Введение в цифровую графику
Цветовая модель RGB
Множество цветов
видны оттого, что излучается свет определенных длин волн. К излучаемым цветам
можно отнести, например, белый свет, цвета на экране телевизора, монитора, кино,
слайд-проектора и т. д. Цветов огромное количество, но из них выделено только
три, которые считаются основными (первичными): это — красный, зеленый и синий.
Перечисленные
цвета совпадают с теми цветами, которые упоминались при обсуждении основ физиологии
зрения.
При смешении двух
основных цветов результат осветляется: из смешения красного и зеленого получается
желтый, из смешения зеленого и синего — голубой, синий и красный дают пурпурный.
Если смешиваются все три цвета, образуется белый. Поэтому такие цвета называются
аддитивными.
Модель, которую
мы упоминали при обсуждении анализа и синтеза цвета, носит название модели RGB
по первым буквам английских слов Red (Красный), Green (Зеленый) и Blue (Синий).
Информацию об
анализе и синтезе цвета см. в главе 16.
Поскольку в модели
используется три независимых значения, ее можно представить в виде трехмерной
системы координат.
Каждая координата
отражает вклад одной из составляющех в результирующий цвет в диапазоне от нуля
до максимального значения (его численное значение в данный момент не играет
роли, обычно это число 255, т. е. на каждой из осей откладывается уровень серого
в каждом из цветовых каналов).
В результате получается
некий куб, внутри которого и "находятся" все цвета, образуя цветовое
пространство модели RGB. Любой цвет, который можно выразить в цифровом виде,
входит в пределы этого пространства.
Объем такого куба
(количество цифровых цветов) легко рассчитать: поскольку на каждой оси можно
отложить 256 значений, то 256 в кубе (или 2 в двадцать четвертой степени) дает
число 16 777 216.
Замечание
Это означает, что в цветовой модели RGB можно описать более 16 миллионов цветов, но использование цветовой модели RGB вовсе не гарантирует, что такое количество цветов может быть обеспечено на экране или на оттисках. В определенном смысле это число — скорее предельная (потенциальная) возможность.
Важно отметить
особенные точки и линии данной модели.
- Начало
координат: в этой точке все составляющие равны нулю, излучение отсутствует,
что равносильно темноте, т. е. это точка черного цвета.
- Точка,
ближайшая к зрителю: в этой точке все составляющие имеют максимальное значение,
что обеспечивает белый цвет.
- На линии,
соединяющей эти точки (по диагонали), располагаются серые оттенки: от черного
до белого. Это происходит потому, что значения всех трех составляющих одинаковы
и располагаются в диапазоне от нуля до максимального значения. Такой диапазон
иначе называют серой шкалой (grayscale). В компьютерных технологиях сейчас
чаще всего используются 256 градаций (оттенков) серого. Хотя некоторые сканеры
имеют возможность кодировать и 1024 оттенка серого.
- Три вершины
куба дают чистые исходные цвета, остальные три отражают двойные (бинарные)
смешения исходных цветов: из красного и зеленого получается желтый, из зеленого
и синего — голубой, а из красного и синего — пурпурный.
Замечание
Следует отметить, что у аддитивной модели синтеза цвета существуют ограничения. В частности, не удается с помощью физически реализуемых источников основных цветов получить голубой цвет (как в теории — путем смешения синей и зеленой составляющих), на экране монитора он создается с некоторыми техническими ухищрениями. Кроме того, любой получаемый цвет находится в сильной зависимости от вида и состояния применяемых источников. Одинаковые числовые параметры цвета на различных экранах будут выглядеть по-разному. И, по сути дела, модель RGB — это цветовое пространство какого-то конкретного устройства, например сканера или монитора.
Эта модель, конечно, совсем не очевидна для художника или дизайнера, но ее необходимо принять и разобраться в ней вследствие того, что она является теоретической основой процессов сканирования и визуализации изображений на экране монитора.
