สีในคอมพิวเตอร์กราฟิกส์ วิธีการแสดงสีสีในคอมพิวเตอร์กราฟฟิก

ฉัน

- ระบบสีในคอมพิวเตอร์กราฟฟิก

1. แนวคิดพื้นฐานของคอมพิวเตอร์กราฟิก…………2 หน้า

2. สีและรุ่นสี……………………………………...4 หน้า

3. รุ่นสี RGB…………………………………………5 หน้า

4..ระบบสี HSB และ HSL…………………………………..6 หน้า

5. HSB รุ่นสี…………………………………………7 หน้า

6. CIE Lab รุ่นสี……………………………………..8 หน้า7. โมเดลสี CMYK การแยกสี……………………….. 8 หน้า

ครั้งที่สอง

- ส่วนการปฏิบัติ

1. คำถามเชิงปฏิบัติ (การสร้างภาพวาดใน CorelDRAW)

รายการวรรณกรรมที่ใช้แล้ว…………………….............11น.

แนวคิดพื้นฐานของคอมพิวเตอร์กราฟิกส์
ในคอมพิวเตอร์กราฟิกส์ แนวคิดเรื่องความละเอียดมีแนวโน้มที่จะสร้างความสับสนมากที่สุด เนื่องจากเราต้องจัดการกับคุณสมบัติหลายอย่างของวัตถุต่างๆ ในคราวเดียว จำเป็นต้องแยกแยะให้ชัดเจนระหว่าง: ความละเอียดหน้าจอ ความละเอียดของอุปกรณ์การพิมพ์ และความละเอียดของภาพ แนวคิดทั้งหมดนี้อ้างอิงถึงวัตถุที่แตกต่างกัน ความละเอียดประเภทนี้จะไม่เกี่ยวข้องกันจนกว่าคุณจะต้องการทราบว่ารูปภาพบนหน้าจอมอนิเตอร์ การพิมพ์บนกระดาษ หรือไฟล์ในฮาร์ดไดรฟ์จะมีขนาดเท่าใด

ความละเอียดของภาพเป็นคุณสมบัติของภาพนั้นเอง นอกจากนี้ยังวัดเป็นจุดต่อนิ้ว - dpi และตั้งค่าเมื่อสร้างภาพในโปรแกรมแก้ไขกราฟิกหรือใช้เครื่องสแกน ดังนั้นในการดูภาพบนหน้าจอก็เพียงพอแล้วที่จะมีความละเอียด 72 dpi และสำหรับการพิมพ์บนเครื่องพิมพ์ - ไม่น้อยกว่า 300 dpi ค่าความละเอียดของภาพจะถูกจัดเก็บไว้ในไฟล์ภาพ

ขนาดทางกายภาพของรูปภาพจะกำหนดขนาดของรูปภาพในแนวตั้ง (ความสูง) และแนวนอน (ความกว้าง) และสามารถวัดได้ทั้งหน่วยพิกเซลและหน่วยความยาว (มิลลิเมตร เซนติเมตร นิ้ว) มันถูกตั้งค่าเมื่อสร้างภาพและจัดเก็บไว้ในไฟล์ หากภาพกำลังถูกเตรียมสำหรับการแสดงบนหน้าจอ ความกว้างและความสูงของภาพจะถูกระบุเป็นพิกเซลเพื่อให้ทราบว่าภาพนั้นกินพื้นที่หน้าจอเท่าใด หากกำลังเตรียมรูปภาพสำหรับการพิมพ์ ขนาดของรูปภาพจะถูกระบุเป็นหน่วยความยาวเพื่อให้ทราบว่าจะใช้กระดาษจำนวนเท่าใด
ขนาดทางกายภาพและความละเอียดของภาพมีความเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออก เมื่อคุณเปลี่ยนความละเอียด ขนาดทางกายภาพจะเปลี่ยนโดยอัตโนมัติ

เมื่อทำงานกับสี จะใช้แนวคิดต่อไปนี้: ความลึกของสี (หรือที่เรียกว่าความละเอียดของสี) และแบบจำลองสี
สามารถจัดสรรจำนวนบิตที่แตกต่างกันเพื่อเข้ารหัสสีของพิกเซลภาพได้ วิธีนี้จะกำหนดจำนวนสีที่สามารถแสดงบนหน้าจอพร้อมกันได้ ยิ่งรหัสสีไบนารี่ยาวเท่าไรก็ยิ่งสามารถใช้สีในการออกแบบได้มากขึ้นเท่านั้น

ความลึกของสีคือจำนวนบิตที่ใช้ในการเข้ารหัสสีของหนึ่งพิกเซล ในการเข้ารหัสภาพสองสี (ขาวดำ) ก็เพียงพอแล้วที่จะจัดสรรหนึ่งบิตเพื่อแสดงสีของแต่ละพิกเซล การจัดสรรหนึ่งไบต์ทำให้คุณสามารถเข้ารหัสสีต่างๆ ได้ 256 สี สองไบต์ (16 บิต) ช่วยให้คุณสามารถกำหนดสีที่แตกต่างกันได้ 65536 สี โหมดนี้เรียกว่าโหมดสีสูง หากใช้การเข้ารหัสสีสามไบต์ (24 บิต) จะสามารถแสดงสีได้ 16.5 ล้านสีพร้อมกัน โหมดนี้เรียกว่า True Color ขนาดของไฟล์ที่จะบันทึกภาพจะขึ้นอยู่กับความลึกของสี

สีสันในธรรมชาตินั้นไม่ค่อยเรียบง่าย เฉดสีส่วนใหญ่เกิดจากการผสมสีหลัก วิธีการแบ่งเฉดสีออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ เรียกว่าสี แบบอย่าง- โมเดลสีมีหลายประเภท แต่โดยทั่วไปแล้วคอมพิวเตอร์กราฟิกจะใช้ไม่เกินสามแบบ โมเดลเหล่านี้รู้จักกันในชื่อ: RGB, CMYK, HSB

สีและรุ่นสี

สีคือการบวกและการลบ

สีเติมได้มาจากการรวมแสงของสีที่ต่างกัน ในรูปแบบนี้ การไม่มีสีทั้งหมดแสดงถึงสีดำ และการมีอยู่ของทุกสีแสดงถึงสีขาว โทนสีแบบเติมแต่งใช้ได้กับแสงที่ปล่อยออกมา เช่น จอคอมพิวเตอร์

ในรูปแบบการลบสี กระบวนการย้อนกลับจะเกิดขึ้น ในที่นี้ สีจะได้มาจากการลบสีอื่นออกจากรังสีแสงทั้งหมด ในรูปแบบนี้ สีขาวจะปรากฏเนื่องจากไม่มีสีทั้งหมด ในขณะที่การปรากฏตัวของพวกมันทำให้เกิดสีดำ โทนสีแบบหักลบทำงานร่วมกับแสงสะท้อน

ในคอมพิวเตอร์กราฟิกส์ มีการใช้แนวคิดเรื่องความละเอียดของสี (อีกชื่อหนึ่งคือความลึกของสี) กำหนดวิธีการเข้ารหัสข้อมูลสีเพื่อแสดงบนหน้าจอมอนิเตอร์ หากต้องการแสดงภาพขาวดำ สองบิตก็เพียงพอแล้ว (สีขาวและสีดำ) การเข้ารหัสแปดบิตช่วยให้คุณสามารถแสดงโทนสีได้ 256 ระดับ สองไบต์ (16 บิต) กำหนดเฉดสี 65,536 สี (โหมดนี้เรียกว่า High Color) ด้วยวิธีการเข้ารหัส 24 บิต ทำให้สามารถกำหนดสีได้มากกว่า 16.5 ล้านสี (โหมดนี้เรียกว่า จากมุมมองในทางปฏิบัติ ความละเอียดสีของจอภาพใกล้เคียงกับแนวคิดเรื่องขอบเขตสี ซึ่งหมายถึงช่วง ของสีที่สามารถทำซ้ำได้โดยใช้อุปกรณ์เอาท์พุตอย่างใดอย่างหนึ่ง (จอภาพ เครื่องพิมพ์ เครื่องพิมพ์ ฯลฯ) ตามหลักการสร้างภาพโดยใช้วิธีบวกหรือลบ วิธีการได้รับการพัฒนาเพื่อแบ่งเฉดสีออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ เรียกว่าโมเดลสี ในคอมพิวเตอร์กราฟิก รุ่น RGB และ HSB (สำหรับการสร้างและประมวลผลภาพเพิ่มเติม) และ CMYK (ส่วนใหญ่จะใช้การพิมพ์สำเนารูปภาพบนอุปกรณ์การพิมพ์) ระบบพิกัดมิติที่สร้างปริภูมิสี เนื่องจากเป็นไปตามกฎกรอสแมนที่ว่าสีสามารถแสดงได้ด้วยจุดหนึ่งในปริภูมิสามมิติ

กฎข้อที่หนึ่งของ Grassmann (กฎแห่งสามมิติ) สีใดๆ สามารถแสดงออกมาได้อย่างไม่ซ้ำกันด้วยองค์ประกอบสามประการ หากสีเหล่านั้นมีความเป็นอิสระเชิงเส้นตรง ความเป็นอิสระเชิงเส้นคือเป็นไปไม่ได้ที่จะได้สีใดสีหนึ่งในสามสีนี้โดยบวกอีกสองสีเข้าด้วยกัน

กฎข้อที่สองของกราสมันน์ (กฎแห่งความต่อเนื่อง) ด้วยการเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องของรังสี สีของส่วนผสมก็เปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องเช่นกัน ไม่มีสีใดที่ไม่สามารถจับคู่ได้อย่างใกล้ชิด

กฎข้อที่สามของกราสมันน์ (กฎของการบวก) สีของส่วนผสมของการแผ่รังสีขึ้นอยู่กับสีของมันเท่านั้น แต่ไม่ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสเปกตรัม นั่นคือ สี (C) ของส่วนผสมแสดงด้วยผลรวมของสมการสีของรังสี:

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

รุ่นสี RGB

จอคอมพิวเตอร์สร้างสีโดยตรงโดยการเปล่งแสงและใช้โทนสี RGB

โมเดลสี RGB เป็นแบบเติมแต่ง กล่าวคือ สีใดๆ ก็ตามเป็นการผสมกันในสัดส่วนที่แตกต่างกันของแม่สีสามสี ได้แก่ สีแดง (สีแดง) สีเขียว (สีเขียว) สีน้ำเงิน (สีน้ำเงิน) ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างและประมวลผลคอมพิวเตอร์กราฟิกที่มีจุดประสงค์เพื่อการทำซ้ำทางอิเล็กทรอนิกส์ (บนจอภาพ โทรทัศน์) หากมองหน้าจอมอนิเตอร์ในระยะใกล้ จะสังเกตเห็นว่าประกอบด้วยจุดเล็กๆ สีแดง เขียว และน้ำเงิน คอมพิวเตอร์สามารถควบคุมปริมาณแสงที่ปล่อยออกมาผ่านจุดสีใดก็ได้ และเมื่อรวมการผสมสีต่างๆ เข้าด้วยกัน ก็สามารถสร้างสีใดๆ ก็ได้ เมื่อส่วนประกอบหนึ่งของสีหลักซ้อนทับกับอีกสีหนึ่ง ความสว่างของการแผ่รังสีทั้งหมดจะเพิ่มขึ้น การรวมกันของทั้งสามองค์ประกอบทำให้ได้สีเทาที่ไม่มีสีซึ่งเมื่อความสว่างเพิ่มขึ้นจะเข้าใกล้สีขาว ด้วยระดับโทนสีการไล่ระดับ 256 ระดับ สีดำจะสอดคล้องกับค่า RGB เป็นศูนย์ และสีขาวจะสอดคล้องกับค่าสูงสุด โดยมีพิกัด (255,255,255)

