pilką spalvą, kuri, didėjant ryškumui, artėja prie baltos spalvos. Su 256 gradaciniais tonų lygiais juoda atitinka nulines RGB reikšmes, o balta – maksimalias, su koordinatėmis (255 255 255).

RGB su alfa kanalu

Alfa kanalas leidžia sujungti vaizdą su jo fonu. Kiekvienoje pikselio reikšmėje yra papildoma alfa reikšmė, kurios bitų dydis yra lygus vaizdo spalvos gyliui. RGB spalvų modelis su alfa kanalu gali būti naudojamas tik su 8 ir 16 bitų spalvų gyliu.

Nulinė alfa kanalo reikšmė reiškia, kad pikselis yra visiškai skaidrus, tokiu atveju fonas yra visiškai matomas per vaizdą.

Alfa kanalo reikšmė lygi 2 vaizdo spalvų gylis -1

atitinka visiškai nepermatomą pikselį; tai reiškia, kad fonas yra visiškai padengtas vaizdo. Kai alfa kanalo reikšmė yra lygi tarpinei reikšmei, pikselių spalva susilieja su fonu pagal tam tikrą algoritmą.

HSB spalvos modelis


Ryžiai. HSB spalvos modelis
HSB spalvų modelis buvo sukurtas maksimaliai atsižvelgiant į žmogaus spalvų suvokimo ypatybes. Jis sukurtas remiantis Munsell spalvų ratu. Spalva apibūdinama trimis komponentais: atspalvis (Atspalvis ), sodrumas (Sodrumas ) ir ryškumą (Ryškumas ). Spalvos reikšmė pasirenkama kaip vektorius, kylantis iš apskritimo centro. Taškas centre atitinka baltą spalvą, o taškai išilgai apskritimo perimetro – grynas spektrines spalvas. Vektoriaus kryptis nurodoma laipsniais ir nustato spalvos atspalvį. Vektoriaus ilgis lemia spalvų sodrumą. Atskiroje ašyje vadinama achromatinės, nustatytas ryškumas, o nulinis taškas atitinka juodą spalvą. HSB modelio spalvų gama apima visas žinomas tikrų spalvų reikšmes.

ModelisH.S.B.Jį įprasta naudoti kuriant vaizdus kompiuteriu, imituojant menininkų darbo techniką ir įrankius. Yra specialių programų, kurios imituoja teptukus, rašiklius ir pieštukus. Suteikia darbo su dažais ir įvairiomis drobėmis imitaciją. Sukūrus paveikslėlį rekomenduojama jį konvertuoti į kitos spalvos modelį, atsižvelgiant į tai, kaip ketinate jį publikuoti.Šiuo metu šis spalvų modelis naudojamas tik kai kuriose vaizdo apdorojimo programose.

YCbCr spalvų modelis

JPEG vaizdai beveik visada išsaugomi naudojant trijų komponentų YCbCr spalvų erdvę. Y arba skaisčio komponentas rodo vaizdo ryškumą. Komponentai Cb ir Cr nustato spalvą. Cb reikšmė nustato vaizdo mėlynumą, o Cr reikšmė – vaizdo raudonumą.

Ryšys tarp YCbCr ir RGB spalvų modelių randamas naudojant atitinkamas formules.

Ryžiai. CMYK spalvos modelis
Spalvų modelis yra atimtinis ir naudojamas ruošiant leidinius spausdinti. CMY spalvų komponentai yra spalvos, gautos iš baltos atėmus pagrindines spalvas:

žydra (žydra) = balta - raudona = žalia + mėlyna;

purpurinė = balta - žalia = raudona + mėlyna;

geltona = balta - mėlyna = raudona + žalia.

Šis metodas atitinka fizinę spindulių, atsispindėjusių nuo spausdintų originalų, suvokimo esmę. Taip vadinamos žydros, rausvai raudonos ir geltonos spalvos papildomas, nes jos papildo pagrindines spalvas prie baltos. Tai veda prie pagrindinės CMY spalvų modelio problemos – praktiškai sutampančios papildomos spalvos nesukuria grynos juodos spalvos. CMYK modelyje didesnės komponentų reikšmės reiškia spalvas, artimesnes juodai. Kai derinamos žydros, purpurinės ir geltonos spalvos, visa spalva sugeriama, o tai teoriškai turėtų baigtis juoda, tačiau praktiškai gryna juoda nesukuriama. Todėl į spalvų modelį buvo įtrauktas grynai juodas komponentas. Taip CMYK spalvų modelio santrumpoje atsirado ketvirtoji raidė ( Žydra, purpurinė, geltona, juoda). Tarp modelio ir RGB nėra tiesioginio atitikimo. Kelios CMYK reikšmės susietos su ta pačia RGB verte.

Norint spausdinti ant spausdinimo įrangos, spalvotas kompiuterio vaizdas turi būti padalintas į komponentus, atitinkančius CMYK spalvų modelio komponentus. Šis procesas vadinamas spalvų atskyrimas. Rezultatas yra keturi atskiri vaizdai, kuriuose yra vienodos spalvos kiekvieno originalo komponento. Tada spaustuvėje iš plokščių, sukurtų spalvotų atskirtų plėvelių pagrindu, atspausdinamas kelių spalvų vaizdas, gaunamas perdengiant CMYK spalvas.

