2.9. Компьютерные цветовые модели
2.9. Компьютерные цветовые модели
Цветопередача в полиграфии и на экранах компьютеров становится все более совершенной, но, тем не менее, существует определенный набор сложностей и технических проблем. Цвет на экране не всегда совпадает с теми оттенками, которые стремится передать художник или с природными красками. Проблематично (а иногда и технически невозможно) получить одинаковый цвет на мониторе, на распечатке цветного принтера и на типографском оттиске. Да и вообще, однозначно объяснить, какой цвет требуется, достаточно трудно. Типичные определения, например, «светло-желтый» или «темно-синий» у разных людей могут вызывать различные представления об определяемом цвете. Как же получить на экране компьютера или на твердой копии именно тот цвет, тон, оттенок, светлоту, которые требуются?
Художник для этой цели традиционно смешивал краски на палитре. Компьютер тоже позволяет смешивать цвета, правда, при этом возникают свои специфические проблемы. Для цветоделения и цветокоррекции требуются не только художественные знания и опыт, но и технические навыки, знания определенных правил и приемов.
Дело в том, что цвета в природе, на мониторе и на печатном листе созданы совершенно разными способами.
Для однозначного воспроизведения цветов в различных компьютерных средах существуют цветовые модели. Они позволяют представить цвета в цифровом виде, а это позволяет более объективно описывать цвет.
Для определения количества возможных оттенков цвета на компьютере существует такой параметр, как глубина цвета. Глубина цвета, проще говоря, есть число бит, которыми кодируется цвет пиксела.
Если для передачи изображения используется только два цвета, черный и белый, на каждый пиксел такого изображения отводится один бит, с помощью которого можно закодировать только два состояния: черный и белый, штрих и пробел. Штриховые изображения очень графичны. Мастерски выполненные, они красивы, лаконичны и выразительны.
Изображение, представленное на экране компьютера в серой гамме, может содержать 256 оттенков серого. В этом случае один пиксел кодируется восемью битами и значение яркости изменяется от черного (кодируется обычно нулем) до белого (255).
Простейшие цветные изображения передаются с помощью так называемых индексированных цветов (Indexed Color). Каждый цвет кодируется 8 битами, а всего изображение может содержать 256 различных цветов (24-битные описания которых хранятся в специальной таблице, палитре). Именно с такой ограниченной гаммой цветов работали первые цветные мониторы. Для полиграфического воспроизведения индексированные цвета едва ли можно рекомендовать (слишком мало оттенков), а вот для Web-страниц они вполне подходят, так как графический файл имеет небольшой размер и передача информации по сети происходит достаточно быстро.
Современные компьютеры для создания полноцветных изображений на мониторе используют цветовую модель RGB, в которой на цвет каждого пиксела отводится обычно 24 бита. Рассмотрим подробнее эту цветовую модель.
На экране электронно-лучевой трубки цвета создаются в результате бомбардировки люминофора (фосфоресцирующего материала) тремя электронными лучами. При этом, каждая точка изображения состоит из трех цветных точек: красной, синей и зеленой. Электронные лучи различной интенсивности высвечивают разные точки и «картинка» приобретает цвет в результате сложения трех составляющих. Смешение красного и зеленого цвета дает желтый, зеленого и синего – голубой, красного и синего – пурпурный цвет. Черный цвет получается, когда интенсивность всех трех составляющих равна нулю, белый – при сложении всех трех цветов максимальной интенсивности. Это называется аддитивной (суммирующей) моделью RGB: Red – красный, Green – зеленый, Blue – голубой. В современных компьютерах воспроизводится 256 (от 0 до 255) значений каждого из трех цветов, следовательно, общее количество возможных цветов на мониторе – порядка 16.7 млн.
Результирующий цвет зависит от того, какое количество каждой из цветовых компонент присутствует на изображении. Например, для получения одного из оттенков желтого цвета необходима следующая комбинация: R = 255, G = 236, В = 103. Белый цвет получается, если значение каждой из трех компонент равно 255.
