13. Цветовые модели и цветовой охват

| |

Цветовые модели и цветовой охват

Мир, окружающий человека, воспринимается по большей части цветным. Цвет имеет не только информационную, но и эмоциональную составляющую. Человеческий глаз — очень тонкий инструмент, но, к сожалению, восприятие цвета субъективно. Очень трудно передать другому человеку свое ощущение цвета.

Вместе с тем для многих отраслей производства, в том числе для полиграфии и компьютерных технологий, необходимы более объективные способы описания и обработки цвета. Для этого разработаны многочисленные цветовые модели, описывающие тот или иной набор параметров.

В программе Adobe Illustrator для присвоения цветовых параметров объектам можно использовать несколько цветовых моделей в зависимости от задачи. Эти модели различаются по принципам описания единого цветового про- странства, существующего в объективном мире.

Цветовая модель RGB

Множество цветов видны оттого, что объекты, их излучающие, светятся. К таким цветам можно отнести, например, белый свет ("божий свет"), цвета на экранах телевизора, монитора, кино- и слайд-проекторов и т. д. Цветов огромное количество, но из них выделено только три, которые считаются основными (первичными): это — красный, зеленый, синий.

При смешении двух основных цветов результирующий цвет осветляется: из смешения красного и зеленого получается желтый, из смешения зеленого и синего получается голубой, синий и красный дают пурпурный. Если смешиваются все три цвета, в результате образуется белый. Такая модель цвета является аддитивной.

Модель, в основе которой лежат указанные цвета, носит название цветовой модели RGB — по первым буквам английских слов Red (Красный). Green (Зеленый), Blue (Синий).

Эту модель можно представить в виде трехмерной системы координат . Каждая координата отражает вклад соответствующей составляющей в конкретный цвет в диапазоне от нуля до максимального значения. В результате получается некий куб, внутри которого и "находятся" все цвета, образуя цветовое пространство.

Важно отметить особые точки и линии этой модели.

	Начало координат. В этой точке все составляющие равны нулю, излучение отсутствует, а это равносильно темноте, следовательно, начало координат — это точка черного цвета.
	Точка, ближайшая к зрителю. В этой точке все составляющие имеют максимальное значение, что означает белый цвет.
	Диагональ куба. На линии, соединяющей начало координат и точку, ближайшую к зрителю, располагаются серые оттенки: от черного до белого. Это происходит потому, что все три составляющих одинаковы и располагаются в диапазоне от нуля до максимального значения. Этот диапазон иначе называют серой шкалой (Grayscale). В компьютерных технологиях сейчас чаще всего используются 256 градаций (оттенков) серого. Хотя некоторые сканеры имеют возможность кодировать 1024 оттенков серого и выше..
	Три вершины куба обозначают чистые исходные цвета, остальные три отражают двойные смешения исходных цветов.

Увидеть и определить цвета и параметры этой модели можно на палитре Color (Синтез). Информацию о палитре смотрите в главе 8.

Эта модель, конечно, не совсем привычна для художника или дизайнера, но ее необходимо принять и в ней разобраться вследствие того, что с этой моделью работают сканер и экран монитора — два важнейших звена в обработке цветовой информации.

Цветовая модель CMYK

К отражаемым относятся цвета, которые сами не излучают, а используют белый свет, вычитая из него определенные цвета. Такие цвета называются субтрактивными ("вычитательными"), поскольку они остаются после вычитания основных аддитивных. Понятно, что в таком случае и основных субтрактивных цветов будет три, тем более, что они уже упоминались: голубой, пурпурный, желтый.

Эти цвета составляют так называемую полиграфическую триаду. При печати красками этих цветов поглощаются красная, зеленая и синяя составляющие белого света таким образом, что большая часть видимого цветового спектра может быть репродуцирована на бумаге. Каждому пикселу в таком изображении присваиваются значения, определяющие процентное содержание триадных красок (хотя на самом деле все гораздо сложнее).