Vaizdams pavaizduoti naudojami spalvų modeliai yra pagrįsti prielaida kad tarp spalvos komponento vertės ir ekrane matomos spalvos yra tiesinis ryšys. Tiesą sakant, naudojami ekrano įrenginiai nereaguoja tiesiškai į gaunamą įvesties signalą.Gama aproksimacija apibūdina netiesines šių įrenginių charakteristikas. Matematiniu požiūriu gama yra galios funkcija:

Vaizdo gama reguliavimas gali būti atliekamas kartu su konvertavimu į XYZ spalvų erdvę arba atskirai. Gama reguliavimas turi didesnį poveikį vaizdo išvaizdai kompiuterio monitoriuje nei konvertavimas į XYZ spalvų erdvę ir iš jos.

Gama poveikis vaizdui yra toks:suteikia komponentui tamsesnį arba šviesesnį atspalvį.

Koordinačių sistemos

Norint sukurti sudėtingą tikrovišką kompiuterinį vaizdą, būtina patikimai atkartoti vaizduojamo objekto ar proceso matematinį modelį ekrane erdvėje ir laike.Šiuo atveju būtina nurodyti taškų, linijų ir paviršių padėtį skirtingose ​​koordinačių sistemose. Taško padėtis Euklido erdvėje nurodoma spindulio vektoriumi, kuris turi n koordinačių ir išsiplėtimą į n tiesiškai nepriklausomų bazinių vektorių. Bazinių vektorių ir atstumų matavimo vienetų rinkinys išilgai šių vektorių sudaro koordinačių sistemą. Grafinių objektų formai apibūdinti, nurodyti objektų vietą erdvėje ir jų projekcijas ekrane, naudojami įvairūs SC, kiekvienu konkrečiu atveju patogiausia. Taškų padėtis erdvėje patogiai aprašoma naudojant Dekarto koordinačių sistemą. Dekarto koordinačių sistemoje yra trys nukreiptos tiesės, kurios nėra toje pačioje plokštumoje - koordinačių ašys, ašys susikerta viename taške - koordinačių pradžia. Ant ašių parenkamas matavimo vienetas. Bet kurio erdvės taško padėtis apibūdinama per šio taško koordinates, kurios yra atstumai nuo koordinačių pradžios iki taško projekcijų į atitinkamas koordinačių ašis. Praktiniams skaičiavimams patogus, kad koordinačių ašys būtų viena kitai statmenos. Tokia koordinačių sistema vadinama stačiakampe. Santykinis ašių išdėstymas stačiakampėje koordinačių sistemoje gali būti dviejų tipų. Ašis 0 z gali pereiti kryptimi nuo stebėtojo į lapo plokštumą - tai kairioji koordinačių sistema. Jei ašis 0 z pereina iš lapo plokštumos į stebėtoją – tai dešiniarankė koordinačių sistema.

Koordinačių sistemos dažniausiai naudojamos kompiuterinėje grafikoje

Pasaulio koordinačių sistema yra pagrindinė koordinačių sistema, kurioje nurodyti visi scenos objektai. Viena iš įprastų užduočių kompiuterinėje grafikoje yra dvimačių grafikų vaizdavimas tam tikroje koordinačių sistemoje. Šie grafikai skirti parodyti ryšį tarp kintamųjų, apibrėžtų naudojant funkcijas. Pavyzdžiui, grafikai, apibūdinantys žmogaus akies šviesos suvokimą. Norint gauti tokį grafiką, taikomoji programa turi aprašyti įvairius išvesties primityvus (taškus, linijas, simbolių eilutes), nurodant jų vietą ir dydį stačiakampėje koordinačių sistemoje. Matavimo vienetai, kuriais nurodomi šie objektai, priklauso nuo jų pobūdžio: pavyzdžiui, temperatūros pokytis gali būti rodomas laipsniais per valandą, kūno judėjimas erdvėje kilometrais per sekundę ir tt Tai orientuota į taikymą. (arba orientuotos į vartotoją) koordinatės leidžia apibrėžti objektus vartotojo dvimačiame ar trimačiame pasaulyje, ir dažniausiai jos vadinamos pasaulio koordinates.

Fiksuotoje pasaulio koordinačių sistemoje (MSC) x, y, z yra atskaitos taškas (koordinačių kilmė) ir tiesiškai nepriklausomas pagrindas (bazinių vektorių rinkinys - koordinačių ašys), todėl galima skaitmeniniu būdu apibūdinti geometrinį bet kurio grafinio objekto savybės absoliučiomis reikšmėmis. Mes žymime pasaulio koordinačių sistemą x m y m z m .

Modelio koordinačių sistema– koordinačių sistema, kurioje nurodoma objektų vidinė struktūra.

Ekrano koordinačių sistema - nurodo geometrinių objektų projekcijų vietą ekrane. ESC taško projekcija turi koordinatę z e =0. Tačiau šios koordinatės nereikėtų atmesti, nes MSK ir ESC dažnai pasirenkami taip, kad sutaptų, taip pat projekcijos vektorius [ x ai y ai 0] gali dalyvauti transformacijose, kurioms reikalingos ne dvi, o trys koordinatės.

Taško ir žiūrėjimo krypties pasirinkimą galima apibūdinti matematiškai, įvedant Dekarto stebėtojo koordinačių sistema, kurio pradžia yra žiūrėjimo taške, o viena iš ašių sutampa su žiūrėjimo kryptimi

Scenos koordinačių sistema(SKS) x Su y Su z Su, kuri apibūdina visų objektų padėtį scenoje – tam tikra pasaulio erdvės dalis, turinti savo kilmę ir pagrindą, kurie naudojami objektų padėčiai apibūdinti nepriklausomai nuo MSK.

