Реферат: Колірні моделі в комп ютерній графіці

Кольорові зображення складають найпривабливішу частину мультимедійних видань. До своєї появи на екрані, а потім на папері, колір проходить певний ланцюжок цифрового кодування та обробки. Як і будь-яка інша, колірна інформація подається у цифровому вигляді, причому її відтворення на екрані і папері повинно відповідати оригіналу. Згадаємо, як різняться між собою зображення одних і тих же краєвидів на різних поштових листівках. Пристрої, стосовні колірної інформації, повинні бути відкалібровані, тобто налагоджені так, щоб відтворення на кожному з них кольору заданого номеру було б однаковим. Це не так просто, якщо зважити на принципово різне сприйняття кольору в натурі, на екрані та на папері, а також цілковиту суб'єктивність колірного сприйняття - знамените "на вкус и цвет товарища нет". Це ще одна причина, яка робить необхідним цифрове кодування кольорів. Мал.3.1 показує відносність сприйняття оком навіть світла й тіні, не кажучи вже про кольори. Однаково зафарбовані квадрати, розміщені на темному фоні, здаються світлішими, ніж на світлому.

Для цифрового кодування потрібна побудова правил відповідності кольорів їх цифровим кодам або колірної моделі. Колірна модель, яку ми зараз розглянемо, значно спирається на людське сприйняття кольору.

Світло

Для того щоб бачити колір, потрібне світло. Недаром кажуть, що вночі всі кішки сірі - за відсутності освітлення не видно аби хоч як гарних кольорів. Як відомо, світло належить до досить вузького діапазону електромагнітних хвиль (мал.3.2), характеристики яких наведені у таблиці:

	Довжина хвилі		Вид хвилі
	106 - 101		радіохвилі
	101 - 10-1		ультракороткі
	10-1 - 10-3		надвисокі частоти
	10-3- 10-6		інфрачервоні
	8х10-7 - 4х10-7		видимі
	10-7 - 10-9		ультрафіолетові
	10-9 - 10-12		рентгенівські
	10-12 - 10-14		гамма-випромінювання
	10-14 -		космічні промені

Видимий спектр складається з шести монохроматичних складових, кожному з яких відповідає своя довжина хвиль:

	Довжина хвилі		Колір
	770-630		червоний
	630-590		оранжевий
	590-570		жовтий
	570-495		зелений
	495-435		голубий, синій
	435-390		фіолетовий

Проходячи через границю двох середовищ з різною оптичною густиною, промені світла змінюють напрямок свого руху - заломлюються. Ця властивість дозволила встановити, що біле світло містить в собі всі компоненти видимого спектру (мал. 3.3).

Перше питання, на яке ми плануємо дати відповідь - це питання "Що ми бачимо?" Ми бачимо предмети, які випромінюють або відбивають світло - електромагнітні хвилі видимого діапазону. Кольором можна назвати таку характеристику, викликану відмінностями в частотних характеристиках видимих об'єктів або джерел світла, завдяки якій спостерігач здатен розрізнити два ідентичні за матеріалом, розмірами і формою предмети. Поняття кольору суб'єктивне, колір не існує за межами нашої свідомості. В цьому полягає складність роботи з кольором.

В світлі наше око здатне розрізняти два види інформації - яскравість і колірність. Колір залежить від довжини хвилі, яскравість - від амплітуди коливання. Як відомо з фізики, енергія E, створена електромагнітним коливанням, пропорційна як квадрату його амплітуди a, так і квадрату частоти ω, тобтоE ~ a2ω2, а значить обернено пропорційна квадрату довжини хвилі . Дійсно, нехай x = a sin (ωt + φ) - гармонійне коливання, кінетична енергія якого, як звичайно виражається формулою Eкін = , де v = = -aωcos(ωt+φ). Тоді максимум кінетичної енергії Здатність розрізняти в енергії світла ці дві складові є справжнім чудом, властивим органам зору далеко не всіх живих істот. Дійсно, якби наше око реагувало б лише на кількість перенесеної енергії, то збільшення амплітуди давало б той же ефект, що і збільшення частоти в таку ж кількість разів. Але збільшивши в півтори рази частоту (відповідно, зменшивши в півтори рази довжину хвилі) ми перетворимо червоне світло, наприклад, в зелене.

Друге питання "Завдяки чому ми бачимо?" Сітківка, розташована на поверхні дна ока, покрита світлочутливими елементами. В результаті їх збудження в нервових клітинах виникає електричний сигнал. Пристрої електронного зору містять світлочутливі напівпровідники, опір яких залежить від світлової енергії. Це значить, що світло можна вимірювати за силою струму сигналу, що виник.

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--