Цветовые режимы и модели

Цветовые режимы и модели
_______________________________________________________________________________________________
Цветовые режимы и модели.
Все, что окружает нас, имеет цвет, но только некоторым дано задумываться о его природе
и пытаться распознать ее. Видеть цвет настолько же привычно для людей, обладающих
нормальным зрением, как дышать воздухом. Однако стоит обратить внимание на цвет
предметов, как вы сразу заметите различие оттенков. Обратите взгляд на оттенки зеленого
цвета листьев на деревьях за окном. Посмотрите, как они отличаются от зеленого цвета травы.
Присмотритесь к игре света и тени - это зрелище способно увлечь. Данная глава должна дать
вам начальные знания о работе с цветом в программе Photoshop.
Пиксели и глубина цвета
Итак, мы знаем, что такое цвет на уровне повседневного восприятия, но каким образом он
воспроизводится на экране монитора, а тем более на бумаге (о чем речь пойдет несколько
ниже)?
Представление информации в компьютере, как вы, вероятно, знаете, основывается на
двоичной системе счисления, то есть, проще говоря, на комбинациях нулей и единиц.
Элементарная логическая ячейка компьютера может быть только в двух состояниях:
"включено" или "выключено". Разумеется, это чрезвычайно упрощенный взгляд на сложную
машину, стоящую у вас на столе, но в разговоре о пикселях такой подход оказывается
полезным.
Пиксель (это слово, напомним, происходит от английских слов "picture element",
означающих "элемент изображения") - это элементарная ячейка, множество которых
равномерно располагается в виде строк и столбцов на экране монитора. В одном дюйме
экранного пространства размещается 72 пикселя. В простейшем случае эти пиксели могут
быть "включены" или "выключены", передавая, таким образом, два цвета: белый и черный.
Разумеется, на самом деле на экране большинства компьютеров может отображаться гораздо
больше цветов.
Она и также картинка может быть представлена с лучшим или худшим качеством в
соответствии с количеством точек на единицу длины – разрешением (обычно, точек на дюйм –
dpi или пикселей на дюйм – ppi).
Возможность демонстрировать множество цветовых оттенков (до 16,7 миллиона) на
экранах современных мониторов является следствием того, что каждому пикселю присуща
определенная глубина цвета. Она характеризует количество оттенков, которые может
воспроизводить отдельный пиксель изображения. Пиксель с глубиной цвета в 8 бит может
передавать 2 в восьмой степени, то есть 256 цветов. Глубина цвета в 16 бит обеспечивает уже
возможность воспроизведения 65 536 оттенков. При глубине цвета в 24 бита допустимое число
оттенков достигает более 16,7 миллиона, или, точнее, 2 в 24-й степени, цветов.
Глубина цвета оказывает решающее влияние на качество воспроизведения изображений,
но у всего положительного есть и отрицательная сторона: чем четче, ярче и жизненнее
выглядит изображение, тем больше компьютерной памяти требуется для его хранения 10 и
более мегабайт, а если говорить об изображениях высокого разрешения, то придется
столкнуться с еще большими объемами требуемой памяти. Таким образом, чем качественнее
изображение, тем больше размер файла.
Основы работы с цветом
Теперь, когда мы немного обсудили вопросы отображения цвета на экране вашего
компьютера, вообразите, что вам предстоит построить систему, позволяющую описывать всю
упомянутую совокупность цветов. С чего начать? Как разделить субъективный взгляд на цвет и
объективное цветовое восприятие? Это совсем не просто.
Возможности воспроизведения цвета в рамках той или иной системы описания
характеризуются так называемым цветовым пространством, или гаммой цветов. Эти
понятия призваны охарактеризовать общий объем описываемых цветовых оттенков.
Человеческий глаз воспринимает больше оттенков, чем может воспроизвести на экране или
при печати компьютер. Таким образом, цветовые пространства разных моделей представления
цвета - это лишь подпространства множества цветов, доступного человеческому глазу.