กำหนดโดยธรรมชาติของจอคอมพิวเตอร์ รูปแบบ RGB เป็นที่นิยมและแพร่หลายที่สุด แต่มีข้อเสียเปรียบ: ภาพวาดของคอมพิวเตอร์ไม่จำเป็นต้องปรากฏบนจอภาพเท่านั้นเสมอไป บางครั้งต้องพิมพ์ จากนั้นจึงจำเป็นต้อง ใช้ระบบสีอื่น - CMYK

ระบบสี HSB และ HSL

ระบบสี HSB และ HSL ขึ้นอยู่กับข้อจำกัดที่กำหนดโดยฮาร์ดแวร์ ในระบบ HSB สีจะถูกอธิบายในแง่ของเฉดสี ความอิ่มตัวของสี และความสว่าง ระบบ HSL อีกระบบหนึ่งจะตั้งค่าเฉดสี ความอิ่มตัวของสี และความสว่าง โทนสีเป็นเฉดสีเฉพาะ ความอิ่มตัวของสีจะอธิบายความเข้มหรือความถี่สัมพัทธ์ ความสว่างหรือความสว่างบ่งบอกถึงปริมาณสีดำที่เติมเข้าไปในสี ซึ่งทำให้สีดูเข้มขึ้น ระบบ HSB เข้ากันได้ดีกับแบบจำลองการรับรู้สีของมนุษย์ กล่าวคือ เทียบเท่ากับความยาวคลื่นของแสง ความอิ่มตัวคือความเข้มของคลื่น และความสว่างคือปริมาณแสงทั้งหมด ข้อเสียของระบบนี้คือในการทำงานบนหน้าจอคอมพิวเตอร์จะต้องแปลงเป็นระบบ RGB และสำหรับการพิมพ์สี่สีเป็นระบบ CMYK

รุ่นสี HSB

โมเดลสี HSB ได้รับการพัฒนาโดยคำนึงถึงคุณลักษณะการรับรู้สีของมนุษย์เป็นอย่างสูงสุด มันขึ้นอยู่กับวงล้อสี Munsell สีอธิบายได้ด้วยองค์ประกอบ 3 ประการ ได้แก่ ฮิว ความอิ่มตัว และความสว่าง ค่าสีจะถูกเลือกเป็นเวกเตอร์ที่เล็ดลอดออกมาจากจุดศูนย์กลางของวงกลม จุดตรงกลางตรงกับสีขาว และจุดตามเส้นรอบวงของวงกลมตรงกับสีสเปกตรัมบริสุทธิ์ ทิศทางของเวกเตอร์ระบุเป็นองศาและกำหนดเฉดสี ความยาวของเวกเตอร์จะกำหนดความอิ่มตัวของสี บนแกนที่แยกจากกัน เรียกว่าแกนไม่มีสี ความสว่างจะถูกตั้งค่า โดยมีจุดศูนย์ที่สอดคล้องกับสีดำ ขอบเขตสีของรุ่น HSB ครอบคลุมค่าสีจริงที่ทราบทั้งหมด

โดยปกติแล้วโมเดล HSB จะใช้ในการสร้างภาพบนคอมพิวเตอร์เพื่อจำลองเทคนิคการทำงานและเครื่องมือของศิลปิน มีโปรแกรมพิเศษที่เลียนแบบแปรง ปากกา และดินสอ ให้การเลียนแบบการทำงานกับสีและผืนผ้าใบต่างๆ หลังจากสร้างรูปภาพแล้ว ขอแนะนำให้แปลงเป็นรูปแบบสีอื่น ขึ้นอยู่กับว่าคุณตั้งใจจะเผยแพร่อย่างไร

แบบจำลองสี CIE Lab

ในปี 1920 CIE Lab (Communication Internationale de I"Eclairage - คณะกรรมการระหว่างประเทศสำหรับการประชุม) ได้รับการพัฒนาแบบจำลองเชิงพื้นที่สี L, a, b คือการกำหนดแกนพิกัดในระบบนี้) ระบบไม่ขึ้นกับฮาร์ดแวร์และเป็น จึงมักใช้ในการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ ในรุ่น CIE Lab สีใดๆ จะถูกกำหนดโดยความสว่าง (L) และส่วนประกอบสี: พารามิเตอร์ a ซึ่งจะแตกต่างกันไปในช่วงจากสีเขียวเป็นสีแดง และพารามิเตอร์ b ซึ่งจะแตกต่างกันไปใน มีตั้งแต่สีน้ำเงินไปจนถึงสีเหลือง ขอบเขตสีของโมเดล CIE Lab นั้นเกินความสามารถของจอภาพและอุปกรณ์สื่อสิ่งพิมพ์อย่างมาก ดังนั้นรูปภาพที่นำเสนอในโมเดลนี้จึงต้องถูกแปลงก่อนเอาท์พุตโมเดลนี้ได้รับการพัฒนาเพื่อให้สอดคล้องกับกระบวนการโฟโตเคมีสีกับการพิมพ์ ปัจจุบัน Adobe Photoshop เป็นมาตรฐานเริ่มต้น

โมเดลสี CMYK การแยกสี

ระบบนี้เป็นที่รู้จักอย่างกว้างขวางมานานก่อนที่คอมพิวเตอร์จะถูกนำมาใช้เพื่อสร้างภาพกราฟิก คอมพิวเตอร์ใช้ในการแยกสีของภาพออกเป็นสี CMYK และมีการพัฒนารุ่นพิเศษสำหรับการพิมพ์ การแปลงสีจาก RGB เป็น CMYK เผชิญกับความท้าทายมากมาย ปัญหาหลักคือสีอาจแตกต่างกันไปในแต่ละระบบ ระบบเหล่านี้มีลักษณะการผลิตสีที่แตกต่างกัน และสิ่งที่เราเห็นบนหน้าจอมอนิเตอร์ไม่สามารถทำซ้ำได้อย่างแน่นอนเมื่อทำการพิมพ์ ปัจจุบันมีโปรแกรมที่ให้คุณทำงานสี CMYK ได้โดยตรง โปรแกรมกราฟิกเวกเตอร์มีความสามารถนี้อยู่แล้ว ในขณะที่โปรแกรมกราฟิกแรสเตอร์เพิ่งเริ่มให้ผู้ใช้สามารถทำงานกับสี CMYK และควบคุมลักษณะการออกแบบที่จะปรากฏเมื่อพิมพ์อย่างละเอียด

โมเดลสี CMYK เป็นแบบลบและใช้ในการเตรียมสิ่งพิมพ์สำหรับการพิมพ์ ส่วนประกอบสี CMY คือสีที่ได้จากการลบสีหลักออกจากสีขาว:

ฟ้า (ฟ้า) = ขาว - แดง = เขียว + น้ำเงิน;

สีม่วงแดง = ขาว - เขียว = แดง + น้ำเงิน;

เหลือง = ขาว - น้ำเงิน = แดง + เขียว

วิธีนี้สอดคล้องกับสาระสำคัญทางกายภาพของการรับรู้รังสีที่สะท้อนจากต้นฉบับที่พิมพ์ สีฟ้า สีม่วงแดง และสีเหลืองเรียกว่าสีคู่กัน เนื่องจากสีเหล่านี้ช่วยเสริมสีหลักให้เป็นสีขาว สิ่งนี้นำไปสู่ปัญหาหลักของโมเดลสี CMY - การทับซ้อนกันของสีเพิ่มเติมในทางปฏิบัติไม่ได้ทำให้เกิดสีดำบริสุทธิ์ ดังนั้นจึงรวมส่วนประกอบสีดำบริสุทธิ์ไว้ในแบบจำลองสี นี่คือลักษณะที่ตัวอักษรตัวที่สี่ปรากฏในตัวย่อของโมเดลสี CMYK (ฟ้า, ม่วงแดง, เหลือง, ดำ) ในการพิมพ์บนอุปกรณ์การพิมพ์ รูปภาพคอมพิวเตอร์สีจะต้องแบ่งออกเป็นส่วนประกอบที่สอดคล้องกับส่วนประกอบของโมเดลสี CMYK กระบวนการนี้เรียกว่าการแยกสี ผลลัพธ์ที่ได้คือรูปภาพสี่ภาพที่แยกจากกันซึ่งมีเนื้อหาสีเดียวกันของแต่ละองค์ประกอบในต้นฉบับ จากนั้นในโรงพิมพ์ ภาพหลายสีจะถูกพิมพ์จากแผ่นที่สร้างขึ้นโดยใช้ฟิล์มแยกสี ซึ่งได้มาจากการซ้อนทับสี CMYK

สีที่จัดทำดัชนี ทำงานกับจานสี

ระบบสีทั้งหมดที่อธิบายไว้ก่อนหน้านี้เกี่ยวข้องกับสเปกตรัมของสีทั้งหมด จานสีที่จัดทำดัชนีคือชุดสีที่คุณสามารถเลือกสีที่ต้องการได้ ข้อดีของจานสีที่จำกัดคือใช้หน่วยความจำน้อยกว่าระบบ RGB และ CMYK เต็มรูปแบบ คอมพิวเตอร์จะสร้างชุดสีและกำหนดตัวเลขให้กับแต่ละสีตั้งแต่ 1 ถึง 256 จากนั้น เมื่อจัดเก็บสีของแต่ละพิกเซลหรือวัตถุ คอมพิวเตอร์จะจดจำตัวเลขที่มีสีในจานสี ในการจำตัวเลขตั้งแต่ 1 ถึง 256 คอมพิวเตอร์ต้องการเพียง 8 บิต สำหรับการเปรียบเทียบ สีที่สมบูรณ์ในระบบ RGB จะใช้เวลา 24 บิต และในระบบ CMYK จะใช้เวลา 32 บิต

รายชื่อวรรณกรรมที่ใช้:

1.คอมพิวเตอร์กราฟฟิก Porev V.N.

2.พื้นฐานของคอมพิวเตอร์กราฟฟิก Sergeev A.P. , Kushchenko S.V.

