Цветовая модель в виде куба

Определение

Цветовая модель RGB была изначально разработана для описания цвета на цветном мониторе, но, поскольку, мониторы разных моделей и производителей различаются, были предложены несколько альтернативных цветовых пространств, соответствующих «усредненному» монитору. К таким относятся, например, sRGB и Adobe RGB.

Варианты этого цветового пространства отличаются разными оттенками основных цветов, разной цветовой температурой , разным показателем гамма-коррекции .

Представление базисных цветов RGB согласно рекомендациям ITU , в пространстве кельвинов (дневной свет)

Красный: x=0.64 y=0.33
Зелёный: x=0.29 y=0.60
Синий: x=0.15 y=0.06

Матрицы для перевода цветов между системами RGB и яркости при преобразовании изображения в чёрно-белое):

X = 0.431*R+0.342*G+0.178*B
Y = 0.222*R+0.707*G+0.071*B
Z = 0.020*R+0.130*G+0.939*B
R = 3.063*X-1.393*Y-0.476*Z
G = -0.969*X+1.876*Y+0.042*Z
B = 0.068*X-0.229*Y+1.069*Z

ПримечанияПравить

1. http://en.wikipedia.org/wiki/International_Commission_on_Illumination
2. http://en.wikipedia.org/wiki/CIE_1931_color_space
3. Noboru, Ohta; Robertson, Alan R. (2005). «3.9: Standard and Supplementary Illuminants». Colorimetry. Wiley. pp. 92–96. doi:10.1002/0470094745.ch3. ISBN 0-470-09472-9.
4. Poynton, Charles A. (2003). Digital Video and HDTV: Algorithms and Interfaces. Morgan Kaufmann. p. 224. ISBN 1-55860-792-7. «The CIE D illuminants are properly denoted with a two-digit subscript.»
5. Schanda, János (2007). «3. CIE Colorimetry». Colorimetry: Understanding the CIE System. Wiley. pp. 43, 44. doi:. ISBN 978-0-470-04904-4. «In 1967 the International Practical Temperature Scale, 1948, amended 1960 was in use. With that temperature scale c2 was 1.438×10-2m·K. In 1968, the International Practical Temperature Scale changed the value of c2 to 1.4388×10-2 m·K. Because of this fact the CCT of a daylight phase of T K on the 1948/1960 scale changed to 1.4388/1.4380×T, thus D65 with its ‘‘nominal CCT’’ has now a CCT of approximately 6504 K, and this temperature has to be set into the Equations (3.17) and (3.18) to get to the SPD as defined in 1967.»
6. CIE Technical Report (1999). . Paris: Bureau central de la CIE. ISBN 92-9034-051-7. «A method is provided for evaluating the suitability of a test source as a simulator of CIE Standard Illuminants D55, D65, or D75. The Supplement, prepared in 1999, adds the CIE Illuminant D50 to the line of illuminants where the method can be applied to. For each of these standard illuminants, spectral radiance factor data are supplied for five pairs of nonfluorescent samples that are metameric matches. The colorimetric differences of the five pairs are computed for the test illuminant; the average of these differences is taken as the visible range metamerism index and is used as a measure of the quality of the test illuminant as a simulator for nonfluorescent samples. For fluorescent samples, the quality is further assessed in terms of an ultraviolet range metamerism index, defined as the average of the colorimetric differences computed with the test illuminant for three further pairs of samples, each pair consisting of a fluorescent and a nonfluorescent sample which are metameric under the standard illuminant.»

7. «Determination of spectrum color co-ordinates for twenty seven normal observers» (1959). Optics and Spectroscopy 7: 424–428.