________________________________________________________________________________________________
1
Цветовые режимы и модели
_______________________________________________________________________________________________
Цветовое пространство - это полный набор всех возможных цветов. Гамма цветов - это
все оттенки цвета, которые могут быть представлены в рамках заданной цветовой модели.
Итак, гамма цветов - это подмножество цветового пространства.
Photoshop описывает цвет в рамках различных цветовых моделей. Ниже перечисляются
названия этих моделей:




RGB (Red, Green, Blue - красный, зеленый, синий);
CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, blacK - голубой, пурпурный, желтый, черный);
CIE Lab;
HSB (Hue, Saturation, Brightness - цветовой тон, насыщенность, яркость).
Наиболее представительной из этих моделей является модель CIE Lab. Описываемая с
ее помощью гамма цветов является самой широкой. Про цвета модели CIE Lab говорят, что
они "аппаратно-независимы". Это означает, что разработанные в рамках этой модели цвета
будут выглядеть одинаково как на экране, так и при печати вне зависимости от типа устройства
воспроизведения. Тем не менее не этой моделью вам придется пользоваться чаще всего.
Ну а теперь сосредоточим внимание на том, что требуется для практической работы и что
необходимо знать, чтобы приступить к работе с цветом. Упомянутые три модели, HSB, RGB и
CMYK, будут оказывать гораздо большее влияние на вашу работу с программой Photoshop.
Рассмотрим использование этих моделей для отображения и формирования цветов, а затем
перейдем к обсуждению цветовых режимов программы Photoshop. Цветовые режимы - это
методы воспроизведения цвета, основывающиеся на соответствующих моделях. Фактически,
цветовые режимы Photoshop точно соответствуют той или иной модели воспроизведения
цвета.
Растровое представление обычно используют для изображений фотографического типа с
большим количеством деталей или оттенков. К сожалению, масштабирование таких картинок в
любую сторону обычно ухудшает качество. При уменьшении количества точек теряются
мелкие детали и деформируются надписи (правда, это может быть не так заметно при
уменьшении визуальных размеров самой картинки – т.е. сохранении разрешения). Добавление
пикселов приводит к ухудшению резкости и яркости изображения, т.к. новым точкам
приходится давать оттенки, средние между двумя и более граничащими цветами.
Распространены форматы .tif, .gif, .jpg, .png, .bmp, .pcx и др.
Цветовые модели RGB, HSB, LAB
Информация, которой манипулирует Photoshop для воссоздания в своем рабочем
пространстве изображения, хранится в цветовых каналах файла изображения. То, каким
образом распределена информация по каналам, содержимое которых формирует
изображение, определяется цветовой моделью, используемой для данного изображения.
Типы цветовых моделей:
 RGB (Red, Green, Blue - красный, зеленый, синий);
 CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, blacK - голубой, пурпурный, желтый, черный);
 CIE Lab;
 HSB (Hue, Saturation, Brightness - цветовой тон, насыщенность, яркость).
Цветовая модель RGB
Цветовая модель RGB строится по принципу сочетания Красного (Red), Зеленого (Green)
и Синего (Blue) различных яркостей. В режиме RGB осуществляется сканирование
изображений, эта же модель положена в основу конструкции экрана монитора.
Эта модель соответствует восприятию цветов человеческим глазом. В человеческом
глазе расположены рецепторы трех видов, каждый из которых наибольшим образом реагирует
________________________________________________________________________________________________
2
Цветовые режимы и модели
_______________________________________________________________________________________________
на соответствующую длину волны — эти длины соответствуют красному, зеленому и синему
цветам. Рецепторы передают мозгу информацию, позволяющую идентифицировать цвет. Но
для корректного преобразования цветного изображения в изображение в градациях серого эта
модель не подходит. Попробуем объяснить, на чем основано данное утверждение.
Изображение в режиме RGB можно представить в виде треугольной поверхности. По
углам цветовой модели три ее составляющие - Красный (Red), Зеленый (Green) и Синий (Blue).
