Конспект урока

Учитель: Иванова Светлана Юрьевна

Предмет: информатика и ИКТ

Класс: 9

Тема: Формирование цвета в системах цветопередачи RGB , CMYK и HSB (Палитры цветов в системах цветопередачи RGB , CMYK и HSB )

Тип урока: изучение нового материала

Цели:

предметные: дать представление о палитрах цветов в системах цветопередачи;

метапредметные:

а) регулятивные: приобретение опыта работы с графическими изображениями; прием и сохранение учебной задачи; осуществление самоконтроля;

б) познавательные: анализ ориентира действия в новом учебном материале с сотрудничестве с учителем; осуществление итогового контроля по результату; преобразование практической задачи в познавательную; построение логических рассуждений;

в) коммуникативные: адекватное восприятие оценки учителя, товарищей; постановка вопросов, необходимых для организации собственной деятельности и сотрудничества с партнером;

г) межпредметные: связь и обобщение предметных знаний физики и информатики для видения объекта в единстве его многообразных свойств;

личностные: формирование устойчивого учебно-познавательного интереса к новым общим способам решения задач.

Формы организации учебной деятельности: беседа, индивидуальная работа, практическая работа в парах, самоконтроль.

Используемые технологии: проблемно-диалоговая, дифференцированный подход, ИКТ-технология.

Инвентарь и оборудование: проектор, экран, ноутбук учительский и ноутбуки ученические с установленными графическим редактором PhotoShop и тестовой оболочкой MyTest , раздаточный материал, карточки с домашним заданием.

Ход урока:

Организационный момент.

Приветствие: Здравствуйте, ребята! Я рада вас видеть! По словам философа Е. Ильенкова «Вся человеческая жизнь – это не что иное. Как постоянное желание достичь успеха в решении новых вопросов и проблем». И сегодня девиз нашего урока «Настоящее сокровище для человека – умение трудится». (Езоп). За работу!

Актуализация знаний.

Перед изучением новой темы, предлагаю выполнить тест на повторение (раздаю карточки с тестом). На прошлом уроке мы познакомились с растровыми изображениями. Давайте вспомним, как называется минимальный участок изображения, для которого независимым образом можно задать цвет? (пиксель). Что такое «глубина цвета»? (Количество информации, которое используется для кодирования цвета точки изображения). Мы знаем, что на экране монитора цвет точки имеет двоичный код. Что это значит? (состоит из 0 и 1). А как связаны между собой «глубина цвета» и «палитра цветов»?(N =2 i – формула Хартли) (1 слайд )

Постановка учебной задачи.

Мы привыкли видеть яркие изображения на экранах телевизоров и мониторах. Но бывает так, что после печати на цветном принтере красочная картинка перестает смотреться. Например, я столкнулась с такой ситуацией (демонстрирую яркое фото и блеклое). Какой вопрос у вас возникает? (почему так произошло? Можно ли исправить такое фото? Как предотвратить такую ситуацию?)

И сегодня на уроке мы выясним

Почему на мониторе картинка смотрится ярко, а после печати может стать блеклой, и для этого мы познакомимся с палитрами цветов в двух системах цветопередачи;

То нужно сделать, чтобы предотвратить такую ситуацию и на практике научимся устанавливать различные графические режимы.

Сформулируем тему урока.(2 слайд).

Изучение нового материала.

Вспомним опыт Ньютона (просмотр видео ).

Какой опыт мы сейчас наблюдали? (Опыт Ньютона по дисперсии света). В чем он заключается? (Узкий луч солнечного света направлялся на треугольную стеклянную призму). На экране за призмой появлялся спектр - радужная полоса из семи цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый( 3 слайд ).

Хорошо известна фраза, которая помогает легко запомнить последовательность цветов в спектре видимого света: «Каждый охотник желает знать, где сидит фазан».

Человек воспринимает свет с помощью цветовых рецепторов, так называемых колбочек, находящихся на сетчатке глаза. (4 слайд) .

С экрана монитора мы воспринимаем цвет как сумму излучения трех базовых цветов: красного , зеленого и синего . Такая система цветопередачи называется RGB, по первым буквам английских названий цветов (Red - красный, Green - зеленый, Blue - синий ). (Давайте оставим две строчки для темы, мы ее с вами позже сформулируем, и запишем название первой цветовой модели) (5 слайд) .