Глаз и Зрение
Основные разделы	Зрение,Глаз  • Анатомия глаза • Теории цветовосприятия  • Современные взгляды на цветное зрение
Зрение,Глаз	Глаз  • Глаз человека  • Зрение  • Цветное зрение  • Цветное зрение у птиц  • Эволюция цветного зрения  • Бинокулярное зрение  • Зрение в условиях слабого освещения  • Свет  • Цвет • Эффект Пуркинье  • Стереоскопия  • Зрительная система  • Зрение человека  • Дальтонизм  • Фотопигмент  • Опсины  • Зрительная кора  • Саккада  • Колориметрия  • Эффект Трослера  • Дендрит  • Денситометрия  • Денситометр
Анатомия глаза
Теории цветовосприятия

Качество градиентов и скорость отклика

Используемая 10-битная AHVA-матрица продемонстрировала идеальные тоновые переходы как во всех предустановленных режимах, так и после ручной настройки и аппаратной калибровки. Резкие переходы и паразитные оттенки отсутствуют.

Скорость отклика матрицы вполне типична для современных IPS-type-решений, однако изначальной проблемой SW2700PT являются хорошо заметные артефакты изображения при стандартных настройках AMA. При отключении разгона матрицы шлейф за движущимися объектами слегка уменьшается, а артефакты полностью исчезают. Почему это не сделали сами инженеры – остаётся загадкой.      

Модель RGB и взаимосвязь между форматами яркости и цветности

Все форматы яркость — цветность используется в различных стандартах телевидения и видео, таких как YIQ для NTSC, YUV для PAL, YDBDR для SECAM, и YPBPR для компонентного видео используют цветоразностные сигналы, с помощью которых цветные изображения RGB могут кодироваться для трансляции / записи, а затем снова декодироваться в RGB для их отображения. Эти промежуточные форматы были необходимы для совместимости с существовавшими ранее форматами черно-белого телевидения. Кроме того, для этих цветоразностных сигналов требуется меньшая полоса данных по сравнению с полными сигналами RGB.

Аналогичным образом, текущие высокоэффективные схемы сжатия данных цифрового цветного изображения , такие как JPEG и MPEG, сохраняют цвет RGB внутри в формате YCBCR, цифровой формат яркости-цветности на основе YP BPR. Использование YC BCRтакже позволяет компьютерам выполнять потерю субдискретизации с каналами цветности (обычно до соотношений 4: 2: 2 или 4: 1: 1), что снижает результирующий размер файла.

Другое использование «цветовой модели»

Модели механизма цветового зрения

Мы также используем «цветовую модель» для обозначения модели или механизма цветового зрения для объяснения того, как цветовые сигналы обрабатываются от зрительных колбочек до ганглиозных клеток. Для простоты мы называем эти модели цветными моделями механизмов. Классические цветовые модели механизма Young — Гельмгольц «s трехцветная модель и Геринг » s модель оппонента-процесс . Хотя изначально считалось, что эти две теории противоречат друг другу, позже стало понятно, что механизмы, ответственные за цветовую противоположность, получают сигналы от трех типов колбочек и обрабатывают их на более сложном уровне. Широко принятая модель называется зонной. Модель симметричной зоны, совместимая с теорией трехцветности, теорией оппонента и моделью преобразования цвета Смита, называется моделью декодирования.

Эволюция цветового зрения позвоночных

Позвоночные животные были примитивно четырехцветными . Они обладали четырьмя типами колбочек: длинными, средними, коротковолновыми и чувствительными к ультрафиолету. Сегодня рыбы, земноводные, рептилии и птицы — все четырехцветные. Плацентарные млекопитающие потеряли как средние, так и коротковолновые колбочки. Таким образом, большинство млекопитающих не имеют сложное цветовое зрения, они двухцветные , но они чувствительны к ультрафиолетовому свету, хотя они не могут видеть его цвета. Человеческое трехцветное цветовое зрение — недавняя эволюционная новинка, впервые появившаяся у общего предка приматов Старого Света. Наше трехцветное цветовое зрение развилось за счет дублирования длинноволнового чувствительного опсина , обнаруженного на Х-хромосоме. Одна из этих копий эволюционировала и стала чувствительной к зеленому свету и представляет собой опсин средней длины волны. В то же время наш коротковолновый опсин произошел от ультрафиолетового опсина наших предков позвоночных и млекопитающих.

Человек красно-зеленый цвета слепота происходит потому , что две копии красных и зеленых гены Opsin остаются в непосредственной близости от Й — хромосомы. Из-за частой рекомбинации во время мейоза эти пары генов могут легко перестраиваться, создавая версии генов, не обладающие отчетливой спектральной чувствительностью.

