Цвет в компьютерной графике

Понятия света и цвета в компьютерной графике являются основополагающими. На практике мы редко сталкиваемся со светом какой-то одной определенной длины волны (исключение составляет лишь излучение лазера). Обычно свет представляет собой непрерывный поток волн с различными длинами волн и различными амплитудами. Такой свет можно характеризовать так называемой энергетической (мощностной) спектральной кривой (рис. 1), где само значение функции представляет собой вклад волн с длиной волны l в общий волновой поток.

Само понятие цвета тесно связано с тем, как человек (человеческий взгляд) воспринимает свет; можно сказать, что цвет зарождается в глазу.

Субхарактеристики цвета:

Цветовой тон – ярковыраженность красного(R), зелёного(G) или синего(В) –это основная цветовая характеристика.

Насыщенность – степень разбеленности, степень осветления цветового фона.

Светлота - интенсивность (мощность) цвета.

l_домин. – характеризует цветовой тон

Цвет, который может быть заменен l_домин. называется спектральным.

-насыщенность

Ахроматическое изображение – это черно-белое изображение.

Сетчатка глаза содержит два принципиально различных типа фоторецепторов – палочки, обладающие широкой спектральной кривой чувствительности, вследствие чего они не различают длин волн и, следовательно, цвета, и колбочки, характеризующиеся узкими спектральными кривыми и поэтому обладающие цветовой чувствительностью.

Колбочки бывают трех типов, отвечающих за чувствительность к длинным, средним и коротким волнам. Выдаваемое колбочкой значение является результатом интегрирования спектральной функции с весовой функцией чувствительности.

На рисунке представлены графики функций чувствительности для всех трех типов колбочек. Видно, что у одной из них пик чувствительности приходится на волны с короткой длиной волны (синий цвет), у другой – на волны средней длины волны (желто-зеленый цвет), а у третьей – на волны с большой длиной волны (красный цвет).

Существует трёхкомпонентная гипотеза: любой цвет (оттенок) можно получить из 3-х компонентов R,G,B.

Схема уравнивания цветов.

Есть 3 прожектора. Перед ними выставляются цветофильтры, пропускающие волны определённой длины.

Суть в том, что первые 3 прожектора имеют феостаты для регулировки цвета.

С их помощью добиваются, чтобы цвет пересечения первых 3 пятен стал эквивалентен цвету C. Изменяя интенсивности прожекторов R, G, B, пытаются получить цвет C. Если это удается, то цвет C разложили по R, G, B.

Интенсивность по каналу 3 отрицательная.

Аксиомы смещения цветов Грассмана.

Аксиома 1:

Любой цвет может быть уравнен смесью не менее, чем трех любых цветов. Коэффициенты могут быть и положительными и отрицательными.

Аксиома 2:

Уравнивание, достигнутое при данных интенсивностях цвета, сохраняется в широком диапазоне интенсивностей.

Аксиома 3:

Смесь цветов не может быть разделена человеческим глазом на отдельные компоненты.

Аксиома 4:

Яркость (светлота) смеси цветов равна сумме яркости её компонентов.

Аксиома 5: Закон сложения цветов.

Если цвет M эквивалентен цвету N, а цвет P эквивалентен Q, то смесь цветов M+P эквивалентна смеси N+Q.

M = N; P = Q;

M + P = N + Q;

Аксиома 6: Закон вычитания цветов.

Если M + P = N + Q и известно, что P = Q, то M = N (обратное пункту 5)

Аксиома 7: Закон транзитивности.

Если M = N; N = P, то M = P.

Аксиома 8:

Аксиома представляет собой рассуждения об уравнивании цветов:

- со всеми положительными коэффициентами;

- с одним отрицательным коэффициентом;

- с двумя отрицательными коэффициентами.

Остальные в телевизоре не видны.