Цвета в палитре RGB формируются путем сложения базовых цветов, каждый из которых может иметь различную интенсивность. Цвет палитры Color можно определить с помощью формулы

Color = R + G + В, где 0<= R <= Rmax, 0 <=G <= Gmax, 0 <= В <= Bmax .

При минимальных интенсивностях всех базовых цветов получается черный цвет, при максимальных интенсивности – белый цвет. При максимальной интенсивности одного цвета и минимальной двух других – красный , зеленый и синий цвета.

Наложение зеленого и синего цветов образует голубой цвет (Cyan), наложение красного и зеленого цветов - желтый цвет (Yellow), наложение красного и синего цветов - пурпурный цвет (Magenta). Таблица (6 слайд).

При глубине цвета в 24 бита на кодирование каждого из базовых цветов выделяется по 8 битов. В этом случае для каждого из цветов возможны N = 2 8 = 256 уровней интенсивности. Уровни интенсивности задаются десятичными (от минимального - 0 до максимального - 255) или двоичными (от 00000000 до 11111111) кодами. (7 слайд) .

При печати изображений на принтерах используется палитра цветов в системе CMY. Основными красками в ней являются Cyan - голубая , Magenta - пурпурная и Yellow - желтая. (8 слайд) .

Цвета в палитре CMY формируются путем наложения красок. Цвет палитры Color можно определить с помощью формулы, в которой интенсивность каждой краски задается в процентах:

Color = С+М + Y, где 0% <= С <= 100%, 0% <= М <= 100%, 0% <= Y <= 100%.

Напечатанное на бумаге изображение человек воспринимает в отраженном свете. Если на бумагу краски не нанесены, то падающий белый свет полностью отражается, и мы видим белый лист бумаги. Нанесенная на бумагу голубая краска поглощает красный свет и отражает зеленый и синий свет, и мы видим голубой цвет. Нанесенная на бумагу пурпурная краска поглощает зеленый свет и отражает красный и синий свет, и мы видим пурпурный цвет. Нанесенная на бумагу желтая краска поглощает синий свет и отражает красный и зеленый свет, и мы видим желтый цвет. (9 слайд) .

(Таблица). Рассмотрим, как формируется палитра цветов в системе CMYK. (записать) (10 слайд) .

Смешение трех красок - голубой , желтой и пурпурной - должно приводить к полному поглощению света, и мы должны увидеть черный цвет. Однако на практике вместо черного цвета получается грязно-бурый цвет. Поэтому в цветовую модель добавляют еще один, истинно черный цвет. Так как буква В уже используется для обозначения синего цвета, для обозначения черного цвета принята последняя буква в английском названии черного цвета Black , т. е. К . Расширенная палитра получила название CMYK . (11 слайд) .

Итак, какая система цветопередачи применяется в мониторах компьютеров, в телевизорах и других излучающих свет технических устройствах? (RGB). И изображения с экрана монитора мы видим в излученном свете. (12 слайд) .

А какая система цветопередачи применяется в полиграфии? (CMYK). И напечатанные изображения мы видим в отраженном свете.

Практическая работа.

Вернемся к нашей испорченной фотографии. Как вы думаете, что нужно сделать перед тем как напечатать изображение? (Перевести его из RGB в CMYK ). И мы сейчас с вами на практике потренируемся конвертировать изображение из RGB в CMYK .

Разбейтесь, пожалуйста, на пары. Каждая пара берет ноутбук и занимает место за столом. Кто-нибудь из вас работал в графическом редакторе PhotoShop ? Давайте запустим программу. Перед нами рабочее поле. Слева – панель инструментов. Сверху – выпадающее меня, панель свойств. Справа – окна дополнительных панелей. Если мы откроем файл, то появится окно изображения. Конвертируем изображение из RGB в CMYK. Собственно, перевод из RGB в CMYK занимает ровно 1 секунду.

После такого перевода вы можете обнаружить, что ваша графика потеряла былую яркость. Картинка стала серой и блеклой. А почему графика вообще становится блеклой? Мы уже знаем, что разница между этими двумя цветовыми моделями очень простая.

RGB - цветовая модель для большей части мониторов, современных телевизоров, да и экранов вообще.

CMYK - это цветовая модель, имитирующая краски печати, которыми типография способна напечатать изображение.

Что же происходит при конвертировании из RGB в CMYK ? Прежде всего, каждому пикселю графики присваиваются другие цифровые значения. В RGB это были условные R255G255B0 , а после конвертации пиксель приобрел значения С4M0Y93K0 .