Цветовой куб

Цветовое пространство RGB — многомерное цветовое пространство, образуемое красной, зеленой и синей составляющими цвета.

Поскольку в модели используются независимые (чистые) цвета, её представляют в виде трёхмерной системы координат.

Три вершины цветового куба дают чистые первичные цвета, остальные три вершины куба отражают вторичные цвета: из красного и зелёного получается жёлтый цвет, из зелёного и синего — голубой, а из красного и синего — пурпурный цвет.

Первичные цвета: красный, синий, жёлтый (three ‘primary’ pigments of red, blue and yellow) называются CMY системой (Cyan, Magenta,Yellow or CMY system).

CMY цветовой пространство. Эта модель представляется в виде трёхмерной системы координат. Каждая координата представляет вклад каждой составляющей в результирующий цвет в диапазоне от нуля до максимального значения. В результате получается куб, внутри которого «находятся» все цвета, образуя CMY цветовое пространство.

Цветовой куб позволяет рассчитать максимальное количество цифровых цветов модели RGB : на каждой оси можно отложить 256 значений.

256 в кубе (2 в двадцать четвёртой степени) составляет 16 777 216 цветов.

Данное количество — теоретически возможное количество цветов, которое можно отобразить на на экране монитора.

В начале координат все составляющие равны нулю, излучение отсутствует, что соответствует точке чёрного цвета.

Точка, находящаяся в вершине куба, соответствует белому цвету: все составляющие имеют максимальное значение.

Серые оттенки представляют собой линию, соединяющую указанные две точки: чёрный и белый цвет. Этот диапазон называется серой шкалой (grayscale) . Значения всех трёх составляющих одинаковы и располагаются в диапазоне от нуля до максимального значения.

C — Cyan (Голубой), M — Magenta (Пурпурный), Y — Yellow (Жёлтый), K — Black (Чёрный). От слова «Black» была взята последняя буква. Модели RGB и CMYK связаны между собой. Однако взаимные переходы между моделями друг в друга (конвертирование) никогда не происходят без потерь.

CMYK цветовое пространство — разновидность CMY модели. Добавление чёрной краски (Cyan, Magenta, Yellow и BlacK) добавило в название четвёртую букву CMYK.

Указанная модель цветового куба построена с научной точки зрения.

Существует и художественное цветовое колесо (художественный цветовой куб). В его основу положено, что первичными цветами являются не красный, зелёный и синий, а красный жёлтый и синий.

В художественной модели диапазон цветов от красного до зелёного кажется растянутым на целую половину окружности, а диапазон от зелёного до синего, наоборот, сжат и занимает меньше места, чем на классическом (научном) цветовом колесе.

В художественной модели цвета распределяются с учётом человеческого восприятия. Некоторые художники-дизайнеры считают, что указанная схема более естественная.

Профессиональная студия веб-дизайна «Антула» предлагает создание сайта и реконструкцию сайтов: веб-дизайн и редизайн сайтов. Осуществляем Интернет-маркетинг, раскрутку сайта, поддержку сайта и оптимизацию сайта.

Цветовые модели и пространства RGB, sRGB и Adobe RGB

Без сомнений, цветовая модель RGB является одной из самых популярных, поскольку с ней приходится часто сталкиваться при работе с графическими редакторами.

Вся суть представления цвета с помощью данной модели вытекает уже из её названия – (R) Red, (G) Green и (B) Blue (красный, зелёный и синий). Для получения любого цвета, используется процесс смешивания базовых цветов модели с различной их интенсивностью.

В модели RGB яркость каждого из основных цветов определяется значением от 0 до 255 (256 градаций). Состояние, когда все три цвета содержат максимальную яркость, создает белый цвет (RGB=255,255,255), напротив, при нулевом значении для всех трёх компонентов мы получаем черный цвет. Исходя из того, что все значения могут быть только целыми, цветовая модель RGB может воспроизвести 256*256*256=16 177 216 различных цветов.

