Введение в цифровую графику



Физика


Для физики нет различия между понятиями "свет" и "цвет". Все, что относится к свету, равным образом характеризует и цвет.

Определение

Свет с точки зрения физики представляет собой фундаментальное природное явление (не забудем, что мировой константой является скорость света в вакууме), которое вызывается электромагнитными колебаниями. Диапазон волн занимает довольно незначительное место в общей шкале электромагнитных колебаний, а именно так называемую "видимую часть".

Световые волны образуются в результате нагревания (например, металлическая спираль электрической лампочки) или химической реакции (например, реакции горения). Образовавшиеся потоки световых волн, отражаясь от других объектов, которые сами не "светятся", обеспечивают зрительное восприятие этих объектов. Следует обратить внимание на это разделение, поскольку в дальнейшем это послужит основанием для создания разных цветовых моделей.

Информацию о цветовых моделях, которые используются в компьютерных технологиях графики и полиграфии, см. в главе 17 данной части.

Любые колебания, в том числе и световые, характеризуются длиной волны — расстоянием между двумя соседними гребнями. И этот диапазон чрезвычайно узок: примерно от 400 до 700 нанометров (нм) (табл. 16.1).

Таблица 16.1. Длины волн диапазонов цветов

Цветовой диапазон

Длина волны (нанометры, нм, nm)

Красные

650-700

Оранжевые

600-649

Желтые

550-599

Зеленые

500-549

Синие

450-499

Фиолетовые

400-450

Справка

Нанометр (нм, nm) — это одна миллионная часть миллиметра, или одна миллиардная часть метра, а диапазон длин волн света составляет всего около 300 единиц. (Для сравнения: весь известный диапазон электромагнитных колебаний простирается от 104 метров (десять в четвертой степени, т. е. 10 километров) до 10-14 метров (десять в минус четырнадцатой степени, это такая малая доля метра, что даже трудно определить словами).

Спектр видимых волн мы можем видеть после дождя в радуге или в физической лаборатории, пропустив тонкий луч белого света через треугольную призму (знаменитые опыты английского физика Исаака Ньютона).

В цветовой спектр входят следующие основные диапазоны длин волн: красные, оранжевые, желтые, зеленые, голубые, синие и фиолетовые. Для того чтобы запомнить эту последовательность, русским школьникам предлагается следующая фраза "Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан".

Английские школьники запоминают по первым буквам ROY G BIV используют фразы Read Out Your Good Book In Verse ("Читать вслух свои хорошие книги в стихах") и Richard Of York Gave Battle In Vain ("Ричард из Йорка дал битву напрасно") для порядка цветов Red, Orange, Yellow, Green, Blue, Indigo и Violet.

Световые волны, которые падают на поверхность любых объектов, изменяются в силу характера этой поверхности: часть световых волн определенной длины поверхность поглощает, оставшаяся часть световых волн отражается. Таким образом, поверхность изменяет .состав длин волн, достигающих органов зрения наблюдателя. У наблюдателя возникает ощущение "цвета объекта".

Состав длин волн можно измерить и представить в виде спектральных данных, понимаемых как процентное содержание каждой из длин, попадающей в орган зрения или датчик прибора (спектрофотометра). Спектрофотометр анализирует цвет с шагом порядка 10 нм и в каждой точке устанавливает степень интенсивности отражения (пропускания).

Такая спектральная характеристика отображается с помощью спектральной кривой, которая напоминает гистограмму: по оси х — длины волн (диапазон от 400 до 700 нм), а по оси у — интенсивность их отражения (или пропускания для прозрачных оригиналов).

Информацию о гистограмме см. в части VII.

Спектральная характеристика представляет собой самое полное и самое объективное описание цвета, но ее составление сопряжено с огромными трудностями и колоссальными временными и материальными издержками. Выполнять измерение цвета таким способом в массовом производстве и массовых технологиях (например, в сканировании или цифровой фотосъемке) пока не представляется возможным.

Назад Начало Вперед