Как раз в этот момент картинка и может потерять в яркости. Причины, по которым это происходит, заключаются в том, что цветовой обхват модели RGB значительно больше, чем цветовой охват CMYK .

Фотошоп срочно подыскивает более тусклые цвета.

Результат данного перевода вовсе не максимум яркости, которую через CMYK можно обеспечить. И вы легко в этом убедитесь, просто применив цветокоррекцию Яркость/Контраст.

Причина потери яркости заключается в том, что в чистые оттенки Фотошоп подмешивает слишком много посторонних красок. Чаще всего Фотошоп создает черновые смеси красок и вместо ярко выраженной краски получится то, что происходит, когда вы в детстве все цвета гуаши брали, и на бумаге смешивали.

После конвертации из RGB в CMYK изображение надо обязательно цветокорректировать.

Самостоятельная работа.

А сейчас предлагаю поработать самостоятельно с использованием тестовой оболочки MyTest . Перед вами три задания. Два первых - это легкие задания. Третье - посложнее. Выбираете любые два.

(Тестовая оболочка позволяет отправить ответы учеников учителю, который сразу видит результат. Ребята могут просмотреть вопросы, на которые ответилт неверно ).

Домашнее задание.

Дома предлагаю подготовить небольшое сообщение о третьей цветовой модели HSB . Тем, кто справился со всеми заданиями, нужно выполнить одну из предложенных практических работ и написать небольшой вывод о проделанной работе. У кого возникли затруднения. Предлагаю заполнить таблицу и еще раз потренироваться в определении цвета.

Рефлексия.

Ребята, скажите, какие цвета являются базовыми для человеческого восприятия? (красный, зеленый, синий)

Какие цветовые модели существуют?

В каких видах деятельности целесообразно их использовать?

В самом низу ваших карточек оцените свою работу на уроке.

Спасибо за урок! Мне было приятно с вами работать!

Посмотрите вокруг, что вы видите? Вы видите предметы, стол, стул, солнце или море. Задумывались ли вы, каким образом все это многообразие воспринимается? Свет – это электромагнитное излучение, это волна, которая распространяется в пространстве, так же как и звук и другие волны, которые мы не ощущаем.

В процессе восприятия и обработки участвуют две стороны, предмет, на который мы смотрим и собственно человеческий глаз, а также мозг, обрабатывающий информацию, полученную через глаза.

Давайте разберем, как же мы видим цвет. В сетчатке человеческого глаза находятся рецепторы колбочки и палочки. Всего в глазу располагается около 130 миллионов палочек и 7 миллионов колбочек. Распределение рецепторов на сетчатке неравномерно: в области желтого пятна преобладают колбочки, а палочек очень мало; к периферии сетчатки, наоборот, число колбочек быстро уменьшается и остаются одни только палочки. Колбочки, отвечают за восприятие цвета, палочки в свою очередь за сумеречное зрение. Например, ночью вы не видите цвета, вы видите все серым, потому что работают палочки, а днем работают и колбочки и палочки.

За счет чего работают зрительные рецепторы? Пигмент Родопсин разлагается под действием света в палочках, в колбочках эту роль выполняет пигмент Йодопсин.

Цветовые модели

Цветовая модель - это система представления широкого диапазона цветов и основе ограниченного числа доступных красок в полиграфии или цветовых каналов в мониторах).

По принципу действия все цветовые модели разделяются на четыре класса: аддитивные, субтрактивные, перцепционные и колориметрические, хотя последние часто относят к перцепционным моделям. Рассмотрим их подробнее.

Аддитивная цветовая модель (RGB)

Давайте разберем природу цвета, отталкиваясь от физиологии зрения. Различают три типа «колбочек», проявляющих наибольшую чувствительность к трем основным цветам видимого спектра:

· красно-оранжевому (600 – 700 нм);

· зеленому (500 – 600 нм);

· синему (400 – 500 нм).

Таким образом, для восприятия любого цвета, наш мозг смешивает эти три цвета, учитывая еще один параметр - интенсивность

Рассматриваемый класс цветовых моделей представлен единственной моделью, получившей распространение на практике. В основе этой модели лежит тот факт, что большинство цветов видимого спектра можно получить путем смешения трех цветов, называемых первичными. Этими цветами являются красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) , a модель, соответственно, получила название RGB. Когда все три компоненты принимают максимальное значение, получается яркий белый цвет. Одинаковые нулевые значения образуют абсолютно черный цвет (точнее, отсутствие света), а одинаковые ненулевые значения соответствуют шкале серого цвета. Сочетания компонент, где их значения не равны, образуют соответствующий цветовой тон. При этом попарное смешение первичных цветов образует вторичные цвета: голубой (Cyan), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow). Первичные и вторичные цвета относятся к базовым цветам.