При смешениях двух субтрактивных составляющих результирующий цвет затемняется, а при смешении всех трех должен получиться черный цвет. При полном отсутствии краски остается белый цвет (белая бумага).

В итоге получается, что нулевые значения составляющих дают белый цвет, максимальные значения должны давать черный, их равные значения — оттенки серого, кроме того, имеются чистые субтрактивные цвета и их двойные сочетания. Это означает, что модель, в которой они описываются, похожа на модель RGB .

Но проблема заключается в том, что данная модель призвана описывать реальные полиграфические краски, которые — увы — далеко не так идеальны, как цветной луч. Они имеют примеси, поэтому не могут полностью перекрыть весь цветовой диапазон, а это приводит, в частности, к тому, что смешение трех основных красок, которое должно давать черный цвет, дает какой-то неопределенный ("грязный") темный цвет, и это скорее темнокоричневый, чем глубокий черный цвет.

Для компенсации этого недостатка в число основных полиграфических красок была внесена черная краска. Именно она добавила последнюю букву в название модели CMYK, хотя и не совсем обычно: С — это Cyan (Голубой), М — это Magenta (Пурпурный), Y — Yellow (Желтый), а (внимание!) К — это ЫасK (Черный), т. е. от слова взята не первая, а последняя буква (есть и другая версия: от английского слова Key (color) — "контурный (цвет)").

Таким образом, модели RGB и CMYK, хотя и связаны друг с другом, однако их взаимные переходы друг в друга (конвертирование) не происходят без потерь, поскольку цветовой охват у них разный. И речь идет лишь о том, чтобы уменьшить потери до приемлемого уровня. Это вызывает необходимость очень сложных калибровок всех аппаратных частей, составляющих работу с цветом: сканера (он осуществляет ввод изображения), монитора (по нему судят о цвете и корректируют его параметры), выводного устройства (оно создает оригиналы для печати), печатного станка (выполняющего конечную стадию).

Цветовая модель HSB

Если две вышеописанные модели (RGB и CMYK) представить в виде единой модели, то получится усеченный вариант цветового круга, в котором цвета располагаются в известном еще со школы порядке: красный (R), желтый (Y), зеленый (G), голубой (С), синий (В).

На цветовом круге основные цвета моделей RGB и CMY находятся в такой зависимости: каждый цвет расположен напротив дополняющего его (комплементарного) цвета, при этом он находится между цветами, с помощью которых он получен. Например, сложение зеленого и красного цветов дает желтый.

Чтобы усилить какой-либо цвет, нужно ослабить дополняющий его цвет (расположенный напротив него на цветовом круге). Например, чтобы изменить общее цветовое решение в сторону голубых тонов, следует снизить в нем содержание красного цвета.

По краю этого цветового круга располагаются так называемые спектральные цвета или цветовые тона (Hue), которые определяются длиной световой волны, отраженной от непрозрачного объекта или прошедшей через прозрачный объект. Цветовой тон характеризуется положением на цветовом круге и определяется величиной угла в диапазоне от 0 до 360 градусов. Эти цвета обладают максимальной насыщенностью, т. е. синий цвет*еще синее быть уже не может.

Следующим параметром является насыщенность цвета (Saturation) — это параметр цвета, определяющий его чистоту.

Уменьшение насыщенности цвета означает его разбеливание. Цвет с уменьшением насыщенности становится пастельным, блеклым, размытым. На модели все одинаково насыщенные цвета располагаются на концентрических окружностях, т.е. можно говорить об одинаковой насыщенности, например, зеленого и пурпурного цветов, и чем ближе к центру круга, тем все более разбеленные цвета получаются. В самом центре любой цвет максимально разбеливается и становится белым цветом.

Поэтому работу с параметром насыщенности можно характеризовать как добавление в спектральный цвет определенного процента белой краски.