Objekto koordinačių sistema (USC) x O y O z O, susietas su konkrečiu objektu ir atliekantis visus judesius su juo SCS arba MSC.
Vaizduojant trimačius objektus, kyla nemažai iššūkių. Visų pirma, turime prisiminti, kad vaizdas yra plokščias, todėl būtina pasiekti tinkamą objektų vizualinių savybių perdavimą, kad būtų pakankamai aiškus gylis. Toliau vadinsime trimačių objektų grupes, skirtas vaizduoti erdvinė scena, o jo dvimatis vaizdas yra būdu.

Ryžiai. 4.3. Objekto koordinačių sistema ir stebėtojo koordinačių sistema
Matomas vaizdas susidaro tam tikroje plokštumoje, kurią toliau vadinsime paveikslo plokštuma. Metodai trimačiui objektui paversti dvimačiu vaizdu ( projekcijos) gali skirtis. Vienaip ar kitaip, gautas vaizdas taip pat turi būti aprašytas kokioje nors dvimatėje koordinačių sistemoje. Priklausomai nuo jo gavimo būdo, tikrieji vaizdo matmenys taip pat gali skirtis. Įvairūs projekcijų tipai bus išsamiai aptarti vėliau.

Ryžiai. 4.4. Vaizdo plokštuma ir ekranas

Kadangi mūsų galutinis tikslas yra gauti vaizdą ekrane, vaizdo perkėlimas kartu keičiasi masteliu, atsižvelgiant į ekrano dydį. Paprastai koordinačių pradžia vaizdo koordinačių sistemoje laikomas apatiniame kairiajame lapo su vaizdu kampu. Ekrano ekrane koordinačių pradžia tradiciškai yra viršutiniame kairiajame kampe. Piešinio rodymas iš paveikslo plokštumos ekrane turi būti atliekamas kuo mažiau iškraipant proporcijas, o tai savaime apriboja piešinio užimamą ekrano plotą. Mastelio keitimas turi būti atliekamas išlaikant ploto proporcijas (4.4 pav.).

Objektai vaizdo plokštumos koordinačių sistemoje nurodomi kai kuriais matavimo vienetais, o skalė išilgai abiejų koordinačių ašių yra vienoda. Ekrane matavimo vienetas yra pikselis, kuris turėtų būti laikomas stačiakampiu, todėl skalės išilgai horizontalios ir vertikalios ašių gali skirtis, į ką reikia atsižvelgti nustatant mastelio koeficientus

Transformacijų koordinačių sistemose pavyzdys

Norint manipuliuoti vaizdu ekrane, keisti jo padėtį, orientaciją ir dydį, atliekamos geometrinės transformacijos. Jie leidžia keisti erdvėje esančių objektų savybes. Tarkime, kompiuteryje reikia sukurti saulės judėjimo dangumi ir automobilio palei žemę vaizdą. Stebėtojas mato šį paveikslą iš tam tikro erdvės taško tam tikra kryptimi. Norėdami apibūdinti šias sudėtingas transformacijas matematiškai, pirmiausia turime pasirinkti koordinačių sistemas.

Pirmoji koordinačių sistema yra pasaulinė, apibrėžkime ją ašimis x m y m z m, jis yra tam tikrame taške ir visada nejuda.

Antroji koordinačių sistema nustato stebėtojo padėtį erdvėje ir nustato žiūrėjimo kryptį – stebėtojo koordinačių sistema x n y n z n .

Trečioji sistema yra objekto koordinačių sistema, jos bus dvi: saulės koordinačių sistema ir automobilio koordinačių sistema. Šios sistemos gali judėti ir keisti savo padėtį erdvėje pasaulio koordinačių sistemos atžvilgiu. Objekto taškų koordinatės nurodytos objektų koordinačių sistemose, kiekviena iš jų susieta su pasauline koordinačių sistema. Stebėtojo koordinačių sistema taip pat juda pasaulio koordinačių sistemos atžvilgiu. Norėdami ekrane pamatyti trimatį objektą, turite atlikti šiuos veiksmus:

• 
  Konvertuoti objekto koordinates, nurodytas savo koordinačių sistemoje, į pasaulio koordinates;
• 
  Konvertuoti objekto koordinates iš pasaulio sistemos į stebėtojo koordinačių sistemą;

Vaizdo kūrimo etapai
Kaip minėta anksčiau, kompiuterinė grafika tiria įvairių geometrinių objektų ir scenų vaizdų konstravimo metodus. Pagrindiniai vaizdo kūrimo etapai yra šie:

• 
  Modeliavimas, kurio metu naudojami įvairiausios gamtos objektų ir scenų matematinio aprašymo metodai dvimatėje ir trimatėje erdvėje.
• 
  Vizualizacija – realistiškų trimačio pasaulio vaizdų konstravimo metodai plokščiame kompiuterio ekrane, o objektų ir scenų modeliai konvertuojami į statinį vaizdą ar filmą (statinių kadrų seka).

Geometrinės transformacijos

Geometrinių transformacijų tyrimo tikslas – išmokti apibūdinti objektų judėjimą ir matematiškai vizualizuoti objektus. Geometrinė transformacija yra taško, priklausančio n-matės Euklido erdvei, atvaizdo atvaizdavimas n-matės pirminio vaizdo tašku. Geometrinės transformacijos apima projekcines transformacijas ir afinines transformacijas.

