Субтрактивные модели

Название происходит от английского subtract (вычитать).

Субтрактивные модели используются для математического описания изображений, рассматриваемых в отраженном свете. Типичная область применения субтрактивных моделей полиграфия.

Отраженный свет это в конечном итоге результат поглощения изображением части светового спектра падающего света. Например, если мы видим красное пятно, то это значит, что пятно поглощает все цвета кроме красного.

Субтрактивная модель CMY базируется на трех цветах:

• Cyan (циан – бирюзовый)

• Magenta (магента  –  пурпурный)

• Yellow (желтый)

Эти цвета (называемые еще вторичными), являются попарной комбинацией трех первичных цветов:     C = B + G (отсутствует R – красный);     M = R + B (отсутствует G – зеленый);     Y = R + G (отсутствует B – синий).

Если мы в отраженном свете наблюдаем, например, изображение цвета Cyan, то это значит, что изображение поглотило все цветовые составляющие, кроме синей и зеленой. Комбинируя в разных пропорциях вторичные цвета, можно получить разноцветное изображение. Например, при облучении белым светом (R+G+B):

• C + M B (синий). Поглощены красный (цианом) и зеленый (пурпурным);

• M + Y R (красный). Поглощены зеленый (пурпурным) и синий (желтым);

• C + M + Y черный. Поглощены все цветовые составляющие.

Реально трудно изготовить чистые краски трех вторичных цветов, поэтому при их смешивании получается не черный цвет, а грязно-коричневый. По этой причине, а также в силу относительной дороговизны цветных красок, разработана субтрактивная модель CMYK с добавлением еще одного цвета – blacK – черного:

• C = B + G (отсутствует R – красный);

• M = R + B (отсутствует G – зеленый);

• Y = R + G (отсутствует B – синий);

• K (отсутствуют все цвета).

17. Кодирование цветовой информации

Простейший способ кодирования цветовой информации – задание уровня цвета. В модели RGB уровень – это величина, характеризующая яркость (интенсивность) цвета.

Уровни цвета принято кодировать целыми беззнаковыми числами. При использовании модели RGB для задания цвета необходимо отдельно задать уровни красной, зеленой и синей составляющих. Если на кодировку одной составляющей отводится m бит, то можно закодировать 2^m уровней этой составляющей.

Общее количество цветов равно

2^m  2^m   2^m  = 2ⁿ.

Итак, если на кодирование цвета отводится n бит, то можно закодировать 2ⁿ цветов.

Количество бит, отводимых на кодирование цвета, называется глубиной цвета.

Например, m=8 (1 байт на цветовую составляющую). Тогда глубина цвета n=24 и общее количество цветов равно

2²⁴ = 16 777 216

Вариант с глубиной цвета n=24 (называемый True Color ) в основном и используется в современной компьютерной графике.

В случае перехода от модели RGB к модели CMYK при m=8 для кодирования одного цвета потребуется 32 бита памяти.

Вывод изображения на экран монитора

На рисунке приведена упрощенная (очень упрощенная) схема вывода.

Данные, подлежащие выводу, формируются программой и в соответствующем формате записываются в особую область памяти, называемую видеопамятью. Специальное устройство, называемое видеоадаптером (видеокартой, графической платой) периодически считывает данные из видеопамяти и на их основе формирует сигналы управления монитором.

С целью повышения скорости обработки графических данных современные видеоадаптеры оснащаются собственным процессором (GPU – Graphics Processing Unit) и собственной видеопамятью, разгружая тем самым центральный процессор и общую шину компьютера. По сложности (и по цене) некоторые некоторые видеокарты даже превосходят такое "крутое" устройство, как центральный процессор.