Автор конспекта:
Автор(ы): — Минигалиева Л.Н. Мамин Владислав
Место работы, должность: —
МКОУ Кочневская СОШ, Камышловский район, Свердловская область.
Учитель информатики.
Ученик 9 класса.
Регион: — Свердловская область
Характеристика конспекта:
Уровни образования: — среднее (полное) общее образование
Класс(ы): — 9 класс
Класс(ы): — 10 класс
Класс(ы): — 11 класс
Предмет(ы): — Изобразительное искусство
Предмет(ы): — Информатика и ИКТ
Целевая аудитория: — Педагог дополнительного образования
Целевая аудитория: — Учитель (преподаватель)
Ресурс для профильной школы: — Ресурс для профильной школы
Тип ресурса: — проект
Краткое описание ресурса: —
Исследовательский проект ученика 9 класса.
Введение
Я недавно заказал в фотоателье фотографии. Я был удивлён, что изображение на фотографии значительно отличалось от изображении на экране монитора. Немного позднее в кабинете информатики я увидел, что старшеклассники изучают тему «Цветовые модели». Я был вдвойне удивлён, когда учитель информатики, Людмила Николаевна, рассказывала старшеклассникам: "Основные цвета, — красный, зеленый и синий, их смешением получаются все остальные". Учитель ИЗО, Светлана Михайловна, нас учила (да и по опыту мы знали), что три основных цвета — это красный, синий и желтый, именно их смешением получаются все остальные.
Я решил выяснить, в чем же дело. Я обратился за помощью к Людмиле Николаевне. Она мне сказала, что причина в разных цветовых моделях.
Я поставил перед собой цель:
— узнать, какие цветовые модели существуют, чем они отличаются и где используются.
Задачи:
— изучить теоретический материал о цветовых моделях;
— проверить на практике основные положения теории;
— наметить план дальнейшего изучения теории цвета.
1. 1. Свет излучаемый и отражаемый
Человеческий разум на протяжении многих столетий придумывал различные цветовые модели. Уже более трехсот лет назад английский физик Исаак Ньютон открыл, что свет, кажущийся бесцветным, можно с помощью куска стекла (призмы) разложить на множество лучей различного цвета.
Количество цветов, вообще говоря, бесконечно. Существует, к примеру, стереотип: семь цветов радуги; однако в радуге содержатся ВСЕ цвета.
Цвета переходят друг в друга, смешиваются и порождают новые. Белый цвет является смешением всех цветов – на них-то белый свет солнца и разлагается в радуге. Существуют так называемые дополнительные цвета – именно их мы видим на цветной негативной плёнке вместо настоящих; если направить на одно и то же место два луча дополнительных цветов, мы получим нейтральный белый – они дополнят друг друга до белого.
Способности различных устройств, мониторов ли, принтеров ли, воспроизводить цвет ограничены их техническим устройством. Есть некоторые цвета, которые можно напечатать, но трудно воспроизвести на мониторе, однако, чаще всего происходит наоборот – цвет можно показать на мониторе, но нельзя точно напечатать, к примеру, очень многие оттенки голубого цвета и синего. Ну и, конечно, сам человеческий глаз некоторые цвета воспринимает лучше других. Чтобы учесть все ньюансы, придумали различные цветовые модели. При отображении изображения на мониторах используется цветовая модель RGB, в полиграфии чаще всего применяют модель CMYK.
Некоторые предметы мы видим потому, что они излучают свет, а другие — потому, что они его отражают. Когда предметы излучают свет, они приобретают тот цвет, который мы видим. Когда они отражают свет (бумага, например), их цвет определяется цветом падающего на них света и цветом, который эти объекты отражают.
Таким образом, излучаемый свет — это свет, выходящий из активного источника: солнца, лампочки, экрана монитора; отраженный свет — это свет, "отскочивший" от поверхности объекта. Именно его вы видите, когда смотрите на какой-либо предмет, не излучающий собственного света.
Излучаемый свет может содержать все цвета (белый свет), любую их комбинацию или только один цвет. Излучаемый свет, идущий непосредственно из источника к вашему глазу, сохраняет в себе все цвета, из которых он был создан. Некоторые волны отраженного света поглощаются объектом отражения, поэтому доходят до нас и воспринимаются глазом только непоглощённые, отраженные волны.
