Цветовое пространство cmyk что это
Что такое RGB и CMYK
Короткое объяснение цветовых моделей.
Когда мы применяем компьютерную графику в проектах, то часто говорим про цветовую модель RGB. А те, кто занимается печатью фотографий и журналов, говорят про CMYK. Сегодня разберёмся, чем отличается CMYK от RGB и как они устроены.
👉 Это для общего кругозора и понимания мира компьютеров. Прикладных знаний сегодня не будет.
C детства мы помним, что если смешать красный и жёлтый цвета, то получится оранжевый, а если голубой и жёлтый — то будет зелёный. Мы смешивали эти краски на палитре и рисовали.
В принципе, смешивать можно было не на палитре, а на самом листе: можно было нарисовать светло-голубой листочек, потом пройтись сверху прозрачным жёлтым, и получился бы зелёный листочек. Так делают, когда рисуют акварелью.
Примерно так же работают все современные принтеры и печатные станки. В них залито несколько красок. Сначала принтер проходит одним цветом, потом другим, потом третьим, как бы смешивая эти цвета на листе. И получаются цветные изображения.
Чтобы давать принтеру указания, где какую краску наносить, используют цветовую модель CMYK.
CMYK — это компьютерная цветовая модель, которая имитирует смешивание красок на бумаге. Первые три буквы — это названия цветов, из которых всё смешивается:
Смешивая в разных пропорциях эти цвета, мы можем получить на бумаге оттенки любого цвета.
CMYK используют для разработки полиграфической продукции, то есть для всего, что печатается на бумаге. Модель CMYK говорит принтеру или печатному станку: «Вот тут нанеси пурпурного, а там нанеси голубого, тут всё залей жёлтым». И если принтер правильно всё нанесёт, получится нужное нам цветное изображение.
Например, если принтеру поручат напечатать одну из наших обложек, он воспримет эту инструкцию так:
Видно, что синий цвет пены получается от смешивания пополам голубого и розового. Красный цвет стен смешивается из пурпурного и жёлтого. А цвет кожи — это жёлтый с небольшим добавлением пурпурного. И отдельно наносятся чёрные линии.
Чтобы получить чёрный цвет, можно смешать все три базовых цвета, но появится проблема: бумаге нужно будет впитать довольно много краски. Если на картинке будет много чёрного, бумага размякнет и может испортиться. А ещё от смешения всех цветов мы в реальности получим не чёрный, а скорее грязно-коричневый.
Решение придумали такое: добавить в модель чёрный цвет. Так появилась модель CMYK: Cyan, Magenta, Yellow, Black. Чёрный используют, чтобы печатать текст и дополнительно подкрашивать чёрные участки изображений.
Обратите внимание, что цвета на этой картинке не «вырвиглазные» и яркие, а приглушённые. Это компьютер пытается отобразить на экране, как эти цвета будут выглядеть на бумаге
С бумажной печатью всё понятно, но с отображением на экране всё иначе. Дело в том, что экран — это куча светящихся пикселей, которые работают по другому принципу. Если при печати мы не поставим на бумагу ни одну каплю краски, она останется белой. А вот если мы не включим на экране ни один пиксель, то он останется чёрным. Всё дело в том, что бумага отражает свет, а экран — наоборот, излучает его.
Каждый пиксель на экране монитора состоит из трёх субпикселей — красного, зелёного и синего.
Субпиксели в матрице экрана компьютера или смартфона
На бумаге при смешивании чернил мы получали более тёмные цвета. А на экране всё наоборот: при смешивании мы получаем более яркие и более светлые цвета. Это происходит потому, что при смешивании у нас увеличивается количество светящихся пикселей и количество света, который видит глаз.
В итоге цвета в RGB могут быть более вырвиглазными, яркими, сочными и контрастными — ведь вы не отражаете, не поглощаете, а излучаете цвет.