3. คอมพิวเตอร์กราฟิกส์ ไดนามิก ภาพที่สมจริง

E.V. Shikin, A.V. Boreskov คอมพิวเตอร์ (11)กราฟิก

บทคัดย่อ >> วิทยาการคอมพิวเตอร์ 2 ประเภท คอมพิวเตอร์กราฟิก มีสามประเภท คอมพิวเตอร์กราฟิก คอมพิวเตอร์- นี่คือแรสเตอร์ คอมพิวเตอร์, เวกเตอร์ คอมพิวเตอร์และแฟร็กทัล - พวกมันแตกต่าง...สามมิติระบบ พิกัด แต่ละพิกัดสะท้อนถึงการมีส่วนร่วมของแต่ละองค์ประกอบต่อผลลัพธ์สี

เสริมสร้างความประทับใจทางภาพและเพิ่มความสมบูรณ์ของข้อมูลของภาพ การรับรู้สีเกิดขึ้นจากสมองของมนุษย์อันเป็นผลมาจากการวิเคราะห์ฟลักซ์แสงที่เข้าสู่เรตินาจากการเปล่งแสงหรือสะท้อนวัตถุ การรับรู้สีขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพของแสง เช่น พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า ปฏิสัมพันธ์กับสสารทางกายภาพ ตลอดจนการตีความโดยระบบการมองเห็นของมนุษย์ ระบบการมองเห็นของมนุษย์รับรู้พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นตั้งแต่ 400 ถึง 700 นาโนเมตรเป็นแสงที่มองเห็นได้ (1 นาโนเมตร = 10 -9 เมตร) แสงได้รับโดยตรงจากแหล่งกำเนิด เช่น หลอดไฟ หรือโดยอ้อมโดยการสะท้อนหรือการหักเหของแสงจากพื้นผิวของวัตถุ แหล่งกำเนิดหรือวัตถุจะไม่มีสีหากแสงที่สังเกตมีความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ทั้งหมดในปริมาณที่เท่ากันโดยประมาณ แหล่งกำเนิดที่ไม่มีสีจะปรากฏเป็นสีขาว และแสงที่ไม่มีสีที่สะท้อนหรือหักเหจะปรากฏเป็นสีขาว สีดำ หรือสีเทา- วัตถุที่สะท้อนแสงมากกว่า 80% จากแหล่งกำเนิดแสงสีขาวโดยไม่มีสีจะปรากฏเป็นสีขาว และน้อยกว่า 3% จะปรากฏเป็นสีดำ ค่ากลางจะสร้างเฉดสีเทาที่แตกต่างกัน แม้ว่าจะกำหนดได้ยากก็ตาม ความแตกต่างระหว่างความสว่างและความสว่าง โดยทั่วไปความสว่างถือเป็นคุณสมบัติของวัตถุที่ไม่ส่องสว่างหรือสะท้อนแสงและมีตั้งแต่สีดำไปจนถึงสีขาว ในขณะที่ความสว่างเป็นคุณสมบัติของวัตถุที่ส่องสว่างได้เองหรือเปล่งแสงได้ และมีช่วงจากต่ำไปสูง. หากแสงที่รับรู้มีความยาวคลื่นในปริมาณที่ไม่เท่ากันโดยพลการ จะเรียกว่าสีหากความยาวคลื่นมีความเข้มข้นที่ ขอบด้านบนสเปกตรัมที่มองเห็นได้ แล้วแสงก็ปรากฏขึ้น สีแดงหรือมีสีแดง กล่าวคือ ความยาวคลื่นที่โดดเด่นอยู่ในบริเวณสีแดงของสเปกตรัมที่มองเห็นได้ หากความยาวคลื่นมีความเข้มข้น ส่วนล่างสเปกตรัมที่มองเห็นได้ แสงปรากฏเป็นสีน้ำเงินหรือสีน้ำเงิน เช่น ความยาวคลื่นที่โดดเด่นอยู่ในส่วนสีน้ำเงินของสเปกตรัม อย่างไรก็ตาม พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีความยาวคลื่นหนึ่งนั้นไม่มีสีใดๆ ความรู้สึกของสีเกิดขึ้นจากการเปลี่ยนแปลงของปรากฏการณ์ทางกายภาพในดวงตาและสมองของมนุษย์ สีของวัตถุขึ้นอยู่กับการกระจายความยาวคลื่นของแหล่งกำเนิดแสงและคุณสมบัติทางกายภาพของวัตถุ วัตถุจะปรากฏเป็นสีหากสะท้อนหรือส่งผ่านแสงเฉพาะในช่วงความยาวคลื่นแคบๆ และดูดซับส่วนอื่นๆ ทั้งหมด.

ในคอมพิวเตอร์กราฟิกส์ มีการใช้สองระบบสำหรับการผสมสีหลัก: สารเติมแต่ง - แดง, เขียว, น้ำเงิน (RGB) และลบ - ฟ้า, ม่วงแดง, เหลือง (CMY) สีของระบบหนึ่งเข้ากันได้ดีกับสีอื่น: สีฟ้าเป็นสีแดง, สีม่วงแดงเป็นสีเขียว, สีเหลืองเป็นสีน้ำเงิน สีคู่ตรงข้ามคือความแตกต่างระหว่างสีขาวกับสีที่กำหนด: สีฟ้าคือสีขาวลบสีแดง สีม่วงแดงคือสีขาวลบสีเขียว สีเหลืองคือสีขาวลบสีน้ำเงิน แม้ว่าสีแดงจะถือได้ว่าเป็นส่วนเสริมของสีฟ้า แต่โดยทั่วไปแล้วสีแดง เขียว และน้ำเงินถือเป็นสีหลัก และสีฟ้า สีม่วงแดง และสีเหลืองเป็นส่วนที่เข้ากัน ที่น่าสนใจคือไม่มีสีม่วงในรุ้งหรือสเปกตรัมปริซึม กล่าวคือ มันถูกสร้างขึ้นโดยระบบการมองเห็นของมนุษย์ สำหรับ พื้นผิวสะท้อนแสงเช่น ใช้หมึกพิมพ์ ฟิล์ม และหน้าจอไม่เรืองแสง ระบบลบซีเอ็มวาย. ในระบบลบ ความยาวคลื่นของสีเพิ่มเติมจะถูกลบออกจากสเปกตรัมสีขาว ตัวอย่างเช่น เมื่อแสงสะท้อนหรือส่องผ่านวัตถุสีม่วง ส่วนสีเขียวของสเปกตรัมจะถูกดูดซับ หากแสงที่เกิดขึ้นสะท้อนหรือหักเหด้วยวัตถุสีเหลือง ส่วนสีน้ำเงินของสเปกตรัมจะถูกดูดซับและเหลือเพียงสีแดงเท่านั้น เมื่อสะท้อนหรือหักเหในวัตถุสีน้ำเงิน สีจะกลายเป็นสีดำเนื่องจากสเปกตรัมที่มองเห็นทั้งหมดถูกกำจัดออกไป ฟิลเตอร์ภาพถ่ายทำงานบนหลักการนี้ สารเติมแต่งระบบสี RGB สะดวกสำหรับ เรืองแสงพื้นผิวต่างๆ เช่น หน้าจอ CRT หรือไฟสี

วิธีอธิบายสี

ในคอมพิวเตอร์กราฟิกส์ มีการใช้แนวคิด ความละเอียดของสี (อีกชื่อหนึ่งคือ ความลึกของสี - กำหนดวิธีการเข้ารหัสข้อมูลสีเพื่อแสดงบนหน้าจอมอนิเตอร์ หากต้องการแสดงภาพขาวดำ บิตเดียวก็เพียงพอแล้ว (สีขาวและดำ) การเข้ารหัสแปดบิตช่วยให้คุณสามารถแสดงโทนสีได้ 256 ระดับ สองไบต์ (16 บิต) กำหนดเฉดสี 65,536 สี ด้วยการเข้ารหัส 24 บิต สามารถกำหนดสีได้มากกว่า 16.5 ล้านสี

จากมุมมองในทางปฏิบัติ ความละเอียดของสีแนวคิดที่ใกล้ชิด ขอบเขตสี ซึ่งหมายถึงช่วงของสีที่สามารถทำซ้ำได้บนอุปกรณ์เอาท์พุตโมเดลสีถูกจัดเรียงในระบบพิกัดสามมิติที่สร้างปริภูมิสี ในกรณีนี้ เป็นไปตามกฎของกราสมันน์ที่ว่าสีสามารถแสดงได้ด้วยจุดหนึ่งในพื้นที่สามมิติ

แบบจำลองสี CIE Lab

ในปี 1920 ได้มีการพัฒนาแบบจำลองเชิงพื้นที่สี ซีไออี แล็บ

L,a,b - การกำหนดแกนพิกัดในระบบนี้) ระบบก็คือ ฮาร์ดแวร์เป็นอิสระและมักใช้ในการถ่ายโอนข้อมูลระหว่างอุปกรณ์ ในโมเดล CIE Lab สีใดๆ จะถูกกำหนดโดยความสว่าง (I) และส่วนประกอบของสี: พารามิเตอร์ a ซึ่งแปรผันในช่วงจากสีเขียวเป็นสีแดง และพารามิเตอร์ b ซึ่งแปรผันในช่วงจากสีน้ำเงินเป็นสีเหลือง- ขอบเขตสีของรุ่น CIE Lab เกินความสามารถของจอภาพและอุปกรณ์การพิมพ์อย่างมาก ดังนั้นก่อนที่จะส่งออกภาพที่นำเสนอในรุ่นนี้ จะต้องแปลงก่อน แบบจำลองนี้ได้รับการพัฒนาเพื่อให้กระบวนการโฟโตเคมีสีกับกระบวนการพิมพ์สอดคล้องกัน วันนี้มันเป็นมาตรฐานเริ่มต้นสำหรับ Adobe Photoshop

รุ่นสี RGB

มะเดื่อ โมเดลสี RGB แบบเติมแต่ง

โมเดลสี RGB เป็นแบบเติมแต่ง กล่าวคือ สีใดๆ เป็นการรวมกันในสัดส่วนที่แตกต่างกันของแม่สีสามสี ได้แก่ แดง เขียว น้ำเงิน ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับการสร้างและประมวลผลคอมพิวเตอร์กราฟิกที่มีจุดประสงค์เพื่อการทำซ้ำทางอิเล็กทรอนิกส์ (บนจอภาพ โทรทัศน์) เมื่อส่วนประกอบหนึ่งของสีหลักซ้อนทับกับอีกสีหนึ่ง ความสว่างของการแผ่รังสีทั้งหมดจะเพิ่มขึ้น การรวมกันของทั้งสามองค์ประกอบทำให้ได้สีเทาที่ไม่มีสีซึ่งเมื่อความสว่างเพิ่มขึ้นจะเข้าใกล้สีขาว ด้วยระดับโทนสีไล่ระดับ 256 ระดับ สีดำจะสอดคล้องกับค่า RGB เป็นศูนย์ และสีขาวจะสอดคล้องกับค่าสูงสุดโดยมีพิกัด (255,255,255)

RGB พร้อมช่องอัลฟ่า

ช่องอัลฟ่าช่วยให้คุณสามารถรวมภาพเข้ากับพื้นหลังได้ ค่าพิกเซลแต่ละค่าประกอบด้วยค่าอัลฟ่าเพิ่มเติมซึ่งขนาดบิตเท่ากับความลึกของสีของรูปภาพ รุ่นสี RGB พร้อมช่องอัลฟ่าสามารถใช้ได้กับความลึกของสี 8 และ 16 บิตเท่านั้น

ค่าช่องอัลฟ่าเป็นศูนย์หมายความว่าพิกเซลมีความโปร่งใสโดยสมบูรณ์ ซึ่งในกรณีนี้พื้นหลังจะมองเห็นได้อย่างสมบูรณ์ผ่านรูปภาพ

ค่าของช่องอัลฟ่าเท่ากับ 2 ความลึกของสีของภาพ -1

สอดคล้องกับพิกเซลทึบแสงโดยสมบูรณ์ ซึ่งหมายความว่าพื้นหลังถูกปกคลุมไปด้วยรูปภาพทั้งหมด เมื่อค่าช่องอัลฟ่าเท่ากับค่ากลาง สีพิกเซลจะรวมเข้ากับพื้นหลังผ่านอัลกอริธึมบางอย่าง