Как было сказано, если интенсивность всех трёх цветов ровна нулю, фактически, мы выключаем освещение, то получается черный цвет (RGB=0,0,0). Тут проявляется аналогия с тремя фонарями, которые освещают заданную область разными цветами, в точке пересечения световых лучей и в зависимости от интенсивности свечения, будут возникать новые цвета. Поэтому, цветовую RGB модель принято называть аддитивной (от add — добавлять, складывать), поскольку новый цвет получается путём сложения трех основных.

Аддитивная цветовая модель RGB

RGB является адаптивной цветовой моделью, и прекрасно подходит для устройств, которые изначально отображают тёмный цвет, например, телевизор или монитор, а уже CMYK адаптирована для печатных изделий. RGB модель можно прекрасно продемонстрировать в виде куба, где отдельные оси x, y и z соответствуют заданному цвету. Фактически, значение любого цвета определяется значением трёх цветовых каналов модели RGB.

К сожалению, сама модель RGB не имеет совершенной спецификации своих основных цветов — красный, зелёный и синий, поэтому возникли разновидности цветовой RGB-модели.

Другим представителем RGB модели является Adobe RGB цветовая модель, которая была создана фирмой Adobe в 1998 году. Она использует несколько другие основные цвета и благодаря этому отображает больший диапазон цветов, чем цветовая модель sRGB, особенно зеленовато-голубые цвета. Недостаток Adobe RGB состоит в том, что большинство обычных мониторов уже не могут её показать. Есть также целый ряд других разновидностей цветовых моделей RGB, которые, однако, в цифровой фотографии используются только в исключительных случаях.

RGB изображение и его три RGB компонента

Цветовое пространство модели sRGB

Огромное развитие компьютеров, мониторов и целого рядя других объектов, работающих с цветом, привело к необходимости сформировать достаточно общее, но хорошо определённое цветовое пространство. Таким образом, компании Microsoft и Hewlett-Packard определили цветовое пространство «standart RGB» (sRGB), которое стало широко используемым стандартом для различных устройств и программ, особенно для обычного домашнего и офисного использования.

Цветовое пространство sRGB прекрасно подходит для мониторов и даже цветовым фотокамерам. Вы можете быть почти уверены, что если вы получаете данные с изображением, без дополнительного описания, то эти данные находятся в цветовом пространстве sRGB. Цветовое пространство sRGB определяется тремя основными RGB цветами, белой точкой D65 и гамма-кривой.

Цветовое пространство модели Adobe RGB

Возможности цифровых камер и ряда других объектов, с точки зрения цвета, несмотря ни на что, не ограничены гаммой sRGB. Таким образом, можно в меню самой камеры установить не только sRGB, но и цветовое пространство Adobe RGB, получив тем самым больше, чем предлагает цветовая модель sRGB, особенно в области зелёного и лазурного цвета.

Тем не менее, использование Adobe RGB не может быть в целом рекомендовано, за исключением специальных приложений, когда Вы точно знаете, что делаете. Камеры ведь не дают информацию об использовании цветового пространства Adobe RGB в JPEG файле, поэтому Adobe RGB данные на мониторе или принтере часто ошибочно истолковывают как sRGB данные. В результате получаются темные и ненасыщенные кадры.

Передаточные функции

Оптико-электронная передаточная функция

Раньше V был аналоговым сигналом, но сейчас, разумеется, он имеет цифровое кодирование. Обычно разработчики игр редко сталкиваются с OETF. Один из примеров, в котором функция будет важна: необходимость сочетания в игре видеозаписи с компьютерной графикой. В этом случае необходимо знать, с какой OETF было записано видео, чтобы восстановить линейный свет и правильно смешать его с компьютерным изображением.

Электронно-оптическая передаточная функция

Эта функция более важна для разработчиков игр, потому что она определяет, как созданный ими контент будет отображаться экранах телевизоров и мониторов пользователей.

Отношение между EOTF и OETF

• Захват данных сцены
• Инвертирование OETF для восстановления значений линейного освещения
• Цветокоррекция
• Мастеринг под различные целевые форматы (DCI-P3, Rec. 709, HDR10, Dolby Vision и т.д.):
  • Уменьшение динамического диапазона материала для соответствия динамическому диапазону целевого формата (тональная компрессия)
  • Преобразование в цветовой пространство целевого формата
  • Инвертирование EOTF для материала (при использовании EOTF в устройстве отображения изображение восстанавливается как нужно).