Цветовое тело модели RGB имеет форму куба, расположенного в трехмерной системе координат (рис. ЦВ-2.60). Все цветовое пространство находится внутри этого куба. В точке пересечения координатных осей все составляющие равны нулю, излучение отсутствует, следовательно, это точка черного. Три вершины куба, лежащие на осях, представляют собой чистые основные цвета. Каждая из трех вершин, лежащих в плоскостях осей координат, определяет цвет, полученный при смешении двух составляющих. Эти вершины (в теории) соответствуют желтому, голубому и пурпурному цветам. Последняя вершина куба, не лежащая ни в одной из плоскостей и соответствующая координате с максимальным значением каждого основного цвета, является точкой белого. На диагонали, расположенной между вершинами белого и черного цвета, расположены все оттенки серого.
Итак, каждый цвет, передаваемый монитором, можно описать с помощью набора цифр. Конечно, технические трудности существуют. Например, цветопередача в значительной степени зависит от качества и настройки монитора, трудно получить чистый голубой цвет и т. д. Для достижения оптимального результата применяется цветокоррекция – изменение параметров изображения: яркости, контрастности, цветового тона, насыщенности.
Что же происходит при выводе изображения на печать, как передаются цвета? Ведь бумага не излучает, а поглощает или отражает цветовые волны!
При переносе цветного изображения на бумагу используется совершенно другая цветовая модель – субтрактивная («вычитательная»). При печати на бумагу наносится краска – материал, который поглощает и отражает световые волны различной длины; иными словами, краску можно рассматривать как фильтр, который пропускает строго определенные лучи отраженного света, вычитая все остальные. В полиграфии для получения полноцветного изображения применяется технология четырехкрасочной печати с использованием голубой, пурпурной, желтой и черной красок. Эти краски в полиграфии называются триадными. Субтрактивный синтез цветов для триадных красок описывает цветовая модель CMYK: Cyan – голубой, Magenta – пурпурный, Yellow – желтый, ЫаК – черный. Голубой, пурпурный и желтый – основные субтрактивные («вычитаемые») цвета. Полутона в полиграфии достигаются пространственным смешением этих красок. В идеальном случае комбинация 100 % голубого, 100 % пурпурного и 100 % желтого должна дать черный цвет. Но в природе не существует идеально чистых красок, сочетание субтрактивных цветов дает грязно-коричневый цвет, поэтому (а также по ряду других причин) для получения черного цвета и оттенков серого используется черная краска. Цветовое тело модели CMYK также имеет вид куба в декартовых координатах CMY (черная краска в цветовое тело не входит и вычисляется отдельно по тем или иным формулам). Нулевой точке системы координат соответствует белый цвет (рис. ЦВ-2.61).
Для того чтобы усилить на изображении какой-либо цвет, нужно ослабить его дополнительный, расположенный в цветовом круге напротив. Например, для усиления синего тона снижают содержание желтого.
Итак, физическая природа цвета на мониторе и на бумаге различна. Это приводит к тому, что диапазон цветов в каждом случае разный. Самый большой спектр цветов, естественно, в природе. Он ограничен только возможностями зрения человека (например, мы не воспринимаем без специальных устройств инфракрасное излучение). Современные мониторы могут передавать достаточно много цветов, но некоторые цвета, например чистые голубой и желтый, на экране воспроизвести нельзя. Часть из того, что воспроизводит монитор можно напечатать, но технические возможности накладывают дополнительные ограничения на цвет.
Таким образом, множества воспроизводимых цветов (цветовой охват) RGB и CMYK моделей различны. Охват модели RGB меньше видимого спектра, но полнее охвата модели CMYK. При работе за компьютером доступны цвета, которые невозможно воспроизвести при печати, и цвет на экране никогда не будет точно совпадать с цветом на бумаге. Кстати, у реальных устройств, будь то мониторы или полиграфическое оборудование, цветовой охват еще меньше, чем предписан им соответствующей цветовой моделью. На отображаемый монитором цвет влияют качество люминофора, освещение помещения и наличие защитного экрана. Воспроизведение же цвета на бумаге зависит от совершенно других факторов: от цвета и фактуры бумаги, химического состава и качества красок.