รุ่นสี HSB


ข้าว. รุ่นสี HSB
โมเดลสี HSB ได้รับการพัฒนาโดยคำนึงถึงคุณลักษณะการรับรู้สีของมนุษย์เป็นอย่างสูงสุด มันขึ้นอยู่กับวงล้อสี Munsell สีอธิบายได้ด้วยองค์ประกอบสามประการ: เฉดสี (เว้ ) ความอิ่มตัว (ความอิ่มตัว ) และความสว่าง (ความสว่าง ). ค่าสีจะถูกเลือกเป็นเวกเตอร์ที่เล็ดลอดออกมาจากจุดศูนย์กลางของวงกลม จุดตรงกลางตรงกับสีขาว และจุดตามเส้นรอบวงของวงกลมตรงกับสีสเปกตรัมบริสุทธิ์ ทิศทางของเวกเตอร์ระบุเป็นองศาและกำหนดเฉดสี ความยาวของเวกเตอร์จะกำหนดความอิ่มตัวของสี บนแกนแยกที่เรียกว่า ไม่มีสี, ความสว่างถูกตั้งค่าไว้ โดยมีจุดศูนย์ตรงกับสีดำ ขอบเขตสีของรุ่น HSB ครอบคลุมค่าสีจริงที่ทราบทั้งหมด

แบบอย่างเอช.เอส.บี.เป็นเรื่องปกติที่จะใช้เมื่อสร้างภาพบนคอมพิวเตอร์จำลองเทคนิคการทำงานและเครื่องมือของศิลปินมีโปรแกรมพิเศษที่เลียนแบบแปรง ปากกา และดินสอ ให้การเลียนแบบการทำงานกับสีและผืนผ้าใบต่างๆ หลังจากสร้างรูปภาพแล้ว ขอแนะนำให้แปลงเป็นรูปแบบสีอื่น ขึ้นอยู่กับว่าคุณตั้งใจจะเผยแพร่อย่างไรปัจจุบันโมเดลสีนี้ใช้ในโปรแกรมประมวลผลภาพบางโปรแกรมเท่านั้น

แบบจำลองสี YCbCr

ภาพ JPEG จะถูกบันทึกเกือบทุกครั้งโดยใช้ปริภูมิสี YCbCr สามองค์ประกอบ องค์ประกอบ Y หรือความสว่างแสดงถึงความสว่างของภาพ ส่วนประกอบ Cb และ Cr เป็นตัวกำหนดสี ค่า Cb จะกำหนดความเป็นสีน้ำเงินของรูปภาพ และค่า Cr จะกำหนดสีแดงของรูปภาพ

พบความสัมพันธ์ระหว่างโมเดลสี YCbCr และ RGB โดยใช้สูตรที่เกี่ยวข้อง

ข้าว. โมเดลสี CMYK
โมเดลสีเป็นแบบลบและใช้ในการเตรียมสิ่งพิมพ์สำหรับการพิมพ์ ส่วนประกอบสี CMY คือสีที่ได้จากการลบสีหลักออกจากสีขาว:

ฟ้า (ฟ้า) = ขาว - แดง = เขียว + น้ำเงิน;

สีม่วงแดง = ขาว - เขียว = แดง + น้ำเงิน;

เหลือง = ขาว - น้ำเงิน = แดง + เขียว

วิธีนี้สอดคล้องกับสาระสำคัญทางกายภาพของการรับรู้รังสีที่สะท้อนจากต้นฉบับที่พิมพ์ เรียกว่าสีฟ้า สีม่วงแดง และสีเหลือง เพิ่มเติมเพราะมันช่วยเสริมสีหลักให้เป็นสีขาว สิ่งนี้นำไปสู่ปัญหาหลักของโมเดลสี CMY - การทับซ้อนกันของสีเพิ่มเติมในทางปฏิบัติไม่ได้ทำให้เกิดสีดำบริสุทธิ์ ในโมเดล CMYK ค่าส่วนประกอบที่ใหญ่กว่าจะแสดงสีที่ใกล้เคียงกับสีดำมากขึ้น เมื่อนำสีฟ้า สีม่วงแดง และสีเหลืองมารวมกัน สีทั้งหมดจะถูกดูดซับ ซึ่งในทางทฤษฎีควรให้ผลลัพธ์เป็นสีดำ แต่ในทางปฏิบัติแล้ว สีดำบริสุทธิ์จะไม่เกิดขึ้น ดังนั้นจึงรวมส่วนประกอบสีดำบริสุทธิ์ไว้ในแบบจำลองสี นี่คือลักษณะที่ตัวอักษรตัวที่สี่ปรากฏในตัวย่อของโมเดลสี CMYK ( สีฟ้า, สีม่วงแดง, สีเหลือง, สีดำ- ไม่มีการโต้ตอบแบบหนึ่งต่อหนึ่งระหว่างโมเดลและ RGB ค่า CMYK หลายค่าจับคู่กับค่า RGB เดียวกัน

ในการพิมพ์บนอุปกรณ์การพิมพ์ รูปภาพคอมพิวเตอร์สีจะต้องแบ่งออกเป็นส่วนประกอบที่สอดคล้องกับส่วนประกอบของโมเดลสี CMYK กระบวนการนี้เรียกว่า การแยกสี- ผลลัพธ์ที่ได้คือรูปภาพสี่ภาพที่แยกจากกันซึ่งมีเนื้อหาสีเดียวกันของแต่ละองค์ประกอบในต้นฉบับ จากนั้นในโรงพิมพ์ ภาพหลายสีจะถูกพิมพ์จากแผ่นที่สร้างขึ้นโดยใช้ฟิล์มแยกสี ซึ่งได้มาจากการซ้อนทับสี CMYK

โมเดลสีที่ใช้แทนรูปภาพจะขึ้นอยู่กับสมมติฐาน ว่ามีความสัมพันธ์เชิงเส้นตรงระหว่างค่าของส่วนประกอบสีกับสีที่มองเห็นบนหน้าจอ ในความเป็นจริง อุปกรณ์แสดงผลที่ใช้ไม่ตอบสนองเชิงเส้นตรงต่อสัญญาณอินพุตที่เข้ามาแกมมา การประมาณจะอธิบายลักษณะไม่เชิงเส้นของอุปกรณ์เหล่านี้ จากมุมมองทางคณิตศาสตร์ แกมมาเป็นฟังก์ชันยกกำลัง:

การปรับแกมม่าของรูปภาพสามารถทำได้ร่วมกับการแปลงเป็นปริภูมิสี XYZ หรือแยกกัน การปรับแกมมามีผลกระทบต่อลักษณะของภาพบนหน้าจอคอมพิวเตอร์มากกว่าการแปลงไปและกลับจากปริภูมิสี XYZ

ผลกระทบของแกมม่าต่อภาพคือ:ทำให้ส่วนประกอบมีสีเข้มขึ้นหรือจางลง

ระบบพิกัด

ในการสร้างภาพคอมพิวเตอร์ที่ซับซ้อนสมจริง จำเป็นต้องทำซ้ำแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของวัตถุที่ปรากฎหรือกระบวนการบนหน้าจอในอวกาศและเวลาซ้ำอย่างน่าเชื่อถือในกรณีนี้จำเป็นต้องระบุตำแหน่งของจุด เส้น และพื้นผิวในระบบพิกัดต่างๆ ตำแหน่งของจุดในปริภูมิแบบยุคลิดถูกระบุโดยเวกเตอร์รัศมี ซึ่งมีพิกัด n และการขยายตัวเป็นเวกเตอร์พื้นฐานที่เป็นอิสระเชิงเส้น n เซตของเวกเตอร์พื้นฐานและหน่วยวัดระยะทางตามเวกเตอร์เหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นระบบพิกัด- เพื่ออธิบายรูปร่างของวัตถุกราฟิก ให้ระบุตำแหน่งของวัตถุในอวกาศและการฉายภาพบนหน้าจอแสดงผล โดยใช้ SC ต่างๆ ซึ่งจะสะดวกที่สุดในแต่ละกรณี ตำแหน่งของจุดในอวกาศสามารถอธิบายได้อย่างสะดวกโดยใช้ระบบพิกัดคาร์ทีเซียน ระบบพิกัดคาร์ทีเซียนมีเส้นตรงสามเส้นตรงที่ไม่อยู่ในระนาบเดียวกัน - แกนพิกัด, แกนตัดกันที่จุดหนึ่ง - จุดกำเนิด- หน่วยการวัดถูกเลือกบนแกน ตำแหน่งของจุดใดๆ ในอวกาศอธิบายผ่านพิกัดของจุดนี้ ซึ่งเป็นระยะทางจากจุดกำเนิดถึงเส้นโครงของจุดบนแกนพิกัดที่สอดคล้องกันสำหรับการคำนวณเชิงปฏิบัติ สะดวกยิ่งขึ้น, เพื่อให้แกนพิกัดตั้งฉากกัน ระบบพิกัดดังกล่าวเรียกว่ามุมฉาก- การจัดเรียงสัมพัทธ์ของแกนในระบบพิกัดมุมฉากสามารถมีได้สองประเภท แกน 0 zสามารถผ่านในทิศทางจากผู้สังเกตไปยังระนาบของแผ่น - นี่คือระบบพิกัดทางซ้าย ถ้าเป็นแกน 0 zส่งผ่านจากระนาบแผ่นไปยังผู้สังเกต - นี่คือระบบพิกัดทางขวา

ระบบพิกัดที่ใช้กันมากที่สุดในคอมพิวเตอร์กราฟิก

ระบบพิกัดโลกเป็นระบบพิกัดหลักซึ่งระบุวัตถุฉากทั้งหมด งานทั่วไปอย่างหนึ่งในคอมพิวเตอร์กราฟิกคือการพรรณนากราฟสองมิติในระบบพิกัดที่แน่นอน กราฟเหล่านี้ได้รับการออกแบบเพื่อแสดงความสัมพันธ์ระหว่างตัวแปรที่กำหนดโดยใช้ฟังก์ชัน ตัวอย่างเช่น กราฟที่แสดงลักษณะการรับรู้แสงด้วยตามนุษย์ เพื่อให้ได้กราฟดังกล่าว แอปพลิเคชันโปรแกรมจะต้องอธิบายเอาท์พุตดั้งเดิมต่างๆ (จุด เส้น สตริงของสัญลักษณ์) โดยระบุตำแหน่งและขนาดในระบบพิกัดสี่เหลี่ยม หน่วยการวัดที่ระบุวัตถุเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับธรรมชาติของวัตถุ เช่น การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิที่สามารถแสดงเป็นองศาต่อชั่วโมง การเคลื่อนที่ของวัตถุในอวกาศเป็นกิโลเมตรต่อวินาที เป็นต้น สิ่งเหล่านี้เน้นการใช้งานเป็นหลัก (หรือที่มุ่งเน้นผู้ใช้) พิกัดช่วยให้คุณสามารถกำหนดวัตถุในโลกสองมิติหรือสามมิติของผู้ใช้ได้ และโดยทั่วไปจะเรียกว่า พิกัดโลก.

ระบบพิกัดโลกคงที่ (MSC) x, y, z มีจุดอ้างอิง (ที่มาของพิกัด) และพื้นฐานเชิงเส้นตรง (ชุดของเวกเตอร์พื้นฐาน - แกนพิกัด) ด้วยเหตุนี้จึงสามารถอธิบายคุณสมบัติทางเรขาคณิตแบบดิจิทัลได้ ของวัตถุกราฟิกใดๆ ที่เป็นค่าสัมบูรณ์ เราแสดงถึงระบบพิกัดโลก x ม ย ม z ม .