Математически цветовую модель RGB удобнее всего представлять в виде куба. В этом случае каждому цвету однозначно можно сопоставить точку внутри куба, соответствующую значениям координат X (Red), Y (Green) и Z (Blue). Тогда направление вектора, исходящего из начала координат, однозначно определяет цветность, а его модуль выражает яркость. Несмотря на простоту и наглядность цветовой модели RGB, она имеет два существенных недостатка: аппаратная зависимость (например, использование различных люминофоров и его элементарное старение в мониторах) и ограниченный цветовой охват (невозможность получения всех цветов видимого спектра).

Субтрактивные цветовые модели (CMY и CMYK)

Как формируется цвет предмета? Ответ прост, дневной свет, попадая на предмет частично поглощается, а частично отражается, вот этот отраженный спектр и видит наш глаз. Видимыми являются волны, лежащие в диапазоне от 760 до 380 миллимикрон. Ниже на рисунке представлено соответствие цвета и его длины волны.

С этой точки зрения, белым является такой цвет, который отражает полностью падающий на него свет, а черным – который поглощает весь свет.

Для описания отраженного от объекта цвета используется субтрактивная цветовая модель. Субтрактивные цвета, в отличие от аддитивных, получаются путем поглощения (вычитания - subtract) одного из первичных цветов из белого цвета, что соответствует физике процессов поглощения и отражения света от поверхности объекта:

Белый - красный = голубой;

Белый - зеленый = пурпурный;

Белый - синий = желтый.

Таким образом, для описания этих процессов используется модель CMY, в которой используется три основных субтрактивных цвета, а именно голубой (Cyan), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow).

В результате при смешении двух субтрактивных красок результирующий цвет затемняется (положено больше краски - поглощено больше света). Смешивание равных значений трех компонент дает оттенки серого цвета. Белый цвет получается при отсутствии всех цветов (отсутствии краски), тогда как их присутствие в полном объеме теоретически дает черный цвет. Однако в реальном технологическом процессе получение черного цвета путем смешения трех основных (вторичных) цветов на бумаге не эффективно. И на это имеется две причины. Во-первых, практически невозможно создать идеально чистые пурпурные, голубые и желтые краски. В результате при смешении этих цветов получается не чистый черный цвет, а грязно-коричневый. Во-вторых, неэкономный расход красок на создание черного цвета и это при том, что любые цветные краски дороже обычных черных.

Как следствие, на практике широкое распространение получила иная субтрактивная цветовая модель, называемая CMYK и использующая дополнительную, четвертую, черную краску. Заметим, что в названии модели используется буква К (последняя буква в слове BlaK (черный) ), чтобы избежать путаницы, т.к. с буквы В в английском языке начинается и слово Blue (синий). Хотя иногда букву К трактуют как первую букву в слове Key (ключ, ключевой), т.к. эта краска является главной в процессе цветной печати и последней наносится на бумагу.

Цветовая модель CMYK имеет те же ограничения, что и RGB-модель - аппаратная зависимость и ограниченный цветовой диапазон. Причем она даже более аппаратно-зависима и цветовой диапазон еще уже, чем у RGB-модели, т.к. цветные красители имеют худшие характеристики по сравнению с люминофором в мониторах. Например, она не может воспроизводить яркие насыщенные цвета, а также ряд специфических цветов, таких как металлический и золотистый.

Об экранных цветах, которые невозможно воссоздать при печати, говорят, что они лежат вне цветового охвата модели CMYK. Для предотвращения таких ситуаций обычно используют комплекс специальных мер, включающий выявление и исключение (заменой близким) несоответствующих цветов еще на этапе создания и редактирования изображений или расширением цветового охвата модели путем добавления новых или плашечных цветов (плашечными называются цвета или краски, созданные с помощью специальных технологий и на основе использования для каждого цвета уникальных красителей или чернил). Например, к краскам CMYK добавляются еще зеленая и оранжевая краски (шестицветная печать), что позволяет существенно расширить диапазон воспроизводимых цветов. Еще один способ, возможно, наиболее эффективный, заключается в использовании систем управления цветом - CMS (color management system).

