 ПОЗНАВАТЕЛЬНОЕ Сила воли ведет к действию, а позитивные действия формируют позитивное отношение Как определить диапазон голоса - ваш вокал Игровые автоматы с быстрым выводом Как самому избавиться от обидчивости Противоречивые взгляды на качества, присущие мужчинам Вкуснейший "Салат из свеклы с чесноком" Натюрморт и его изобразительные возможности Применение, как принимать мумие? Мумие для волос, лица, при переломах, при кровотечении и т.д. Как научиться брать на себя ответственность Зачем нужны границы в отношениях с детьми? Световозвращающие элементы на детской одежде Как победить свой возраст? Восемь уникальных способов, которые помогут достичь долголетия Классификация ожирения по ИМТ (ВОЗ) Глава 3. Завет мужчины с женщиной
Оси и плоскости тела человека - Тело человека состоит из определенных топографических частей и участков, в которых расположены органы, мышцы, сосуды, нервы и т.д.
| Вычисление цветовых координат проводят перемножением значений удельных координат на интенсивности излучений с последующим суммированием полученных произведений.
Результат измерения какого-либо цвета М, выраженного тремя координатами, записывается в виде цветового уравнения: Качественная характеристика– цветность – определяется соотношением количеств трёх основных цветов, в которых они воспроизводят данный цвет. Если надо определитьтолько цветность, можно пользоваться относительными цветовыми координатами. Они обозначаются так же, как координаты цвета, только без штриха и вычисляются по формулам: Относительные координаты цвета называются координатами цветности или трёхцветными коэффициентами. Цветовое уравнение, записанное с помощью трёхцветных коэффициентов, имеет вид:
Таблица 4. Величины, используемые в колориметрии, для количественной характеристики цветов
Таким образом, любой цвет выражается тремя числами – цветовыми координатами. А если нас интересует только цветность, достаточно двух чисел – любых двух из трёх известных цветовых коэффициентов. ЦВЕТОВОЙ ТРЕУГОЛЬНИК, построенный с использованием единичных цветов.
На заре колориметрии цветовой треугольник брался равносторонний, на его сторонах откладываются трёхцветные коэффициенты r, g, и b. Их значения меняются от 0 до 1, и вместе с тем их сумма в любом цвете не превышает 1. На пересечении медиан треугольника (центр тяжести треугольника) будет находиться точка белого цвета. Для неё: g = r = b =1/3. В одной вершине треугольника (точка G) цветные коэффициенты равны: g=1, r=0, b=0. В другой вершине треугольника (точка B) цветные коэффициенты равны: b=1, g=0, r=0. В третьей вершине треугольника (точка R) цветные коэффициенты равны: r=1, g=0, b=0. На стороне треугольника RG находятся точки цветов, получаемых смешением основных R и G, а На стороне треугольника RG находятся точки цветов, получаемых смешением основных R и G, а количество В в этих смесях = 0. В любой точке RG r + g =1,а b=0. Подобно этому на стороне RB везде g=0, а r + b =1. А на стороне GB везде r=0, а g + b=1. Внутри треугольника все трёхцветные коэффициенты отличны от нуля. Всё та же точка М будет иметь трёхцветные коэффициенты: r=0,2, g=0,3, а b=1 - r – g = 1 – 0,2 – 0,3 = 0,5.
Действительно, если в одну из вершин треугольника, например В, можно принять за начало прямоугольной системы координат. Тогда трёхцветные коэффициенты r и g откладываются от начала координат (r = g =0) по осям абсцисс и ординат. Трёхцветный коэффициент b для любой точки определяется соотношением r+ g + b= 1.
На «базе» именно такого цветового треугольника и построена колориметрическая модель RGB –один из методов измерения цветовых величин (определение цветовых координат).