Белый листок бумаги выглядит белым потому, что он отражает все цвета в белом свете и ни один не поглощает. Если вы осветите его синим светом, бумага будет выглядеть синей. Если вы осветите белым светом листок красной бумаги, бумага будет выглядеть красной, так как она поглощает все цвета, кроме красного. Что произойдет, если осветить красную бумагу синим светом? Бумага будет выглядеть черной, потому что синий цвет, падающий на нее, она не отражает.
Отражение и излучение света оставалось не более чем любопытной темой до появления компьютерной обработки цветных изображений. Противоположные способы представления цвета мониторов и принтеров являются основной причиной искажения экранных цветов при печати. Для того, чтобы получать предсказуемые результаты на экране и печати нужно хорошо представлять работу двух противоположных систем описания цвета в компьютере: аддитивной и субтрактивной.
1.2. Аддитивные и субтрактивные цвета
Аддитивный цвет(от англ. add — добавлять, складывать) получается при соединении лучей света разных цветов. В этой системе отсутствие всех цветов представляет собой черный цвет, а присутствие всех цветов — белый. Система аддитивных цветов работает с излучаемым светом, например, от монитора компьютера.
В этой системе используются три основных цвета: красный, зеленый и синий (RGB). Если их смешать друг с другом в равной пропорции, они образуют белый цвет, а при смешивании в разных пропорциях — любой другой.
В системе субтрактивных цветов (от англ. subtract — вычитать) происходит обратный процесс: вы получаете какой-либо цвет, вычитая другие цвета из общего луча отраженного света. В этой системе белый цвет появляется в результате отсутствия всех цветов, тогда как их присутствие дает черный цвет.Система субтрактивных цветов работает с отраженным светом, например, от листа бумаги. Белая бумага отражает все цвета, окрашенная — некоторые поглощает, а остальные отражает.
В системе субтрактивных цветов основными являются голубой, пурпурный и желтый цвета (CMY) — противоположные красному, зеленому и синему. Когда эти цвета смешиваются на белой бумаге в равной пропорции, получается черный цвет. Вернее, предполагается, что должен получиться черный цвет. В действительности типографские краски поглощают свет не полностью и поэтому комбинация трех основных цветов выглядит темно-коричневой. Чтобы исправить возникающую неточность, для представления тонов истинно черного принтеры добавляют немного черной краски. Систему цветов, основанную на таком процессе четырехцветной печати, принято обозначать аббревиатурой CMYK.
1.3. Цветовая модель RGB
Монитор компьютера создает цвет непосредственно излучением света и использует, таким образом, систему цветов RGB. Поверхность монитора состоит из мельчайших точек (пикселов) красного, зеленого и синего цветов. Модель RGB
Эта модель описывает излучаемые цвета. Она основана на трех основных (базовых) цветах: красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue). Модель RGB образована от английских и немецких слов: red, rot -красный, green, gran — зеленый, blue, blau — синий, голубой. Остальные цвета получаются сочетанием базовых. Цвета такого смешанного типа называются аддитивными.
Система RGB адекватна цветовому восприятию человеческого глаза, рецепторы которого тоже настроены на красный, зеленый и синий цвета. Остальные цвета воспринимаются как смешение трех основных цветов в различных пропорциях.
Сочетание зеленого и красного дает желтый цвет, сочетание зеленого и синего — голубой, а сочетание всех трех цветов — белый. Можно подсчитать, что в модели RGB содержится 16 777 216 цветов.
Итак, в соответствии с формулой RGB каждый цвет представлен смешением красного, зелёного и синего с разной яркостью и в разных пропорциях. 256 степеней яркости каждого из них в сумме дают почти 17 миллионов вариантов цветов, покрывая практически весь спектр, который может различить человеческий глаз, и куда более широкий, чем спектр цветов, которые может показать монитор компьютера или напечатать печатающее устройство.
Лампа сканера светит на поверхность захватываемого изображения (или сквозь слайд); отраженный или прошедший через слайд свет, с помощью системы зеркал, попадает на чувствительные датчики, которые передают данные в компьютер так же в системе RGB. Система RGB адекватна цветовому восприятию человеческого глаза, рецепторы которого тоже настроены на красный, зеленый и синий цвета.
1.4. Цветовая модель CMYK
Система цветов CMYK была широко известна задолго до того, как компьютеры стали использоваться для создания графических изображений. Триада основных печатных цветов: голубой, пурпурный и желтый (CMY, без черного) является, по сути, наследником трех основных цветов живописи (синего, красного и желтого). Изменение оттенка первых двух связано с отличным от художественных химическим составом печатных красок, но принцип смешения тот же самый. И художественные, и печатные краски, несмотря на провозглашаемую самодостаточность, не могут дать очень многих оттенков. Поэтому художники используют дополнительные краски на основе чистых пигментов, а печатники добавляют, как минимум, черную краску.
