Для начала расшифруем название этой модели.
RGB
Цветное изображение на экране монитора формируется за счет смешивания трех базовых цветов (красного, синего, зеленого). Такая цветовая модель называется RGB-моделью за счет первых букв английских названий этих цветов (Red, Green, Blue).
При восприятии цвета человеком именно они (красный, зеленый, синий) непосредственно воспринимаются глазом. Остальные цвета представляют собой смешение трех базовых в разных соотношениях. Каждая составляющая может изменяться в пределах от 0 до 255.Такой способ предоставляет доступ ко всем 16 миллионам цветов. При сложении (смешении) двух лучей основных цветов результат оказывается светлее, чем отдельные составляющие. Цвета этого типа называются аддитивными. Эта модель используется во всех мониторах, проекторах и других устройствах, которые излучают или фильтруют свет, включая телевизоры, кинопроекторы и цветные прожекторы. Модель RGB является трехканальной (имеет три составляющие) и 24-битной (цвет одного пикселя представляется 24 битами - по байту на канал).
Цветовое пространство модели удобно представить в виде цветового куба. По осям координат откладываются значения цветовых каналов. Каждый из них может принимать значения от нуля (нет света) до максимального (наибольшая яркость света). Внутренняя часть образовавшегося куба содержит все цвета модели. В начале координат значения каналов равны нулю (черный цвет). В противоположной точке смешиваются максимальные значения каналов, образуя белый цвет. На линии, соединяющей эти точки, располагаются смеси равных значений каналов, образуя серые оттенки от черного до белого - серую шкалу. Три вершины куба дают чистые исходные цвета, остальные три отражают двойные смешения исходных цветов. В обычном RGB-изображении каждый цветовой канал и серая шкала имеют 256 градаций (оттенков).
Пиксель на цветном дисплее состоит из 3 близко расположенных цветных точек. Каждый из 3 лучей электронной пушки в ЭЛТ (электронно-лучевой трубке или кинескопе) фокусируется только на точке одного цвета.
На всех приведенных ниже рисунках расположена ЭЛТ. Это устройство лежало в основе работы самых первых телевизоров. Современные ЖК и плазменные экраны имеют совсем другой принцип работы (его мы не рассматриваем).
Если наличие базового цвета обозначить 1, а отсутствие - 0, то получится следующая таблица кодировки 8 – цветной палитры:
Применим уже знакомую формулу, и получим, что один видеопиксель кодируется тремя битами: 8=2х
X=3
Но комбинированием трех цветов мы можем получить не больше 8 различных цветов. Как же тогда получаются их различные оттенки?
Для получения богатой палитры, базовым оттенкам могут быть заданы различные (но, для начала, один для всех) уровни интенсивности – четвертый параметр. Теперь заполняемых ячеек становится 4.
24=16,и цветов в нашей новой палитре станет 16:
Еще больше цветов получится, если управлять интенсивностью каждого цвета отдельно. Их может быть больше 16 миллионов.
CMY и CMYK.
Модель CMY описывает отраженные цвета (краски). Они образуются в результате вычитания части спектра падающего света и называются субтрактивными. При смешении двух цветов результат темнее обоих исходных, поскольку каждый из цветов поглощает часть спектра. Иначе говоря, чем больше краски мы положили, тем больше вычли из белого, т.е. тем ниже будет результирующая яркость.
Для начала расшифруем название этой модели.
· C=Cyan (бирюзовый ),
· M=Magenta(пурпурный ),
· Y=Yellow (желтый ).
Каналы CMY - это результат вычитания основных цветов модели RGB из белого цвета (то есть цвета маскимальной яркости). Запишем "формулы" получения этих цветов:
· Бирюзовый = Белый - Красный
· Пурпурный = Белый - Зеленый
· Желтый = Белый - Синий
Можно сказать, что модель CMY обратна модели RGB. Посмотрите на рисунок - базовые цвета модели CMY находятся напротив базовых цветов модели RGB. Согласно модели RGB, белый цвет представляет собой сумму трех компонент максимальной яркости, т.е. можно записать:
Белый = Красный + Зеленый + Синий.
После нехитрых математических преобразований получаем следующее представление цветов модели CMY:
· Бирюзовый = Зеленый + Синий
· Пурпурный = Красный + Синий
· Желтый = Красный + Зеленый
Сравните эти формулы с рисунком - все правильно. Желтый цвет лежит между красной и зеленой областями и т.д.
Развитием модели CMY является модель CMYK. Она описывает реальный процесс цветной печати на офсетной машине и цветном принтере. Пурпурная, голубая и желтая краски (полиграфическая триада) последовательно наносятся на бумагу в различных пропорциях, и таким способом может быть репродуцирована значительная часть видимого спектра. В области черного и темных цветов наносятся не цветные, а черная краска. Это четвертый базовый компонент, он введен для описания реального процесса печати. Черный компонент сокращается до буквы K(blacK или, по другой версии, Key). CMYK - четырехканальная цветовая модель. Зачем в модель вводится черная краска? Реальные краски содержат примеси, и при смешении дадут не черный, а темно-коричневый цвет. К тому же при печати очень темных и черного цвета было бы необходимо большое количество каждой краски, что ведет к переувлажнению бумаги и неоправданному расходу красок.
