2 Измерение цвета
При обработке изображений необходима объективность в восприятии цвета, так как для обеспечения одинакового воспроизведения одного и того же цвета различными устройствами ввода и вывода информации (мониторы, принтеры и сканеры разных фирм-изготовителей) необходимо наличие объективных измерительных систем, позволяющих установить однозначное определение цветовых координат. Для этих целей разработаны специальные средства, включающие [6]:
• цветовые модели;
• системы соответствия цветов;
• цветовые режимы.
В основе создания цветовых моделей лежит использование универсальных языков, позволяющих реализовать способы точного описания цвета с помощью стандартных математических выражений. Без их помощи было бы невозможно выполнить ни один из этапов обработки цифровых изображений, включая сканирование, редактирование и печать.
В современных компьютерных программах манипуляции с цветом осуществляются с помощью цветовых моделей и режимов.
Понятие цветовой модели
Цветовые модели (color model) [6] используются для математического описания определенных цветовых областей спектра. Большинство компьютерных цветовых моделей основано на использовании трех основных цветов, что соответствует восприятию цвета человеческим глазом. Каждому основному цвету присваивается определенное значение цифрового кода, после чего все остальные цвета определяются как комбинации основных цветов.
Цветовые модели удобны при использовании в компьютерных программах для однозначного определения выводимого цвета. Так, если послать на монитор цветовой сигнал R255 G000 В255, то на любом хорошо откалиброванном мониторе теоретически должен появиться один и тот же цвет (в данном случае пурпурный) (рис. 2.1).
Рис. 2.1. Adobe Photoshop, R255 G000 В255 − пурпурный цвет
Типы цветовых моделей
По принципу действия цветовые модели условно разбивают на три класса:
• аддитивные (RGB), основанные на сложении цветов;
• субтрактивные (CMY, CMYK), основу которых составляет операция вычитания цветов (субтрактивный синтез);
• перцепционные (HSB, HLS, Lab, YCC), базирующиеся на восприятии.
Законы Г. Грассмана
В большинстве цветовых моделей для описания цвета используется трехмерная система координат. Она образует цветовое пространство, в котором цвет можно представить в виде точки с тремя координатами.
Законы Г. Грассмана:
1. Трехмерность природы цвета. Глаз реагирует на три различные цветовые составляющие. Примеры:
• красный, зеленый и синий цвета;
• цветовой тон (доминирующая длина волны), насыщенность (чистота) и яркость (светлость).
2. Четыре цвета всегда линейно зависимы, то есть: сС = rR +gG + bВ,
где c, r, g, b − весовые коэффициенты для каждой из составляющих цвета. Для смеси двух цветов (сС)1 и (сС)2 имеет место равенство: (сС)1 + (сС)2 = (rR)1 + (gG)1 + (bВ)1 + (rR)2 + (gG)2 + (bВ)2, которое свидетельствует о том, что цвет смеси излучений С зависит только от их цвета, но не от спектрального состава.
Следствие: если цвет С1 равен цвету С, и цвет С2 тоже равен цвету С, то следует, что цвет С1 равен цвету С2 независимо от структуры спектров энергии цветов С, С1 и С2.
3. Цветовое пространство непрерывно. Если в смеси трех цветов один непрерывно изменяется, а другие остаются постоянными, то цвет смеси будет меняться непрерывно.