А если все три субпикселя будут светиться со стопроцентной яркостью, то мы увидим белый цвет:
Что где применяется
CMYK используют в печати. Но чтобы вывести изображение на печать, его сначала делают на компьютере, включая в графическом редакторе цветовую модель CMYK.
Полиграфисты проверяют, нет ли «перезалива» (когда на бумаге будет слишком много краски); контролируют чистоту смесей, прилаживают цветовые слои друг к другу. Там свой мир, но суть в том, что CMYK — это инструкция для печатной машины.
RGB — это цвета для веба, сайтов, приложений, игр, а также для фильмов, Ютуба и всего остального, что выводится на экране или проекторе.
И зачем мне это знать?
Вот несколько практических примеров:
Цветовая модель RGB и цветовая модель CMYK: доступное руководство
Цветовая модель RGB
Что такое модель цвета RGB? RGB состоит из значений красного, зеленого и синего цветов. Эта схема более известна как аддитивная модель. Когда свет от экрана проецируется на цвета, он смешивает их вместе на сетчатке глаза, создавая нужные оттенки.
Цветовая модель rgb это аддитивная модель!
Аддитивные цвета создаются с помощью метода, который сочетает в себе множество разных оттенков. Красный, зеленый и синий – главные цвета, которые используются в аддитивной модели. Комбинации двух из этих цветов создают дополнительный цвет: голубой, пурпурный или желтый.
Цветовая модель CMYK
Цветовая модель cmyk это — субтрактивная цветовая модель
Субтрактивные цвета начинаются с белого. Поэтому, чем больше цветов добавляется, тем темнее они будут. Причина этого заключается в том, что свет поглощается или удаляется для создания различных цветов.
Основной цвет для цветовой модели CMYK – черный ( K ). Добавление этого цвета помогает нейтрализовать изображения и увеличить плотность тени.
Почему эти два режима отображаются по-разному?
При печати, независимо от используемой модели, цвета становятся темнее. Проверьте, в каких форматах может печатать принтер, и соберите сведения о конверсиях файлов. Все принтеры разные, поэтому и DPI будет отличаться.
Какой режим нужно использовать?
Инструменты для конвертирования
Перед конвертированием сохраните резервную копию своего файла. Вы можете выполнить сведение слоев перед конвертированием, но это не обязательно.
Поэтому данные редакторы упрощают преобразование в CMYK и установку конкретной схемы цветопередачи для печати. Это выполняется следующим образом:
Пошаговая инструкция по настройке цветовых режимов для печати в Photoshop :
Теперь вы знаете, как перевести rgb в cmyk в фотошопе.
Вот некоторые бесплатные онлайн-сервисы для преобразования цветовых схем:
А какую цветовую схему используете вы? Поделитесь своим опытом в комментариях!
Пожалуйста, оставьте ваши мнения по текущей теме статьи. За комментарии, дизлайки, подписки, лайки, отклики огромное вам спасибо!
Дайте знать, что вы думаете по этой теме статьи в комментариях. За комментарии, лайки, отклики, дизлайки, подписки огромное вам спасибо!
Различия цветовых моделей RGB, CMYK, HSB
Очень часто у людей, напрямую не связанных с полиграфией, возникают вопросы: «Что такое CMYK?», и «Почему нельзя использовать ничего, кроме CMYK?». В этой статье постараемся разобраться, что такое цветовые пространства CMYK, RGB и HSB и почему один и тот же фирменный цвет в макете на экране компьютера и на бумаге выглядит по-разному.
Системы цветопередачи RGB, CMYK и HSB
Загадочные RGB и CMYK относятся к базовым знаниям графического дизайна. Мы поговорим о различиях цветопередачи для того, чтобы стало понятно, почему один и тот же цвет в макете на экране компьютера и на бумаге будет выглядеть по-разному. Возможно, вы уже сталкивались с чем-то подобным при заказе полиграфии.
