Reprezentace a vytváření barev

Základní charakteristika barevných prostorů CIE, RGB, HLS a CMYK. Jaké informace popisuje histogram u obrazových dat? Jak se vytváří a k čemu se používají doplňkové barvy? O čem vypovídá gamut?

Barva

Barva je určitá délka elektromagnetického vlnění. Pro lidské oko je toto vlnění viditelné od 380 do 750 nm. Sluneční světlo obsahuje všechny barvy světla, to, jak barevný se nám předmět zdá závisí na tom, jakou část světla jeho povrch pohlcuje a odráží. Bílé předměty veškeré dopadající světlo odráží, zatímco černé jej pohlcují a mění na tepelnou energii. Lidské oko je schopné rozlišit cca 17 000 odstínů chromatických barev a asi dalších 300 odstínů šedi.

Interakce barev

Munsellův model barevného kola

Kombinace různých barevných odstínů mohou spolu působit různě, což lze vyčíst z jejich pozice v rámci barevného kola (např. Albert Munsell). Dvěma extrémními případy jsou analogické barvy, barvy, které spolu v barevném kole sousedí. Jsou od sebe vzájemně rozeznatelné, ale jsou-li kombinovány, působí harmonicky a vytvářejí určitý pocit (chlad, teplo,…) a komplementární (doplňkové) barvy , které jsou v barevném kole umístěny naproti sobě. Jejich smísením vznikne neutrálně šedý odstín, při společném použití působí kontrastně.

Barevné modely

Barevné modely jsou jedním ze způsobů, jak zorganizovat barvy a jak vymezit prostor obsahující odstíny, které je schopen člověk vnímat, které jsme schopni tisknout nebo které jsme schopni zobrazit na monitoru počítače. Jde o principy kombinace základních barev, odstínu, jasu a sytosti v počítačové grafice. Slouží k popisování způsobu namíchání základních barev tak, aby se dosáhlo co největší podoby výsledné barvy realitě. Prvním takovým modelem byl v roce 1931 model CIE 1931, který v dvojrozměrném modelu zobrazoval všechny barvy s plným jasem. V současnosti se používají čtyři základní modely - RGB, CMYK, HSV (HSL), z nichž každý se hodí pro jiný typ použití (monitory, tisk, ad.).

Jednotlivé modely lze rozdělit podle toho, na jakém principu jsou založeny:

• modely založené na fyziologii lidského oka - RGB model, CMYK model
• modely zaměřené na fyzikálním měření spektrální odrazivosti - diagram CIE
• psychologické a psychofyzikální modely - HSB (HSV) model

CIE 1931

CIE 1931

Barevný model CIE 1931 pracuje pouze s tónem barvy a sytostí. Na křivce ve tvaru podkovy jsou vyneseny všechny barvy spektra od fialové po červenou (tzv. přirozené barvy), na spojnici krajních bodů leží tzv. nepřirozené barvy (ty, jež se nevyskytují po rozložení světla hranolem). Všechny barvy vzniklé mísením dvou libovolných lze v diagramu nalézt na spojnici těchto dvou.

RGB

[1]RGB je tzv. aditivní model. V praxi to znamená, že barvy jsou tvořeny kombinací světel tří barev - červené (R), zelené (G) a modré (B). Každá barva může být číselně vyjádřena trojčíslím ve formátu (R, G, B), kdy hodnoty intenzity jednotlivých barev mohou dosahovat od 0 do 256. Složení všech tří světel ve správní intenzitě vznikne bílá barva (255, 255, 255). Proto, že se k vytváření barev používají světla se tento model používá nejčastěji v monitorech a projektorech.

RGB vs. CMYK

CMYK

Model CMYK je subtraktivní – je založen na schopnosti tiskových barev pohlcovat světlo. Složením všech čtyř pigmentů (C – azurová, M – purpurová, Y – žlutá a K – černá) vzniká černá barva (na rozdíl od modelu RGB, kde složením barev vzniká bílá). Barva může být v modelu CMYK vyjádřena pomocí procentního zastoupení jednotlivých složek (C, M, Y, K). V modelu CMYK nejčastěji pracují tiskárny.

HSB (HSV)

Barevný model, který vychází z lidského vnímání barev. Pro vyjádření barvy se používají číselné vyjádření hodnot odstínu (Hue = barva), sytosti (S = příměs jiné barvy) a jasu (Value, Brightness = tmavost barvy). Nejčastěji se tento model používá v grafických aplikacích.

Histogram

Histogram je graf četnosti – ukazuje, jak jsou ve snímku zastoupeny jednotlivé odstíny každé z barev (RGB histogram) či šedi (jasový histogram). Jasový histogram, který se v praxi používá častěji, vznikne poměrným součtem jednotlivých RGB histogramů (s poměry červená 0,3, zelená 0,59, modrá 0,11). V praxi může histogram uživateli poskytnout informaci o tom, zda je obraz (fotografie) technicky kvalitní, či nikoliv. Pokud má histogram některý z extrémních průběhů, poukazuje na fakt, že je fotografie přeexponovaná či podexponovaná (případně obojí), nebo že má zobrazovaná scéna malý kontrast.

Gamut

Barevný gamut představuje množinu zobrazitelných hodnot z určitého barevného prostoru, tj. to, jaké barvy je zařízení schopno zobrazit či zaznamenat.,

Zdroje

Reference

Související články

Rozdíl mezi elektronickou a tištěnou prezentací grafiky
Principy vnímání barev - fyzikální a fyziologická omezení
Základní principy digitální reprezentace obrazových informací
RGB