Перцепционные цветовые модели (HSB и другие)

Для устранения аппаратной зависимости, присутствующей в аддитивных и субтрактивных цветовых моделях, были разработаны ряд перцепционных (интуитивных) цветовых моделей, в основу которых положено раздельное восприятие цветности и
яркости света, как воспринимает свет глаз человека. Прототипом большинства цветовых моделей, использующих эту идею, является HSV-модель, на основе которой позже появились HSB, HSL и другие модели. Общим для них является то, что цвет в них задается не в виде смеси трех основных цветов, а путем задания двух компонентов (например, в модели HSB это цветовой тон - Hue, и насыщенность - Saturation). Третий параметр во всех этих моделях различными способами задает яркость изображения и обозначается как В (Brightness - в модели HSB), L (Lightness - в HSL) или V (Value - в HSV).

Модель HSB или ее ближайший аналог - HSL - представлены в большинстве современных графических редакторов. И именно модель HSB, также представленная в Photoshop, наиболее точно соответствует способу восприятия цветов человеческим глазом (из уже рассмотренных моделей), и ее мы рассмофим более подробно.

Под цветовым тоном (Н - Hue) понимается свет с доминирующей длиной волны и для его описания обычно используется, собственно, название цвета, например, синий или желтый. В графической интерпретации этой модели каждый цвет занимает определенное место на окружности и описывается углом в диапазоне 0—60. В положении 0 находится красный цвет, 120 - зеленый цвет, 240 - синий (это первичные цвета). Вторичные цвета находятся между ними. Дополнительные цвета находятся на диаметрально противоположных сторонах цветового круга. При их смешении образуется черный цвет (при печати красками) или белый (при излучении на мониторе). Это максимально контрастные цвета и действуют они на глаз раздражающе.

Цвета, равноотстоящие друг от друга, образуют триады, дающие гармоничное сочетание цветов и насыщенную оттенками палитру. Однако понятие цветового тона не дает полного описания цвета. Кроме доминирующей длины волны, в формировании цвета участвуют и другие длины волн. Соотношение между основной, доминирующей длиной волны и всеми остальными длинами волн, образующими "серые вкрапления", называется насыщенностью. Его значение изменяется от 0 % (серый цвет) в центре круга до 100 % (полностью насыщенный) на окружности.

Третий параметр - яркость - никоим образом не влияет на цветность, но от нее зависит, как сильно цвет будет восприниматься глазом, т.е. яркость характеризует интенсивность, с которой энергия света воздействует на рецепторы глаза. При нулевой яркости мы не увидим ничего, и любой цвет будет восприниматься как черный, а максимальная яркость вызывает ощущение ослепительно белого цвета. Величина яркости также измеряется в процентах от 0е (черный) до 100 (белый). Данная компонента является нелинейной, что соответствует природе глаза.

Модель HSB носит абстрактный характер, т.к. ее компоненты на практике измерить невозможно. Чаще всего компоненты модели получают путем математического пересчета измеренных значений RGB-модели. Как следствие, в наследство от RGB-модели она получает и ограниченное цветовое пространство. Кроме того, яркость и цветовой тон не являются полностью независимыми параметрами, т.к. значительное изменение яркости влияет на изменение цветового тона, что приводит к нежелательным эффектам в виде цветовых отливов (сдвигов). Вместе с тем HSB-модель обладает двумя важными преимуществами: большей аппаратной независимостью (по сравнению с двумя предыдущими моделями) и более простым и интуитивно понятным механизмом управления цветом.

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Белый свет имеет сложную структуру.

В 1666 г. Исаак Ньютон с помощью стеклянной призмы впервые исследовал белый свет и установил его сложный состав. Видео Исаак Ньютон

Белый свет имеет сложную структуру!

Состав белого света: Фиолетовый Синий Голубой Зеленый Желтый Оранжевый Красный Для запоминания цветов в спектре пользуются условной фразой: « К аждый О хотник Ж елает З нать, где С идит Ф азан».

Глаз человека Человек воспринимает свет с помощью цветовых рецепторов (так называемых колбочек), находящихся на сетчатке глаза.

Базовые цвета Наибольшая чувствительность колбочек приходится на красный, зеленый и синий цвета, которые являются базовыми для человеческого восприятия.

Тема урока: Палитры цветов в системах цветопередачи RGB, CMYK и HSB.