ระบบพิกัดแบบจำลอง– ระบบพิกัดที่ระบุโครงสร้างภายในของวัตถุ

ระบบพิกัดหน้าจอ - ระบุตำแหน่งของการฉายภาพของวัตถุทางเรขาคณิตบนหน้าจอแสดงผล เส้นโครงของจุดใน ESC มีพิกัด z e =0 อย่างไรก็ตาม ไม่ควรละทิ้งพิกัดนี้ เนื่องจาก MSK และ ESC มักถูกเลือกให้ตรงกัน เช่นเดียวกับเวกเตอร์การฉายภาพ [ x เอ่อ ย เอ่อ 0] สามารถมีส่วนร่วมในการแปลงที่ไม่ต้องใช้พิกัดสอง แต่สามพิกัด

การเลือกจุดและทิศทางของมุมมองสามารถอธิบายได้ทางคณิตศาสตร์โดยการแนะนำคาร์ทีเซียน ระบบพิกัดผู้สังเกตการณ์โดยมีต้นกำเนิดอยู่ที่จุดชมวิวและแกนหนึ่งตรงกับทิศทางการมองเห็น

ระบบพิกัดฉาก(เอสเคเอส) x กับ ย กับ z กับซึ่งอธิบายตำแหน่งของวัตถุทั้งหมดในฉาก - ส่วนหนึ่งของอวกาศโลกที่มีต้นกำเนิดและพื้นฐานของตัวเอง ซึ่งใช้เพื่ออธิบายตำแหน่งของวัตถุโดยไม่คำนึงถึง MSK

ระบบพิกัดวัตถุ (ยูเอสซี) x โอ ย โอ z โอเชื่อมโยงกับวัตถุเฉพาะและทำการเคลื่อนไหวทั้งหมดด้วยวัตถุนั้นใน SCS หรือ MCS
การแสดงวัตถุสามมิติทำให้เกิดความท้าทายหลายประการ ก่อนอื่น เราต้องจำไว้ว่าภาพนั้นแบน ดังนั้นจึงจำเป็นต้องบรรลุคุณสมบัติการมองเห็นของวัตถุอย่างเพียงพอ เพื่อให้เข้าใจถึงความลึกที่ค่อนข้างชัดเจน ต่อไปนี้ เราจะเรียกกลุ่มของวัตถุสามมิติที่มีไว้เพื่อการพรรณนา ฉากอวกาศและภาพสองมิติของมันคือ ทาง.

ข้าว. 4.3.ระบบพิกัดวัตถุและระบบพิกัดผู้สังเกตการณ์
ภาพที่มองเห็นได้นั้นถูกสร้างขึ้นบนระนาบหนึ่งซึ่งเราจะเรียกต่อไปว่า เครื่องบินภาพ- วิธีการแปลงวัตถุสามมิติให้เป็นภาพสองมิติ ( การคาดการณ์) อาจแตกต่างกัน ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งภาพที่ได้จะต้องอธิบายในระบบพิกัดสองมิติด้วย ขนาดที่แท้จริงของภาพอาจแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับวิธีการได้มา การฉายภาพประเภทต่างๆ จะมีการหารือในรายละเอียดในภายหลัง

ข้าว. 4.4.ระนาบภาพและหน้าจอ

เนื่องจากเป้าหมายสูงสุดของเราคือการได้ภาพบนหน้าจอ การถ่ายโอนภาพจะมาพร้อมกับการเปลี่ยนแปลงขนาดตามขนาดของหน้าจอ โดยปกติแล้ว ที่มาของพิกัดในระบบพิกัดรูปภาพจะถือเป็นมุมซ้ายล่างของแผ่นงานที่มีรูปภาพ บนหน้าจอแสดงผล ต้นกำเนิดของพิกัดจะอยู่ที่มุมซ้ายบน การแสดงภาพวาดจากระนาบภาพลงบนหน้าจอจะต้องกระทำโดยมีการบิดเบือนสัดส่วนน้อยที่สุด ซึ่งในตัวมันเองจะทำให้เกิดข้อจำกัดในพื้นที่หน้าจอที่ภาพวาดนั้น ควรเปลี่ยนมาตราส่วนโดยคงสัดส่วนของพื้นที่ไว้ (รูปที่ 4.4)

วัตถุในระบบพิกัดระนาบภาพจะถูกระบุในบางหน่วยการวัด และมาตราส่วนจะเท่ากันตามแกนพิกัดทั้งสอง บนหน้าจอ หน่วยการวัดคือพิกเซล ซึ่งควรถือเป็นสี่เหลี่ยม ดังนั้นสเกลตามแกนแนวนอนและแนวตั้งอาจแตกต่างกัน ซึ่งจะต้องนำมาพิจารณาเมื่อตั้งค่าปัจจัยสเกล

ตัวอย่างการแปลงในระบบพิกัด

เพื่อจัดการกับภาพบนหน้าจอ ให้ทำการเปลี่ยนแปลงตำแหน่ง การวางแนว และขนาด และทำการแปลงทางเรขาคณิต ช่วยให้คุณสามารถเปลี่ยนลักษณะของวัตถุในอวกาศได้สมมติว่าคุณต้องสร้างภาพการเคลื่อนที่ของดวงอาทิตย์ข้ามท้องฟ้าและรถยนต์บนพื้นบนคอมพิวเตอร์ ผู้สังเกตการณ์เห็นภาพนี้จากจุดหนึ่งในอวกาศในทิศทางที่แน่นอน เพื่ออธิบายการแปลงที่ซับซ้อนเหล่านี้ทางคณิตศาสตร์ เราต้องเลือกระบบพิกัดก่อน

ระบบพิกัดแรกคือระบบโลก เรามานิยามมันด้วยแกนกันดีกว่า x ม ย ม z มมันอยู่ที่จุดใดจุดหนึ่งและยังคงนิ่งอยู่ตลอดเวลา

ระบบพิกัดที่สองกำหนดตำแหน่งของผู้สังเกตการณ์ในอวกาศและกำหนดทิศทางการมองเห็น - ระบบพิกัดของผู้สังเกตการณ์ x n ย n z n .

ระบบที่ 3 คือระบบพิกัดของวัตถุ โดยจะมี 2 ระบบ คือ ระบบพิกัดของดวงอาทิตย์ และระบบพิกัดของรถยนต์ ระบบเหล่านี้สามารถเคลื่อนที่และเปลี่ยนตำแหน่งในอวกาศโดยสัมพันธ์กับระบบพิกัดโลก พิกัดของจุดวัตถุถูกกำหนดไว้ในระบบพิกัดวัตถุ โดยแต่ละพิกัดจะเชื่อมโยงกับระบบพิกัดโลก ระบบพิกัดของผู้สังเกตการณ์ยังเคลื่อนที่สัมพันธ์กับระบบพิกัดโลกด้วย หากต้องการดูวัตถุสามมิติบนจอแสดงผล คุณต้องทำ:

• 
  แปลงพิกัดวัตถุที่ระบุในระบบพิกัดของตัวเองเป็นพิกัดโลก
• 
  แปลงพิกัดวัตถุจากระบบโลกเป็นระบบพิกัดของผู้สังเกตการณ์

ขั้นตอนของการถ่ายภาพ
ตามที่ระบุไว้ข้างต้น คอมพิวเตอร์กราฟิกส์ศึกษาวิธีการสร้างภาพของวัตถุและฉากทางเรขาคณิตต่างๆ ขั้นตอนหลักของการสร้างภาพคือ:

• 
  การสร้างแบบจำลองซึ่งใช้วิธีการอธิบายทางคณิตศาสตร์ของวัตถุและฉากของธรรมชาติที่หลากหลายในพื้นที่สองและสามมิติ
• 
  การแสดงภาพ – วิธีการสร้างภาพที่สมจริงของโลกสามมิติบนหน้าจอคอมพิวเตอร์จอแบน ในขณะที่แบบจำลองของวัตถุและฉากจะถูกแปลงเป็นภาพนิ่งหรือภาพยนตร์ (ลำดับของเฟรมคงที่)

การแปลงทางเรขาคณิต

เป้าหมายของการศึกษาการเปลี่ยนแปลงทางเรขาคณิตคือการเรียนรู้วิธีอธิบายการเคลื่อนที่ของวัตถุและแสดงภาพวัตถุทางคณิตศาสตร์ การแปลงทางเรขาคณิตคือการแมปภาพของจุดที่อยู่ในปริภูมิยูคลิดขนาด n มิติกับจุดของพรีอิมเมจขนาด n มิติ การแปลงทางเรขาคณิตรวมถึงการแปลงแบบโปรเจ็กต์และการแปลงแบบแอฟฟิน์

ในการสังเคราะห์ภาพบนหน้าจอพีซี จำเป็นต้องเสนอวิธีการอธิบายวัตถุทางคณิตศาสตร์ในพื้นที่สามมิติหรือบนเครื่องบิน การเปลี่ยนแปลงที่ฉายภาพแสดงให้เห็นฉากจากมุมมองที่ต้องการ การฉายภาพเป็นวิธีการเปลี่ยนวัตถุสามมิติเป็นภาพบนเครื่องบิน การฉายภาพคือการแมปพื้นที่สามมิติบนระนาบภาพสองมิติ (CP) การได้ภาพฉายจะขึ้นอยู่กับวิธีการติดตามรังสี จากศูนย์กลางการฉายภาพ (โปรเจ็กเตอร์) รังสีจะถูกดึงผ่านแต่ละจุดของวัตถุจนกระทั่งตัดกับ CP รูปร่างบนระนาบซึ่งเกิดจากจุดตัดกันของรังสีกับระนาบรูปภาพ เป็นการฉายภาพของวัตถุ คุณสมบัติที่สำคัญของวิธีการฉายภาพคือความน่าเชื่อถือของการรับรู้วัตถุจากการฉายภาพ ไม่มีฉายภาพใดที่เหมาะกับทุกงานเท่าๆ กัน การฉายภาพเรขาคณิตระนาบเป็นการฉายภาพบนพื้นผิวเรียบที่มีเส้นตรงประเภทหนึ่ง เส้นโครงเรขาคณิตของเครื่องบินจะอยู่ตรงกลางและขนานกัน ถ้าจุดศูนย์กลางของเส้นโครงอยู่ห่างจากระนาบฉายภาพที่กำหนด ก็จะเป็นจุดศูนย์กลางของเส้นโครง หากศูนย์กลางของเส้นโครงถูกลบออกจนเหลือระยะอนันต์ เส้นโครงดังกล่าวก็จะขนานกัน เส้นโครงส่วนกลางมีจุดหายไปตั้งแต่หนึ่งถึงสามจุด จุดที่หายไปคือจุดตัดของเส้นโครงตรงกลางของเส้นขนานทั้งหมดที่ไม่ขนานกับระนาบการฉายภาพ

สีในคอมพิวเตอร์กราฟฟิก

เมื่อทำงานกับสี จะใช้แนวคิดต่อไปนี้: ความลึกของสี (หรือที่เรียกว่าความละเอียดของสี) และแบบจำลองสี
สามารถจัดสรรจำนวนบิตที่แตกต่างกันเพื่อเข้ารหัสสีของพิกเซลภาพได้ วิธีนี้จะกำหนดจำนวนสีที่สามารถแสดงบนหน้าจอพร้อมกันได้ ยิ่งรหัสสีไบนารี่ยาวเท่าไรก็ยิ่งสามารถใช้สีในการออกแบบได้มากขึ้นเท่านั้น ความลึกของสีคือจำนวนบิตที่ใช้ในการเข้ารหัสสีของหนึ่งพิกเซล ในการเข้ารหัสภาพสองสี (ขาวดำ) ก็เพียงพอแล้วที่จะจัดสรรหนึ่งบิตเพื่อแสดงสีของแต่ละพิกเซล การจัดสรรหนึ่งไบต์ทำให้คุณสามารถเข้ารหัสสีต่างๆ ได้ 256 สี สองไบต์ (16 บิต) ช่วยให้คุณสามารถกำหนดสีที่แตกต่างกันได้ 65536 สี โหมดนี้เรียกว่าโหมดสีสูง หากใช้การเข้ารหัสสีสามไบต์ (24 บิต) จะสามารถแสดงสีได้ 16.5 ล้านสีพร้อมกัน โหมดนี้เรียกว่า True Color ขนาดของไฟล์ที่จะบันทึกภาพจะขึ้นอยู่กับความลึกของสี

