Цветовая температура

Дата: 2025-06-14; Просмотры: 1

Оценка:

0.00 из 5.00 — оценок

Скачиваний: 0

Скачать

Технология создания и обработки графической информации

Компьютерная графика - технология создания и обработки графических изображений при помощи аппаратных и программных средств компьютера.

Компьютерная графика представляет собой одно из важных направлений информатики. Знание основ данной дисциплины необходимо специалистам различного профиля, поскольку помогает лучше представить возможности современных средств получения изображений, а также более осознано применять соответствующие программные продукты.

Считается, что первые системы компьютерной графики появились вместе с первыми компьютерами (конец 40-х - начало 50-х годов 20-го века) имеющими дисплей.

В конце 70-х годов 20-го века в компьютерной графике произошли значительные изменения. Появилась возможность создания растровых дисплеев, имеющих множество преимуществ: вывод больших массивов данных, устойчивое, немерцающее изображение, работа с цветом и недорогие мониторы. Впервые стало возможным получение цветовой гаммы. Растровая технология стала доминирующей.

Виды графики

Растровая - изображение рассматривается как совокупность отдельных точек (пикселей). Для качественного вывода изображения на экран достаточно разрешения 72-80 dpi; для распечатки изображения на бумаге 300 dpi.

Пиксель - наименьший элемент растрового изображения.

Растровые редакторы: Paint, Photoshop, CorelPhotoPaint и т.д.

Типы графических изображений: *.bmp; *.pic; *.gif; *.tiff; *.psd; *.jpg

Векторная - изображение рассматривается как совокупность простых графических примитивов (точка, линия, окружность, многоугольник и т.д.), которые задаются их математическим описанием (формулами).

Векторные редакторы: CorelDraw, Adobe Illustrator, Word (панель рисования) и т.д.

Типы графических изображений: *.wmf; *.cdr; *.dxf; *.eps; *.cgm;

Фрактральная - (Материал из Википедии

Фрактал (лат. fractus - дроблёный, сломанный, разбитый) - сложная геометрическая фигура, обладающая свойством самоподобия, то есть составленная из нескольких частей, каждая из которых подобна всей фигуре целиком. В более широком смысле под фракталами понимают множества точек в евклидовом пространстве, имеющие дробную метрическую размерность (в смысле Минковского или Хаусдорфа), либо метрическую размерность, отличную от топологической.

Фрактал - это бесконечно самоподобная геометрическая фигура, каждый фрагмент которой повторяется при уменьшении масштаба[1].

"Фрактал" не является математическим термином и не имеет общепринятого строгого математического определения. Оно может употребляться, когда рассматриваемая фигура обладает какими-либо из перечисленных ниже свойств:

· Обладает нетривиальной структурой на всех масштабах. В этом отличие от регулярных фигур (таких, как окружность, эллипс, график гладкой функции): если мы рассмотрим небольшой фрагмент регулярной фигуры в очень крупном масштабе, он будет похож на фрагмент прямой. Для фрактала увеличение масштаба не ведёт к упрощению структуры, на всех шкалах мы увидим одинаково сложную картину.

· Является самоподобной или приближённо самоподобной.

· Обладает дробной метрической размерностью или метрической размерностью, превосходящей топологическую.

Многие объекты в природе обладают фрактальными свойствами, например, побережья, облака, кроны деревьев, снежинки, кровеносная система и система альвеол человека или животных.

Фракталы, особенно на плоскости, популярны благодаря сочетанию красоты с простотой построения при помощи компьютера.

Редакторы: Art Dabbler, Ultra Fractal, Fractal Explorer, ChaosPro, Apophysis, Mystica и т.д.

Сферы применения фрактального изображения: создания обычных текстур, фоновых изображений, ландшафты для компьютерных игр, построение нереальных изображений

Восприятие цвета

Видимый свет состоит из спектрального распределения электромагнитной энергии с длинами волн в диапазоне 400 - 700 нм. Волны за пределами этого диапазона называются ультрафиолетовыми (УФ) и инфракрасными (ИК). Именно с восприятия начинается обработка человеком графической, видео- и аудиоинформации. Согласно теории цветового зрения, цвет воспринимается рецепторами, светочувствительной сетчатой оболочки глаза Понимание сути этих процессов поможет наиболее эффективно планировать композицию работы, избежать ошибок.

Цветовой охват различных устройств (фотокамера, сканер, монитор, принтер) различен и задачей конструкторов является расширение его диапазона, для более качественной передачи цвета.

Воздействие цвета

Цвет оказывает физическое воздействие. Каждый охотник желает знать, где сидит фазан - красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Середина этого спектра имеет успокаивающее воздействие, начало - возбуждающее воздействие, а конец - угнетающее. Синестезия - возбуждение одного органа чувств при раздражении другого. Например, легкое раздражение вызывают белый, голубой и желтый цвета, тяжелое раздражение вызывают черный, красный, синий, оранжевый, желтый, коричневый. Холодное ощущение вызывает синий, прохладное - зеленый, сухое - красный, оранжевый, желтый, черный, влажное - коричневый, синий, зеленый, голубой.