Системы цветопередачи: RGB (R ed, G reen, B lue) CMYK (C yan, M agenta, Y ellow, blac K) HSB (H ue, S aturation, B rightness) красный зеленый синий черный жёлтый пурпурный голубой оттенок насыщенность яркость

RGB Основными цветами являются красный, зеленый, синий. Палитра цветов формируется путем сложения красного, зеленого и синего цветов. Цвет палитры можно определить с помощью формулы:

Цвет Коды интенсивности базовых цветов Красный Зеленый Синий Черный 00000000 0 00000000 0 00000000 0 Красный 11111111 255 00000000 0 00000000 0 Зеленый 00000000 0 11111111 255 00000000 0 Синий 00000000 0 00000000 0 11111111 255 00000000 0 11111111 255 11111111 255 Пурпурный 11111111 255 00000000 0 11111111 255 Желтый 11111111 255 11111111 255 00000000 0 11111111 255 11111111 255 11111111 255 Кодировка цветов при глубине цвета 24 бита

RGB Применяется в мониторах компьютеров, в телевизорах и других излучающих технических устройствах.

CMYK Основными цветами являются голубой, пурпурный и желтый. Палитра цветов формируется: путем вычитания из белого цвета определенных цветов путем наложения голубого, пурпурного, желтого цвета Цвет палитры можно определить с помощью формулы

Цвет Формирование цвета Black = С + М + Y = W – G – B – R White = (C = 0, M = 0, Y =0) Red = Y + M = W – G – B Green = Y + C = W – R – B Blue = M + C = W – R – G Cyan = W – R = G + B Magenta = W – G = R + B Yellow = W – B = R +G Формирование цветов в системе цветопередачи CMYK

CMYK Основана на восприятии не излучаемого, а отражаемого света. Применяется в полиграфии, при печати изображений на принтерах (т.к. напечатанные документы воспринимаются человеком в отраженном свете).

Самое главное: Существуют следующие системы цветопередачи: RGB (R ed, G reen, B lue) CMYK (C yan, M agenta, Y ellow, blac K) HSB (H ue, S aturation, B rightness) Палитра цветов в системе цветопередачи RGB формируется путем сложения красного, зеленого и синего цветов. Цвет палитры можно определить с помощью формулы:

Самое главное: Основными цветами в системе цветопередачи CMYK являются голубой, пурпурный, желтый. Палитра цветов формируется: путем вычитания из белого цвета определенных цветов путем наложения голубого, пурпурного, желтого цвета. Цвет палитры можно определить с помощью формулы

Самое главное: Система цветопередачи HSB использует в качестве базовых параметров Hue (оттенок цвета), Saturation (насыщенность), Brightness (яркость). Параметр Hue позволяет выбрать оттенок цвета из всех цветов оптического спектра, начиная с красного цвета и заканчивая фиолетовым Параметр Saturation определяет процент «чистого» оттенка и белого цвета. Параметр Brightness определяет интенсивность цвета

Выполнить задания: Задание 1.7 (стр.21) Определить цвета, если заданы интенсивности базовых цветов в системе цветопередачи RGB Задание 1.8 (стр.21) Определить цвета, если на бумагу нанесены краски в системе цветопередачи CMYK .

Задание 1.7 Цвет Интенсивность базовых цветов Красный Зеленый Синий 00000000 00000000 00000000 11111111 00000000 00000000 00000000 11111111 00000000 00000000 00000000 11111111 00000000 11111111 11111111 11111111 00000000 11111111 11111111 11111111 00000000 11111111 11111111 11111111

Задание 1.8 (стр.21) Цвет Формирование цвета (C = 0, M = 0, Y =0) Y + M = W – G – B Y + C = W – R – B M + C = W – R – G W – R = G + B W – G = R + B W – B = R +G

Доброго времени суток, дорогие читатели, знакомые, посетители, мимопроходящие личности и прочие странные существа! Сегодня мы поговорим о немного специфической, но несомненно важной вещи для любого пользователя, а именно о такой штуке: представление цвета в компьютере.

Как ни крути, но рано или поздно все столкнутся с практической необходимостью понимания, что такое цветовая модель, да и просто сие знание полезно с точки зрения расширения кругозора и осознания - что и как работает в компьютере и из чего он состоит как с программной, так и с физической точки зрения.