สีสันในธรรมชาตินั้นไม่ค่อยเรียบง่าย เฉดสีส่วนใหญ่เกิดจากการผสมสีหลัก เรียกว่าวิธีการแยกเฉดสีออกเป็นส่วนประกอบต่างๆ โมเดลสี- โมเดลสีมีหลายประเภท แต่โดยทั่วไปแล้วคอมพิวเตอร์กราฟิกจะใช้ไม่เกินสามแบบ โมเดลเหล่านี้รู้จักกันในชื่อ: RGB, CMYK, HSB

1. โมเดลสี RGB

โมเดลที่ง่ายและชัดเจนที่สุดคือ RGB รุ่นนี้ใช้งานได้กับจอภาพและทีวีในครัวเรือน สีใด ๆ ถือว่าประกอบด้วยองค์ประกอบหลักสามประการ: แดง (แดง), เขียว (เขียว) และน้ำเงิน (น้ำเงิน)- สีเหล่านี้เรียกว่าสีหลัก

เชื่อกันว่าเมื่อองค์ประกอบหนึ่งซ้อนทับกับอีกองค์ประกอบหนึ่ง ความสว่างของสีทั้งหมดจะเพิ่มขึ้น การรวมกันของทั้งสามองค์ประกอบทำให้เกิดสีที่เป็นกลาง (สีเทา) ซึ่งมีแนวโน้มเป็นสีขาวเมื่อมีความสว่างสูง ซึ่งสอดคล้องกับสิ่งที่เราเห็นบนหน้าจอมอนิเตอร์ ดังนั้น โมเดลนี้จึงถูกนำมาใช้เสมอในการเตรียมภาพที่ตั้งใจจะทำซ้ำบนหน้าจอ หากรูปภาพผ่านการประมวลผลด้วยคอมพิวเตอร์ในโปรแกรมแก้ไขกราฟิกก็ควรนำเสนอในโมเดลนี้ด้วย
วิธีการรับเฉดสีใหม่โดยการรวมความสว่างของส่วนประกอบที่เรียกว่า วิธีการเติม- ใช้ทุกที่ที่มีการดูภาพสีในแสงที่ส่องผ่าน (“ผ่านการส่งสัญญาณ”): ในจอภาพ เครื่องฉายสไลด์ ฯลฯ เดาได้ไม่ยากว่ายิ่งความสว่างต่ำ สีก็จะยิ่งเข้มขึ้น ดังนั้นในรูปแบบบวก จุดศูนย์กลางที่มีค่าองค์ประกอบเป็นศูนย์ (0,0,0) จึงมีสีดำ (ไม่มีการเรืองแสงของหน้าจอมอนิเตอร์) สีขาวสอดคล้องกับค่าสูงสุดของส่วนประกอบ (255, 255, 255) โมเดล RGB เป็นแบบเติมแต่ง และส่วนประกอบต่างๆ เรียกว่าสีแดง (255,0,0) สีเขียว (0,255,0) และสีน้ำเงิน (0,0,255) สีหลัก.

2. โมเดลสี CMYK

รุ่นนี้ใช้เพื่อเตรียมภาพที่พิมพ์แทนที่จะใช้สกรีน ต่างกันตรงที่มองไม่เห็นในแสงที่ส่องผ่าน แต่เห็นในแสงสะท้อน ยิ่งคุณใส่หมึกลงบนกระดาษมากเท่าไหร่ กระดาษก็จะดูดซับแสงได้มากขึ้นและสะท้อนแสงน้อยลงเท่านั้น การผสมแม่สีทั้งสามสีจะดูดซับแสงตกกระทบเกือบทั้งหมด และเมื่อมองจากภายนอกภาพจะดูเกือบเป็นสีดำ ต่างจากรุ่น RGB การเพิ่มปริมาณสีไม่ได้ทำให้ความสว่างของภาพเพิ่มขึ้น แต่เป็นการลดลง

ดังนั้น ในการเตรียมภาพที่พิมพ์ จึงไม่ได้ใช้แบบจำลองเพิ่มเติม (การรวม) แบบจำลองการลบ (ลบ)- ส่วนประกอบสีของรุ่นนี้ไม่ใช่สีหลัก แต่เป็นผลจากการลบสีหลักออกจากสีขาว:
สีฟ้า (สีฟ้า)= ขาว - แดง = เขียว + น้ำเงิน (0,255,255)
สีม่วง (ม่วง) (Magenta)= ขาว - เขียว = แดง + น้ำเงิน (255,0,255)
สีเหลือง= ขาว - น้ำเงิน = แดง + เขียว (255,255,0)
ทั้งสามสีนี้เรียกว่า เพิ่มเติมเพราะมันช่วยเสริมสีหลักให้เป็นสีขาว
ปัญหาสำคัญในการพิมพ์คือสีดำ ตามทฤษฎีสามารถรับได้โดยการรวมสีหลักหรือสีเพิ่มเติมสามสีเข้าด้วยกัน แต่ในทางปฏิบัติผลลัพธ์ที่ได้กลับกลายเป็นว่าไม่เหมาะสม ดังนั้นจึงมีการเพิ่มองค์ประกอบที่สี่ให้กับโมเดลสี CMYK - สีดำ- ระบบนี้เป็นหนี้ตัวอักษร K ในชื่อ (สีดำ)

ในโรงพิมพ์ ภาพสีจะถูกพิมพ์ในหลายขั้นตอน เมื่อวางงานพิมพ์สีฟ้า สีม่วงแดง สีเหลือง และสีดำลงบนกระดาษตามลำดับ จะได้ภาพประกอบสีเต็มรูปแบบ ดังนั้นภาพที่เสร็จแล้วที่ได้รับบนคอมพิวเตอร์จึงถูกแบ่งออกเป็นสี่องค์ประกอบของภาพสีเดียวก่อนทำการพิมพ์ กระบวนการนี้เรียกว่าการแยกสี เครื่องมือแก้ไขกราฟิกสมัยใหม่มีเครื่องมือสำหรับการดำเนินการนี้
ต่างจากรุ่น RGB จุดกึ่งกลางจะเป็นสีขาว (ไม่มีการย้อมบนกระดาษสีขาว) พิกัดที่สี่ได้ถูกเพิ่มเข้าไปในพิกัดสามสี - ความเข้มของสีดำ แกนสีดำดูโดดเดี่ยว แต่ก็สมเหตุสมผลแล้ว เมื่อคุณเพิ่มส่วนประกอบที่เป็นสีให้เป็นสีดำ คุณจะยังคงเป็นสีดำอยู่ ใครๆ ก็สามารถตรวจสอบการเพิ่มสีในโมเดล CMYK ได้โดยหยิบดินสอสีน้ำเงิน เทา และเหลืองหรือปากกาสักหลาดขึ้นมา การผสมระหว่างสีน้ำเงินและสีเหลืองบนกระดาษทำให้เกิดสีเขียว สีม่วงและสีเหลืองทำให้เกิดสีแดง เป็นต้น เมื่อผสมทั้งสามสีแล้วจะได้สีเข้มไม่แน่นอน ดังนั้นในรุ่นนี้จึงจำเป็นต้องมีสีดำเพิ่มเติม

3. รุ่นสี HSB

โปรแกรมแก้ไขกราฟิกบางตัวอนุญาตให้คุณทำงานกับโมเดลสี HSB หากรุ่น RGB สะดวกที่สุดสำหรับคอมพิวเตอร์ และรุ่น CMYK สะดวกที่สุดสำหรับโรงพิมพ์ โมเดล HSB จะสะดวกที่สุดสำหรับมนุษย์ มันง่ายและใช้งานง่าย รุ่น HSB ยังมีองค์ประกอบสามส่วน: เฉดสี (เว้), ความอิ่มตัวของสี (Saturation)และ ความสว่างของสี (ความสว่าง)- ด้วยการปรับองค์ประกอบทั้งสามนี้ คุณสามารถสร้างสีที่กำหนดเองได้มากเท่ากับรุ่นอื่นๆ เฉดสีบ่งบอกถึงจำนวนสีในชุดสเปกตรัม ความอิ่มตัวของสีจะแสดงลักษณะของความเข้ม - ยิ่งสูงเท่าไร สีก็จะยิ่ง "บริสุทธิ์" เท่านั้น ความสว่างของสีขึ้นอยู่กับการเพิ่มสีดำให้กับสีที่กำหนด ยิ่งมีความสว่างมากเท่าใด สีก็จะยิ่งน้อยลงเท่านั้น โมเดลสี HSB นั้นสะดวกสำหรับการใช้งานในโปรแกรมแก้ไขกราฟิกที่ไม่ได้เน้นไปที่การประมวลผลภาพสำเร็จรูป แต่เป็นการสร้างด้วยมือของคุณเอง มีโปรแกรมที่ให้คุณจำลองเครื่องมือศิลปินต่างๆ (แปรง ปากกา ปากกาสักหลาด ดินสอ) วัสดุทาสี (สีน้ำ gouache น้ำมัน หมึก ถ่าน พาสเทล) และวัสดุผ้าใบ (ผ้าใบ กระดาษแข็ง กระดาษข้าว ฯลฯ) เมื่อสร้างงานศิลปะของคุณเองจะสะดวกในการทำงานในรูปแบบ HSB และเมื่อเสร็จแล้วก็สามารถแปลงเป็นรุ่น RGB หรือ CMYK ได้ ขึ้นอยู่กับว่าจะใช้เป็นหน้าจอหรือภาพประกอบที่พิมพ์ ค่าสีจะถูกเลือกเป็นเวกเตอร์ที่ขยายจากศูนย์กลางของวงกลม จุดตรงกลางแสดงถึงสีขาว (เป็นกลาง) และจุดรอบๆ เส้นรอบวงแสดงถึงสีที่บริสุทธิ์ ทิศทางของเวกเตอร์จะกำหนดเฉดสีและระบุไว้ในโมเดล HSB ในรูปแบบองศาเชิงมุม ความยาวของเวกเตอร์จะกำหนดความอิ่มตัวของสี ความสว่างของสีถูกกำหนดไว้บนแกนที่แยกจากกัน โดยมีจุดศูนย์เป็นสีดำ