Система CMYK создана и используется для печати. Все файлы, предназначенные для вывода в типографии , должны быть конвертированы в CMYK. Этот процесс называется цветоделением. Модель CMYK
Рассмотренная в предыдущем разделе модель RGB хорошо описывает цвета, получаемые в результате смешения лучей света различной окраски. Таким образом, она годится для предсказания цветов, видимых на мониторе, а также получающихся при сканировании изображений, но не подходит для печатающих устройств. На бумаге краски смешиваются по-иному: смешение всех цветов даст не белый, а чёрный.
Цветовая модель CMYK является одной из самых популярных моделей, базирующихся на четырех основных цветах принтера. Она является естественным развитием цветовой модели CMY, к которой добавлен черный компонент цвета для получения при печати действительно черного цвета. В этом случае воспроизведение цветов достигается путем смешивания четырех составляющих: Cyan (Голубая), Magenta (Пурпурная), Yellow (Желтая), blасК (Черная). Интенсивность каждого компонента цвета может изменяться от 0 до 100%. В аббревиатуре этой модели используется буква К для того, чтобы избежать путаницы, поскольку в английском языке с буквы В начинается не только слово Black (Черный), но и слово Blue (Синий).
Есть мнение, что на самом деле CMYK расшифровывается как cyan, magenta, yellow, key color. Причем key color (ключевой цвет) может быть любым: черным, а при желании, к примеру, серебряным.
Таким образом, модель CMYK является четырехканальной. В этом заключается еще одно ее отличие от RGB. Печатающее устройство наносит на бумагу мельчайшие частицы краски, чаще всего одного из четырёх цветов CMYK, и в зависимости от размера и плотности капель каждого цвета мы видим разные цвета и их оттенки.
Цветовая модель CMYK описывает поглощаемые цвета. Цвета, которые используют белый свет, вычитая из него определенные участки спектра, называются субтрактивными (вычитаемыми). Именно такие цвета и применяются в модели CMYK. Они получаются путем вычитания из белого аддитивных цветов модели RGB. Голубой цвет получается путем вычитания из белого — красного цвета, пурпурный — зеленого, желтый — синего. Если страница, напечатанная в цвете, освещается белым светом, часть света отражается, а часть поглощается красящими пигментами (типографскими красками), при этом глаз воспринимает сочетание основных цветов, которые отражены, а не поглощены. Не весь цвет отражается, часть его все же поглощается пигментом, поэтому отпечатанное на принтере изображение получается менее ярким, чем отображаемое монитором.
1.5. Цветовые модели HSB и HSL
Системы цветов RGB и CMYK базируются на ограничениях, накладываемых аппаратным обеспечением (мониторами и сканерами в случае с RGB и типографскими красками в случае с CMYK). Более интуитивным способом описания цвета является представление его в виде тона, насыщенности и яркости — система HSB. Она же известна как система HSL (тон, насыщенность, освещенность).
Тон представляет собой конкретный оттенок цвета на цветовом круге, отличный от других: красный, зеленый, голубой и т. п. Насыщенность цвета характеризует его относительную интенсивность (или чистоту). Уменьшая насыщенность, например, красного, мы делаем его более пастельным, приближаем к серому. Яркость (или освещенность) цвета показывает величину затемнения или осветления исходного оттенка.
Модель HSB (Hue Saturation Brightness = Тон Насыщенность Яркость) построена на основе субъективного восприятия цвета человеком. Предложена в 1978 году. Эта модель тоже основана на цветах модели RGB, но любой цвет в ней определяется своим цветом (тоном), насыщенностью (то есть добавлением к нему белой краски) и яркостью (то есть добавлением к нему черной краски). Эта модель аппаратно-зависимая и не соответствует восприятию человеческого глаза, так как глаз воспринимает спектральные цвета как цвета с разной яркостью (синий кажется более темным, чем красный), а в модели HSB им всем приписывается яркость 100%. Модель является аппаратно-зависимой.
Система HSB имеет перед другими системами важное преимущество: она больше соответствует природе цвета, хорошо согласуется с моделью восприятия цвета человеком. Многие оттенки можно быстро и удобно получить в HSB, конвертировав затем в RGB или CMYK, доработав в последнем случае, если цвет был искажен.
