Система цветов в компьютерной графике

Цветовые Системы в Компьютерной Графике: Основы и Применение

Цвет – ключевой элемент визуализации данных, передающий до 80% информации. Важно понимать цветовые модели для точной передачи изображения. Этот обзор познакомит вас с теорией и практикой применения цвета.

..

Основы Цветовой Теории и Восприятия

Свет и Восприятие

Свет – это электромагнитная волна, длина волны определяет цвет. Человеческое зрение использует колбочки для цвета и палочки для яркости.

Синтез Цвета

Различают аддитивный синтез (свет) и субтрактивный синтез (краска). Первичные, вторичные, третичные цвета формируют палитру.

Модель RGB: Аддитивный Синтез для Экранов

Основные Компоненты

RGB включает Красный (Red), Зеленый (Green), Синий (Blue). Это фундамент для цифровых дисплеев: мониторов, телевизоров, телефонов.

Каждый канал имеет значение от 0 до 255. 24-битный RGB, или True Color, обеспечивает 16.7 миллиона цветов.

Красный

Значение: #FF0000

Зеленый

Значение: #00FF00

Синий

Значение: #0000FF

Модель CMYK: Субтрактивный Синтез для Печати

Голубой (Cyan)

Основной цвет в печати.

Пурпурный (Magenta)

Насыщенный оттенок.

Желтый (Yellow)

Яркий и заметный.

Черный (Key)

Для глубины и теней.

CMYK используется в полиграфии. Цвета формируются вычитанием света, а не его добавлением. Значения выражаются в процентах поглощения (0-100%). Примеры включают печать журналов и брошюр.

Модели HSV/HSL: Интуитивное Управление Цветом

Модели HSV и HSL облегчают интуитивное управление цветом. Они широко применяются в графических редакторах для удобства пользователей.

Оттенок (Hue): Угол на цветовом круге (0-360 градусов).

Насыщенность (Saturation): Чистота цвета (0-100%).

Яркость/Светлота (Value/Lightness): От черного до белого (0-100%).

Оттенок

Насыщенность

Яркость

Другие Цветовые Модели и Пространства

CIE Lab

Устройство-независимая, моделирует человеческое зрение.

YCbCr

Используется в видеокомпрессии, разделяя яркость и цветность.

Индексированные

Ограниченная палитра, например, GIF (256 цветов).

Монохромные

1-битный цвет, черно-белые изображения.

Глубина Цвета и Цветовые Палитры

1

8-бит: 256 цветов

Индексированные цвета, базовый уровень.

2

16-бит: 65,536 цветов

Высокий цвет (High Color), улучшенная детализация.

3

24-бит: 16,777,216 цветов

True Color, широкий спектр для реалистичности.

4

32-бит: 24-бит RGB + альфа-канал

Включает прозрачность для сложных изображений.

5

HDR: 10-12 бит на канал

Расширенный диапазон яркости и цветов для нового поколения.

Цветовой Охват (Gamut) и Управление Цветом

sRGB

Стандарт для веба, примерно 35% видимого спектра.

Adobe RGB

Шире охват, для профессиональной печати.

Rec. 2020

Для HDR видео, охватывает более 75% спектра.

Управление Цветом

ICC-профили согласуют цвета между устройствами.

Применение Цветовых Систем в Индустрии

Веб-дизайн

sRGB и HEX-коды для совместимости.

Полиграфия

CMYK и Pantone для точной печати.

Видеопроизводство

Rec. 709 и Rec. 2020 для стандартизации.

Разработка Игр

RGB с HDR для реалистичной графики.

Мед. Визуализация

Псевдоокрашивание для анализа данных.

Заключение: Будущее Цвета в Цифровом Мире

Понимание цветовых систем критично для качественной графики. Технологии развиваются: шире охват, новые стандарты HDR. ИИ и машинное обучение автоматизируют цветокоррекцию, генерируют палитры. Непрерывное стремление к максимально реалистичному цвету.