สีในคอมพิวเตอร์กราฟฟิก

สีเป็นปัญหาที่ซับซ้อนอย่างมากสำหรับทั้งฟิสิกส์และสรีรวิทยา เนื่องจากสีมีทั้งลักษณะทางจิตสรีรวิทยาและทางกายภาพ การรับรู้สีขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางกายภาพของแสง เช่น พลังงานแม่เหล็กไฟฟ้า ปฏิสัมพันธ์กับสสารทางกายภาพ ตลอดจนการตีความโดยระบบการมองเห็นของมนุษย์ กล่าวอีกนัยหนึ่ง สีของวัตถุไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับตัววัตถุเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับแหล่งกำเนิดแสงที่ส่องสว่างวัตถุและระบบการมองเห็นของมนุษย์ด้วย นอกจากนี้ วัตถุบางชนิดยังสะท้อนแสง (กระดาน กระดาษ) ในขณะที่วัตถุบางชนิดส่งผ่านแสงได้ (แก้ว น้ำ) หากพื้นผิวที่สะท้อนแสงสีน้ำเงินเท่านั้นที่ส่องสว่างด้วยแสงสีแดง ก็จะกลายเป็นสีดำ ในทำนองเดียวกัน หากมองแหล่งที่มาของแสงสีเขียวผ่านกระจกที่ส่งผ่านเฉพาะแสงสีแดง ก็จะปรากฏเป็นสีดำเช่นกัน

สีที่ง่ายที่สุดคือสีที่ไม่มีสี เช่น สีที่เราเห็นบนหน้าจอทีวีขาวดำ ในกรณีนี้ วัตถุที่สะท้อนแสงมากกว่า 80% จากแหล่งกำเนิดแสงสีขาวโดยไม่มีสีจะปรากฏเป็นสีขาว และน้อยกว่า 3% จะปรากฏเป็นสีดำ ค่ากลางจะสร้างเฉดสีเทาที่แตกต่างกัน คุณลักษณะเดียวของสีดังกล่าวคือความเข้มหรือปริมาณ ความเข้มสามารถเชื่อมโยงกับค่าสเกลาร์ โดยกำหนดให้สีดำเป็น 0 และสีขาวเป็น 1 จากนั้นค่า 0.5 จะสอดคล้องกับสีเทาโดยเฉลี่ย

หากแสงที่รับรู้มีความยาวคลื่นในปริมาณที่ไม่เท่ากันโดยพลการ จะเรียกว่าสี เมื่ออธิบายสีดังกล่าวตามอัตวิสัย โดยปกติจะใช้ค่าสามค่า: เฉดสี ความอิ่มตัวของสี และความสว่าง เฉดสีช่วยให้คุณแยกแยะสีต่างๆ ได้ เช่น สีแดง เขียว เหลือง ฯลฯ ความอิ่มตัวบ่งบอกถึงความบริสุทธิ์ กล่าวคือ ระดับที่สีที่กำหนดอ่อนลง (เจือจาง) ด้วยแสงสีขาว และช่วยให้คุณแยกสีชมพูจากสีแดง มรกตจาก สีเขียวสดใส และอื่นๆ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ความอิ่มตัวของสีจะตัดสินว่าสีที่ปรากฏจะนุ่มนวลหรือรุนแรงเพียงใด ความสว่างสะท้อนถึงแนวคิดเรื่องความเข้มซึ่งเป็นปัจจัยที่ไม่ขึ้นอยู่กับสีและความอิ่มตัวของสี

โดยปกติแล้วจะไม่มีสีเอกรงค์เดียวที่บริสุทธิ์ แต่จะมีสีผสมกัน ทฤษฎีแสงสามองค์ประกอบตั้งอยู่บนสมมติฐานที่ว่ากรวยที่ไวต่อสีมีสามประเภทในส่วนกลางของเรตินา ตัวแรกมองเห็นสีเขียว ตัวที่สองสีแดง และตัวที่สามสีน้ำเงิน ความไวสัมพัทธ์ของดวงตาคือสูงสุดสำหรับสีเขียวและต่ำสุดสำหรับสีน้ำเงิน หากกรวยทั้งสามประเภทสัมผัสกับความสว่างที่กระฉับกระเฉงในระดับเดียวกัน แสงจะปรากฏเป็นสีขาว ความรู้สึกของสีขาวสามารถเกิดขึ้นได้จากการผสมสีใดก็ได้สามสี ตราบใดที่ไม่มีสีใดเป็นการผสมผสานเชิงเส้นของอีกสองสี สีเหล่านี้เรียกว่าสีหลัก

ดวงตาของมนุษย์สามารถแยกแยะสีต่างๆ ได้ประมาณ 350,000 สี จำนวนนี้ได้มาจากการทดลองหลายครั้ง มองเห็นโทนสีได้ชัดเจนประมาณ 128 โทนสี หากเพียงความอิ่มตัวเปลี่ยนแปลง ระบบการมองเห็นก็ไม่สามารถแยกแยะสีต่างๆ มากมายได้อีกต่อไป เราสามารถแยกแยะสีดังกล่าวได้ตั้งแต่ 16 (สำหรับสีเหลือง) ถึง 23 (สำหรับสีแดงและสีม่วง) ผลการทดลองสรุปไว้ในกฎของ Grassmann:

• ดวงตาตอบสนองต่อสิ่งเร้าที่แตกต่างกันสามแบบ ซึ่งยืนยันธรรมชาติของสีสามมิติ สิ่งเร้าสามารถพิจารณาได้ เช่น ความยาวคลื่นที่โดดเด่น (พื้นหลังสี) ความบริสุทธิ์ (ความอิ่มตัว) และความสว่าง (ความสว่าง) หรือสีแดง เขียว และน้ำเงิน
• สีทั้งสี่สีจะขึ้นอยู่กับสีเชิงเส้นเสมอ นั่นคือ cC = rR + gG + bB โดยที่ c, r, g, b ไม่เท่ากับ 0 ดังนั้น สำหรับการผสมของสองสี ความเท่าเทียมกัน (cC)1 + (cC)2 = ( rR)1 + (rR)2 + (gG)1 + (gG)2 + (บีบี)1 + (ปอนด์)2 ถ้าสี C1 เท่ากับสี C และสี C2 เท่ากับสี C ดังนั้นสี C1 จะเท่ากับสี C2 โดยไม่คำนึงถึงโครงสร้างของสเปกตรัมพลังงาน c, C1, C2
• ในส่วนผสมของสีสามสี หากสีใดสีหนึ่งเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่องในขณะที่สีอื่นคงที่ สีของส่วนผสมจะเปลี่ยนอย่างต่อเนื่อง กล่าวคือ ปริภูมิสีสามมิติมีความต่อเนื่อง

ระบบสีลบ CMY ใช้สำหรับพื้นผิวสะท้อนแสง เช่น หมึกพิมพ์ ฟิล์ม และหน้าจอที่ไม่เรืองแสง

ระบบสีเสริม RGB มีประโยชน์สำหรับพื้นผิวที่มีแสงสว่าง เช่น หน้าจอ CRT หรือโคมไฟสี

อ้างอิงจากเนื้อหาจากหนังสือของ Y. Tikhomirov "การเขียนโปรแกรมกราฟิก 3 มิติ"

สีในระบบมัลติมีเดียสามารถใช้เป็นโค้ดหรือเป็นเครื่องมือในการออกแบบได้ รหัสสีใช้เพื่อแยกข้อมูลประเภทต่างๆ ที่แสดงบนหน้าจอ ตัวอย่างเช่น ข้อความเตือนระบบปฏิบัติการมักจะแสดงบนพื้นหลังสีแดง

ในฐานะเครื่องมือการออกแบบ สีถูกใช้เพื่อดึงดูดความสนใจ ส่งผลทางจิตวิทยาต่อผู้ใช้: การสร้างอารมณ์บางอย่าง กระตุ้นอารมณ์ที่เหมาะสม เพื่อสร้างความสมดุลของหน้าจอ และเพื่อการตกแต่ง

เมื่อทำงานกับสี นักออกแบบจะใช้เครื่องมือพิเศษ - วงล้อสีซึ่งแสดงความสัมพันธ์ระหว่างสีต่างๆ และแสดงให้เห็นความสัมพันธ์ระหว่างสีต่างๆ เมื่อใช้วงล้อสี คุณสามารถเลือกสีที่เข้ากันได้ดีและรับประกันความสามัคคีของโวหารของเอกสารที่สร้างขึ้น สีบนวงล้อสีจัดเรียงดังนี้ สีแดง 0 องศา; สีเหลือง - 60; สีเขียว - 120; สีฟ้า - 180; สีน้ำเงิน - 240; สีม่วงแดง - 360

ธรรมชาติของสีถูกเปิดเผยโดย I. Newton และ M.V. โลโมโนซอฟ การทดลองของพวกเขาเกิดขึ้นในห้องมืด ในผนังซึ่งมีรอยกรีดซึ่งมีแสงแดดส่องผ่านเข้ามาได้ มีการติดตั้งปริซึมแก้วไว้ในเส้นทางของลำแสงนี้ เมื่อส่องผ่านปริซึม รังสีของดวงอาทิตย์ก็สลายตัวเป็นส่วนประกอบต่างๆ ได้แก่ สีแดง สีส้ม สีเหลือง สีเขียว สีน้ำเงิน สีคราม และสีม่วง ซึ่งสามารถสังเกตได้บนหน้าจอ พวกเขาย้ายหน้าจอออกไป พวกเขาวางปริซึมกระจกอันที่สองเข้าที่ แล้วหันไปทางอันแรก และมีลำแสงสีขาวออกมาจากปริซึมบนหน้าจออีกครั้ง นี่เป็นการพิสูจน์ว่าสีขาวประกอบด้วยสีอื่นๆ จำนวนมาก ด้วยการวางแถบกระดาษไว้ระหว่างปริซึม นักวิจัยเริ่มซ้อนทับแต่ละสี โดยสังเกตว่าสีของลำแสงเปลี่ยนไปที่เอาท์พุตของปริซึมอันที่สองอย่างไร ดังนั้นจึงเป็นที่ยอมรับว่าสีที่ต่างกันนั้นมีความสามารถไม่เหมือนกัน มีการระบุกลุ่มของสีหลัก การผสมซึ่งทำให้ได้สีอื่น กลุ่มที่ประกอบด้วยสีแดง (แดง) เขียว (เขียว) และน้ำเงิน (น้ำเงิน) มีศักยภาพสูงสุด กลุ่มนี้ตั้งชื่อตามตัวอักษรตัวแรกของชื่อดอกไม้เหล่านี้ในภาษาอังกฤษ RGB- การผสมสีเหล่านี้ในสัดส่วนที่ต่างกันทำให้ได้เฉดสีอื่น รวมถึงสีขาวด้วย ต่อมากลุ่มสีนี้กลายเป็นสีหลักในการผลิตโทรทัศน์สีและจอคอมพิวเตอร์อิเล็กทรอนิกส์

สีหลักอีกกลุ่มหนึ่งมีความสามารถคล้ายกัน: สีซีเอ็มวายเค - คยัน มตัวแทน, ยเอลโลว์, แบล็ค เค(สีน้ำเงินหรือเทอร์ควอยซ์; เชอร์รี่หรือสีม่วงหรือสีแดงเข้ม; สีเหลืองและสีดำ) สีกลุ่มนี้แพร่หลายในการพิมพ์และในหมู่ศิลปิน นอกจากนี้ยังเป็นอุปกรณ์หลักในอุปกรณ์สำหรับส่งออกข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ - เครื่องพิมพ์สีเช่นกลุ่ม CMYK สามารถรับได้จาก RGB เนื่องจากสีแดงและสีเขียวในกรณีที่ไม่มีสีน้ำเงินในรูปแบบสีเหลืองสีเขียวและสีน้ำเงินใน การขาดสีแดงเป็นสีฟ้า สีแดงและสีน้ำเงินหากไม่มีสีเขียวถือเป็นสีม่วงแดง และไม่มีสีทั้งหมดคือสีดำ