1.6. Что делать, если Вас не устраивает несоответствие цветов распечатанных фотографий отображаемым на экране монитора?
Огненно-красное солнце медленно погружается в море, небо пылает, меняясь в цвете от желтого до пурпурного… Чтобы сохранить в памяти чудесное мгновение летнего отпуска, вы быстро делаете снимок. Но при просмотре фотографий на домашнем мониторе оказывается, что от богатства красок не осталось и следа: небо – всего лишь в тонах желтого, да красный солнечный диск, а на распечатанной фотографии у снимка, ко всему прочему, появился еще и зеленоватый оттенок. С подобными «чудесными» превращениями не раз сталкивался каждый фотограф-любитель. Причина в том, что каждый монитор и каждый принтер воспроизводят цвета по-разному. Даже два устройства одинаковой модели имеют разную цветопередачу. Во избежание подобных «сюрпризов» необходимо выполнить калибровку, соответствующим образом настроив отображение цветов на мониторе или принтере.
Не стоит пенять на несовершенство техники: просто ей требуется настройка.
2. Практическая часть.
После знакомства с теорией я решил провести некоторые исследования с целью на практике убедиться в верности выкладок.
1. Исследование цветовой модели RGB.
Я в программе текстовый редактор Word попытался «смешать» три основных цвета цветовой модели RGB. Я получил интересный результат:
сочетание зеленого и красного дает желтый цвет, сочетание зеленого и синего — голубой, сочетание красного и синего – пурпурный, а цвета: голубой, желтый, пурпурный – лежат в основе цветовой модели CMY (CMYK).
Оказывается, эти модели связаны между собой!
2. Я вспомнил уроки ИЗО. Решил, используя базовые цвета цветовой модели CMY, получить базовые цвета цветовой модели RGB. Мне пришлось взять в руки краски, кисточку и бумагу. Получилось!
3. Третий опыт я сделал с помощью программы графический редактор Paint.
Существуют так называемые дополнительные цвета – именно их мы видим на цветной негативной плёнке вместо настоящих.
Именно такие цвета и применяются в модели CMYK. Они получаются путем вычитания из белого аддитивных цветов модели RGB. Голубой цвет получается путем
вычитания из белого — красного цвета, пурпурный — зеленого, желтый — синего.
Я открыл фотографию с помощью графического редактора и обратил цвета.
Я убедился в том, что действительно цвета: голубой, пурпурный и желтый являются дополнительными цветами для цветов: красного цвета, зеленого и синего.
Заключение
Интересно получилось: началось всё с фотографий, а получился, хоть небольшой, но значимый для меня проект! Я довольно уверенно работаю на компьютере, а о цветовых моделях не знал. К сожалению, у меня нет принтера, но в школе в музее я видел, что в принтере четыре картриджа: чёрный, голубой, пурпурный и желтый. Сейчас-то я понимаю, почему такие цвета, а раньше мне они казались бледными.
Теперь я понял, что многое влияет на качество печати:
— условия съемки;
— технические различия мониторов и принтеров (получение изображения из цветовой модели RGB в систему CMYK неизбежно приводит к появлению заметных цветовых искажений);
— разница в настройках цвета (для некоторых из них более важны яркость и насыщенность цветов –в компьютерных играх, в других важна яркость, одни принтеры настроены для печати фотографий, другие больше подходят для вывода на бумагу документов);
— редактирование оригинального изображения с помощью графического редактора (происходит изменение оригинала: при неправильно настроенном мониторе изображение выглядит на экране хорошо, но после печати фотография может измениться буквально до неузнаваемости);
— настройка монитора;
— погрешность электроники.
— бумага и чернила (специальные фоточернила и глянцевая фотобумага, по сравнению с матовой офисной бумагой и обычными чернилами, обеспечивают совершенно иное качество отпечатков).
Для профессиональной настройки используют калибраторы мониторов и калибраторы принтеров.
Какие еще устройства можно откалибровать
Кроме мониторов и принтеров, откалибровать можно телевизоры, проекторы, сканеры и цифровые фотоаппараты.
Я планирую заняться обработкой изображений. Я уже умею обрабатывать рисунки и фотографии с помощью программы графический редактор Paintи программы Microsoft Office Picture Manager. Меня интересует программа Photoshop. Я надеюсь, что с помощью учителя информатики освою Photoshop.
Файлы: Цветовые модели.ppt
Размер файла: 1449472 байт.