Norint susintetinti vaizdą kompiuterio ekrane, reikia pasiūlyti metodą, leidžiantį matematiškai apibūdinti objektus trimatėje erdvėje arba plokštumoje. Projekcinės transformacijos vaizduoja sceną norima perspektyva. Projekcija – trimačių objektų perėjimo prie jų atvaizdo plokštumoje būdas. Projekcija yra trimatės erdvės atvaizdavimas dvimatėje vaizdo plokštumoje (CP). Projekcijos gavimas pagrįstas spindulių sekimo metodu. Iš projekcijos centro (projektoriaus) spinduliai traukiami per kiekvieną objekto tašką, kol susikerta su CP. Figūra plokštumoje, kurią sudaro spindulių susikirtimo taškai su paveikslo plokštuma, yra objekto projekcija. Svarbi bet kurio projekcijos metodo savybė yra objekto suvokimo iš jo projekcijos patikimumas. Nėra projekcijos, kuri būtų vienodai tinkama visoms užduotims atlikti. Plokštuminė geometrinė projekcija yra projekcija ant plokščio paviršiaus su tiesiomis linijomis. Plokštumos geometrinės projekcijos yra centrinės ir lygiagrečios. Jei projekcijos centras yra baigtiniu atstumu nuo projekcijos plokštumos, tai yra centrinė projekcija. Jei projekcijos centras pašalinamas iki begalybės, tada tokia projekcija yra lygiagreti. Centrinės projekcijos turi nuo vieno iki trijų išnykimo taškų. Nykimo taškas yra visų lygiagrečių tiesių, kurios nėra lygiagrečios projekcijos plokštumai, centrinių projekcijų susikirtimo taškas.

Spalva kompiuterinėje grafikoje.

Dirbant su spalva, naudojamos šios sąvokos: spalvos gylis (taip pat vadinamas spalvų skyra) ir spalvos modelis.
Vaizdo pikselio spalvai koduoti gali būti paskirtas skirtingas bitų skaičius. Tai nustato, kiek spalvų vienu metu gali būti rodoma ekrane. Kuo ilgesnis dvejetainis spalvų kodas, tuo daugiau spalvų galima naudoti dizaine. Spalvos gylis yra bitų, naudojamų vieno pikselio spalvai koduoti, skaičius. Norint užkoduoti dviejų spalvų (juodą ir baltą) vaizdą, pakanka skirti vieną bitą, kad būtų pavaizduota kiekvieno pikselio spalva. Vieno baito paskirstymas leidžia užkoduoti 256 skirtingas spalvas. Du baitai (16 bitų) leidžia apibrėžti 65536 skirtingas spalvas. Šis režimas vadinamas High Color. Jei spalvoms koduoti naudojami trys baitai (24 bitai), vienu metu gali būti rodoma 16,5 milijono spalvų. Šis režimas vadinamas True Color. Failo, kuriame išsaugomas vaizdas, dydis priklauso nuo spalvų gylio.

Gamtoje spalvos retai būna paprastos. Dauguma spalvų atspalvių susidaro maišant pagrindines spalvas. Taip vadinamas spalvų atspalvio atskyrimo į jo sudedamąsias dalis metodas spalvos modelis. Yra daug skirtingų spalvų modelių tipų, tačiau kompiuterinei grafikai paprastai naudojami ne daugiau kaip trys. Šie modeliai žinomi pavadinimais: RGB, CMYK, HSB.

1. RGB spalvų modelis.

Lengviausias ir akivaizdžiausias modelis yra RGB. Šis modelis veikia su monitoriais ir buitiniais televizoriais. Manoma, kad bet kokia spalva susideda iš trijų pagrindinių komponentų: raudona (raudona), žalia (žalia) ir mėlyna (mėlyna). Šios spalvos vadinamos pagrindinėmis.

Taip pat manoma, kad kai vienas komponentas yra uždėtas ant kito, padidėja bendros spalvos ryškumas. Trijų komponentų derinys suteikia neutralią spalvą (pilką), kuri, esant dideliam ryškumui, tampa balta. Tai atitinka tai, ką matome monitoriaus ekrane, todėl šis modelis visada naudojamas ruošiant vaizdą, skirtą atkurti ekrane. Jei vaizdas apdorojamas kompiuteriu grafikos rengyklėje, jis taip pat turėtų būti pateiktas šiame modelyje.
Vadinamas būdas gauti naują atspalvį sumuojant sudedamųjų dalių ryškumą priedų metodas. Jis naudojamas visur, kur spalvotas vaizdas žiūrimas skleidžiamoje šviesoje („per pralaidumą“): monitoriuose, skaidrių projektoriuose ir kt. Nesunku atspėti, kad kuo mažesnis ryškumas, tuo tamsesnis atspalvis. Todėl priediniame modelyje centrinis taškas, kurio komponentų reikšmės yra nulinės (0,0,0), yra juodos spalvos (nėra monitoriaus ekrano švytėjimo). Balta spalva atitinka didžiausias komponentų vertes (255, 255, 255). RGB modelis yra priedas, o jo komponentai: raudona (255,0,0), žalia (0,255,0) ir mėlyna (0,0,255) vadinama pirminės spalvos.

2. CMYK spalvų modelis.

Šis modelis naudojamas spausdintiems, o ne ekraniniams vaizdams ruošti. Jie skiriasi tuo, kad matomi ne praleidžiamoje, o atspindėtoje šviesoje. Kuo daugiau rašalo įdėsite ant popieriaus, tuo daugiau šviesos jis sugeria ir mažiau atspindi. Trijų pagrindinių spalvų derinys sugeria beveik visą krintantį šviesą, o iš išorės vaizdas atrodo beveik juodas. Skirtingai nuo RGB modelio, padidinus dažų kiekį, vizualinis ryškumas nepadidėja, o greičiau sumažėja.

