Тема 5 - Цветовые модели

Цветовые модели
Тема №5
Авторы: Асташев О.А., Лаврушина Е.Г.
Цветовые модели
Что такое цветовая модель?
Цветовая модель - это метод для определения цветов.
Полиграфическая промышленность использует
модель CMYK. Такие приложения, использующие
компьютерные мониторы, как графические пакеты
для Интернет, используют RGB. Для работы очень
важно выбрать правильную модель.
Модель RGB
Цветовая модель RGB (red, green, blue - красный,
зеленый, синий) используется в таких светящихся
устройствах, как телевизионные кинескопы и
компьютерные мониторы. Для создания всех цветов,
встречающихся в природе, они смешивают три
первичных цвета RGB. Смесь 100% всех трех цветов
дает белый, а смесь 0% всех трех цветов дает
черный.
Модель RGB
Модель RGB распространена очень широко, но она
исключительно зависима от устройства. При замене
устройства изменяются и цвета. Она не очень
подходит для воспроизведения цвета, когда в одном
комплексе должны работать сканер, принтер и
монитор. Поскольку она использует три аддитивных
первичных цвета, она не подходит для раскраски или
для красителей и пигментов, используемых при
печати, поскольку те используют другой набор
первичных цветов (голубой, пурпурный, желтый).
Модель RGB
RGB (Red, Green, Blue)
Аддитивная модель
Blue (0,0,1)
Cyan (0,1,1)
Magenta (1,0,1)
Black (0,0,0)
White (1,1,1)
Green (0,1,0)
Red (1,0,0)
Yellow (1,1,0)
Модель CMYK
Цвета в таких светящихся устройствах, как телевизоры и
компьютерные мониторы формируются путем
смешивания в различных пропорциях трех первичных
цветов RGB, но такие средства воспроизведения
цвета, как печатные издания и картины работают на
поглощении одних длин волн и отражение других.
Модель CMYK
Цвета в таких светящихся устройствах, как телевизоры и
компьютерные мониторы формируются путем смешивания
в различных пропорциях трех первичных цветов RGB, но
такие средства воспроизведения цвета, как печатные
издания и картины работают на поглощении одних длин
волн и отражение других.
Три первичных цвета RGB при смешивании создают белый
цвет, а три первичных цвета CMY при смешивании создают
черный цвет. Поскольку реальные чернила не создают
чистых цветов, то к этим трем цветам добавляется отдельно
черный цвет (К) и модель называется CMYK. Диапазон
представления цветов в CMYK уже, чем в RGB, поэтому при
преобразовании данных из RGB в CMYK цвета кажутся
грязнее.
Модель CMYK
CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, blacK).
Субтрактивная модель
Magenta (1,0,1)
Blue (0,0,1)
Black (0,0,0)
Red (1,0,0)
White (1,1,1)
Yellow (1,1,0)
Cyan (0,1,1)
Green (0,1,0)
Взаимосвязь RGB и CMYK
Magenta (1,0,1)
Blue (0,0,1)
Black (0,0,0)
Red (1,0,0)
White (1,1,1)
Yellow (1,1,0)
Cyan (0,1,1)
Green (0,1,0)
RGB  CMY
С = 255 – R
M = 255 – G
Y = 255 – B
CMY  CMYK
K = min(C,M,Y)
C=C–K
M=M–K
Y=Y–K
Модель HSV
HCV (hue, saturation, value - цветовой
тон, цветность, величина). Эта
цветовая модель основана на работе
человеческого глаза и на восприятии.
Типичным примером является
цветовая модель CIE (Commission
Internationale de l'Eclairage Международная комиссия по
освещенности). Это самая важная
модель для понимания компьютерной
графики.
Модель HSV
HSV (Hue, Saturation, Value).
Построена на основе субъективного восприятия цвета человеком.
Blue (0,0,1)
Cyan (0,1,1)
Magenta (1,0,1)
White (1,1,1)
Black (0,0,0) V Green (0,1,0)
S
Red (1,0,0)
H
Yellow (1,1,0)
Модель HSV
Основные цветовые
модели
Цветовые модели CIE
Эти цветовые модели были разработаны
Международной комиссией по освещению. Они
основаны на реакции человеческого глаза на RGB и
спроектированы так, чтобы точно представлять
восприятие цвета человеком.
Эти модели используются для того, чтобы определять
так называемые аппаратно независимые цвета,
которые могут правильно воспроизводиться
устройствами любого типа: сканерами, мониторами и
принтерами. Эти модели широко применяются.,
потому что их легко использовать на компьютерах и
они описывают широкий диапазон цветов.
Наиболее известны следующие модели:
CIE XYZ и CIE L*a*b.
Модель XYZ
В 1931 CIE разработала цветовую систему XYZ,
называемую также "нормальная цветовая система ".
Эта система часто представляется в виде
двухмерного графика, который более или менее
похож на парус.
Красные компоненты цвета вытянуты вдоль оси Х
координатной плоскости (горизонтально), а зеленые
компоненты цвета вытянуты вдоль оси Y
(вертикально). При таком способе представления
каждому цвету соответствует определенная точка на
координатной плоскости. Спектральная чистота
цветов уменьшается по мере того, как вы
перемещаетесь по координатной плоскости влево. Но
в этой модели не учитывается яркость.
Модель XYZ
Модель L*a*b*
Модель L*a*b* представляет собой улучшенную цветовую
модель XYZ. В этой трехмерной модели воспринимаемые
вами цветовые различия зависят от расстояний, с которых
производятся колометрические измерения. Ось а проходит
от зеленого (-а) до красного (+а), а ось b - от синего (-b) до
желтого (+b). Яркость (L) у трехмерной модели возрастает в
направлении снизу вверх. Цвета представляются
числовыми значениями. По сравнению с цветовой моделью
XYZ цвета модели L*a*b* более совместимы с цветами,
воспринимаемыми человеческим глазом. В модели L*a*b*
цветовая яркость (L), цветовой тон и насыщенность (a, b)
могут рассматриваться раздельно. В результате общий цвет
изображения можно изменять без изменения самого
изображения или его яркости. Поскольку модель L*a*b* не
зависит от устройства, то при переходе от RGB к CMYK или
от CMYK к RGB программное обеспечение требует, чтобы
сначала изменение было обработано через цветовую
модель L*a*b*.
Модель L*a*b*
L: Яркость
a: от зеленого до красного
b: от синего до желтого
Модель UYV
Y = 0.299R + 0.587G + 0,114B
U = – 0.147R – 0.289G + 0,436B
V = 0.615R + 0.515G + 0,100B = 0,877(R – Y)
R = Y + 1.140V
G = Y – 0.395U – 0.581V
B = Y + 2.032U
Модель YIQ
Y = 0.299*R + 0.587*G + 0.114*B
I = 0.596*R – 0.275*G – 0.321*B
Q = 0.212*R – 0.523*G + 0.311*B
R = Y + 0.956*I + 0.621*Q
G = Y – 0.272*I – 0.647*Q
B = Y – 1.107*I + 1.704*Q
Модель YCbCr (SDTV)
Y= 0.299*R + 0.587*G + 0.114*B
Cb= – 0.172*R – 0.339*G + 0.511*B+128
Cr= 0.511*R – 0.428*G + 0.083*B +128
R = Y + 1.371( Cr – 128 )
G = Y – 0.698( Cr – 128) – 0.336( Cb – 128)
B = Y – 1.732(Cb – 128)
Цвет с палитрой

Неявное задание цвета через индекс в
специальной таблице (палитре)
125
N
R
G
B
1
23
1
123
2
34
24
11
…
…
…
…
255
23
256
256