Цветовая модель RGB
Теоретические проблемы, затронутые в предыдущей главе, на данном историческом периоде решены в определенной степени тем, что в компьютерных технологиях используется несколько цветовых моделей, которые рассматриваются в данной главе.
Цветовая модель (или цветовое пространство) – это не более чем способ описания цвета с помощью количественных характеристик. В этом случае не только легко сравнивать отдельные цвета и их оттенки между собой, но и использовать их в цифровых технологиях.
В цветовой модели (пространстве) каждому цвету можно поставить в соответствие строго определенную точку. В этом случае цветовая модель – это просто упрощенное геометрическое представление, основанное на системе координатных осей и принятого масштаба.
Однако цвет, как сложное физическое и психофизиологическое явление, не укладывается в единственную и простую модель, поэтому в области цветоведения создано множество моделей, исходя из разных практических требований. В цифровых технологиях используются, как минимум, четыре основных модели: RGB, CMYK, HSB в различных вариантах и Lab.
Для нужд полиграфии разработаны также многочисленные библиотеки плашечных цветов, расширяющих цветовые охваты стандартных полиграфических триадных систем.
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 составляющих 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.