Цветовые пространства
Назначение цветового пространства состоит в том, чтобы сделать возможным описание цветов некоторым стандартным, общепринятым образом. По существу, цветовое пространство определяет некоторую систему координат, в которой каждый цвет представляется единственной точкой. Большинство современных цветовых пространств ориентированы либо на устройства цветовоспроизведения (например, цветные мониторы или принтеры), либо на определенные прикладные задачи (такие как создание цветной графики в анимации), когда работа с цветом является непосредственной целью. Аппаратно-ориентированными цветовыми моделями, наиболее часто используемыми на практике, являются модель RGB для цветных мониторов и широкого класса цветных видеокамер. Модели YCrCb, HSV, HSL, LAB, HIS разрабатывались с учетом восприятия цвета человеком. Эти модели обладают также тем преимуществом, что они разделяет цветовую и яркостную (полутоновую) информацию на изображении и поэтому дают возможность применять многие из полутоновых методов обработки изображений. В настоящее время используется множество различных цветовых моделей; это обусловлено тем, что наука о цвете представляет собой широкую область, включающую многочисленные приложения. Рассмотрим аддитивные цветовые пространства: RGB, XYZ, HSV, HSL, LAB, YCrCb.
Цветовое пространство rgb
Практически во
всех цифровых устройствах регистрации
и визуализации используется пространство
аддитивных цветов RGB. В
этом пространстве используется три
основных цвета: красный – R, зеленый –
G и синий – B. Произвольный
цвет получают как сумму трех основных
с различными интенсивностями (в диапазоне
от 0 до 255). Эти
цвета принято называть первичными или
цветовыми координатами, а их представление
в программах обработки графики –
каналами. При смешении основных цветов
– например, синего (B) и красного (R), мы
получаем пурпурный
(M – magenta), при смешении зеленого (G) и
красного (R) – жёлтый
(Y – yellow), при смешении зеленого (G) и
синего (B) – циановый
(С – cyan). При смешении всех трёх цветовых
компонентов мы получаем белый цвет (W).
Для
отображения интенсивности каждого
цвета используется 256 уровней квантования.
В цифровой форме это позволяет использовать
для кодирования каждого из этих цветов
один байт. При этом можно отобразить
разных оттенков (человек может различать
около 10 млн. оттенков цветов).
Рисунок 5 – Адаптивное смешивание цветов в цветовом пространстве RGB
Необходимо отметить, что пространство RGB в основном предназначено для отображения, и для передачи цветных изображений, система RGB на практике не используется, так как при передаче необходимо выделять три одинаковых полосы частот для каждой из трех компонент.
Цветовое пространство xyz
CIE XYZ – линейное 3-компонентное цветовое пространство предложено Международной комиссией по освещению (CIE - Commission Internationale de l'Eclairage) на основе исследований и сравнений результатов зрительных возможностей «стандартного наблюдателя». Система координат основных цветов CIE XYZ – это три основных несуществующих (искусственных) цвета, полученных из трехцветной характеристики чувствительности стандартного наблюдателя и включает в себя весь видимый человеческим глазом цветовой спектр. Координата Y используется как фотометрическая величина яркости. Для прямого и обратного преобразования из RGB в XYZ используются следующие соотношения:
прямое преобразование
обратное преобразование
В этих линейных
преобразованиях используются значения
r, g, b системы sRGB, которые рассчитываются
следующим образом
,
,
,
где R, G и B компоненты цветного пространства
RGB. Цветовое пространство XYZ – не зависят
от устройства, то есть диапазон цветов,
которые можно определить в этих
пространствах, не ограничивается
возможностями отображения того или
иного конкретного устройства или
визуальным опытом определенного
наблюдателя. Т. к., данное цветовое
пространство является аппаратно
независимым, то очень часто используется
как промежуточное для преобразования
цветного изображения из одного цветового
пространства в другое.