CMY иCMYK являются аппаратно-зависимыми цветовыми моделями. При выводе одного и того же изображения на различных устройствах (например, на двух разных мониторах) вы, скорее всего, получите разный результат. То есть цвет зависит как от значений базовых составляющих, так и от параметров устройств:
· качества и марки данной печатной краски,
· свойств использованной бумаги,
· свойств люминофора
· других параметров конкретного монитора, принтера или печатного пресса.
· существование разных моделей описания для излучаемых и отраженных цветов весьма неудобно при компьютерной подготовке цветных изображений.
В полиграфический процесс входят системы, работающие как в модели RGB (сканер, монитор), так и в модели CMYK (фотонабор и печатная машина). В процессе работы приходится преобразовывать цвет из одной модели в другую. Поскольку эти модели имеют разный цветовой охват, преобразование часто сопряжено с потерей части оттенков. Поэтому одной из основных задач при работе с цветными изображениями становится достижение предсказуемого цвета. Для этого создана система цветокоррекции (Color Management System, СMS). Это программная система, цель которой, во-первых, достичь одинаковых цветов для всех этапов полиграфического процесса, от сканера до печатного станка, а во-вторых - обеспечить стабильное воспроизведение цвета на всех выводных устройствах (например, на любом мониторе). Пространство этой модели аналогично пространству модели RGB, в которой перемещено начало координат. Смешение максимальных значений всех трех компонентов дает черный цвет. При полном отсутствии краски (нулевые значения составляющих) получится белый цвет (белая бумага). Смешение равных значений трех компонентов даст оттенки серого.
Модель CMYK предназначена специально для описания печатных изображений. Поэтому ее цветовой охват значительно ниже, чем у RGB (ведь она описывает не излучаемые, а отраженные цвета, интенсивность которых всегда меньше). Кроме того, как прикладная модель, CMYK жестко привязана к параметрам печати (краски, тип печатной машины и т. д.), которые очень разнятся для каждого случая. При переводе в CMYK нужно задать массу технологических характеристик:
· указать, какими конкретно красками и на какой бумаге будет отпечатано изображение,
· некоторые особенности печатного оборудования и т. д.
Для разных заданных значений вид изображения на печати и на экране будет разным. Еще одной особенностью модели является теоретически не обоснованное введение дополнительного черного канала. Он предназначен для исправления недостатков современного печатного оборудования. В темных областях особенно хорошо видны погрешности совмещения, возможно переувлажнение бумаги, кроме того, смесь CMY-красок не дает глубокого черного тона. Все эти "узкие места" можно устранить применением дополнительной черной краски. При переводе в CMYK программа заменяет в темных областях триадные краски на черную. Эта замена производится по разным алгоритмам, в зависимости от состава изображения (черный цвет подчеркивает контуры предметов, визуально усиливая резкость), особенностей печати и других причин. Таким образом, в зависимости от установок перевода вид изображения меняется. Неудачный перевод в CMYK (цветоделение) может привести к серьезным потерям качества. Цветоделение обычно предполагает печать тиража (иначе зачем CMYK), а это, в свою очередь, связано с большими финансовыми вложениями. Поэтому, если вам приходится выполнять подготовку файлов для типографии, необходимо изучить специальную литературу по предпечатной подготовке.
Для CMYKхарактерны:
· Фотографическое (очень высокое) качество изображений. При любых изменениях рисунка появляются искажения.
· Редакторы растровой графики применяют в дизайне, для оформительских и художественных работ. Наиболее популярные из них:
· Paint,
· Imaging,
· Adobe PhotoShop и др.
Растровые изображения хранятся в памяти в виденабора кодов, описывающих положение и цвет каждой точки рисунка. Они имеют большие объемы файлов, так как для корректного отображения нужного рисунка необходимо держать в памяти огромное количество кодов. Каждый оттенок цвета имеет свой собственный 16-ричный код. В памяти компьютера хранится 256 стандартных цветов.
В графических программах есть возможность задавать цветовые составляющие для каждой точки рисунка, выбирая их из палитры или номером:
Чтобы компьютер быстрее выводил изображение на экран дисплея, его память должна вмещать несколько страниц с изображениями одновременно. В видеопамяти с минимально необходимым объемом можно разместить только один кадр (1 страницу) изображения.
Наименьший необходимый объем видеопамяти:
V = (M*N) *K
V -объем памяти;
M(число столбцов)*N(число строк)-размер растра экрана;
K -разрядность кода цвета (= числу бит в коде)
Задача 1. Размер растра 1200*1024 Каждый базовый цвет с учетом возможных интенсивностей кодируется 1 байтом. Определить наименьший необходимый размер видеопамяти.
Решение: 1) 3 базовых цвета кодируются 3 байтами(3*8=24 бита)
(Число возможных цветов можно определить из формулы:
N цвет. = 2K = 224 = 16778216 =16,8 млн.)
2) Определим объем видеопамяти:
V = (M*N) *K= 1200*1024*3=3600000 байтов=3,6 Мбайт
Задача 2. Видеопамять имеет объем в 1 Мбайт. Размер растра 640*480. Сколько страниц экрана одновременно могут разместиться в видеопамяти при палитре в 256 цветов?
Решение:1) Определим разрядность кода:
256 = 2K
Отсюда K=8 бит = 1 байт
2)Определим число страниц:
V= (M*N) *K* Nстр.
Отсюда Nстр. = V/ ((M*N) *K)
Nстр. =1024*1024/(640*480*1) =3,4 страницы.