Цветовая модель — это способ описания цвета с помощью количественных характеристик. Под цветовой моделью обычно подразумевают термин, который обозначает абстрактную модель описания представления цветов в виде трех- или четырехзначных чисел, называемых цветовыми компонентами (иногда — цветовыми координатами). Цветовая модель используется для описания излучаемого и отраженного цветов. Вместе с методом интерпретации этих данных множество цветов цветовой модели и определяет цветовое пространство.
Что такое RGB
Начнём с цифр. 16,7 миллионов оттенков отображает современный монитор компьютера или хорошее печатающее устройство. Такая большая палитра получается смешением всего трёх цветов в разных пропорциях — красного, синего и зелёного. В графических редакторах каждый из них представлен 256 оттенками (256х256х256=16,7 миллионов).
RGB — цветовая модель, названная так по трём заглавным буквам названий цветов, лежащих в ее основе: Red, Green, Blue, или красный, зелёный, синий. Эти же цвета образуют и все промежуточные. Научное название — аддитивная модель (от англ.слова add — «добавлять»). Служит для вывода изображения на экраны мониторов и другие электронные устройства. Обладает большим цветовым охватом.
Цветовая модель RGB
Как выглядит цветовая модель RGB?
Что такое CMY(K)
Цветовая модель CMYK
Что такое HSB?
Перед тем, как подвести итог, подчеркнём: модели RGB и CMYK не так хорошо соответствуют понятию собственно цвета, как цветовая модель HSB. Это аббревиатура с английских слов: Hue, Saturation, Brightness — тон, насыщенность, яркость. HSB основана на модели RGB, но у неё другая система координат: каждый цвет в этой модели получается путем добавления к основному спектру черной или белой краски. При этом тон — это собственно цвет и есть, насыщенность — процент добавленной к цвету белой краски, а яркость — процент добавленной чёрной краски.
Цветовая модель HSB
В чем отличие RGB от CMYK?
Разница между CMYK и RGB заключается в том, что RGB-цвет по сути лишь излучаемый цвет (или свет), а CMYK-цвет — цвет отражаемый (краска). Первый образуется за счёт интенсивности свечения, а второй получается как результат наложения красок в полиграфии. Соответственно, любые изображения в электронном виде — рисунки на мониторе компьютера, фотографии на экране телефона — основываются на RGB-модели. Модель CMYK применяется для полноцветной печати. А чтобы цвета не потерялись, изображение перед печатью выводят из аддитивной модели в субстрактивную. Говоря на языке дизайнеров и специалистов подготовки макетов, модель CMYK — рабочий инструмент офсетной типографии, который выводит цвета на бумагу.
Отличие систем цветопередачи RGB и CMYK
CMYK и RGB: применение на практике
Насколько публикация полезна?
Средняя оценка 4.4 / 5. Количество оценок: 22
CMYK И RGB для печати: в чем разница?
При разработке дизайна для печати, есть целый ряд вещей, которые необходимо учитывать.Вам нужно подумать о самом дизайне, типе бумаги, которую вы собираетесь использовать, о выборе типографии (мы, конечно, надеемся, что вы рассмотрите нас!), а также о любых расходах, связанных с проектом. К сожалению, есть еще одна вещь, которую вы должны добавить в этот список — цветовые режимы.
Если вы делайте дизайн для диджитала, вам не нужно беспокоиться о цветовых режимах, поскольку цвета выглядят примерно одинаково на всех мониторах (все они отображают цвета в RGB-режиме). Однако неправильно полагать, что при проектировании для печати цвета, которые вы видите на экране при создании дизайна (будь то визитка, флаер, баннер и т. д.), останутся такими же при печати.
Как одна из ведущих российских типографий, мы знаем, как важно понимать разницу между цветовыми режимами RGB и CMYK, а также, когда вы должны или не должны их использовать. Если ошибиться при создании дизайна, предназначенного для печати, скорее всего, получится один недовольный клиент.
Но что именно означают RGB и CMYK и когда вы должны использовать эти различные цветовые режимы? Мы не хотим, чтобы вы делали типичные ошибки, которые совершают большинство дизайнеров, поэтому мы разместили полное руководство по RGB и CMYK ниже.