Todėl spausdintiems vaizdams ruošti naudojamas ne adityvinis (sumavimo) modelis, o atimtinis (atimamasis) modelis. Šio modelio spalvų komponentai yra ne pagrindinės spalvos, o tos, kurios susidaro atėmus pagrindines spalvas iš baltos:
mėlyna (žydra)= balta – raudona = žalia + mėlyna (0 255 255)
violetinė (alyvinė) (rausvai raudona)= balta - žalia = raudona + mėlyna (255,0,255)
geltona= balta - mėlyna = raudona + žalia (255 255,0)
Šios trys spalvos vadinamos papildomas, nes jos papildo pagrindines spalvas prie baltos.
Didelis spausdinimo sunkumas yra juoda spalva. Teoriškai jį galima gauti derinant tris pagrindines arba papildomas spalvas, tačiau praktiškai rezultatas pasirodo netinkamas. Todėl į CMYK spalvų modelį buvo įtrauktas ketvirtas komponentas - juodas. Ši sistema jam skolinga K raidė savo pavadinime (juoda).

Spaustuvėse spalvoti vaizdai spausdinami keliais etapais. Ant popieriaus paeiliui dedant žydros, purpurinės, geltonos ir juodos spalvos atspaudus, gaunama spalvota iliustracija. Todėl kompiuteriu gautas gatavas vaizdas prieš spausdinant suskirstomas į keturis vienos spalvos vaizdo komponentus. Šis procesas vadinamas spalvų atskyrimu. Šiuolaikiniai grafiniai redaktoriai turi įrankius šiai operacijai atlikti.
Skirtingai nuo RGB modelio, centrinis taškas yra baltas (ant balto popieriaus nėra dažų). Prie trijų spalvų koordinačių pridėta ketvirtoji – juodų dažų intensyvumas. Juoda ašis atrodo izoliuota, bet tai prasminga: pridėjus spalvotus komponentus prie juodos spalvos, vis tiek bus juoda. Kiekvienas gali patikrinti CMYK modelio spalvų pridėjimą, pasiimdamas mėlynus, pilkus ir geltonus pieštukus arba flomasterius. Mėlynos ir geltonos spalvos mišinys ant popieriaus sukuria žalią, violetinę ir geltoną spalvą - raudoną ir pan. Sumaišius visas tris spalvas, gaunama neapibrėžta tamsi spalva. Todėl šiame modelyje papildomai reikėjo juodos spalvos.

3. HSB spalvos modelis.

Kai kurie grafiniai redaktoriai leidžia dirbti su HSB spalvų modeliu. Jei RGB modelis patogiausias kompiuteriams, o CMYK – spaustuvėms, tai HSB modelis patogiausias žmogui. Tai paprasta ir intuityvi. HSB modelį taip pat sudaro trys komponentai: spalvos atspalvis (Hue), spalvų sodrumas (sotumas) Ir spalvų ryškumas (Brightness). Reguliuodami šiuos tris komponentus galite sukurti tiek pat pasirinktinių spalvų, kiek ir su kitais modeliais. Spalvos atspalvis nurodo spalvos skaičių spektrinėje paletėje. Spalvos sodrumas apibūdina jo intensyvumą - kuo jis didesnis, tuo spalva „grynesnė“. Spalvos ryškumas priklauso nuo juodos spalvos pridėjimo prie tam tikros spalvos – kuo jos daugiau, tuo spalva mažiau šviesi. HSB spalvų modelį patogu naudoti tuose grafiniuose redaktoriuose, kurie orientuoti ne į paruoštų vaizdų apdorojimą, o į jų kūrimą savo rankomis. Yra programų, leidžiančių imituoti įvairias menininko priemones (šepetėlius, rašiklius, flomasterius, pieštukus), dažų medžiagas (akvarelę, guašą, aliejų, rašalą, anglis, pastelę) ir drobės medžiagas (drobę, kartoną, ryžinį popierių, ir tt). Kuriant savo meno kūrinį patogu dirbti su HSB modeliu, o baigus jį galima konvertuoti į RGB arba CMYK modelį, priklausomai nuo to, ar jis bus naudojamas kaip ekraninė ar spausdinta iliustracija. Spalvos reikšmė pasirenkama kaip vektorius, besitęsiantis nuo apskritimo centro. Taškas centre reiškia baltą (neutralią) spalvą, o taškai aplink perimetrą – grynas spalvas. Vektoriaus kryptis lemia spalvos atspalvį ir yra nurodyta HSB modelyje kampiniais laipsniais. Vektoriaus ilgis lemia spalvų sodrumą. Spalvos ryškumas nustatomas atskiroje ašyje, kurios nulinis taškas yra juodas.

Spalva kompiuterinėje grafikoje

Spalva yra nepaprastai sudėtinga fizikos ir fiziologijos problema, nes ji turi ir psichofiziologinį, ir fizinį pobūdį. Spalvos suvokimas priklauso nuo fizinių šviesos savybių, t.y. elektromagnetinės energijos, nuo jos sąveikos su fizinėmis medžiagomis, taip pat nuo jų interpretacijos žmogaus regėjimo sistemoje. Kitaip tariant, objekto spalva priklauso ne tik nuo paties objekto, bet ir nuo objektą apšviečiančio šviesos šaltinio bei nuo žmogaus regėjimo sistemos. Be to, vieni objektai atspindi šviesą (lenta, popierius), o kiti ją perduoda (stiklas, vanduo). Jei tik mėlyną šviesą atspindintis paviršius apšviestas raudona šviesa, jis atrodys juodas. Panašiai, jei į žalios šviesos šaltinį žiūrima pro stiklą, kuris praleidžia tik raudoną šviesą, jis taip pat atrodys juodas.