До текущего момента стандартный техпроцесс игры выглядел следующим образом:

• Рендеринг
• Буфер кадра HDR
• Тональная коррекция
• Инвертирование EOTF для предполагаемого устройства отображения (обычно sRGB)
• Цветокоррекция

Стандартный рабочий процесс цветокоррекции SDR (изображение принадлежит Джонатану Блоу (Jonathan Blow))

После внедрения HDR большинство игр начало двигаться к техпроцессу, похожему на используемый в производстве фильмов. Даже при отсутствии HDR схожий с кинематографическим техпроцесс позволял оптимизировать работу. Выполнение цветокоррекции в HDR означает, что у вас есть целый динамический диапазон сцены. Кроме того, становятся возможными некоторые эффекты, которые раньше были недоступны.

Теперь мы готовы рассмотреть различные стандарты, используемые в настоящее время для описания форматов телевизоров.

Плюсы и минусы дома-студии

Даже в идеальных, на первый взгляд, строениях могут быть незначительные минусы. Следует рассмотреть сначала положительные стороны, так как их, несомненно, больше. Плюсы:

Совет: Для того чтобы запах из кухни не распространялся по столовой или гостиной, следует изначально позаботиться о приобретении вытяжки с высокой мощностью. Дом-студия — это проекты, которые можно реализовывать в любом архитектурном стиле дома, в независимости от его планировки. С помощью проектирования можно равноценно объединить несколько комнат и сделать одну просторную и максимум функциональную. Видео подборка проектов домов студий. Однако, студия как частный дом, смотрится совершеннее с большими витражами, пропускающими много света в помещение, с квадратной формой фасадных стен и . Все эти факторы добавляют дому-студии стиля и некой необычности, что и делает его столь желанным и востребованным для строительства. Для полноценного и законченного проекта следует учитывать , который будет сочетаться с домом. Обычно, это классический газон и бордюрная изгородь, которая разделяет зоны в саду.

Аддитивные цвета

красныйоранжевыйжелтыйшартреззеленыйвесеннийголубойлазурныйсинийфиолетовыйпурпурныйрозовый

Чтобы сформировать цвет с помощью RGB, необходимо наложить три световых луча (один красный, один зеленый и один синий) (например, излучением от черного экрана или отражением от белый экран). Каждый из трех лучей называется компонентом этого цвета, и каждый из них может иметь произвольную интенсивность в смеси от полностью выключенного до полностью включенного.

Цветовая модель RGB является аддитивной в том смысле, что три световых луча складываются вместе, а их световые спектры добавляют длину волны к длине волны, чтобы получить окончательный цветовой спектр. Это по существу противоположно модели субтрактивного цвета, особенно цветовой модели CMY, которая применяется к краскам, чернилам, красителям и другим веществам, цвет которых зависит от отражения света, под которым мы увидеть их. Благодаря своим свойствам эти три цвета создают белый цвет, что резко контрастирует с физическими цветами, такими как красители, которые при смешивании создают черный цвет.

Нулевая интенсивность для каждого компонента дает самый темный цвет (без света, считается черным), а полная интенсивность каждого дает белый ; качество этого белого цвета зависит от природы основных источников света, но если они правильно сбалансированы, результатом будет нейтральный белый, соответствующий точке белого системы. Когда интенсивности для всех компонентов одинаковы, в результате получается оттенок серого, более темный или светлый в зависимости от интенсивности. Когда интенсивности различаются, результатом является окрашенный оттенок, более или менее насыщенный в зависимости от разницы между самой сильной и самой слабой интенсивностями используемых основных цветов.