Что такое цветовая модель

В общем виде цветовая модель - это некоторая абстрактная вещь, в которой цвет представляется в виде совокупности чисел. И каждая такая модель имеет свои особенности и недостатки. По сути, это как с языком, например, если цвет - это слово "дом", то на разных языках оно будет писаться и звучать по-разному, но при этом смысл слова везде будет одинаковый. Так же и с цветом.

Мы рассмотрим самые основные модели. Их 5 . Как правило, используется одновременно несколько различных моделей, т.к. некоторые удобнее всего использовать в визуальном виде, а другие в численном.

RGB

Это самая распространенная модель представления цвета. В ней любой цвет рассматривается как оттенки трех основных (или базовых) цветов: красный (Red) , зеленый (Green) и синий (Blue). При этом существует два вида этой модели: восьмибитное представление, где цвет задается числами от 0 до 255 (например, цвет будет соответствовать синему, а - желтому), и шестнадцатибитное , которое чаще всего используется в графических редакторах и html , где цвет задается числами от 0 до ff (зеленый - #00ff00 , синий - #0000ff , желтый - #ffff00 ).

Разница представлений в том, что в восьмибитном виде для каждого базового цвета используется отдельная шкала, а в шестнадцатибитном уже сразу вводится цвет. Иными словами, восьмибитное представление - три шкалы с каждым основным цветов, шестнадцатибитное - одна шкала с тремя цветами.

Особенность этой модели в том, что здесь новый цвет получается путем добавления оттенков основных цветов, т.е. "смешивания".

На картинке выше видно, как цвета смешиваются друг с другом, образуя новые цвета (желтый - , пурпурный - , голубой - и белый ).

При этом эта модель чаще всего используется именно в численном виде, а не в визуальном (когда цвет задается вводом его значения в соотв. поля, а не выбирается мышкой). Для визуальной настройки цвета используются другие модели. Потому что визуально модель RGB представляет собой трехмерный кубик, который, как Вы видите на картинке выше, не очень удобно использовать:)

Так что это самая распространенная модель у веб-дизайнеров (передаем пламенный привет css ) и программистов.

Недостаток этой модели в том, что она зависит от аппаратной части, иными словами, одна и та же картинка будет неодинаково выглядеть на разных мониторах (ибо в мониторах используется так называемый люминофор - вещество, которое преобразовывает поглощаемую им энергию в световое излучение, а посему в зависимости от качества этого вещества будут определяться базовые цвета) .

CMYK

Это тоже очень распространенная модель, но многие о ней могли вообще ничего не слышать:)

А всё из-за того, что она используется исключительно для печати. Она расшифровывается как Cyan, Magenta, Yellow, Black (или Key Color ), т.е. Голубой, Пурпурный, Желтый и Черный (или ключевой цвет ).

Использование этой модели на печати обусловлено тем, что смешивать по три оттенка для каждого нового цвета слишком затратно и грязно, т.к. когда на бумагу сначала наносится один цвет, потом поверх него другой и затем поверх них третий цвет, во-первых, бумага сильно намокает (если струйная печать), во-вторых, совсем не факт, что получится именно тот оттенок, что Вы хотели. Да, физика она такая:)

Наиболее внимательные могли заметить, что на картинке присутствуют три цвета, а черный получается путем смешивания этих трех. Так, стало быть, зачем его вынесли отдельно? Опять же причина в том, что, во-первых, смешивать три цвета это затратно с точки зрения использования тонера (спец. порошок для картриджа от принтера, который используется вместо чернил в лазерных принтерах), во-вторых, бумага сильно мокнет, что увеличивает время просушки, в-третьих, цвета в действительности могут не смешаться должным образом, а быть более блеклыми, например. Картинка ниже показывает эту модель в реальности

Таким образом, получится скорее не черный, а грязно-серый или грязно-коричневый.

Поэтому (и не только) ввели еще черный цвет, чтобы не пачкать бумагу, не тратиться на тонеры и вообще жить было проще:)

Очень наглядно иллюстрирует всю суть следующая анимация (открывается по клику, вес около 14 Mb ):

Цвет в этой модели задается числами от 0 до 100 , где эти числа часто называют "частями" или "порциями" выбранного цвета. Например, цвет "хаки" получается путем смешивания 30 частей голубой краски, 45 - пурпурной, 80 - желтой и 5 - черной, т.е. цвет хаки будет .