Цвет может оказывать оптическое воздействие. Положительное воздействие оказывают красные цвета (красный, оранжевый, желтый), а отрицательное - синие цвета (голубой, синий, фиолетовый). Красные тона говорят о материальности объектов, их фактурности, глухости. Воспроизводят расширение по горизонтальной плоскости. Синие тона указывают на бесфактурность объектов, их пространственность, угловатость, звонкость. Обеспечивают сужение по вертикальной плоскости. Красные приближают поверхность, синие - отдаляют. Оптическое действие красных цветов подчеркивается белым фоном, синих - черным. Белый фон уменьшает объект.

Цвет может оказывать психологическое воздействие. Зеленый цвет самый спокойный, белый ассоциируется как отсутствие "краски", черный - "мертвое пятно". Белый с черным рождают серый, который не несет никакой нагрузки или психологического наполнения, рождает чувство неподвижности. Красный говорит о теплоте, волнении. Желтый - о легкомыслии, интуиции. Синий цвет стимулирует мышление. В зависимости от ощущения можно говорить о символьности цветов. Символьность подчеркивается не только цветами, но и их насыщенностью. При изменении насыщенности цвета меняется и его символика. На светлом фоне все цвета темнеют, а на темном - наоборот, светлеют.

Цвет может оказывать психофизиологическое воздействие. Действие цвета зависит от его насыщенности, размера цветового пятна, расположения и формы. Круг, окрашенный в красные тона, создает впечатление выпуклости, а квадрат в синих тонах кажется вогнутым. При равномерно окрашенной поверхности на краях, граничащих с фоном, цвета кажутся светлее или темнее в зависимости от фона (краевой контраст). Чем больше цвета отличаются по насыщенности, цветовому тону и светлоте, тем менее гармонично они смотрятся в композиции.

Контрастные сочетания цветов. Наиболее контрастно выглядят желтый на черном, белый на синем, черный на оранжевом, оранжевый на черном. Чуть менее контрастные сочетания - черный на белом, белый на красном, красный на желтом, зеленый на белом, оранжевый на белом, красный на зеленом.

Цветовые модели

Для моделирования цвета при обработке изображения используются палитры т.е. способ описания цвета.

Для излучаемого света (экран монитора), используется палитра RGB.

Для отраженного света (печать на бумаге), используется палитра CMYK.

Интенсивность каждой краски задается по абсолютному значению (0..255), в % (0..100).

RGB (красный - red, зеленый - green, синий - blue)

CMYK (голубой - cyan, розовый или пурпурный - magenta, желтый - yellow, черный - black )

HSB (оттенок - hue, насыщенность - saturation, величина - value)

Пространственная дискретизация изображения

В случае растровой графики в памяти хранятся коды цветов пикселей, составляющих изображение, перечисленные в определенном порядке. Большой объем файлов. Искажение при изменении размеров изображения. В случае векторной графики в памяти хранятся коды параметров графических примитивов. Положение и форма задаются в системе координат. Небольшой объем файлов, изображение легко масштабируется без потери качества.

В видеопамяти любое изображение представляется в растровом виде. Экран монитора разбит на фиксированное число пикселей, образующих графическую сетку (растр).

Растр - прямоугольная сетка пикселей на экране монитора. Это двумерный массив точек, упорядоченных в строки и столбцы, который используется для представления изображения на экране монитора.

Разрешающая способность монитора - это размер растра, задаваемого в виде , где - количество точек по горизонтали, - количество точек по вертикали. Количество цветов, воспроизводимых на экране монитора и число бит, отводимых в видеопамяти под каждый пиксель (битовая глубина), связаны формулой . Объем видеопамяти, необходимой для хранения одной страницы изображения .

Цветовая температура

Цвет имеет непосредственное отношение к температуре. При повышении температуры горения пламя принимает синий цвет, а при понижении - пламя принимает красный цвет. Критерий измерения цветовой температуры используется для присваивания объективных числовых значений условиям освещения, при которых мы видим цвет. Цветовая температура выражается в градусах по шкале Кельвина. Чем ниже цветовая температура, тем цвет ближе к красному; чем выше цветовая температура, тем цвет ближе к синему. Поэтому один и тот же цвет на улице и внутри помещения воспринимается по-разному. Приведем некоторые примеры условий освещения и соответствующие им цветовые температуры.

Мы можем регулировать цветовую температуру экрана монитора компьютера (обычно от 5000 °K до 9300 °K). Таким образом, мы можем смещать цветовой охват монитора либо в красную область, либо в фиолетовую область.

Цветовые справочники Pantone

Отображение цвета зависит от многих факторов. На практике нет однозначного соответствия палитр CMYK и RGB при передаче цвета на мониторе и бумаге.

Соответствие палитр RGB и CMYK

Фактическим стандартом в области идентификации цветов являются цветовые справочники PANTONE^R. PANTONE^R является разработчиком и производителем технологических решений в области выбора цвета и точной цветовой коммуникации уже более 40 лет.