Когда один из компонентов имеет самую высокую интенсивность, цвет представляет собой оттенок, близкий к этому основному цвету (красный, зеленый или синий), и когда два компонента имеют одинаковую максимальную интенсивность, тогда цвет является оттенком вторичного цвета (оттенок голубой, пурпурный или желтый ). Вторичный цвет образуется суммой двух основных цветов равной интенсивности: голубой — зеленый + синий, пурпурный — синий + красный и желтый — красный + зеленый. Смешивание вторичных цветов приведет к получению светлых версий их общего основного цвета: пурпурный + желтый — светло-красный, желтый + голубой — светло-зеленый, а голубой + пурпурный — светло-голубой. Каждый вторичный цвет является дополнением одного основного цвета: голубой дополняет красный, пурпурный — зеленый, а желтый — синий. Когда основной и дополнительный вторичный цвета складываются вместе, результирующий цвет будет очень светлой версией смешанного основного цвета: красный + голубой дает очень светло-красный, зеленый + пурпурный дает очень светло-зеленый, а синий + желтый результаты в очень голубой. Когда все основные цвета смешиваются с одинаковой интенсивностью, получается белый цвет.

Цветовая модель RGB сама по себе не определяет колориметрически, что подразумевается под красным, зеленым и синим, поэтому результаты их смешивания указываются не как абсолютные, а относительно первичного цвета. Когда точные цветности красного, зеленого и синего основных цветов определены, цветовая модель становится абсолютным цветовым пространством, например sRGB или Adobe RGB ; см. Цветовые пространства RGB для получения дополнительной информации.

Цветовые системы

Существуют различные типы цветовых систем, которые классифицируют цвета и анализируют их эффекты. Американская система цветов Манселла, разработанная Альбертом Х. Манселлом, является известной классификацией, которая объединяет различные цвета в одно цветное твердое тело на основе оттенка, насыщенности и значения. Другие важные цветовые системы включают в себя шведскую систему Natural Color (NCS), в Оптического общества Америки «s Uniform Color Space (OSA-UCS), и венгерский Coloroid систему , разработанную Antal Nemcsics из Будапештского университета технологии и экономики . Из них NCS основан на цветовой модели процесса оппонента , в то время как Munsell, OSA-UCS и Coloroid пытаются смоделировать однородность цвета. Американские коммерческие системы подбора цветов Pantone и German RAL отличаются от предыдущих тем, что их цветовые пространства не основаны на базовой цветовой модели.

Цветовая модель RGB

RGB (аббревиатура английских слов Red, Green, Blue — красный, зелёный, синий) — аддитивная цветовая модель, описывающая способ синтеза цвета. В российской традиции иногда обозначается как КЗС.

Выбор основных цветов обусловлен особенностями физиологии восприятия цвета сетчаткой человеческого глаза. Цветовая модель RGB нашла широкое применение в технике.

Аддитивной она называется потому, что цвета получаются путём добавления (англ. addition ) к черному. Иначе говоря, если цвет экрана, освещённого цветным прожектором, обозначается в RGB как (r₁, g₁, b₁), а цвет того же экрана, освещенного другим прожектором, — (r₂, g₂, b₂), то при освещении двумя прожекторами цвет экрана будет обозначаться как (r₁+r₂, g₁+g₂, b₁+b₂).

Изображение в данной цветовой модели состоит из трёх каналов. При смешении основных цветов (основными цветами считаются красный, зелёный и синий) — например, синего (B) и красного (R), мы получаем пурпурный (M magenta), при смешении зеленого (G) и красного (R) — жёлтый (Y yellow), при смешении зеленого (G) и синего (B) — циановый (С cyan). При смешении всех трёх цветовых компонентов мы получаем белый цвет (W).

В телевизорах и мониторах применяются три электронные пушки (светодиода, светофильтра) для красного, зеленого и синего каналов.

Цветовая модель RGB имеет по многим тонам цвета более широкий цветовой охват (может представить более насыщенные цвета), чем типичный охват цветов

Цветовая модель RGB. Кодирование цвета

Интенсивность каждой из перечисленных
составляющих RGBможет варьировать от 0 до 255,
образуя разные цвета и, обеспечивая доступ ко всем 256*256*256=16777216
оттенков.