Paprasčiausia yra achromatinė spalva, t.y. tokia, kokią matome juodai baltame televizoriaus ekrane. Šiuo atveju objektai, kurie achromatiškai atspindi daugiau nei 80 % baltos spalvos šaltinio šviesos, atrodo balti, o mažiau nei 3 % – juodi. Tarpinės vertės sukuria skirtingus pilkos spalvos atspalvius. Vienintelis tokios spalvos atributas – intensyvumas arba kiekis. Intensyvumą galima susieti su skalialine reikšme, apibrėžiant juodą kaip 0, o baltą kaip 1. Tada reikšmė 0,5 atitinka vidutinę pilką spalvą.

Jei suvokiamoje šviesoje yra savavališkai nevienodų bangų ilgių, tada ji vadinama chromatine. Subjektyviai apibūdinant tokią spalvą, dažniausiai naudojamos trys reikšmės: atspalvis, sodrumas ir šviesumas. Atspalvis leidžia atskirti tokias spalvas kaip raudona, žalia, geltona ir kt. Sodrumas apibūdina grynumą, t. y. laipsnį, iki kurio tam tikra spalva susilpnėja (atskiesta) dėl baltos šviesos, ir leidžia atskirti rožinę nuo raudonos, smaragdą nuo raudonos. ryškiai žalia ir tt Kitaip tariant, sodrumas lemia, kokia švelni ar atšiauri spalva atrodo. Lengvumas atspindi intensyvumo, kaip nuo atspalvio ir sodrumo nepriklausomo veiksnio, idėją.

Dažniausiai būna ne grynos monochromatinės spalvos, o jų mišiniai. Trijų komponentų šviesos teorija remiasi prielaida, kad centrinėje tinklainės dalyje yra trijų tipų spalvoms jautrūs kūgiai. Pirmasis suvokia žalią, antrasis raudoną, o trečiasis mėlyną. Santykinis akies jautrumas yra didžiausias žaliai ir minimalus mėlynai. Jei visi trys kūgių tipai yra veikiami vienodo energetinio ryškumo lygio, šviesa atrodo balta. Baltos spalvos pojūtį galima gauti sumaišius bet kurias tris spalvas, jei nė viena iš jų nėra linijinis kitų dviejų spalvų derinys. Šios spalvos vadinamos pagrindinėmis.

Žmogaus akis geba atskirti apie 350 000 skirtingų spalvų. Šis skaičius buvo gautas daugelio eksperimentų rezultatas. Aiškiai matomi maždaug 128 spalvų tonai. Jei keičiasi tik sodrumas, regos sistema nebepajėgia atskirti tiek daug spalvų: galime išskirti nuo 16 (geltonai) iki 23 (raudonai ir violetinei) tokių spalvų. Eksperimento rezultatai apibendrinti Grassmanno dėsniuose:

• Akis reaguoja į tris skirtingus dirgiklius, o tai patvirtina trimatį spalvos pobūdį. Stimulais galima laikyti, pavyzdžiui, dominuojančią bangos ilgį (spalvinį foną), grynumą (sotumą) ir ryškumą (šviesumą) arba raudoną, žalią ir mėlyną spalvas.
• Keturios spalvos visada yra tiesiškai priklausomos, ty cC = rR + gG + bB, kur c, r, g, b nėra lygios 0. Todėl dviejų spalvų mišinio lygybė (cC)1 + (cC)2 = (rR)1 + (rR)2 + (gG)1 + (gG)2 + (bB)1 + (lbB)2. Jei spalva C1 lygi spalvai C, o spalva C2 ​​lygi spalvai C, tai spalva C1 lygi spalvai C2, nepriklausomai nuo energijos spektrų c, C1, C2 struktūros.
• Trijų spalvų mišinyje, jei viena nuolat keičiasi, o kitos išlieka pastovios, tada mišinio spalva keisis nuolat, t. y. trimatė spalvų erdvė yra ištisinė.

CMY atimama spalvų sistema naudojama atspindintiems paviršiams, tokiems kaip spausdinimo rašalas, plėvelės ir nešviečiantys ekranai.

RGB priedų spalvų sistema yra naudinga šviečiantiems paviršiams, tokiems kaip CRT ekranai ar spalvotos lempos.

Pagal medžiagą iš Y. Tichomirovo knygos „3D grafikos programavimas“

Spalva multimedijos sistemose gali būti naudojama kaip kodas arba kaip projektavimo priemonė. Spalvos kodas naudojamas atskirti įvairių tipų informaciją, rodomą ekrane. Pavyzdžiui, operacinės sistemos aliarmo pranešimai dažniausiai rodomi raudoname fone.

Kaip dizaino priemonė, spalva naudojama siekiant pritraukti dėmesį, daryti psichologinį poveikį vartotojui: sukurti tam tikrą nuotaiką, sužadinti tinkamas emocijas, subalansuoti ekraną ir tiesiog dekoruoti.

Dirbdami su spalva dizaineriai naudoja specialų įrankį - spalvų ratas, kuris parodo skirtingų spalvų santykius ir iliustruoja jų tarpusavio santykį. Naudodami spalvų ratą galite pasirinkti spalvas, kurios puikiai dera tarpusavyje ir užtikrina sukurto dokumento stilistinę vienovę. Spalvų rato spalvos išdėstytos taip: raudona 0 laipsnių; geltona - 60; žalia - 120; žalsvai mėlyna - 180; mėlyna - 240; rausvai raudona - 360.