Трудности этой модели заключаются в том, что в суровых реалиях (или в реальных суровиях) цвет зависит не столько от числовых данных, сколько от характеристики бумаги, краски в тонере, способе нанесения этой краски и т.п. Так что числовые значения будут однозначно определять цвет на мониторе, но они не покажут реальной картины на бумаге.

HSV (HSB) и HSL

Эти две цветовые модели я объединил, т.к. они схожи по своему принципу.

Трехмерная реализация HSL (слева) и HSV (справа) моделей представлена в виде цилиндра ниже, но на практике в ПО (программном обеспечении) не используется, ибо.. ибо трехмерная:)

HSV (или HSB) означает Hue, Saturation, Value (еще может именоваться Brightness ), где:

• Hue - цветовой тон, т.е. оттенок цвета.
• Saturation - насыщенность. Чем выше этот параметр, тем "чище" будет цвет, а чем ниже, тем ближе он будет к серому.
• Value (Brightness ) - значение (яркость) цвета. Чем выше значение, тем ярче будет цвет (но не белее). А чем ниже, тем темнее (0% - черный)

HSL - Hue, Saturation, Lightness

• Hue - Вы уже знаете
• Saturation - аналогично
• Lightness - это светлота цвета (не путать с яркостью) . Чем выше параметр, тем светлее цвет (100% - белый), а чем ниже, тем темнее (0% - черный).

Более распространенная модель - HSV , она часто используется вместе с моделью RGB , где HSV показана в визуальном виде, а числовые значения задаются в RGB . :

Здесь RGB- модель обведена красным и значения оттенков задаются числами от 0 до 255 , либо сразу можно указать цвет в шестнадцатеричном виде. А синим обведена HSV модель (визуальная часть в левом прямоугольнике, числовая - в правом ). Также часто можно указать непрозрачность (так называемый альфа-канал ).

Такая модель чаще всего используется в простой (или непрофессиональной) обработке изображений, т.к. при помощи неё удобно регулировать основные параметры фотографий, не прибегая к куче различных фильтров или отдельных настроек.
Например во всеми любимом (или проклинаемом) фотошопе присутствуют обе модели, только одна из них находится в редакторе выбора цвета, а другая - в окне настроек Hue/Saturation

Здесь красным показа RGB- модель, синим - HSB , зеленым - CMYK и голубым Lab (о ней чуть позже), что видно на картинке:)
А HSL- модель находится в таком вот окошке:

Недостаток HSB- модели в том, что она также зависит от аппаратной части. Она просто не соответствуют восприятию человеческого глаза, т.к. оный воспринимает цвета с разной яркостью (например, синий воспринимается нами более темным, чем красный), а в этой модели у всех цветов одинаковая яркость. У HSL аналогичные проблемы:)

Таких недостатков хотели избежать, поэтому одна небезызвестная компания CIE (Международная комиссия по освещению - Commission Internationale de l"Eclairage ) придумала новую модель, призванную не зависеть от аппаратной части. И назвали её Lab (нет, это не сокращение от Laboratory ).

Lab или L,a,b

Эта модель является одной из стандартных, хотя и малоизвестна рядовому пользователю.

Расшифровывается она следующим образом:

• L - Luminance - освещенность (это совокупность яркости и интенсивности)
• a - один из компонентов цвета, меняется от зеленого до красного
• b - второй из компонентов цвета, меняется от синего до желтого

На рисунке показаны диапазоны компонент a и b для освещенности 25% (слева) и 75% (справа)

Яркость в этой модели отделяется от цветов, поэтому при помощи неё удобно регулировать контраст, резкость и другие светопоказатели, не трогая при этом цвета:)

Однако эта модель совсем неочевидная для использования и ею довольно трудно пользоваться на практике. Поэтому её используют в основном в обработке изображений и для конвертации оных из одной цветовой модели в другую без потерь (да, это единственная модель, которая делает это без потерь), обычным же смертным страждущим пользователям достаточно, как правило, HSL и HSV плюс фильтры.

Ну и в качестве примера работы модели HSV, HSL и Lab вот картинка из Википедии (кликабельно)

На сим всё ;)

Послесловие

Такие вот пироги. Надеюсь, Вам понравилось и Вы этим когда-нибудь воспользуетесь, ну или хотя бы примете к сведению и будете знать, что к чему и почему.

Как и всегда будем рады Вашим дополнениям, вопросам, благодарностям, критике и всему такому прочему. Пишите комментарии;)

P.S. За существование оной статьи отдельное спасибо другу проекта и члену нашей команды под ником “barn4k“.