Все цвета, входящие в данную цветовую модель,
можно представить в виде куба. Если принять макс. излучение каждого люминофора
за единицу и отложить их по осям X,
Y
и Z в декартовой системе координат,
то получится графическая интерпретация рассматриваемого цветового пространства.
Причем в точке, где все величины равны нулю, будет – черный цвет, там же, где
все они будут принимать максимальное значение, — белый (рис. 4).

Рис. 4.
Цветовой куб модели RGB

Главная диагональ такого куба, проходящая от
черного (0, 0, 0) к белому (1, 1, 1) цвету, называется ахроматической осью
или шкалой яркости. На ней лежат цвета с одинаковым количеством каждого
компонента, поэтому они являются оттенками серого.

Модель RGB называется аддитивной.
При увеличении яркости отдельных составляющих увеличивается и яркость
результирующего цвета.

При смешении всех трех цветов с максимальной
интенсивностью получается белый цвет (рис. 4), при отсутствии всех цветов
– черный.

Каждому цвету можно сопоставить код, который
содержит значения яркости трех составляющих. Используются десятичное и
шестнадцатеричное представления кода.

Рис. 5.
Комбинации базовых цветов модели RGB

Десятичное представление — это тройка десятичных
чисел, разделенных запятыми. Первое число соответствует яркости красной
составляющей, второе — зеленой, а третье — синей. Код цвета в шестнадцатеричном
представлении имеет вид 0хХХХХХХ. Префикс 0х указывает на шестнадцатеричное
число. За префиксом следуют шесть шестнадцатеричных цифр (0, 1, 2,…,9, А, В,
С, D, E, F). Первые две цифры — шестнадцатеричное число, представляющее яркость
красной составляющей, вторая и третья пары соответствуют яркости зеленой и синей
составляющих.

Если все составляющие имеют максимальную яркость
(255,255,255 — в десятичном представлении; 0xFFFFFF — в шестнадцатеричном
представлении), то получается белый цвет. Минимальная яркость (0,0,0 или
0x000000) соответствует черному цвету. Смешение красного, зеленого и синего
цветов с различными, но одинаковыми яркостями дает шкалу из 256 оттенков
(градаций) серого цвета — от черного до белого.

При наложении отдельных каналов результат
получается не совсем такой, как если бы смешивались краски. Базовые цвета
смешиваются следующим образом:

ØКрасный и зеленый — при
максимальной яркости дают желтый цвет. Уменьшение яркости красного изменяет
результирующий цвет в сторону зеленоватого, а уменьшение яркости зеленого делает
цвет оранжевым.

ØЗеленый и синий — при максимальной
яркости дают голубой. Изменяя пропорцию яркостей можно получить 65 000 оттенков
голубого, от небесного до темно-синего.

ØКрасный и синий — при максимальной
яркости дают пурпурный или фиолетовый. Уменьшение яркости синего сдвигает цвет в
сторону розового, а уменьшение красного — в сторону пурпурного.

Так как яркость каждой из базовых составляющих
цвета может принимать только 256 целочисленных значений, каждое значение можно
представить 8-разрядным двоичным числом (последовательностью из 8 нулей и
единиц, 256 = 28) или, одним байтом. Каждый разряд в байте
называется битом (двоичной единицей или нулем). Таким образом, в модели
RGB информация о каждом цвете требует 3 байта (по одному байту на каждый базовый
цвет) или 24 бита памяти для хранения. Поскольку все оттенки серого цвета
образуются смешением трех составляющих одинаковой яркости, то для представления
любого из 256 оттенков серого требуется лишь 1 байт.

Цветовое пространство CIE XYZ

Цветовое пространство XYZ — это эталонная цветовая модель, заданная в строгом математическом смысле организацией CIE (International Commission on Illumination — Международная комиссия по освещению) в 1931 году. Модель XYZ является мастер-моделью практически всех остальных цветовых моделей, используемых в технических областях.