Spalvos prigimtį atskleidė I. Niutonas ir M.V. Lomonosovas. Jų eksperimentai vyko užtemdytoje patalpoje, kurios sienoje buvo išpjautas plyšys, pro kurį prasiskverbė saulės spindulys. Šios sijos kelyje buvo įrengta stiklinė prizmė. Per prizmę einantis saulės spindulys buvo suskaidytas į savo komponentus: raudoną, oranžinę, geltoną, žalią, mėlyną, indigo ir violetinę, kurias buvo galima stebėti ekrane. Patraukę ekraną į šalį, jie į jo vietą padėjo antrą stiklinę prizmę, pasuko į pirmąją ir iš jos vėl išlindo baltas spindulys į ekraną. Tai įrodė, kad balta spalva susideda iš daugybės kitų spalvų. Įdėję popieriaus juosteles tarp prizmių, tyrėjai pradėjo persidengti atskiras spalvas, stebėdami, kaip kito pluošto spalva antrosios prizmės išėjime. Taigi buvo nustatyta, kad skirtingos spalvos savo galimybėmis nėra vienodos. Buvo nustatytos pirminių spalvų grupės, kurias maišant buvo galima gauti kitas spalvas. Didžiausią potencialą turėjo grupė, kurią sudaro raudona (raudona), žalia (žalia) ir mėlyna (mėlyna). Grupė buvo pavadinta pagal pirmąsias šių gėlių angliškų pavadinimų raides. RGB. Maišant šias spalvas skirtingomis proporcijomis, buvo galima gauti bet kokių kitų spalvų atspalvių, įskaitant baltą. Ši spalvų grupė vėliau tapo pagrindine spalvotų televizorių ir elektroninių kompiuterių monitorių gamyboje.

Kita pagrindinių spalvų grupė turi panašias galimybes: CMYK - C yan, M agentas, Y gelsva, juoda K(mėlyna arba turkio spalva; vyšninė arba violetinė arba tamsiai raudona; geltona ir juoda). Ši spalvų grupė tapo plačiai paplitusi spaudoje ir tarp menininkų. Jis taip pat yra pagrindinis įrenginiuose, skirtuose informacijai iš kompiuterio išvesti - pavyzdžiui, spalvotuose spausdintuvuose, CMYK grupę galima gauti iš RGB dėl to, kad raudona ir žalia, jei nėra mėlynos spalvos, sudaro geltoną, žalią ir mėlyną spalvą. raudonos spalvos nebuvimas žalsvai mėlyna, raudona ir mėlyna, jei nėra žalios spalvos, yra rausvai raudonos spalvos, o visiškas visų spalvų nebuvimas yra juoda.

Pirminių spaudos spalvų triada: žalsvai mėlyna, rausvai raudona ir geltona ( CMY, be juodos spalvos), iš tikrųjų yra trijų pagrindinių tapybos spalvų (mėlynos, raudonos ir geltonos) paveldėtojas. Pirmųjų dviejų atspalvių pokytis atsiranda dėl to, kad spaudos dažų cheminė sudėtis skiriasi nuo meninių, tačiau maišymo principas yra tas pats. Tiek meniniai, tiek spaustuviniai dažai, nepaisant skelbiamo savarankiškumo, negali suteikti labai daug atspalvių. Todėl menininkai naudoja papildomus rašalus grynų pigmentų pagrindu, o spausdintuvai prideda bent juodo rašalo (juoda spalva kompiuterių išvesties įrenginiuose susidaro dėl to, kad atitinkamai nėra R, G ir B arba C, M ir Y).

Spalvos, gautos maišant pirmines spalvas, vadinamos dariniais. Spalvos, esančios viena priešais kitą spalvų rate, vadinamos papildomomis spalvomis.

Kartais grafiniame dizaine naudojami kiti spalvų modeliai, kurie nėra pagrįsti pagrindinių spalvų kompozicija, pavyzdžiui, modeliu H.S.B.- Atspalvis, sodrumas, ryškumas arba HSL- Atspalvis, sodrumas, šviesumas (apšvietimas). Ryškumu paprastai vadinamas tam tikros spalvos artumo baltai arba juodai laipsnis. Jis matuojamas kaip juodos arba baltos spalvos procentas, sumaišytas su nurodyta spalva. (Atranka yra gryno tono sumaišymo su juoda operacija. Pavyzdžiui, mėlyna spalva, kurioje yra 40 % juodos spalvos, turi dvigubai didesnį ryškumą nei tos pačios mėlynos spalvos, kurioje yra 80 % juodos spalvos).

Atspalvis (spalva) nustato, kokiu laipsniu tam tikra spalva skiriasi nuo kitų. Jis nustatomas pagal spalvų rato kampo dydį laipsniais.

Sodrumas yra spalvos intensyvumo matas. Kuo didesnis sodrumas, tuo ryškesnė spalva. Esant mažam sodrumui, spalva atrodo tamsi ir nuobodu. Sodrumas (taip pat ryškumas ir apšvietimas) matuojamas procentais. 100 % sodrumas apibūdina gryną spalvą. 0 % sodrumas apibrėžia baltą, juodą arba pilką spalvą.

Derindami skirtingus atspalvius ir keisdami jų ryškumą bei sodrumą, naudodami vos kelias spalvas galite pasiekti įvairių efektų.

HSB (HSL) sistema turi svarbų pranašumą prieš kitas sistemas: ji labiau atitinka spalvos prigimtį ir puikiai dera su žmogaus spalvų suvokimo modeliu. Daugelį atspalvių galima greitai ir patogiai pagaminti HSB arba HSL formatu ir konvertuoti į RGB arba CMYK.

Atsižvelgiant į emocinį poveikį, daugumą spalvų galima suskirstyti į vieną iš dviejų kategorijų – šiltas arba šaltas spalvas.