Что такое цветовой режим RGB?
Например, если вы хотите создать желтый цвет, вы просто объедините зеленый и красный. Если вы хотите создать светло-голубой цвет, вы бы добавили зеленый и синий. Очевидно, что на практике это немного сложнее,но современные принтеры точно знают, как комбинировать эти цвета, чтобы обеспечить нужный цвет. То же самое относится и к компьютерным мониторам.
RGB — это цветной режим, который обычно ассоциируется с компьютерными мониторами и другими дисплеями. LCD / LED-телевизоры используют цветной режим RGB, как и старомодные телевизоры с ЭЛТ. Большинство камер и цифровых сканеров также используют RGB.
Причина, по которой RGB является стандартным цветовым режимом для большинства приложений, заключается в том, что он предлагает самый широкий выбор цветов. Комбинируя основные цвета (красный, зеленый и синий) в разных количествах, вы можете добиться любого цвета с большой точностью. Большинство программ для редактирования фотографий используют RGB в качестве стандарта (включая Photoshop), поэтому вам нужно быть особенно осторожным при разработке дизайна для печати (подробнее об этом позже).
Что такое цветовой режим CMYK?
CMYK работает совершенно по-другому, чем RGB, поскольку вместо использования «аддитивных» цветов, он фактически использует субтрактивные цвета ( CMYK — аббревиатура английских слов Cyan, Magenta, Yellow, Key color ). “Key” — просто другое название для черного.
Основное отличие заключается в следующем; Когда вы комбинируете все цвета цветового режима RGB (красный, зеленый и синий) в разных количествах, вы получаете белый цвет (то есть наиболее чистую комбинацию). В цветовом режиме CMYK все цвета являются вычитающимися, и поэтому, чем больше цветов вы добавляете вместе, тем темнее будет конечный цвет.
Например, если вы добавите пурпурный и желтый вместе (или, точнее, вычтите желтый из пурпурного), вы получите ярко-красный цвет. Если бы вы вычли желтый и голубой, вы бы получили зеленый цвет.
Понятно, что это работает совершенно по-другому, чем RGB, поскольку цветовые комбинации по существу противоположны. Кроме того, CMYK работает с четырьмя цветами, а не с тремя.
Так как модель CMYK применяют в основном в полиграфии при цветной печати, а бумага и прочие печатные материалы являются поверхностями, отражающими свет, удобнее считать, какое количество света отразилось от той или иной поверхности, нежели сколько поглотилось. Таким образом, если вычесть из белого три первичных цвета, RGB, мы получим тройку дополнительных цветов CMY. «Субтрактивный» означает «вычитаемый» — из белого вычитаются первичные цвета.
CMYK не используется слишком часто в наши дни, так как многие домашние принтеры действительно могут печатать, используя полный спектр RGB. Тем не менее, CMYK по-прежнему используется большинством профессиональных полиграфических компаний, поэтому, если вы хотите получить что-то профессионально напечатанное, вы должны знать об этом.
Мы напечатали тысячи проектов для сотен клиентов и, одна из самых распространенных ошибок, которые мы видим, это отсутствие различия между RGB и CMYK.
Многие клиенты создают свои проекты (предназначенные для печати) в таком приложении, как Photoshop, которое по умолчанию использует цветовой режим RGB. Это связано с тем, что Photoshop в основном используется для дизайна веб-сайтов, редактирования изображений и различных других форм мультимедиа, которые обычно появляются на экране компьютера. Поэтому CMYK не используется (по крайней мере, не по умолчанию).
Проблема здесь заключается в том, что, когда дизайн RGB печатается с использованием процесса печати CMYK, цвета отображаются по-разному (если не преобразованы должным образом). И, хотя дизайн может выглядеть абсолютно идеально, когда клиент просматривает его в Photoshop на мониторе своего компьютера, будет существовать четкая разница в цвете между экранной версией и печатной версией.