Функции цветового соответствия

Являясь трихроматом, человек имеет три типа светочувствительных детекторов или, другими словами, зрение человека трёхкомпонентно
. Каждый тип детекторов (колбочек) имеет различающуюся чувствительность к разным длинам волн спектра, что описывается функцией спектральной чувствительности (которая напрямую определяется видом конкретных молекул фотопсинов , используемых данным типом колбочек). Можно сказать, что глаз, как детектор, выдает три вида сигнала (нервные импульсы). С математической точки зрения, из спектра (описываемого бесконечномерным вектором) путём умножения на функции спектральной чувствительности колбочек получается трёхкомпонентный вектор, описывающий детектируемый глазом цвет. В колориметрии данные функции принято называть функциями цветового соответствия
(англ. color matching functions

).

Эксперименты, проведённые Дэвидом Райтом (англ. David Wright

) и Джоном Гилдом (англ. John Guild

) в конце 1920-х и начале 1930-х годов, послужили основой для определения функций цветового соответствия. Изначально функции цветового соответствия были определены для 2-градусного поля зрения (использовался соответствующий колориметр). В 1964 году комитет CIE опубликовал дополнительные данные для 10-градусного поля зрения.

При этом в определении кривых модели XYZ заложен фактор своевольности — форма каждой кривой может быть измерена с достаточной точностью, однако кривая суммарной интенсивности (или сумма всех трёх кривых) заключает в своём определении субъективный момент, при котором реципиента просят определить, имеют ли два источника света одинаковую яркость, даже если эти источники абсолютно разного цвета. Также, имеется произвольность относительной нормировки кривых X, Y и Z, поскольку можно предложить альтернативную работающую модель, в которой кривая чувствительности X имеет двукратно усиленную амплитуду. При этом цветовое пространство будет иметь иную форму. Кривые X, Y и Z в модели CIE XYZ 1931 и 1964 были выбраны таким образом, чтобы площади поверхности под каждой кривой были равны между собой.

Хроматические координаты Yxy

На рисунке справа представлена классическая хроматическая диаграмма модели XYZ с длинами волн цветов. Значения x
и y
в ней соответствуют X, Y и Z согласно следующим формулам:

x
X/
X
Y
Z
y
Y/
X
Y
Z

В математическом смысле данную хроматическую диаграмму можно представить как подобласть действительной проективной плоскости , при этом x
и y
будут являться проективными координатами цветов. Данное представление позволяет задавать значение цвета через светлоту
Y (англ. luminance

) и две координаты x
, y
. Однако светлота Y в модели XYZ и Yxy — это не то же самое, что яркость Y в модели YUV или YCbCr .

Обычно диаграмма Yxy используется для иллюстрации характеристик гамутов различных устройств воспроизведения цвета — дисплеев и принтеров. Конкретный гамут обычно имеет вид треугольника, углы которого образованы точками основных
, или первичных
, цветов. Внутренняя область гамута описывает все цвета, которые способно воспроизвести данное устройство.

Особенности цветного зрения

Значения X
, Y
и Z
получаются путём умножения физического спектра излучения на функции цветового соответствия. Синяя и красная часть спектра оказывают меньшее влияние на воспринимаемую яркость, что может быть продемонстрировано на примере:

red КРАСНЫЙ

green ЗЕЛЁНЫЙ

blue СИНИЙ

yellow КРАСНЫЙ +ЗЕЛЁНЫЙ

aqua/cyan ЗЕЛЁНЫЙ +СИНИЙ

fuchsia/magenta КРАСНЫЙ +СИНИЙ

black ЧЁРНЫЙ

white КРАСНЫЙ +ЗЕЛЁНЫЙ +СИНИЙ

Для среднестатистического человека, имеющего нормальное цветовое зрение, зелёный будет восприниматься ярче синего. В то же время, хотя чистый синий цвет воспринимается как очень неяркий (если рассматривать надпись синего цвета с большого расстояния, то её цвет будет трудно отличить от чёрного), в смеси с зелёным или красным воспринимаемая яркость значительно повышается.

При определённых формах дальтонизма зелёный цвет может восприниматься эквивалентно-ярким синему, а красный как очень тёмный, либо вообще как неразличимый. Люди с дихромией
— нарушением восприятия красного, например, не способны видеть красный сигнал светофора при ярком солнечном дневном свете. При дейтеранопии
— нарушении восприятия зелёного, в ночных условиях зелёный сигнал светофора становится неотличимым от света уличных фонарей.