Относительные яркости единичных цветов ВR, ВG, ВB соответственно 1, 4,59, 0,06. Линия, на которой лежат цвета монохроматических излучений, - линия спектральных цветов, штриховая линия RB – линия пурпурных цветов. Если посмотреть на рисунок, то можно увидеть, что большая часть спектральных цветов (глаз их видеть не может) находится за пределами цветового треугольника. Это особенно заметно для коротковолновой части спектра до длины волны 545 нм. Там, где r (трёхцветный коэффициент r) имеет отрицательное значение, при расчёте цвета требуется отрицательное значение R, то есть это значение вычитается. Например, для получения спектрального голубого цвета с длиной волны 500 нм необходимо r = - 1,17, g = 0,3, а b =1. Физически отрицательное количество цвета получить, конечно, нельзя. Отрицательное значение основного цвета (в данном случае – r) указывает на невозможность воспроизведения данного цвета (в нашем случае – голубого с длиной волны 500 нм) по насыщенности (чистоте цвета). Эта невозможность объясняется чувствительностями трёх приёмников глаза – перекрыванием спектральных зон их чувствительностей. Излучение с длиной волны 500 нм действует на все три приёмника глаза и реакции этих приёмников находятся в соотношении
А теперь о модели CMYK. Классическая модель – CMY(Cyan Magenta Yellow (голубой, пурпурный, желтый). Модель CMY отличается от RGB (это видно по основным цветам системы невооружённым глазом) – она основана на субтрактивном синтезе цвета. Голубой цвет состоит из синего и зеленого, следовательно, краситель голубого цвета отражает синий и зеленый, но поглощает красный. Пурпурный поглощает зеленый цвет, а желтый – синий. Таким образом, цвет образуется не за счет суммирования цветов, а за счет поглощения цветными красителями (пигментами) различных цветовых составляющих падающего на предмет света. Из-за сложности получения чистого черного цвета в модели CMY была введена усовершенствованная модель – CMYK (Cyan Magenta Yellow blac K – голубой, пурпурный, желтый, черный). В полиграфии было принято называть добавочный черный ключевым цветом (key color) отсюда и буква "K" в аббревиатуре. То есть черный цвет обеспечивается специальным черным красителем, а не смешением всех трех красителей. Однако если CMY можно связать с некой цветовой системой, то CMYK уже нельзя, так как она избыточна: цвета от белого до черного получаются как смешением основных красителей CMY, так и изменением концентрации дополнительного – K. Бумага является изначально белой. Это означает, что она обладает способностью отражать весь спектр цветов света, который на нее попадает. Чем качественнее бумага, чем лучше она отражает все цвета спектра, тем она кажется белее. Цветовые модели RGB, CMY и CMYK описывают способ воспроизведения цветовых ощущений. Данные RGB и CMYK являются аппаратными данными, практически ничего не говорящими о цветовых ощущениях без привязки к конкретному воспроизводящему цвет прибору. Чтобы добиться совпадения цветов, полученных на разных приборах (например, дисплей, монитор, принтер) и с помощью разных цветовых моделей, есть только один количественный способ − добиться равенства их цветовых координат.
СИСТЕМА CIE XYZ (по-русски − система МКО) Расчёт координат цветов в модели RGB представляет некоторые трудности, так как приходится производить операции с отрицательными числами, а для расчёта яркости надо пользоваться отдельными формулами, что, конечно, весьма затруднительно для малообразованных людей. Поэтому на базе модели RGB одновременно с ней была разработана система, которую назвали XYZ (система МКО − CIE). Необходимо четко различать цветовые модели (RGB, CMY, CMYK) и цветовые системы (HSV, XYZ, Lab): первые описывают способ воспроизведения цветовых ощущений, вторые – измерение этих ощущений. CIE(CIE − фр. Commission Internationale de l'Eclairage)(МКО–Международный комитет по освещению)XYZ− линейная 3-компонентная цветовая модель, основанная на результатах измерения характеристик человеческого глаза. Построена на основе зрительных возможностей «стандартного наблюдателя», возможности которого были тщательно изучены и зафиксированы в ходе длительных исследований человеческого зрения, проведённых комитетом МКО. МКО провёл множество экспериментов с огромным количеством людей, предлагая им сравнивать различные цвета, а затем с помощью совокупных данных этих экспериментов построил так называемые функции соответствия цветов (color-matching functions) и универсальное цветовое пространство (universal colour space), в котором был представлен диапазон видимых цветов, характерный для среднестатистического человека (стандартный наблюдатель 1931 г.). Функции соответствия цветов − это значения каждой первичной составляющей света − красной, зелёной и синей, которые должны присутствовать, чтобы человек со средним зрением мог воспринимать все цвета видимого спектра. Этим трём первичным составляющим были поставлены в соответствие координаты X, Y и Z. Имея значения цветовых координат для спектрально-чистых цветов, можно вычислить цветовые координаты и для цветовых ощущений, вызываемых светом сложного спектрального состава.
Система XYZ позволяет упростить вычисления цветовых координат и яркостей. В качестве основных цветов здесь выбраны реально не существующие цвета, которые и называются нереальными. Их координаты определяют касательные, проведённые к цветовому графику RGB. Это цвета X, Y и Z. Основное свойство, присущее этой системе — положительная определённость: любой физически ощутимый цвет представляется в системе XYZ только положительными величинами. Таким образом, цветности новых основных цветов X, Y и Z были выбраны из условия исключения отрицательных координат. С другой стороны, не всем точкам в пространстве XYZ соответствуют реальные цвета в силу неортогональности функций соответствия цветов. Определяя цветность, часто используют только пару x, y, считая z = 1-x-y. Это вытекает из определения трёхцветных (относительных) коэффициентов. Цветовой график МКО
Всё многообразие цветностей и чистоты цвета (цветового тона и насыщенности) количественно выражено трёхцветными коэффициентами x, y, z – тремя относительными цветовыми координатами, которые вычисляются по общей для всех трёх координат формуле Относительные цветовые координаты выражают долю красного, зелёного и синего цвета в соотношении x+y+z=1. При известных двух коэффициентах третий определяется из разности чисел. По оси абсцисс откладывается доля красного цвета х, по оси ординат – доля зелёного цвета y. Цветности различной чистоты цвета или цветовой тон разной насыщенности располагаются на прямой линии, соединяющей цветовой тон (длина волны в нм) на линии спектральных цветов или на линии пурпурных цветов (на этих линиях чистота цвета =1) с точкой равноэнергетического белого света (чистота цвета =0). Эта точка (W)с равными долями трёх цветов: х=0,33; y=0,33; z=1-0,33-0,33=0,33, располагается в центре тяжести прямоугольного треугольника. Центральная зона цветового графика МКО не имеет названия, так как охватывает сильно разбелённые (ненасыщенные) цвета с трудно уловимыми оттенками. Центр этой зоны представляет собой ахроматическую зону или зону белого цвета. В этой зоне помимо точки равноэнергетического белого можно найти точки, соответствующие реальным источникам света, воспринимаемым как белые. Например, реальный источник света с цветовой температурой 2850 К (лампа накаливания) имеет относительные цветовые координаты х=0,44; y=0,40.
Таблица 5. Координаты цветности некоторых источников излучения
При заданных координатах цвета, например х=0,45, а y=0,33, на графике определяется местонахождения этой точки. Назовём её Q. Точка равноэнергетического белого W имеет равные доли трёх цветов: х=0,33; y=0,33; z=1-0,33-0,33=0,33. С нею и соединяется найденная точка Q. Отрезок между точками W и Q продолжается до пересечения с кривой спектральных цветов в точке М, показывающей, что заданный цвет – спектральный с определённой длиной волны – 597 нм, соответствующий красновато-оранжевому цвету. Продолжение отрезка между точками W и Q до пересечения с другой стороной линии спектральных цветов в точке N указывает на длину волны 488 нм дополнительного сине-зелёного цвета. Чистота цвета (насыщенность) с достаточной для практики долей точности определяется отношением длин отрезков, измеренных в мм. В этом случае это отношение длины отрезка WQ к длине отрезка WM. При разделении площади реальных цветов на цветовые зоны график служит картой цветов. Длины волн вдоль линии пурпурных цветов показывают ориентировочные границы раздела ощущаемых спектральных цветностей. Цветовые зоны, ограниченные линиями, исходящими от линий спектральных и пурпурных цветов, обозначают интервалы по цветности или цветовому тону. Большая площадь зоны зелёного цвета относительно красной зоны не показывает преобладания зелёных цветов, а говорит лишь о недостатке цветового графика.
Таблица 6. Спектральные цвета в диапазонах длин волн (цветовые зоны), нм
Говоря о «яркости» цвета (например, для перевода изображения в чёрно-белое), часто имеют в виду величину Y. Известно, что кроме трёхцветных коэффициентов, основные цвета необходимо определить также по относительным яркостям, т.е. должны быть определены единичные цвета. Для упрощения расчетов было принято, что яркости двух основных цветов,XиZ, равны нулю (удельная координата yl практически равна видностям Vl.). Тогда яркости цветов, получаемых смешениемX,YиZ, будут совпадать с яркостью цветаY. Поэтому яркость света в системе XYZ определяется значением координаты y'. Физически нельзя получить и даже представить себе цвета с нулевой яркостью, но в колориметрических расчетах совершенно свободно можно отделять яркость цвета от его цветности, так как эти характеристики независимы друг от друга.
Система xyY получена путем пересчета из системы XYZ. Оси x, y – оси цветности, ось Y –яркости.
Но ни одна из вышеупомянутых колориметрических систем не отражает цветоразличительных свойств человеческого зрения, т.е. одинаковые расстояния в системе CIE XYZ и на графике цветностей хуY в различных его частях не соответствуют одинаковому зрительному различию между соответствующими цветами при одинаковой яркости. Это говорит о неравномерности (нелинейности) цветовых координатных систем. Цветоразличительные свойства зрения минимальны на периферии цветового охвата человека (в зоне насыщенных цветов) и максимальны в области нулевых цветностей (ахроматических тонов). Полностью разрешить эту проблему не удалось до сих пор, однако попытки предпринимаются. В результате CIE разработал более однородные цветовые шкалы − CIE L*a*b* и CIE L*u*v. Из этих двух моделей более широко применяется цветовая модель CIE L*a*b*, которая является попыткой представить сочетания цветов в модели, максимально приближенной к человеческому восприятию. CIE L*a*b*, где L* обозначает светлоту, a* − величину красной/зеленой составляющей, а b* − величину желтой/синей составляющей, − цветовое пространство во многом напоминающее трехмерные цветовые пространства. Цветовая модель основана на теории о трех оппонентных процессах Геринга(а не на более известной теории трёхкомпонентного зрения). Согласно этой теории, мозг получает информацию о разнице яркости белого и черного (Вmax и Вmin), о разнице зелёного и красного цветов (G − R), о разнице синего и жёлтого цветов (B − yellow), а жёлтый цвет есть сумма красного и зелёного цветов (yellow = R + G), где R, G и B − яркости цветовых составляющих: красного, зеленого и синего. CIE L*a*b* наиболее широко применяется для всех математических расчетов, производимых компьютерами при работе с цветом. В частности, все операции с цветом в программе Adobe Photoshop и на всей платформе Windows происходят только в системе CIE L*a*b*.
ВОСПРОИЗВЕДЕНИЕ ЦВЕТА При анализе воспроизведения цветамозг, анализируя поступающие с сетчатки глаза сигналы, принимает во внимание и информацию, поступающую в мозг от других органов. Кроме этого, обрабатывая полученную информацию, мозг использует накопленный опыт, знания и даже − стереотипы восприятия. Привычно видеть небо голубым, траву и листву - зелёной, белый лист бумаги − именно белым. Причем для большинства предметов цвет может изменяться в достаточно широких пределах, не вызывая у наблюдателя не только дискомфорта, а даже минимальных сомнений в соответствии цвета предмета его представлению о нем. Например, нарушенный цветовой баланс телевизора редко когда вызывает неприятные ощущения. Тем не менее, при возможности непосредственного сравнения, когда два предмета лежат рядом, можно определить даже незначительную разницу в их цвете. При анализе воспроизведения цвета необходимо учитывать и яркостную адаптацию глаза. Глаз сохраняет чувствительность при разных условиях освещения. Например, освещённость пейзажа при летнем солнце в 4000 раз выше освещённости, создаваемой 100-Вт лампой. Однако глаз в обоих случаях хорошо различает детали предметов. Увеличение чувствительности при переходе от большей яркости к малой называется темновой адаптацией. Если глаз приспосабливается к большой яркости после малой – световой адаптацией. В основе яркостной адаптации, помимо прочих, лежит зрачковый рефлекс (изменения диаметра зрачка в зависимости от освещённости ретины). Кроме яркостной существует и цветовая адаптация глаза. Цветовое ощущение меняется под действием предыдущего освещения. Например, если облучить ретину насыщенным красным светом, то белое поле в течение времени адаптации видится сине-зелёным. Механизм цветовой адаптации заключается в уменьшении концентрации зрительного пигмента в тех колбочках, которые интенсивно работают в предадаптационный период. В данном примере – в красночувствительных рецепторах. Из-за этого при рассматривании белого поля будут работать в основном только зелёно- и синечувствительные колбочки, что создаст ощущение сине-зелёного, или голубого, цвета. Для успешного получения цветного изображения должны быть решены три задачи: аналитическая – цветоделение, градационная – градационная стадия или градационный процесс (не зависит от стадии цветоделения), синтез цветов – цветовой охват метода. Точность воспроизведения цветов изображения данного способа зависит от характеристик всех стадий процесса. Цветоделительные искажениявозникают в результате неправильной регистрации зональных яркостей цветов вследствие неправильного цветоделения в фотоприёмнике, градационные искажения возникают при неправильном построении плотности изображения из-за нарушения соотношения яркостей цветов отдельных деталей объекта, что создаёт различный характер цветовоспроизведения в тенях и светах объекта. Искажения цветовоспроизведения при синтезе цвета вызваны несовершенством спектрофотометрических характеристик реальных красителей или пигментов. Цветовой охватхарактеризуют цвета трёх отдельных красочных слоёв, трёх попарных и одного трёхслойного красочных слоёв (чёрный), а также цвет бумаги (белый). Это и есть восемь граничных цветов цветового охвата, которые представляют собой все цвета, воспроизводимые данными красками при двух ступенях их количеств (яркостей) – нулевом и максимальном. Таблица 7. Граничные цвета цветового охвата (субтрактивный синтез)
Правильность воспроизведения цвета определяют по воспроизведению серого цвета различной светлоты без хроматических оттенков.
Литература А.В. Луизов. Цвет и свет. Ленинград, из-во Энергоатомиздат, Лен. отделение. 1989 г. В.А. Зернов. Цветоведение. Москва, из-во Книга. 1972 г. Р.М. Ивенс. Введение в теорию цвета. Москва, из-во Мир. 1964. Д.С.Гурлев. Справочник по фотографии (светотехника и материалы). Киев, из-во «Тэхника», 1986 г. Б.А. Шашлов. Цвет и цветовоспроизведение. Москва, из-во Книга. 1986 г. Джадд Д., Вышецки Г. Цвет в науке и технике. М.: Мир, 1978. 592 с. |
, где 
; 
; 
.
, или, сделав математическое преобразование, получим 
.
), определяемыми из опыта, с видностями 
и относительными яркостями единичных цветов монохроматических излучений 
соотношениями: 
и др.
и др. Для цветов излучений сложного спектрального состава равны суммам соответствующих координат монохромати-ческих, входящих в состав сложного.
Для определения цветового тона, достаточно двух чисел – любых двух из трёх известных цветовых коэффициентов. Этим пользуются, когда определяют цветовой тон по цветовому треугольнику.
Такое графическое изображение цвета условно, поэтому с течением времени от равностороннего треугольника отказались в пользу прямоугольного.
В качестве основных излучений здесь используются излучения с длинами волн: синий (λ=435,8 нм) - B, зелёный (λ=546,1 нм) - G и красный (λ=700 нм) – R.
Существует экспериментально установленный закон сложения цветов (аддитивного синтеза), согласно которому цветовые координаты цвета смеси равны суммам соответствующих координат смешиваемых цветов. Цвет сложного излучения представляют в виде суммы чистых спектральных цветов, соответствующих его монохроматическим составляющим (с учётом их интенсивности). Затем для каждой такой составляющей находят цветовые координаты. Координаты всех спектральных монохроматических составляющих складываются. Три числа, полученные в результате этого сложения, являются цветовыми координатами исходного сложного света.
Стандартный график МКО представляет собой линию спектральных цветов и прямую линию пурпурных цветов, построенных по системе XYZ в прямоугольной системе координат.Обе линии ограничивают площадь реальных цветов. График рассчитан на определённые стандартные условия измерения и наблюдения цветов, основанные на кривой спектральной чувствительности глаза «стандартного наблюдателя» для стандартного белого равноэнергетического света, через точку которого проходят биссектрисы углов графика.
, где 
- цветовые координаты.