Если вы посмотрите на изображение выше, вы увидите, как могут различаться RGB и CMYK. Одним из наиболее заметных различий между двумя цветовыми режимами является то, как они представляют синий цвет. Как правило, синий цвет будет выглядеть немного более ярким, когда представлен в RGB по сравнению с CMYK. Это означает, что если вы создадите свой дизайн в RGB и напечатаете его в CMYK (помните, что большинство профессиональных принтеров используют CMYK), вы, вероятно, увидите красивый ярко-синий цвет на экране, но в печатной версии он будет выглядеть как фиолетовый голубой
То же самое верно для зеленых, они имеют тенденцию выглядеть немного плоскими при конвертации в CMYK из RGB. Яркие зеленые цвета являются худшими для этого, более тусклые / более темные зеленые обычно не так плохи.
Так стоит ли использовать RGB или CMYK при проектировании?
Это вопрос, который нам часто задают и, честно говоря, это зависит от того, что вы разрабатываете, и от того, для чего он предназначен (например, для печати или для цифровых устройств). Если вы разрабатываете для цифровых носителей, вы всегда будете хотеть использовать цветовой режим RGB. Однако, если вы разрабатываете для печати, бывают случаи, когда вы захотите использовать CMYK.
Однако в большинстве случаев вы должны просто работать в RGB и конвертировать свой проект в CMYK ближе к концу дизайна, перед тем как отправлять его в типографию. Сделав это, вы сможете создать свой дизайн с полным спектром RGB, который даст вам гораздо больше свободы в цвете.
Однако бывают случаи, когда вы должны начать весь процесс проектирования с использованием цветового режима CMYK. Если ваш дизайн в основном «серый» по цвету (не полностью, а по большей части), вы можете подумать о дизайне в CMYK. Причина этого в том, что в RGB серый создается с использованием красного, зеленого и синего (в основном в равных количествах). В CMYK, с другой стороны, он будет напечатан с использованием голубого, желтого и пурпурного.
В процессе печати серый является одним из самых сложных цветов для правильного контроля. Использование цветового режима RGB часто приводит к тому, что печатная версия изображения выглядит розовой. Однако в процессе CMYK у вас есть «ключевой» цвет (черный), который можно использовать для управления процессом и обеспечения того, чтобы серый был напечатан так, как должно быть.
Как правильно подобрать цвет для печати
В некоторых случаях вам не нужно преобразовывать RGB в CMYK для процесса печати, все зависит от сложности вашего дизайна и используемых вами цветов. Понятно, что если вы используете много серого или черного, вам нужно конвертировать в CMYK для печати. Но как именно ты это делаешь?
Если вы используете Photoshop, это довольно просто. Если вы перейдете в меню «Вид», а затем выберите опцию «Цветовой профиль», Photoshop покажет вам, как будет выглядеть дизайн, когда он будет преобразован в CMYK. Для большинства дизайнов вы, вероятно, заметите несколько различий в цветах, особенно между синим и зеленым.
Если вы заметили, что синие цвета выглядят немного иначе, лучше всего использовать корректирующий слой «Выборочный цвет». Когда вы сделаете это, вы можете удалить немного пурпурного и заменить его на дополнительный голубой и черный. Это поможет остановить синеватую окраску во время процесса печати.
Если вы заметили, что ваши зеленые цвета выглядят немного по-другому, используйте другой корректирующий слой «Выборочный цвет», но на этот раз удалите немного голубого и замените его на желтый. Делая это, вы должны заметить, что зеленый возвращается в нормальное состояние.
В каком приложении делать дизайн для печати?
Пожалуй, самым распространенным и наиболее широко используемым дизайнерским приложением для печати и Интернета является Adobe Photoshop. Как мы упоминали ранее, Photoshop по умолчанию использует цветовой режим RGB, но у него есть много опций для преобразования в CMYK и предварительного просмотра того, как будет выглядеть ваш дизайн при печати с использованием процесса CMYK.
