Цветовая модель RGB

Цветовая модель RGB строится по принципу сочетания Красного (Red), Зеленого (Green) и Синего (Blue) различных яркостей. В режиме RGB осуществляется сканирование изображений, эта же модель положена в основу конструкции экрана монитора.

Эта модель соответствует восприятию цветов человеческим глазом. В чело веческом глазе расположены рецепторы трех видов, каждый из которых наибольшим образом реагирует на соответствующую длину волны — эти длины соответствуют красному, зеленому и синему цветам. Рецепторы передают мозгу информацию, позволяющую идентифицировать цвет. Но для корректного преобразования цветного изображения в изображение в градациях серого эта модель не подходит. Попробуем объяснить, на чем основано данное утверждение.

Изображение в режиме RGB можно представить в виде треугольной поверхности. По углам цветовой модели три ее составляющие - Красный (Red), Зеленый (Green) и Синий (Blue). По периметру цветовой модели изображения ни одна из составляющих не вносит свой вклад в композит ный вид изображения - если ни одна из составляющих не присутствует, получается черный. Чем ближе к центру, тем выше яркостные значения каждой составляющей, пока в центре не достигается абсолютно белый цвет.

Когда красный, зеленый и синий представлены в пикселе в одинаковых количествах, получается оттенок серого. Чем это количество больше, тем оттенок серого светлее (ярче). Таким образом, регулируя яркость, вы задаете нейтральный оттенок цвета, смещаясь к или от центра модели. Если цветовые составляющие представлены в пикселе в неравных количествах, вы видите цвет. Цветовой тон цвета определяется соотношением цветовых составляющих, представленных в данном цвете. Те кто сталкивался с таким пакетом как Painter5 наверняка наблюдали данную модель (да и все остальные тоже) "в действии".

Модель HSB

Про цветовую модель HSB можно сказать, что она скорее описывает качество световых волн, воспринимаемых глазом, а не цветовые составляющие.

Цветовая модель HSB представлена тремя компонентами: Н - Тон (Hue), S - Насыщенность (Saturation), В - Яркость (Brightnes).

Hue (Цветовой тон) - частота световой волны, отражающейся от объекта, который вы видите. Именно эта характеристика света и позволяет вам отличать один цвет от другого. Но тон не является единственным аспектом восприятия цвета человеком. Мы говорим бледно-голубой, или ярко-синий, или бюрюзовый — здесь идет речь о следующей характеристике цвета — насыщенности.

Saturation (Насыщенность) является чистотой цвета. Это - разница между длинами волн доминирующей волны и остальных (т.е. насколько в данном цвете один тон преобладает над другими). Чем сильнее, чище воспринима ется цвет, тем больше он насыщен. Чем меньше насыщенность цвета, тем он нейтральней, тем труднее однозначно охарактеризовать его. Когда несколько тонов представлены примерно в одинаковом количестве, вы видите серый той или иной яркости.

Brightness (Яркость), ее еще иногда обозначают как Lightness - третья составляющая цветовой модели HSB. Яркость определяет, насколько интен сивно мы воспринимаем энергию излучения. Когда мы говорим о яркости как о понятии теории цвета, то белый имеет абсолютную яркость, а черный абсолютно лишен яркости, серый где-то посредине.

Схематически цветовую модель HSB можно представить следующим образом: характеристика Hue (Цветовой тон) представляет собой шестиугольное кольцо; двигаясь вокруг шестиугольника, вы перемещаетесь от тона к тону. Чем дальше вы от центра шестиугольника, тем более насыщен цвет, чем ближе к центру, тем меньше определенность цвета, т.е его насыщенность уменьшается. Яркостная составляющая цвета направлена вверх перпендикулярно цветовому шестиугольнику, она увеличивается при перемещении вверх по цветовой модели, цвета становятся ярче, пока не достигают абсолютно белого. Каждая точка внутреннего пространства модели соответствует своему специфическо му цветовому значению, которое может быть также описано в терминах сочетания различного количества красного, зеленого и синего модели RGB, взятых при определенных значениях яркости.

Но ни модель RGB, ни модель HSB не дают адекватного описания световых составляющих, которое позволило бы вам корректно преобразовать цветное изображение в изображение, выполненное в градациях серого. Дело в том, что рецепторы человеческого глаза воспринимают яркостную составляющую разных цветов неодинаково, например если красный и зеленый цвета имеют одинаковую яркость (параметр Brightness), то зеленый кажется нам более ярким, чем красный. Таким образом яркостная составляющая (Brightness) в том виде, в каком она присутствует в цветовой модели HSB (и в некотором смысле в модели RGB), неотделима от тона данного цветового значения. В связи с этим в теорию света введена еще одна характеристика Luminance (Освещенность) - обозначающая воспринятую яркость данного цвета. Эта характеристика учитывает яркость цвета (Brightness или Lightness) и интенсивность цвета (Chroma). Именно эта составляющая позволяет адекватно отбросить информацию о цветности, оставив лишь информацию об оттенках. Но как выделить эту составляющую? Для этого нужно воспользоваться цветовой моделью LAB.

Цветовая модель LAB

Цветовая модель LAB (еще ее называют CIELAB) была принята в качестве международного цветового стандарта Международной Комиссией по Освещению (CIE), Достоинством этой модели является ее независимость от способа производства цвета, в ее системе измерения можно описывать как цвета печати, так и цвета, излучаемые монитором. Для построения LAB модели также используются три компонента. Если модель HSB оперирует понятиями Тон, Насыщенность и Яркость; модель RGB понятиями Красный, Зеленый и Голубой, то цветовая модель LAB использует понятия Яркость (Lightness) и Интенсивность (Chroma), которые вместе составляют информацию об Освещенности (Luminance) в изображении, содержащуюся в канале L. Канал А хранит информацию о Тонах от зеленого до пурпурного, и, наконец, информация о Тонах от голубого до желтого приходится на канал В.