По периметру цветовой модели изображения ни одна из составляющих не вносит свой вклад в
композитный вид изображения - если ни одна из составляющих не присутствует, получается
черный. Чем ближе к центру, тем выше яркостные значения каждой составляющей, пока в
центре не достигается абсолютно белый цвет.
Когда красный, зеленый и синий представлены в пикселе в одинаковых количествах,
получается оттенок серого. Чем это количество больше, тем оттенок серого светлее (ярче).
Таким образом, регулируя яркость, вы задаете нейтральный оттенок цвета, смещаясь к или от
центра модели. Если цветовые составляющие представлены в пикселе в неравных
количествах, вы видите цвет. Цветовой тон цвета определяется соотношением цветовых
составляющих, представленных в данном цвете. Те, кто сталкивался с таким пакетом как
Painter 5, наверняка наблюдали данную модель (да и все остальные тоже) "в действии".
Модель HSB
Про цветовую модель HSB можно сказать, что она скорее описывает качество световых
волн, воспринимаемых глазом, а не цветовые составляющие.
Цветовая модель HSB представлена тремя компонентами: Н - Тон (Hue), S Насыщенность (Saturation), В - Яркость (Brightnes).
Hue (Цветовой тон) - частота световой волны, отражающейся от объекта, который вы
видите. Именно эта характеристика света и позволяет вам отличать один цвет от другого. Но
тон не является единственным аспектом восприятия цвета человеком. Мы говорим бледноголубой, или ярко-синий, или бюрюзовый — здесь идет речь о следующей характеристике
цвета — насыщенности.
Saturation (Насыщенность) является чистотой цвета. Это - разница между длинами волн
доминирующей волны и остальных (т.е. насколько в данном цвете один тон преобладает над
другими). Чем сильнее, чище воспринима ется цвет, тем больше он насыщен. Чем меньше
насыщенность цвета, тем он нейтральней, тем труднее однозначно охарактеризовать его.
Когда несколько тонов представлены примерно в одинаковом количестве, вы видите серый той
или иной яркости.
Brightness (Яркость), ее еще иногда обозначают как Lightness - третья составляющая
цветовой модели HSB. Яркость определяет, насколько интенсивно мы воспринимаем энергию
излучения. Когда мы говорим о яркости как о понятии теории цвета, то белый имеет
абсолютную яркость, а черный абсолютно лишен яркости, серый где-то посредине.
Схематически цветовую модель HSB можно представить следующим образом:
характеристика Hue (Цветовой тон) представляет собой шестиугольное кольцо; двигаясь
вокруг шестиугольника, вы перемещаетесь от тона к тону. Чем дальше вы от центра
шестиугольника, тем более насыщен цвет, чем ближе к центру, тем меньше определенность
цвета, т.е его насыщенность уменьшается. Яркостная составляющая цвета направлена вверх
перпендикулярно цветовому шестиугольнику, она увеличивается при перемещении вверх по
цветовой модели, цвета становятся ярче, пока не достигают абсолютно белого. Каждая точка
внутреннего пространства модели соответствует своему специфическому цветовому значению,
которое может быть также описано в терминах сочетания различного количества красного,
зеленого и синего модели RGB, взятых при определенных значениях яркости.
Цветовая модель LAB
Цветовая модель LAB (еще ее называют CIELAB) была принята в качестве
международного цветового стандарта Международной Комиссией по Освещению (CIE),
Достоинством этой модели является ее независимость от способа производства цвета, в ее
системе измерения можно описывать как цвета печати, так и цвета, излучаемые монитором.
Для построения LAB модели также используются три компонента. Если модель HSB оперирует
понятиями Тон, Насыщенность и Яркость; модель RGB понятиями Красный, Зеленый и
Голубой, то цветовая модель LAB использует понятия Яркость (Lightness) и Интенсивность
(Chroma), которые вместе составляют информацию об Освещенности (Luminance) в
изображении, содержащуюся в канале L. Канал А хранит информацию о Тонах от зеленого до
пурпурного, и, наконец, информация о Тонах от голубого до желтого приходится на канал В.
________________________________________________________________________________________________
3