Тем не менее, документы Photoshop обычно создаются в растровом формате, что означает, что хотя изображения могут выглядеть четкими при печати на небольшом флаере, они не всегда выглядят настолько хорошо при печати на большом рекламном щите (в зависимости от разрешения исходной картинки, конечно).
Adobe Illustrator часто может быть лучшей альтернативой при проектировании для печати, поскольку это редактор векторной графики. По сути, это означает, что изображения, созданные в приложении, будут масштабироваться намного лучше. Это делает их идеальными для использования на рекламных щитах или других крупных носителях. Более того, Adobe Illustrator по умолчанию использует цветовой режим CMYK, что означает, что любые дизайны, созданные в приложении, будут идеальными для отправки в профессиональную типографию без какой-либо коррекции цвета (в большинстве случаев).
В результате Adobe Photoshop часто является предпочтительным приложением для цифровых носителей, тогда как Illustrator часто используется для печатных носителей. Конечно, есть и другие приложения на выбор.
По сути, дизайн для печати довольно прост. До тех пор, пока вы знаете о различиях между RGB и CMYK, а также о возможных вариациях цвета на экранных носителях и печатных носителях при печати дизайнов RGB в CMYK, вы сможете обеспечить выполнение необходимых шагов для избежания проблем.
Если вы создали свои проекты в цветном режиме RGB, вам нужно не забыть преобразовать дизайн в CMYK, прежде чем отправлять его на печать. Вам также может понадобиться вручную откорректировать цвет, отрегулировав голубой, пурпурный, желтый и основные цветовые вариации.
О цветовых пространствах
Я по образованию программист, но по работе мне пришлось столкнуться с обработкой изображений. И тут для меня открылся удивительный и неизведанный мир цветовых пространств. Не думаю, что дизайнеры и фотографы узнают для себя что-то новое, но, возможно, кому-нибудь это знание окажется, как минимум полезно, а в лучшем случае интересно.
Основная задача цветовых моделей – сделать возможным задание цветов унифицированным образом. По сути цветовые модели задают определённые системы координат, которые позволяют однозначно определить цвет.
Наиболее популярными на сегодняшний день являются следующие цветовые модели: RGB (используется в основном в мониторах и камерах), CMY(K) (используется в полиграфии), HSI (широко используется в машинном зрении и дизайне). Существует множество других моделей. Например, CIE XYZ (стандартные модели), YCbCr и др. Далее дан краткий обзор этих цветовых моделей.
Цветовой куб RGB
Из закона Грассмана возникает идея аддитивной (т.е. основанной на смешении цветов от непосредственно излучающих объектов) модели цветовоспроизведения. Впервые подобная модель была предложена Джеймсом Максвеллом в 1861 году, но наибольшее распространение она получила значительно позже.
В модели RGB (от англ. red – красный, green – зелёный, blue – голубой) все цвета получаются путём смешения трёх базовых (красного, зелёного и синего) цветов в различных пропорциях. Доля каждого базового цвета в итоговом может восприниматься, как координата в соответствующем трёхмерном пространстве, поэтому данную модель часто называют цветовым кубом. На Рис. 1 представлена модель цветового куба.
Чаще всего модель строится так, чтобы куб был единичным. Точки, соответствующие базовым цветам, расположены в вершинах куба, лежащих на осях: красный – (1;0;0), зелёный – (0;1;0), синий – (0;0;1). При этом вторичные цвета (полученные смешением двух базовых) расположены в других вершинах куба: голубой — (0;1;1), пурпурный — (1;0;1) и жёлтый – (1;1;0). Чёрный и белые цвета расположены в начале координат (0;0;0) и наиболее удалённой от начала координат точке (1;1;1). Рис. показывает только вершины куба.
Цветные изображения в модели RGB строятся из трёх отдельных изображений-каналов. В Табл. показано разложение исходного изображения на цветовые каналы.