Еще одним параметром является яркость цвета (Brightness) — это параметр цвета, определяющий освещенность или затемненность цвета. Уменьшение яркости цвета означает его зачернение.

Поэтому работу с параметром яркости можно характеризовать как добавление в спектральный цвет определенного процента черной краски.

В общем случае, любой цвет получается из спектрального цвета добавлением определенного процента белой и черной красок, т. е. фактически серой краски.

Эта модель уже гораздо ближе к традиционному пониманию работы с цветом. Можно определять сначала цветовой тон (Hue), а затем насыщенность (Saturation) и яркость (Brightness). Такая модель получила название по пер- вым буквам приведенных выше английских слов — HSB.

Модель HSB неплохо согласуется с восприятием человека: цветовой тон является эквивалентом длины волны света, насыщенность — интенсивности волны, а яркость — количеством света.

Недостатком этой модели является необходимость преобразовывать ее в модель RGB для отображения на экране монитора или в модель CMYK для получения полиграфического оттиска.

Цветовая модель С1Е L*a*b

Цветовая модель L*a*b была создана Международной комиссией по освещению (С1Е) с целью преодоления существенных недостатков вышеизложенных моделей. В частности, эта модель призвана стать аппаратно-независимой моделью и определять цвета без оглядки на особенности устройства (монитора, принтера, печатного станка и т. д.).

В комиссии были выполнены пионерские экспериментальные работы по изучению восприятия цвета человеком. Огромный статистический материал позволил создать серию математических моделей, в которых цвет описывался не в терминах элементов, воспроизводимых устройствами, а с использованием трех составляющих цветового зрения человека.

В этой модели  любой цвет определяется светлотой (L) и двумя хроматическими компонентами: параметром а, который изменяется в диапазоне от зеленого до красного, и параметром Ь, изменяющимся в диапазоне от синего до желтого.

В данной модели также трудно ориентироваться, как и в моделях RGB или CMYK, но об этой модели также нужно иметь представление, поскольку программа Adobe Illustrator 9.0 использует ее в качестве модели-посредника при любом конвертировании из модели в модель. Кроме того, ее можно использовать в следующих случаях: при печати на принтерах с PostScript Level 2 и Level 3, при работе с форматом PhotoCD, при конвертировании цветного изображения в серую шкалу.

Серая шкала

Традиционная серая шкала, использующая на каждый пиксел изображения один байт информации, может передавать 256 оттенков (градаций) серого цвета или яркости (brightness): значение 0 представляет черный цвет, а значение 255 — белый.

Серая шкала может выражаться и в процентных отношениях, в этом случае 0% представляет белый цвет (отсутствие краски на белой бумаге), а 100% — черный цвет (плашка глубокой черной краски).

При конвертировании изображений в градациях серого в цветовую модель каждая составляющая получает одинаковые значения, равные значениям серых оттенков (поскольку серая шкала располагается на диагонали в цветовом кубе модели RGB).

Цветовой охват

Цвет может быть представлен в природе, на экране монитора, на бумаге. Во всех случаях возможный диапазон цветов, или цветовой охват (gamut), будет разным (рис. 4.8).

Самым широким диапазоном располагает нормальный человеческий глаз, он значительно шире того, что может воспроизвести цветная пленка (цветной слайд).

У цветной пленки диапазон шире, чем у цветного монитора (у него проблемы с чистым голубым и желтыми цветами), который в свою очередь имеет более широкий диапазон, чем у устройств цветной печати (у них проблемы с цветами, составляющие которых имеют очень низкую или очень высокую плотность).

Устройства цветной печати также можно выстроить в линейку по цветовому охвату, начиная с простейших струйных принтеров и заканчивая сложнейшими устройствами цифровой печати.

Исходя из этого, воспроизвести во всем диапазоне цветной слайд средствами полиграфической печати изначально трудновыполнимая задача. Одним из способов выхода из этой "безвыходной ситуации" являются системы управления цветом.

| |