Точное воспроизведение цвета – одна из основных проблем компьютерной графики и полиграфии. Цифровые изображения приходят из разных источников – из сети Интернет, со сканеров, с цифровых фотокамер, захватом кадров телевидения. После обработки «картинка» передается для просмотра, редактирования или печати. В этом процессе одной из главных проблем является обеспечение цветового соответствия. Каждый сканер, цифровая фотокамера, монитор, принтер или другое цветовоспроизводящее оборудование регистрирует или отображает цвет по-своему, т. е. точность воспроизведения цвета во многом зависит от технических характеристик устройства.
Мы рассмотрели только две основные модели цветов, на самом деле их гораздо больше. CorelDRAW поддерживает 8 цветовых моделей, Photoshop еще больше, причем выбор цветовой модели зависит от конкретной ситуации.
Рассмотрим еще одну компьютерную цветовую модель – HSB. Она упрощает работу с цветами, так как в ее основе лежит принцип восприятия цвета человеческим глазом. Все цвета определяются тремя параметрами: цветовым тоном, насыщенностью и яркостью.
Модель HSB (рис. ЦВ 2-62) приблизительно соответствует пространственной цветовой модели. Цветовой тон (Hue) характеризуется положением на цветовом круге и определяется величиной угла в диапазоне от 0 до 360 градусов. По краю круга располагаются цвета максимальной насыщенности.
Насыщенность (Saturation) – это чистота цвета. Тем менее насыщен цвет, тем больше в нем содержится серого. При средней яркости в центре круга находится средне-серый цвет. Насыщенность измеряется в процентах содержания серого и изменяется от 0 до 100.
Яркость (Brightness) определяет, насколько цвет осветлен или затемнен. Чем больше черного цвета добавлено к чистому тону, тем менее он яркий. Изменяется значение яркости от 0 до 100 и количество добавляемого черного цвета легко определяется с помощью вертикальной шкалы, расположенной в диалоговом окне.
Эта модель максимально соответствует механизму восприятия цвета человеком. Если в моделях RGB и CMYK изменение координат цвета влечет за собой одновременное изменение тона, насыщенности и яркости, то в модели HSB каждую из этих характеристик можно менять отдельно. Естественно, после выбора цвета при выводе на экран она должна быть преобразована в RGB, а при выводе на печать – в CMYK.
Модель CIE Lab создана Международной комиссией по освещению. Она аппаратно-независима, ее можно применять как для просмотра на экране, так и для печати на принтере любого типа (после конверсии в соответствующую аппаратно-зависимую систему, конечно же). В качестве параметров используются яркость (Luminance) и два цветовых показателя, а и Ь. Параметр а изменяется в диапазоне от зеленого до пурпурного, параметр b — от синего до желтого. В этой модели цветность можно менять, не затрагивая значение светлоты, а светлоту – не изменяя хроматического цвета.
Иногда в полиграфии используются плашечные цвета. Так называют цвета, которые воспроизводятся не триадными красками, а смесовыми. Для них создается отдельная печатная форма. Смесовые краски применяют обычно в случае, когда требуется точное воспроизведение цвета (например, фирменный цвет на бланках, визитках, приглашениях и т. д.). Некоторые плашечные цвета входят в цветовой охват CMYK. А некоторые, например металлизированные или флуоресцентные краски, в принципе не воспроизводятся в компьютерных цветовых моделях. Смесовые краски собраны в цветовые библиотеки DIC, DuPoint, FOCOLTONE, РANTONЕ, TOYO, TRUMATCH.
Итак, чаще всего для экранных цветов используется модель RGB, для подготовки иллюстраций к полноцветной печати – модель CMYK. С каким бы графическим пакетом вы не работали, главное – уметь преобразовывать изображение из одной модели в другую, особенно из RGB в CMYK.
Прежде чем передать файл с изображением в типографию, проконсультируйтесь у специалистов, как подготовить его и изданию.
Специалисты полиграфии постоянно работают над улучшением цветопередачи, увеличением производительности труда и сокращением материальных затрат. В последнее время появилась возможность создания печатных форм без предварительного вывода на пленку, а с помощью технологии стохастического растра теперь получают более плавные полутоновые переходы. Однако вопросы профессиональной полиграфии лучше изучать отдельно, по специальной литературе.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.