สีการพิมพ์หลักสามสี: สีฟ้า สีม่วงแดง และสีเหลือง ( ซีเอ็มวายโดยไม่มีสีดำ) อันที่จริงแล้วเป็นทายาทของสีหลักสามสีของการทาสี (สีน้ำเงิน สีแดง และสีเหลือง) การเปลี่ยนแปลงเฉดสีของสองสีแรกนั้นเกิดจากองค์ประกอบทางเคมีของหมึกพิมพ์ที่แตกต่างกันจากหมึกพิมพ์เชิงศิลปะ แต่หลักการของการผสมก็เหมือนกัน ทั้งหมึกศิลปะและหมึกพิมพ์แม้จะประกาศถึงความพอเพียง แต่ก็ไม่สามารถให้เฉดสีได้มากนัก ดังนั้น ศิลปินจึงใช้หมึกเพิ่มเติมตามเม็ดสีบริสุทธิ์ และเครื่องพิมพ์ก็เติมหมึกสีดำเป็นอย่างน้อย (สีดำในอุปกรณ์ส่งออกของคอมพิวเตอร์เกิดขึ้นเนื่องจากไม่มี R, G และ B หรือ C, M และ Y ตามลำดับ)

สีที่ได้จากการผสมสีหลักเรียกว่าอนุพันธ์ สีที่อยู่ตรงข้ามกันในวงล้อสีเรียกว่าสีคู่ตรงข้าม

บางครั้งในการออกแบบกราฟิกมีการใช้โมเดลสีอื่นๆ ที่ไม่ได้ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของสีหลัก เช่น โมเดล เอช.เอส.บี.- ฮิว ความอิ่มตัว ความสว่าง หรือ HSL- ฮิว, ความอิ่มตัว, ความสว่าง (ความสว่าง) ความสว่างมักเรียกว่าระดับความใกล้เคียงของสีที่กำหนดเป็นสีขาวหรือสีดำ วัดเป็น % ของสีดำหรือสีขาวที่ผสมกับสีที่กำหนด (การคัดกรองคือการดำเนินการผสมโทนสีบริสุทธิ์กับสีดำ เช่น สีฟ้าที่มีสีดำ 40% จะมีความสว่างเป็นสองเท่าของสีฟ้าที่มีสีดำ 80% เดียวกัน)

เฉดสี (สี) กำหนดระดับของสีที่กำหนดที่แตกต่างจากสีอื่นๆ กำหนดโดยขนาดของมุมเป็นองศาบนวงล้อสี

ความอิ่มตัวคือการวัดความเข้มของสี ยิ่งความอิ่มตัวของสีสูง สีก็จะดูสดใสมากขึ้น ด้วยความอิ่มตัวของสีต่ำ สีจึงดูเข้มและหม่นหมอง ความอิ่มตัวจะวัด (รวมถึงความสว่างและแสงสว่าง) เป็นเปอร์เซ็นต์ ความอิ่มตัว 100% กำหนดสีที่บริสุทธิ์ ความอิ่มตัวของสี 0% หมายถึงสีขาว สีดำ หรือสีเทา

ด้วยการผสมผสานเฉดสีต่างๆ และเปลี่ยนความสว่างและความอิ่มตัวของสี คุณสามารถสร้างเอฟเฟกต์ต่างๆ ได้โดยใช้สีเพียงไม่กี่สี

ระบบ HSB (HSL) มีข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือระบบอื่นๆ เนื่องจากมีความสอดคล้องกับธรรมชาติของสีมากกว่า และสอดคล้องกับแบบจำลองการรับรู้สีของมนุษย์เป็นอย่างดี เฉดสีจำนวนมากสามารถผลิตได้อย่างรวดเร็วและสะดวกใน HSB หรือ HSL แล้วแปลงเป็น RGB หรือ CMYK

ขึ้นอยู่กับผลกระทบทางอารมณ์ สีส่วนใหญ่สามารถจำแนกได้เป็นสองประเภท - สีอบอุ่นหรือสีเย็น

โทนสีอบอุ่นสร้างเอฟเฟกต์การเคลื่อนไหวเข้าหาผู้มอง ดูใกล้ชิดยิ่งขึ้น ดึงดูดความสนใจ และให้ความรู้สึกที่น่าตื่นเต้น ซึ่งรวมถึงสีแดง สีส้ม สีเหลือง

โทนสีเย็นดูจางลง สร้างความรู้สึกเคลื่อนไหวออกห่างจากผู้ดู สามารถสร้างความรู้สึกแปลกแยกและโดดเดี่ยว แต่ยังทำให้สงบและให้กำลังใจได้เช่นกัน สีเย็น ได้แก่ สีฟ้า สีคราม และสีม่วง

สีเขียวเป็นสีที่เป็นกลาง

นักออกแบบมักใช้เอฟเฟกต์การเคลื่อนไหวที่สร้างด้วยสีโทนอุ่นและเย็นเมื่อเลือกเฉดสีเย็นสำหรับพื้นหลังและเฉดสีอบอุ่นสำหรับวัตถุที่อยู่เบื้องหน้า ในเอกสารที่ใช้โทนสีอุ่นเป็นหลัก สีโทนเย็นอาจใช้เพื่อสร้างไฮไลท์และเพิ่มคอนทราสต์ได้ และในทางกลับกัน การใช้เฉดสีโทนเย็นทำให้คุณสามารถเน้นความเหลื่อมล้ำ ความสง่างาม หรือความรุนแรงของสิ่งพิมพ์ได้ โทนสีอบอุ่นที่ลึกจะกระตุ้นหรือสื่อถึงความใกล้ชิด

ควรคำนึงด้วยว่าสีพื้นหลังสามารถเปลี่ยนเฉดสีของสีหลักและความรู้สึกที่เกิดขึ้นได้

แต่สีมีหลากหลายรูปแบบ เช่น สีเย็นมีหลากหลายสีโทนอุ่น และสีโทนอุ่นมีหลากหลายสีโทนเย็น ดังนั้นการเลือกสีจึงเป็นกระบวนการสร้างสรรค์ที่ไม่มีคำแนะนำที่ชัดเจน

เมื่อใช้รหัสสี (ที่เรียกว่า "คำแนะนำแบบภาพ") จำเป็นต้องคำนึงว่าบุคคลที่ไม่ผ่านการฝึกอบรมไม่สามารถจำรหัสได้มากกว่าเจ็ดรหัส ดังนั้นคุณไม่ควรหลงไปกับการใช้รหัสสี นอกจากนี้ การกำหนดรหัสสีจะต้องสอดคล้องกัน - ภายในเอกสารเดียวกัน ต้องใช้ระบบข้อมูลอิเล็กทรอนิกส์เพียงระบบเดียว ต้องใช้รหัสสีเดียวกันเพื่อระบุปรากฏการณ์และกระบวนการเดียวกัน

การผสมสีที่แตกต่างกันส่งผลอย่างมากต่อความสามารถในการอ่านข้อความ ข้อความและพื้นหลังควรตัดกัน ยิ่งคอนทราสต์ชัดเจนเท่าไร ข้อความก็จะอ่านได้ดีขึ้นเท่านั้น นอกจากข้อความสีดำมาตรฐานบนพื้นหลังสีขาวแล้ว การผสมผสานที่ดียังรวมถึงข้อความสีดำบนพื้นหลังสีเหลืองและข้อความสีส้มบนพื้นหลังสีขาว

สีเป็นเครื่องมือออกแบบที่ทรงพลังมากที่ช่วยดึงดูดความสนใจ ดึงดูดสายตาไปในทิศทางที่ถูกต้อง และรักษาความสนใจของผู้ใช้ แต่การออกแบบสีไม่ควรเบี่ยงเบนความสนใจของผู้ใช้จากเนื้อหาหลักหรือขัดแย้งกับมัน

ภาพยนตร์คุณภาพระดับฮอลลีวู้ดทำให้สามารถแสดงสีที่แตกต่างกันประมาณ 20 ล้านสีบนหน้าจอพร้อมกันได้ แอตทริบิวต์พิกเซลซึ่งมีความยาว 1 ไบต์ช่วยให้คุณสามารถเข้ารหัสสีต่างๆ ได้ 256 สี (มาตรฐาน VGA - Video Graphic Array) คุณลักษณะบอร์ด SVGA (Super VGA) 15 บิตช่วยให้สามารถแสดงสีได้ 32,768 สีพร้อมกัน (5 บิตสำหรับการเข้ารหัสแต่ละสี - 32 เฉดสีที่แตกต่างกันสำหรับสีแดง น้ำเงิน และเขียว เช่น 32 × 32× 32 = 32768) คุณลักษณะ 24 บิตของกราฟิกการ์ดพิเศษ (Silicon Graphic, Indy R4000, Targa ฯลฯ) ช่วยให้คุณสามารถแสดงผลพร้อมกันได้

256× 256× 256 = 16777216 สี

ความสามารถเหล่านี้มาจากการ์ดแสดงผล (การ์ดแสดงผล) แต่เพื่อที่จะแสดงสีต่างๆ บนหน้าจอพร้อมกัน คุณต้องมีอย่างน้อยหนึ่งพิกเซลสำหรับแต่ละสีบนหน้าจอ และด้วยความละเอียดมาตรฐาน หน้าจอมอนิเตอร์จะมีขนาด 640 × 480 = 307200 พิกเซล เป็นไปไม่ได้ทางกายภาพที่จะได้รับสีมากขึ้นบนหน้าจอดังกล่าว

หากอะแดปเตอร์อนุญาตให้คุณทำงานกับการเข้ารหัสสี 24 บิต แต่หน้าจอมอนิเตอร์ไม่สามารถรับรู้สีได้มากมายคุณต้องทำงานกับ จานสี- ชุดสีจำนวนจำกัดที่สอดคล้องกับความสามารถของหน้าจอ สีบนจานสีสามารถเปลี่ยนแปลงได้ แต่คุณต้องจำไว้ว่าเมื่อเล่นบนคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น สีอาจผิดเพี้ยนหากโหลดชุดสีอื่นลงในตารางสีของคอมพิวเตอร์เครื่องนั้น

ปัญหาเกี่ยวกับจานสีเกิดขึ้นเมื่อบรรลุการแสดงผลสีของคอมพิวเตอร์กราฟิกที่ถูกต้องบนคอมพิวเตอร์เครื่องอื่น (เช่น เมื่อใช้ระบบมัลติมีเดียที่สร้างขึ้นบน WWW) หากคุณมีรูปภาพที่มีสีหลายล้านสี เพื่อให้การแสดงสีที่ถูกต้องในเงื่อนไข WWW คุณต้องลดจำนวนสีลงเหลือ 256 สี

อินเทอร์เน็ตยังคงใช้โมเดลสี Index Color ซึ่งทำงานบนหลักการของสี 8 บิต มันทำงานโดยการสร้างจานสี เฉดสีทั้งหมดในไฟล์แบ่งออกเป็น 256 ตัวเลือกที่เป็นไปได้ โดยแต่ละเฉดสีจะถูกกำหนดหมายเลขไว้ ถัดไป ขึ้นอยู่กับจานสีที่ได้ ตารางจะถูกสร้างขึ้นโดยแต่ละเซลล์ถูกกำหนดเฉดสีในค่า RGB

การลดสีจะดำเนินการโดยใช้การดำเนินการลดสี ความคิดโบราณของสีเป็นกระบวนการในการเปลี่ยนค่าสีของแต่ละพิกเซลโดยใช้อัลกอริธึมเฉพาะให้เป็นค่าสีที่ใกล้เคียงที่สุดจากจานสีที่มีอยู่ (ที่จัดตั้งขึ้น)