В модели RGB для каждой составляющей цвета отводится определённое количество бит, например, если для кодирования каждой составляющей отводить 1 байт, то с помощью этой модели можно закодировать 2^(3*8)≈16 млн. цветов. На практике такое кодирование избыточно, т.к. большинство людей не способно различить такое количество цветов. Часто ограничиваются т.н. режимом «High Color» в котором на кодирование каждой компоненты отводится 5 бит. В некоторых приложениях используют 16-битный режим в котором на кодирование R и B составляющих отводится по 5 бит, а на кодирование G составляющей 6 бит. Этот режим, во-первых, учитывает более высокую чувствительность человека к зелёному цвету, а во-вторых, позволяет более эффективно использовать особенности архитектуры ЭВМ. Количество бит, отводимых на кодирование одного пиксела называется глубиной цвета. В Табл. приведены примеры кодирования одного и того же изображения с разной глубиной цвета.
Субтрактивные модели CMY и CMYK
Субтрактивная модель CMY (от англ. cyan — голубой, magenta — пурпурный, yellow — жёлтый) используется для получения твёрдых копий (печати) изображений, и в некотором роде является антиподом цветового RGB-куба. Если в RGB модели базовые цвета – это цвета источников света, то модель CMY – это модель поглощения цветов.
Например, бумага, покрытая жёлтым красителем не отражает синий свет, т.е. можно сказать, что жёлтый краситель вычитает из отражённого белого света синий. Аналогично голубой краситель вычитает из отражённого света красный, а пурпурный краситель вычитает зелёный. Именно поэтому данную модель принято называть субтрактивной. Алгоритм перевода из модели RGB в модель CMY очень прост:
При этом предполагается, что цвета RGB находятся в интервале [0;1]. Легко заметить, что для получения чёрного цвета в модели CMY необходимо смешать голубой, пурпурный и жёлтый в равных пропорциях. Этот метод имеет два серьёзных недостатка: во-первых, полученный в результате смешения чёрный цвет будет выглядеть светлее «настоящего» чёрного, во-вторых, это приводит к существенным затратам красителя. Поэтому на практике модель СMY расширяют до модели CMYK, добавляя к трём цветам чёрный (англ. black).
Цветовое пространство тон, насыщенность, интенсивность (HSI)
Рассмотренные ранее цветовые модели RGB и CMY(K) весьма просты в плане аппаратной реализации, но у них есть один существенный недостаток. Человеку очень тяжело оперировать цветами, заданными в этих моделях, т.к. человек, описывая цвета, пользуется не содержанием в описываемом цвете базовых составляющих, а несколько иными категориями.
Чаще всего люди оперируют следующими понятиями: цветовой тон, насыщенность и светлота. При этом, говоря о цветовом тоне, обычно имеют в виду именно цвет. Насыщенность показывает насколько описываемый цвет разбавлен белым (розовый, например, это смесь красного и белого). Понятие светлоты наиболее сложно для описания, и с некоторыми допущениями под светлотой можно понимать интенсивность света.
Если рассмотреть проекцию RGB-куба в направлении диагонали белый-чёрный, то получится шестиугольник:
Все серые цвета (лежащие на диагонали куба) при этом проецируются в центральную точку. Чтобы с помощью этой модели можно было закодировать все цвета, доступные в RGB-модели, необходимо добавить вертикальную ось светлоты (или интенсивности) (I). В итоге получается шестигранный конус:
При этом тон (H) задаётся углом относительно оси красного цвета, насыщенность (S) характеризует чистоту цвета (1 означает совершенно чистый цвет, а 0 соответствует оттенку серого). Важно понимать, что тон и насыщенность не определены при нулевой интенсивности.
Алгоритм перевода из RGB в HSI можно выполнить, воспользовавшись следующими формулами:
Цветовая модель HSI очень популярна среди дизайнеров и художников, т.к. в этой системе обеспечивается непосредственный контроль тона, насыщенности и яркости. Эти же свойства делают эту модель очень популярной в системах машинного зрения. В Табл. показано изменение изображения при увеличении и уменьшении интенсивности, тона (выполняется поворот на ±50°) и насыщенности.