Идентификация цветов распространяется не только на изображения, выведенные на бумагу, но и на изображения, получаемые на экране.

PANTONE^R справочники - это наборы листов с тестовой печатью с указанием числовых значений цвета в системе RGB и CMYK. Существуют справочники с образцами печати на обычной, мелованной, глянцевой или матовой бумаге.

Имея цветовые справочники, можно откалибровать монитор. Для правильной калибровки монитора, сканера и принтера используются специальные устройства - калибраторы. Калибраторы устанавливаются перед экраном монитора и подключается к ПК через
USB-порт.

Устройства ввода\вывода графической информации

Цветовой охват различных типов устройств, воспроизводящих цвет различен.

Задачей конструкторов является расширение цветового охвата устройств. Например: в принтерах увеличивается количество картриджей для передачи тона полутона.

Устройства ввода

В основном ввод графических изображений осуществляется с помощью сканера и цифровых фотокамер.

Сканеры

В зависимости от способа сканирования объекта используются виды сканеров:

Планшетные (www.refstar.ru) - наиболее распространенные. Представляет собой планшет, внутри которых под прозрачным стеклом расположен механизм сканирования.

Планшетные сканеры весьма универсальны. Они напоминают верхнюю часть копировального аппарата: оригинал - либо бумажный документ, либо плоский предмет - кладут на специальное стекло, под которым перемещается каретка с оптикой и аналого-цифровым преобразователем (однако существуют "планшетники", в которых перемещается стекло с оригиналом, а оптика и АПЦ остаются неподвижными, чем достигается более высокое качество сканирования).

Обычно планшетный сканер считывает оригинал, освещая его снизу, с позиции преобразователя. Чтобы сканировать четкое изображение с пленки или диапозитива, нужно обеспечивать подсветку оригиналов как бы сзади. Для этого и служит слайдовая приставка, представляющая собой лампу, которая перемещается синхронно со сканирующей кареткой и имеет определенную цветовую температуру.

Слайд-сканер - сканирование пленочных слайдов, выпускаются как самостоятельные устройства, и в виде дополнительных модулей к обычным сканерам;

Сканеры штрих-кода - сканирование штрих кода в магазинах (совокупность белых и черных полос, преобразование его в цифровой сигнал);

Ручные сканеры - обычные или самодвижующиеся - обрабатывают полосы документа шириной около 10 см и представляют интерес, прежде всего для владельцев мобильных ПК. Они медлительны, имеют низкие оптические разрешения (обычно 100 точек на дюйм) и часто сканируют изображения с перекосом. Но зато они недороги и компактны.

Барабанный сканер - по светочувствительности, значительно превосходящие потребительские планшетные устройства, применяются исключительно в полиграфии, где требуется высококачественное воспроизведение профессиональных фотоснимков. Разрешение таких сканеров обычно составляет 8000-11000 точек на дюйм и более. В барабанных сканерах оригиналы размещаются на внутренней или внешней (в зависимости от модели) стороне прозрачного цилиндра, который называется барабаном. Чем больше барабан, тем больше площадь его поверхности, на которую монтируется оригинал, и соответственно, тем больше максимальная область сканирования. После монтажа оригинала барабан приводится в движение. За один его оборот считывается одна линия пикселей, так что процесс сканирования очень напоминает работу токарно-винторезного станка. Проходящий через слайд (или отраженный от непрозрачного оригинала) узкий луч света, который создается мощным лазером, с помощью системы зеркал попадает на ФЭУ (фотоэлектронный умножитель), где оцифровывается.

Разрешение сканеров измеряется в точках на дюйм (dpi). Чем больше светочувствительных элементов у сканера, тем больше точек он может снять с каждой горизонтальной полосы изображения - оптическое разрешение. Чем мельче шаг каретки, тем больше можно считать полос изображения. Шаг каретки определяет аппаратное разрешение сканера.

Например: разрешение 600*1200 dpi означает, что количество светочувствительных элементов на дюйм - 600, шагов на дюйм 1200.

Глубина цвета измеряется количеством оттенков, которые устройство способно распознать. Современные сканеры выпускают с глубиной цвета 24, 30, 36, 48 битов.

Например: в системе RGB глубина цвета 24 бит т.е. каждый канал равен 1 байт.

Цифровая камера

Состоит из объектива и светочувствительной матрицы (на плоскость которой через объектив фокусируется изображение), каждый пиксель матрицы камеры закрыт светофильтром одного из цветов RGB.

Зеленых элементов в два раза больше чем красных и синих. Это связано с особенностью человеческого зрения.

Устройства вывода

Находящиеся рядом мелкие точки различных цветов воспринимаются человеческим глазом как одна, состоящая из смеси красок. Например, красный и зеленый дают желтый цвет, а желтый и синий - зеленый.

ВЫВОД НА ЭКРАН МОНИТОРА

Каждая точка экрана монитора состоит из трех рядом расположенных светящихся элементов (RGB). Так как монитор воспроизводит цвета в системе RGB, то перед выводом на экран информация о цвете точек переводится в эту систему. Элементы экрана могут светиться с разной интенсивностью, что формирует полутона.