Šiltos spalvos sukuria judėjimo link žiūrinčiojo efektą, atrodo arčiau, patraukia dėmesį, jaudinančiai veikia. Tai raudona, oranžinė, geltona spalvos.

Atrodo, kad šalti tonai atsitraukia, sukuria judėjimo nuo žiūrovo pojūtį, gali sukurti susvetimėjimo ir izoliacijos jausmą, bet taip pat gali nuraminti ir padrąsinti. Šaltos spalvos yra mėlyna, indigo ir violetinė.

Žalia yra neutrali spalva.

Šiltų ir šaltų spalvų sukuriamą judesio efektą dizaineriai dažnai naudoja pasirinkdami šaltus atspalvius fonui ir šiltus atspalvius objektams, esantiems pirmame plane. Dokumentuose, kuriuose vyrauja šilti tonai, šaltos spalvos gali būti naudojamos ryškiems akcentams sukurti ir kontrastui sustiprinti, ir atvirkščiai. Naudodami šaltus atspalvius galite pabrėžti leidinio lengvabūdiškumą, eleganciją ar griežtumą. Gilios, šiltos spalvos stimuliuoja arba perteikia intymumo jausmą.

Taip pat reikėtų atsižvelgti į tai, kad fono spalva gali pakeisti pagrindinės spalvos atspalvį ir jos daromą įspūdį.

Tačiau spalvos turi daug skirtingų variantų: šaltos spalvos turi šiltas, o šiltos - šaltas. Todėl spalvų pasirinkimas yra kūrybinis procesas, kuriame nėra aiškių rekomendacijų.

Naudojant spalvų kodus (vadinamuosius „vaizdinius vadovus“), būtina atsižvelgti į tai, kad neapmokytas žmogus negali atsiminti daugiau nei septynių kodų. Todėl neturėtumėte nusiminti naudodami spalvų kodus. Be to, spalvų kodavimas turi būti nuoseklus – tame pačiame dokumente, vienoje elektroninėje informacinėje sistemoje turi būti naudojami tie patys spalvų kodai tiems patiems reiškiniams ir procesams nurodyti.

Įvairūs spalvų deriniai labai paveikia teksto skaitomumą. Tekstas ir fonas turi kontrastuoti vienas su kitu. Kuo stipresnis kontrastas, tuo geriau skaitomas tekstas. Be standartinio juodo teksto baltame fone, geri deriniai yra juodas tekstas geltoname fone ir oranžinis tekstas baltame fone.

Spalva yra labai galingas dizaino įrankis, padedantis pritraukti dėmesį, nukreipti akį tinkama linkme ir išlaikyti vartotojų susidomėjimą. Tačiau spalvų dizainas jokiu būdu neturėtų atitraukti vartotojo nuo pagrindinio turinio ar jam prieštarauti.

Holivudo kokybės filmai suteikia galimybę ekrane vienu metu rodyti apie 20 milijonų skirtingų spalvų. Pikselių atributas, kurio ilgis yra 1 baitas, leidžia užkoduoti 256 skirtingas spalvas (VGA – Video Graphic Array standartas). 15 bitų SVGA (Super VGA) kortelės atributas leidžia vienu metu rodyti 32 768 spalvas (5 bitai kiekvienai spalvų kodavimui – 32 skirtingi atspalviai raudonai, mėlynai ir žaliai, t.y. 32 × 32× 32 = 32768). Specialių vaizdo plokščių (Silicon Graphic, Indy R4000, Targa ir kt.) 24 bitų atributas leidžia rodyti vienu metu

256× 256× 256 = 16777216 spalvų.

Tai yra ekrano adapterių (vaizdo plokščių) teikiamos galimybės. Tačiau norint ekrane vienu metu rodyti tiek daug spalvų, kiekvienai ekrano spalvai reikia turėti bent vieną pikselį. O su standartine raiška monitoriaus ekrane yra 640 × 480 = 307200 pikselių. Daugiau spalvų tokiame ekrane išgauti fiziškai neįmanoma.

Jei adapteris leidžia dirbti su 24 bitų spalvų kodavimu, bet monitoriaus ekranas negali suvokti tiek daug spalvų, turite dirbti su paletę- ribotas spalvų rinkinys, atitinkantis ekrano galimybes. Spalvas paletėje galima keisti. Tačiau reikia atsiminti, kad žaidžiant kitame kompiuteryje spalvos gali būti iškraipytos, jei į to kompiuterio spalvų lentelę įkeliama kita paletė.

Problemos su paletėmis kyla, kai pasiekiamas teisingas kompiuterinės grafikos spalvų perteikimas skirtinguose kompiuteriuose (pavyzdžiui, naudojant sukurtą multimedijos sistemą WWW). Jei turite vaizdą, kuriame yra milijonai spalvų, tada, norint teisingai perteikti spalvas WWW sąlygomis, spalvų skaičių reikia sumažinti iki 256.

Internete vis dar naudojamas „Index Color“ spalvų modelis, veikiantis 8 bitų spalvos principu. Jis veikia sukuriant spalvų paletę. Visi atspalviai faile yra suskirstyti į 256 galimas parinktis, kurių kiekvienai priskirtas skaičius. Toliau, remiantis gauta spalvų palete, sudaroma lentelė, kurioje kiekvienam langelio numeriui priskiriamas spalvos atspalvis RGB reikšmėmis.

Spalvų mažinimas atliekamas naudojant keitimo operaciją. Spalvų klišė – tai kiekvieno pikselio spalvos reikšmės pakeitimas naudojant tam tikrą algoritmą iki artimiausios esamos (nustatytos) paletės spalvos vertės.