Модель CIE XYZ
С целью унификации была разработана международная стандартная цветовая модель. В результате серии экспериментов международная комиссия по освещению (CIE) определила кривые сложения основных (красного, зелёного и синего) цветов. В этой системе каждому видимому цвету соответствует определённое соотношение основных цветов. При этом, для того, чтобы разработанная модель могла отражать все видимые человеком цвета пришлось ввести отрицательное количество базовых цветов. Чтобы уйти от отрицательных значений CIE, ввела т.н. нереальные или мнимые основные цвета: X (мнимый красный), Y (мнимый зелёный), Z (мнимый синий).
При описании цвета значения X,Y,Z называют стандартными основными возбуждениями, а полученные на их основе координаты – стандартными цветовыми координатами. Стандартные кривые сложения X(λ),Y(λ),Z(λ) (см. Рис.) описывают чувствительность среднестатистического наблюдателя к стандартным возбуждениям:
Помимо стандартных цветовых координат часто используют понятие относительных цветовых координат, которые можно вычислить по следующим формулам:
Легко заметить, что x+y+z=1, а это значит, что для однозначного задания относительных координат достаточно любой пары значений, а соответствующее цветовое пространство может быть представлено в виде двумерного графика:
Множество цветов, задаваемое таким способом, называют треугольником CIE.
Легко заметить, что треугольник CIE описывает только цветовой тон, но никак не описывает яркость. Для описания яркости вводят дополнительную ось, проходящую через точку с координатами (1/3;1/3) (т.н. точку белого). В результате получают цветовое тело CIE (см. Рис.):
Это тело содержит все цвета, видимые среднестатистическим наблюдателем. Основным недостатком этой системы является то, что используя её, мы можем констатировать только совпадение или различие двух цветов, но расстояние между двумя точками этого цветового пространства не соответствует зрительному восприятию различия цветов.
Модель CIELAB
Основной целью при разработке CIELAB было устранение нелинейности системы CIE XYZ с точки зрения человеческого восприятия. Под аббревиатурой LAB обычно понимается цветовое пространство CIE L*a*b*, которое на данный момент является международным стандартом.
В системе CIE L*a*b координата L означает светлоту (в диапазоне от 0 до 100), а координаты a,b – означают позицию между зелёным-пурпурным, и синим-жёлтым цветами. Формулы для перевода координат из CIE XYZ в CIE L*a*b* приведены ниже:
где (Xn,Yn,Zn) – координаты точки белого в пространстве CIE XYZ, а
На Рис. представлены срезы цветового тела CIE L*a*b* для двух значений светлоты:
По сравнению с системой CIE XYZ Евклидово расстояние (√((L1-L2 )^2+(a1^*-a2^* )^2+(b1^*-b2^* )^2 )) в системе CIE L*a*b* значительно лучше соответствует цветовому различию, воспринимаемому человеком, тем не менее, стандартной формулой цветового различия является чрезвычайно сложная CIEDE2000.
Телевизионные цветоразностные цветовые системы
В цветовых системах YIQ и YUV информация о цвете представляется в виде сигнала яркости (Y) и двух цветоразностных сигналов (IQ и UV соответственно).
Популярность этих цветовых систем обусловлена в первую очередь появлением цветного телевидения. Т.к. компонента Y по сути содержит исходное изображение в градациях серого, сигнал в системе YIQ мог быть принят и корректно отображён как на старых чёрно-белых телевизорах, так и на новых цветных.
Вторым, возможно более важным плюсом, этих пространств является разделение информации о цвете и яркости изображения. Дело в том, что человеческий глаз весьма чувствителен к изменению яркости, и значительно менее чувствителен к изменению цветности. Это позволяет передавать и хранить информацию о цветности с пониженной глубиной. Именно на этой особенности человеческого глаза построены самые популярные на сегодняшний день алгоритмы сжатия изображений (в т.ч. jpeg). Для перевода из пространства RGB в YIQ можно воспользоваться следующими формулами: