| Unterrichtsplanung für das Schuljahr (nach dem Lehrbuch von N.D. Ugrinovich) | Farbpaletten in den Farbwiedergabesystemen RGB, CMYK und HSB

Lektion 12
Farbpaletten in den Farbwiedergabesystemen RGB, CMYK und HSB

§ 2.2.3. Farbpaletten in den Farbwiedergabesystemen RGB, CMYK und HSB

2.2.3. Farbpaletten in den Farbwiedergabesystemen RGB, CMYK und HSB

Weißes Licht kann mit optischen Instrumenten wie einem Prisma oder Wassertropfen in der Atmosphäre (Regenbogen) in verschiedene Farben des Spektrums zerlegt werden: Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett (Abb. 2.4).

Reis. 2.4. Zerlegung von weißem Licht in ein Spektrum

Es gibt einen bekannten Satz, der Ihnen hilft, sich die Abfolge der Farben im sichtbaren Lichtspektrum leicht zu merken: « Jeden Jäger wünscht sich wissen , Wo sitzt Fasan ».

Der Mensch nimmt Licht über Farbrezeptoren, die sogenannten Zapfen, wahr, die sich auf der Netzhaut des Auges befinden. Die Zapfen reagieren am empfindlichsten auf die Farben Rot, Grün und Blau, die Grundfarben der menschlichen Wahrnehmung. Die Summe der Farben Rot, Grün und Blau wird vom Menschen als Weiß wahrgenommen, ihr Fehlen als Schwarz und ihre verschiedenen Kombinationen als zahlreiche Farbnuancen.

Farbpalette im RGB-Farbwiedergabesystem. Auf einem Bildschirm nimmt der Mensch Farbe als die Summe der Strahlung der drei Grundfarben Rot, Grün und Blau wahr. Dieses Farbwiedergabesystem wird RGB genannt, nach den Anfangsbuchstaben der englischen Farbnamen ( Rot, - Rot, Grün - Grün, Blau - Blau).

Farben in der Palette RGB entstehen durch die Zugabe von Grundfarben, die jeweils unterschiedliche Intensitäten haben können.

Die Farbe der Farbpalette kann mithilfe der Formel ermittelt werden (2.1).

Bei minimaler Intensität aller Grundfarben erhält man Schwarz, bei maximaler Intensität Weiß. Die maximale Intensität einer Farbe und die minimale der anderen beiden sind Rot, Grün und Blau. Die Überlagerung der Farben Grün und Blau bildet Cyan (Cyan), die Überlagerung der Farben Rot und Grün bildet Gelb (Gelb), die Überlagerung der Farben Rot und Blau bildet Magenta (Magenta) (Tabelle 2.4).

Tabelle 2.4. Bildung von Farben im RGB-Farbwiedergabesystem

Im RGB-Farbwiedergabesystem wird die Farbpalette durch die Addition von Rot, Grün und Blau gebildet.

Bei einer Farbtiefe von 24 Bit sind für die Kodierung jeder Grundfarbe 8 Bit vorgesehen. In diesem Fall sind für jede Farbe N = 2 · 8 = 256 Intensitätsstufen möglich. Intensitätsstufen werden in dezimalen (von Minimum – 0 bis Maximum – 255) oder binären (von 00000000 bis 11111111) Codes angegeben (Tabelle 2.5).

Farbpalette im CMYK-Farbwiedergabesystem. Beim Drucken von Bildern auf Druckern wird die Farbpalette im System verwendet CMY. Die Hauptfarben darin sind Cyan – Blau, Magenta – Lila und Gelb – Gelb.

Farben in der CMY-Palette werden durch Auftragen von Grundfarben gebildet. Die Farbe der Farbpalette kann mithilfe der Formel (2.2) bestimmt werden, in der die Intensität jeder Farbe in Prozent angegeben wird:

Ein Mensch nimmt im reflektierten Licht ein auf Papier gedrucktes Bild wahr. Wird keine Farbe auf das Papier aufgetragen, wird das einfallende weiße Licht vollständig reflektiert und wir sehen ein weißes Blatt Papier. Werden Farben aufgetragen, absorbieren diese bestimmte Farben des Spektrums. Farben in der CMY-Palette entstehen durch Subtraktion bestimmter Farben vom weißen Licht.

Wenn blaue Tinte auf Papier aufgetragen wird, absorbiert sie rotes Licht und reflektiert grünes und blaues Licht, wodurch wir die Farbe Blau erhalten. Wenn violette Tinte auf Papier aufgetragen wird, absorbiert sie grünes Licht und reflektiert rotes und blaues Licht, wodurch wir die Farbe Magenta erhalten. Auf Papier aufgetragene gelbe Tinte absorbiert blaues Licht und reflektiert rotes und grünes Licht, wodurch wir die Farbe Gelb erhalten.

Durch das Mischen zweier CMY-Farben erhalten wir eine Grundfarbe im RGB-Farbwiedergabesystem. Wenn wir Magenta- und Gelbtinte auf Papier auftragen, wird das grüne und blaue Licht absorbiert und wir sehen Rot. Wenn Sie blaue und gelbe Farben auf Papier auftragen, wird das rote und blaue Licht absorbiert und wir sehen Grün. Wenn Sie Magenta- und Cyan-Farben auf Papier auftragen, werden grünes und rotes Licht absorbiert und wir sehen Blau (Tabelle 2.6).

Drei Farben mischen – Blau, Gelb und Lila- sollte zur vollständigen Absorption des Lichts führen und wir sollten eine schwarze Farbe sehen. In der Praxis entsteht jedoch statt Schwarz ein schmutziges Braun. Daher wird dem Farbmodell eine weitere echte schwarze Farbe hinzugefügt. Da der Buchstabe „B“ bereits zur Bezeichnung der Farbe Blau verwendet wird, wird der letzte Buchstabe im englischen Namen für die Farbe Schwarz, also „K“, zur Bezeichnung der Farbe Schwarz übernommen. Die erweiterte Palette heißt CMYK (siehe Tabelle 2.6).

Im CMYK-Farbsystem wird die Farbpalette durch die Kombination von Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz erstellt.

Das RGB-Farbwiedergabesystem wird in Computermonitoren, Fernsehern und anderen lichtemittierenden technischen Geräten eingesetzt. Beim Drucken wird das Farbwiedergabesystem CMYK verwendet, da gedruckte Dokumente vom Menschen im reflektierten Licht wahrgenommen werden. Tintenstrahldrucker verwenden vier Patronen mit Basistinten des CMYK-Farbwiedergabesystems, um qualitativ hochwertige Bilder zu erzeugen (Abb. 2.5).

Reis. 2.5. Verwendung von RGB- und CMYK-Farbwiedergabesystemen in der Technologie

Farbpalette im HSB-Farbwiedergabesystem. Das HSB-Farbwiedergabesystem verwendet als Grundparameter Farbton(Farbschattierung), Sättigung(Sättigung) und Helligkeit(Helligkeit).

Farbtoneinstellung ermöglicht die Auswahl eines Farbtons aus allen Farben des optischen Spektrums: von Rot bis Violett (H = 0 – Rot, H = 120 – Grün, H = 240 – Blau, H = 360 – Violett).

Sättigungsparameter Bestimmt den Prozentsatz von „reinem“ Farbton und weißer Farbe (S = 0 % – weiße Farbe, S = 100 % – „reiner“ Farbton).

Helligkeitsparameter bestimmt die Farbintensität (der Minimalwert B = 0 entspricht Schwarz, der Maximalwert B = 100 entspricht der maximalen Helligkeit des gewählten Farbtons).

Im HSB-Farbwiedergabesystem wird die Farbpalette durch Festlegen der Werte Farbton, Sättigung und Helligkeit gebildet.

Grafikeditoren haben normalerweise die Möglichkeit, von einem Farbwiedergabemodell zum anderen zu wechseln. Dies kann entweder mit der Maus, durch Bewegen des Zeigers über das Farbfeld oder durch Eingabe der Parameter von Farbmodellen über die Tastatur in die entsprechenden Textfelder erfolgen.

Kontrollfragen

1. Bei welchen Naturphänomenen und physikalischen Experimenten kann man die Zerlegung von weißem Licht in ein Spektrum beobachten? Bereiten Sie einen Bericht vor.

2. Wie die Farbpalette im Farbwiedergabesystem gebildet wird RGB? Im Farbwiedergabesystem CMYK? Im HSB-Farbwiedergabesystem?

Aufgaben zur selbstständigen Bearbeitung

2.8. Kurze Antwortaufgabe. Definieren Sie Farben, wenn die Intensitäten der Grundfarben im Farbwiedergabesystem vorgegeben sind RGB. Füllen Sie die Tabelle aus.

2.9. Kurze Antwortaufgabe. Bestimmen Sie Farben, wenn Farben in einem Farbwiedergabesystem auf Papier aufgetragen werden CMYK. Füllen Sie die Tabelle aus.

Schauen Sie sich um, was sehen Sie? Sie sehen Gegenstände, einen Tisch, einen Stuhl, die Sonne oder das Meer. Haben Sie sich jemals gefragt, wie all diese Vielfalt wahrgenommen wird? Licht ist elektromagnetische Strahlung, es ist eine Welle, die sich im Raum ausbreitet, genau wie Schall und andere Wellen, die wir nicht spüren.

An dem Wahrnehmungs- und Verarbeitungsprozess sind zwei Seiten beteiligt: ​​das Objekt, das wir betrachten, das menschliche Auge selbst sowie das Gehirn, das die durch die Augen empfangenen Informationen verarbeitet.

Schauen wir uns an, wie wir Farbe sehen. Die Netzhaut des menschlichen Auges enthält Zapfen- und Stäbchenrezeptoren. Insgesamt befinden sich im Auge etwa 130 Millionen Stäbchen und 7 Millionen Zapfen. Die Verteilung der Rezeptoren auf der Netzhaut ist ungleichmäßig: Im Bereich der Makula überwiegen Zapfen und es gibt nur sehr wenige Stäbchen; An der Peripherie der Netzhaut hingegen nimmt die Anzahl der Zapfen schnell ab und es bleiben nur noch Stäbchen übrig. Zapfen sind für die Farbwahrnehmung zuständig, Stäbchen wiederum für das Dämmerungssehen. Nachts sieht man zum Beispiel keine Farbe, man sieht alles in Grau, weil die Stäbchen funktionieren, und tagsüber funktionieren sowohl Zapfen als auch Stäbchen.

Wie funktionieren visuelle Rezeptoren? Das Rhodopsin-Pigment zerfällt unter Lichteinfluss in Stäbchen, in Zapfen übernimmt das Iodopsin-Pigment diese Rolle.

Farbmodelle

Ein Farbmodell ist ein System zur Darstellung einer breiten Palette von Farben undbasierend auf der begrenzten Anzahl verfügbarer Tinten beim Drucken oder Farbkanälen bei Monitoren).

Nach dem Funktionsprinzip werden alle Farbmodelle in vier Klassen eingeteilt: additive, subtraktive, wahrnehmungsbezogene und farbmetrische, wobei letztere häufig als wahrnehmungsbezogene Modelle klassifiziert werden. Schauen wir sie uns genauer an.

Additives Farbmodell (RGB)

Schauen wir uns die Natur der Farbe an, beginnend mit der Physiologie des Sehens. Es gibt drei Arten von „Zapfen“, die die größte Empfindlichkeit gegenüber den drei Grundfarben des sichtbaren Spektrums aufweisen:

· rot-orange (600 – 700 nm);

· grün (500 – 600 nm);

· blau (400 – 500 nm).

Um also eine Farbe wahrzunehmen, mischt unser Gehirn diese drei Farben unter Berücksichtigung eines weiteren Parameters – der Intensität

Die betrachtete Klasse von Farbmodellen wird durch das einzige in der Praxis weit verbreitete Modell repräsentiert. Dieses Modell basiert auf der Tatsache, dass die meisten Farben im sichtbaren Spektrum durch Mischen dreier genannter Farben erhalten werden können primär. Diese Farben sind rot (Red), grün (Green) und blau (Blue) , und das Modell erhielt dementsprechend den Namen RGB. Wenn alle drei Komponenten ihr Maximum erreichen, entsteht eine strahlend weiße Farbe. Identische Nullwerte erzeugen absolutes Schwarz (genauer gesagt die Abwesenheit von Licht), und identische Nicht-Nullwerte entsprechen der Grauskala. Kombinationen von Komponenten, deren Werte nicht gleich sind, bilden den entsprechenden Farbton. In diesem Fall kommt es zu einer paarweisen Mischung der Primärfarben Sekundärfarben: Cyan (Cyan), Magenta (Magenta) und Gelb (Yellow). Primär- und Sekundärfarben beziehen sich auf Grundfarben.

Mathematisch lässt sich das RGB-Farbmodell am einfachsten als Würfel darstellen. In diesem Fall kann jede Farbe eindeutig einem Punkt innerhalb des Würfels zugeordnet werden, der den Werten der Koordinaten X (Rot), Y (Grün) und Z (Blau) entspricht. Dann bestimmt die Richtung des vom Ursprung ausgehenden Vektors eindeutig die Farbart und seine Größe drückt die Helligkeit aus. Trotz der Einfachheit und Klarheit des RGB-Farbmodells weist es zwei wesentliche Nachteile auf: Hardwareabhängigkeit (z. B. die Verwendung verschiedener Leuchtstoffe und deren elementare Alterung in Monitoren) und begrenzter Farbraum (die Unfähigkeit, alle Farben des sichtbaren Spektrums zu erhalten). ).

Subtraktive Farbmodelle (CMY und CMYK)

Wie entsteht die Farbe eines Gegenstandes? Die Antwort ist einfach: Auf ein Objekt fallendes Tageslicht wird teilweise absorbiert und teilweise reflektiert, und es ist dieses reflektierte Spektrum, das unser Auge sieht. Sichtbare Wellen liegen im Bereich von 760 bis 380 Millimikron. Die folgende Abbildung zeigt den Zusammenhang zwischen Farbe und ihrer Wellenlänge.

Unter diesem Gesichtspunkt ist Weiß eine Farbe, die das gesamte auf sie einfallende Licht reflektiert, und Schwarz ist eine Farbe, die alles Licht absorbiert.

Ein subtraktives Farbmodell wird verwendet, um die von einem Objekt reflektierte Farbe zu beschreiben. Subtraktive Farben entstehen im Gegensatz zu additiven Farben durch Absorption(Subtraktion) einer der Primärfarben von Weiß, was der Physik der Prozesse der Absorption und Reflexion von Licht von der Oberfläche eines Objekts entspricht:

Weiß - Rot = Blau;

Weiß - Grün = Lila;

Weiß - Blau = Gelb.

Um diese Prozesse zu beschreiben, wird daher das Modell verwendet CMY, die drei primäre subtraktive Farben verwendet, nämlich Cyan (Cyan), Magenta (Magenta) und Gelb (Yellow).

Wenn zwei subtraktive Farben gemischt werden, wird die resultierende Farbe daher dunkler (mehr Farbe aufgetragen, mehr Licht absorbiert). Durch Mischen gleicher Werte der drei Komponenten entstehen Grautöne. Weiße Farbe wird erhalten, wenn alle Farben fehlen (Farbe fehlt), während sie vollständig vorhanden sind in der Theorie ergibt schwarze Farbe. In einem realen technologischen Prozess ist es jedoch nicht effektiv, Schwarz durch Mischen von drei Primärfarben (Sekundärfarben) auf Papier zu erhalten. Und dafür gibt es zwei Gründe. Erstens ist es fast unmöglich, vollkommen reine Magenta-, Cyan- und Gelbtöne zu erzeugen. Dadurch entsteht beim Mischen dieser Farben kein reines Schwarz, sondern schmutziges Braun. Zweitens der verschwenderische Verbrauch von Farben, um Schwarz zu erzeugen, und das, obwohl alle farbigen Farben teurer sind als gewöhnliche schwarze.

Infolgedessen wird in der Praxis ein anderes subtraktives Farbmodell genannt CMYK und mit einer zusätzlichen, vierten, schwarzen Farbe. Beachten Sie, dass der Modellname den Buchstaben K (den letzten Buchstaben im Wort) verwendet BlaK (schwarz) ), um Verwirrung zu vermeiden, weil Das Wort Blue beginnt im Englischen mit dem Buchstaben B. Obwohl manchmal der Buchstabe K als erster Buchstabe im Wort Key (Schlüssel, Schlüssel) interpretiert wird, weil Diese Tinte ist die Haupttinte im Farbdruckprozess und wird zuletzt auf das Papier aufgetragen.

Das CMYK-Farbmodell unterliegt denselben Einschränkungen wie das RGB-Modell – Hardwareabhängigkeit und ein begrenzter Farbbereich. Darüber hinaus ist es noch stärker von der Hardware abhängig und der Farbbereich ist noch enger als der des RGB-Modells, weil Farbstoffe haben im Vergleich zu Leuchtstoffen in Monitoren schlechtere Eigenschaften. Es kann beispielsweise keine hellen, gesättigten Farben sowie eine Reihe spezifischer Farben wie Metallic und Gold wiedergeben.

Bildschirmfarben, die im Druck nicht reproduziert werden können, liegen außerhalb des CMYK-Farbraums. Um solche Situationen zu verhindern, werden in der Regel eine Reihe besonderer Maßnahmen ergriffen, darunter das Erkennen und Entfernen (Ersetzen ähnlicher) ungeeigneter Farben in der Phase der Erstellung und Bearbeitung von Bildern oder das Erweitern des Farbraums des Modells durch Hinzufügen neuer oder Sonderfarben (Sonderfarben). Farben oder Lacke, die mit speziellen Technologien hergestellt werden und auf der Verwendung einzigartiger Farbstoffe oder Tinten für jede Farbe basieren. Beispielsweise werden den CMYK-Tinten (Sechsfarbdruck) grüne und orangefarbene Tinten hinzugefügt, wodurch Sie die Palette der reproduzierbaren Farben deutlich erweitern können. Eine andere, vielleicht effektivste Möglichkeit ist die Verwendung von Farbmanagementsystemen – CMS (Color Management System).

Wahrnehmungsfarbmodelle (HSB und andere)

Um die in additiven und subtraktiven Farbmodellen vorhandene Hardwareabhängigkeit zu beseitigen, wurde eine Reihe wahrnehmungsbezogener (intuitiver) Farbmodelle entwickelt, die auf der getrennten Wahrnehmung von Chromatizität und Farbart basieren
Helligkeit des Lichts, wie das menschliche Auge Licht wahrnimmt. Der Prototyp der meisten Farbmodelle, die diese Idee verwenden, ist das HSV-Modell, aus dem später HSB, HSL und andere Modelle hervorgingen. Gemeinsam ist ihnen, dass die Farbe in ihnen nicht als Mischung aus drei Primärfarben, sondern durch die Angabe zweier Komponenten (z. B. im Modell) angegeben wird H.S.B. Dies ist der Farbton (Hue) und die Sättigung (Saturation). Der dritte Parameter in all diesen Modellen legt die Helligkeit des Bildes auf verschiedene Weise fest und wird als B (Helligkeit – im HSB-Modell), L (Helligkeit – im HSL) oder V (Wert – im HSV) bezeichnet.

Das HSB-Modell oder sein nächstgelegenes Analogon – HSL – werden in den meisten modernen Grafikeditoren dargestellt. Und es ist das ebenfalls in Photoshop vorgestellte HSB-Modell, das der Art und Weise, wie Farben vom menschlichen Auge wahrgenommen werden, am ehesten entspricht (von den bereits besprochenen Modellen), und wir werden es uns genauer ansehen.

Farbton (H – Hue) bezieht sich auf Licht mit einer dominanten Wellenlänge und wird normalerweise durch den Namen der Farbe beschrieben, zum Beispiel Blau oder Gelb. Bei der grafischen Interpretation dieses Modells nimmt jede Farbe einen bestimmten Platz auf dem Kreis ein und wird durch einen Winkel im Bereich von 0–60 beschrieben. An Position 0 ist Rot, 120 ist Grün, 240 ist Blau (das sind die Primärfarben). Sekundärfarben liegen dazwischen. Komplementärfarben befinden sich auf diametral gegenüberliegenden Seiten des Farbkreises. Wenn sie gemischt werden, entsteht eine schwarze Farbe (beim Drucken mit Tinten) oder eine weiße Farbe (beim Ausstrahlen auf einem Monitor). Dies sind die kontrastreichsten Farben und sie reizen das Auge.

Farben mit gleichem Abstand zueinander bilden Triaden und ergeben eine harmonische Farbkombination und eine farbreiche Palette. Das Konzept des Farbtons liefert jedoch keine vollständige Beschreibung der Farbe. Neben der dominanten Wellenlänge sind auch andere Wellenlängen an der Farbbildung beteiligt. Das Verhältnis zwischen der dominanten Hauptwellenlänge und allen anderen Wellenlängen, die die „grauen Flecken“ bilden, wird als Sättigung bezeichnet. Sein Wert variiert von 0 % (Grau) in der Kreismitte bis 100 % (vollständig gesättigt) in der Kreismitte.

Der dritte Parameter – die Helligkeit – hat keinerlei Einfluss auf die Farbe, sondern bestimmt, wie stark die Farbe vom Auge wahrgenommen wird, d.h. Helligkeit charakterisiert die Intensität, mit der Lichtenergie auf die Rezeptoren des Auges einwirkt. Bei einer Helligkeit von Null sehen wir nichts und jede Farbe wird als schwarz wahrgenommen, bei maximaler Helligkeit fühlen wir uns blendend weiß. Der Helligkeitswert wird ebenfalls in Prozent von 0e (Schwarz) bis 100 (Weiß) gemessen. Diese Komponente ist nichtlinear, was der Natur des Auges entspricht.

Das HSB-Modell ist abstrakter Natur, weil seine Bestandteile können in der Praxis nicht gemessen werden. Am häufigsten werden Modellkomponenten durch mathematische Neuberechnung der Messwerte des RGB-Modells gewonnen. Dadurch erbt es einen begrenzten Farbraum vom RGB-Modell. Darüber hinaus sind Helligkeit und Farbton keine völlig unabhängigen Parameter, denn Eine starke Änderung der Helligkeit wirkt sich auf die Änderung des Farbtons aus, was zu unerwünschten Effekten in Form von Farbstichen (Verschiebungen) führt. Gleichzeitig bietet das HSB-Modell zwei wichtige Vorteile: eine größere Hardware-Unabhängigkeit (im Vergleich zu den beiden Vorgängermodellen) und einen einfacheren und intuitiveren Farbmanagementmechanismus.

Guten Tag, liebe Leser, Bekannte, Besucher, vorbeikommende Einzelpersonen und andere seltsame Wesen! Heute werden wir über eine etwas spezifische, aber zweifellos wichtige Sache für jeden Benutzer sprechen, nämlich diese Sache: die Darstellung von Farben in einem Computer.

Was auch immer man sagen mag, früher oder später wird jeder mit der praktischen Notwendigkeit konfrontiert sein, zu verstehen, was ein Farbmodell ist, und dieses Wissen ist einfach nützlich, um seinen Horizont und sein Bewusstsein dafür zu erweitern, was und wie es in einem Computer funktioniert und woraus es besteht, sowohl aus Software als auch aus physischer Sicht.

Was ist ein Farbmodell?

Im Allgemeinen ist ein Farbmodell etwas Abstraktes, in dem Farbe als eine Reihe von Zahlen dargestellt wird. Und jedes dieser Modelle hat seine eigenen Eigenschaften und Nachteile. Im Grunde ist es wie mit einer Sprache, wenn zum Beispiel eine Farbe das Wort „Haus“ ist, dann wird es in verschiedenen Sprachen unterschiedlich geschrieben und klingen, aber die Bedeutung des Wortes wird überall gleich sein. Genauso ist es auch mit der Farbe.

Wir werden uns die grundlegendsten Modelle ansehen. Es gibt 5 davon. In der Regel kommen mehrere unterschiedliche Modelle gleichzeitig zum Einsatz, denn Einige werden am besten visuell verwendet, während andere am besten numerisch verwendet werden.

RGB

Dies ist das gebräuchlichste Farbdarstellungsmodell. Darin wird jede Farbe als Schattierung von drei Primärfarben (oder Grundfarben) betrachtet: Rot (Rot), Grün (Grün) und Blau (Blau). Es gibt zwei Arten dieses Modells: eine 8-Bit-Darstellung, bei der die Farbe durch Zahlen von 0 bis 255 angegeben wird (die Farbe entspricht beispielsweise Blau und Gelb) und Sechzehn-Bit, das am häufigsten in Grafikeditoren und HTML verwendet wird, wo die Farbe durch Zahlen von 0 bis ff angegeben wird (grün - #00ff00, blau - #0000ff, gelb - #ffff00).

Der Unterschied in der Darstellung besteht darin, dass in der 8-Bit-Form für jede Grundfarbe eine eigene Skala verwendet wird Sechzehn-Bit Farbe wird sofort eingeführt. Mit anderen Worten, eine Acht-Bit-Darstellung – drei Skalen mit jeder Primärfarbe, Sechzehn-Bit- eine Skala mit drei Farben.

Die Besonderheit dieses Modells besteht darin, dass hier durch Hinzufügen von Schattierungen von Primärfarben eine neue Farbe erhalten wird, d.h. „mischen“.

Im Bild oben können Sie sehen, wie sich Farben miteinander vermischen, um neue Farben (Gelb – , Magenta – , Cyan – und Weiß) zu bilden.

Darüber hinaus wird dieses Modell am häufigsten in numerischer Form und nicht in visueller Form verwendet (wenn die Farbe durch Eingabe ihres Werts in das entsprechende Feld eingestellt und nicht mit der Maus ausgewählt wird). Andere Modelle dienen der optischen Farbanpassung. Denn optisch ist das RGB-Modell ein dreidimensionaler Würfel, der, wie Sie im Bild oben sehen, nicht sehr praktisch zu verwenden ist :)

Dies ist also das am weitesten verbreitete Modell unter Webdesignern (wir sagen Hallo zu CSS) und Programmierern.

Der Nachteil dieses Modells besteht darin, dass es von der Hardware abhängt, d. h. das gleiche Bild sieht auf verschiedenen Monitoren unterschiedlich aus (da Monitore einen sogenannten Phosphor verwenden – einen Stoff, der die von ihm absorbierte Energie in Lichtstrahlung umwandelt und daher Abhängig von der Qualität dieses Stoffes werden die Grundfarben bestimmt.

CMYK

Das ist auch ein sehr verbreitetes Modell, aber viele haben vielleicht noch gar nichts davon gehört :)

Und das alles aufgrund der Tatsache, dass es ausschließlich zum Drucken verwendet wird. Es steht für Cyan, Magenta, Yellow, Black (oder Key Color), also Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz (oder Schlüsselfarbe).

Die Verwendung dieses Modells im Druck ist darauf zurückzuführen, dass das Mischen von drei Farbtönen für jede neue Farbe zu teuer und schmutzig ist, weil Wenn eine Farbe zuerst auf das Papier aufgetragen wird, dann eine andere darauf und dann eine dritte Farbe darüber, wird erstens das Papier sehr nass (beim Tintenstrahldruck) und zweitens ist das überhaupt keine Tatsache Sie erhalten genau den Farbton, den Sie wollten. Ja, so funktioniert Physik :)

Den Aufmerksamsten ist vielleicht aufgefallen, dass das Bild drei Farben enthält und Schwarz durch Mischen dieser drei entsteht. Warum wurde er also separat herausgenommen? Auch hier liegt der Grund darin, dass erstens das Mischen dreier Farben hinsichtlich der Verwendung von Toner (spezielles Pulver für eine Druckerpatrone, das in Laserdruckern anstelle von Tinte verwendet wird) teuer ist und zweitens das Papier sehr nass wird, was die Trocknung beschleunigt Drittens mischen sich die Farben mit der Zeit möglicherweise nicht richtig, sondern sind beispielsweise stärker verblasst. Das Bild unten zeigt dieses Modell in der Realität

Das Ergebnis ist also nicht Schwarz, sondern schmutziges Grau oder schmutziges Braun.

Deshalb (und nicht nur) haben sie schwarze Farbe eingeführt, um das Papier nicht zu verfärben, kein Geld für Toner auszugeben und im Allgemeinen, um das Leben einfacher zu machen :)

Die folgende Animation verdeutlicht das Ganze sehr deutlich (öffnet sich per Klick, Gewicht ca. 14 MB):

Die Farbe wird in diesem Modell durch Zahlen von 0 bis 100 angegeben, wobei diese Zahlen oft als „Teile“ oder „Portionen“ der ausgewählten Farbe bezeichnet werden. Beispielsweise erhält man die Farbe „Khaki“, indem man 30 Teile blaue Farbe, 45 Teile Lila, 80 Teile Gelb und 5 Teile Schwarz mischt, d. h. Khaki-Farbe wird sein.

Die Schwierigkeiten dieses Modells liegen darin, dass die Farbe in rauen Realitäten (oder unter wirklich rauen Bedingungen) weniger von numerischen Daten als vielmehr von den Eigenschaften des Papiers, der Tinte im Toner, der Methode zum Auftragen dieser Tinte usw. abhängt . Die Zahlenwerte geben also die Farbe auf dem Monitor deutlich wieder, auf dem Papier zeigen sie jedoch nicht das tatsächliche Bild.

HSV (HSB) und HSL

Ich habe diese beiden Farbmodelle kombiniert, weil... sie sind im Prinzip ähnlich.

Die dreidimensionale Implementierung der Modelle HSL (links) und HSV (rechts) wird unten in Form eines Zylinders dargestellt, wird jedoch in der Praxis nicht in Software (Software) verwendet, weil ... weil sie dreidimensional ist: )

HSV (oder HSB) bedeutet Farbton, Sättigung, Wert (kann auch als Helligkeit bezeichnet werden), wobei:

• Hue – Farbton, d.h. Farbschattierung.
• Sättigung - Sättigung. Je höher dieser Parameter ist, desto „reiner“ wird die Farbe, und je niedriger er ist, desto näher kommt sie dem Grau.
• Wert (Helligkeit) – der Wert (Helligkeit) der Farbe. Je höher der Wert, desto heller wird die Farbe (aber nicht weißer). Und je niedriger, desto dunkler (0 % - Schwarz)

HSL – Farbton, Sättigung, Helligkeit

• Hue – Sie wissen es bereits
• Sättigung - ähnlich
• Helligkeit ist die Helligkeit der Farbe (nicht zu verwechseln mit Helligkeit). Je höher der Parameter, desto heller ist die Farbe (100 % – Weiß) und je niedriger, desto dunkler (0 % – Schwarz).

Ein häufigeres Modell ist das HSV und wird häufig in Verbindung mit dem RGB-Modell verwendet, bei dem das HSV visuell dargestellt wird und die numerischen Werte in RGB angegeben werden. :

Hier ist das RGB-Modell rot eingekreist und die Farbwerte werden durch Zahlen von 0 bis 255 angegeben, oder Sie können die Farbe auch gleich in hexadezimaler Form angeben. Und das HSV-Modell ist blau eingekreist (der visuelle Teil befindet sich im linken Rechteck, der numerische Teil im rechten Rechteck). Sie können häufig auch die Deckkraft (Alphakanal genannt) angeben.

Dieses Modell wird am häufigsten in der einfachen (oder nicht professionellen) Bildverarbeitung verwendet, weil Damit ist es bequem, die grundlegenden Parameter von Fotos anzupassen, ohne auf eine Reihe verschiedener Filter oder individuelle Einstellungen zurückgreifen zu müssen.
Beispielsweise sind in jedermanns Lieblings- (oder verfluchtem) Photoshop beide Modelle vorhanden, nur eines davon befindet sich im Farbauswahleditor und das andere im Einstellungsfenster für Farbton/Sättigung

Hier ist das RGB-Modell in Rot, HSB in Blau, CMYK in Grün und Lab in Blau dargestellt (dazu etwas später mehr), was auf dem Bild zu sehen ist :)
Und das HSL-Modell befindet sich in diesem Fenster:

Der Nachteil des HSB-Modells besteht darin, dass es auch von der Hardware abhängt. Es entspricht einfach nicht der Wahrnehmung des menschlichen Auges, denn... Dieses Modell nimmt Farben mit unterschiedlicher Helligkeit wahr (z. B. wird Blau von uns als dunkler wahrgenommen als Rot), aber bei diesem Modell haben alle Farben die gleiche Helligkeit. HSL hat ähnliche Probleme :)

Sie wollten solche Mängel vermeiden, also entwickelte ein bekanntes Unternehmen, CIE (International Commission on Illumination – Commission Internationale de l'Eclairage), ein neues Modell, das unabhängig von der Hardware sein sollte. Und sie nannten es Lab (nein, das). ist keine Abkürzung für Labor).

Lab oder L,a,b

Dieses Modell gehört zu den Standardmodellen, obwohl es dem Durchschnittsbenutzer kaum bekannt ist.

Es wird wie folgt entziffert:

• L – Luminanz – Beleuchtung (dies ist eine Kombination aus Helligkeit und Intensität)
• a – eine der Farbkomponenten, variiert von Grün bis Rot
• b – die zweite der Farbkomponenten, wechselt von Blau zu Gelb

Die Abbildung zeigt die Bereiche der a- und b-Komponenten für 25 % (links) und 75 % (rechts) Beleuchtung.

Die Helligkeit ist bei diesem Modell von den Farben getrennt, sodass Sie damit bequem Kontrast, Schärfe und andere Lichtindikatoren anpassen können, ohne die Farben zu berühren :)

Die Anwendung dieses Modells ist jedoch überhaupt nicht offensichtlich und in der Praxis recht schwierig anzuwenden. Daher wird es hauptsächlich in der Bildverarbeitung und zur verlustfreien Konvertierung von einem Farbmodell in ein anderes verwendet (ja, dies ist das einzige Modell, das dies verlustfrei macht), aber für gewöhnliche, tödlich leidende Benutzer sind in der Regel HSL und HSV Plus-Filter reichen aus.

Als Beispiel für die Funktionsweise der HSV-, HSL- und Lab-Modelle finden Sie hier ein Bild aus Wikipedia (anklickbar).

Das ist alles für den Moment ;)

Nachwort

Das sind die Kuchen. Ich hoffe, es hat Ihnen gefallen und Sie werden es eines Tages verwenden oder es zumindest zur Kenntnis nehmen und wissen, was was und warum ist.

Wie immer freuen wir uns über Ihre Ergänzungen, Fragen, Danksagungen, Kritik und all den Kram. Schreibe Kommentare;)

P.S. Für die Existenz dieses Artikels gilt unser besonderer Dank einem Freund des Projekts und einem Mitglied unseres Teams unter dem Spitznamen „barn4k“.

1. In welchem ​​Farbwiedergabesystem wird die Farbpalette durch die Hinzufügung von Rot, Grün und Blau gebildet? 1) HSB 2) RGB 3) WBRK 4) CMYK

2. In welchem ​​Farbwiedergabesystem wird die Farbpalette durch Überlagerung von Cyan, Gelb, Magenta und Schwarz gebildet? 1) HSB 2) RGB 3) WBRK 4) CMYK

3. Wie viele Informationen (in Kilobyte) sind in einem Bildschirmbild mit einer Auflösung von 512 × 768 Pixeln und 16 Farben enthalten? 16= 2 i , i = 4, I = 512.768 4 = 1572864 Bits / 8 = 196608 Bytes / 1024 = 192 KB.

4. Wie viele Informationen (in Kilobyte) sind in einem Bildschirmbild mit einer Auflösung von 256 × 1280 Pixeln und 256 Farben enthalten? 256= 2 i , i = 8, I = 256 1280 8 = 2621440 Bits / 8 = 327680 Bytes / 1024 = 320 KB.

5. Um ein Rasterbild von 64 × 128 Pixeln zu speichern, wurden 8 Kilobyte Speicher zugewiesen. Wie viele Farben kann die Bildpalette maximal enthalten? 8 KB = 8 * 1024 = 8192 Bytes * 8 = 65536 Bits 64 * 128 = 8192 65536 /8192 = 8 Bits pro Punkt 28 = 256 Antwort: 256 Farben.

6. Um ein Rasterbild mit 128 × 256 Pixeln zu speichern, wurden 4 Kilobyte Speicher zugewiesen. Wie viele Farben kann die Bildpalette maximal enthalten? 4 KB = 4 * 1024 = 4096 Bytes * 8 = 32768 Bits 256 * 128 = 32768 /32768 = 1 Bit pro Punkt 21 = 2 Antwort: 2 Farben.

7. Eine Rasterdatei mit einem Schwarzweißbild hat ein Volumen von 1,5 Kilobyte. Wie groß wird das Bild in Pixeln sein? 1,5 KB = 1,5*1024 = 1536 Bytes *8 = 12288 Bits 2= 2 i , i = 1 Bit (Schwarzweißbild) 12288/1= 12288 Pixel.

Anzahl der Punkte entlang der gesamten horizontalen Vertikale oder Anzahl der Informationsfarbenbits pro Bildschirmpunktvolumen 800 600 480000 256 8 3840000 Bits 640 480 307200 2 1 320 200 102400 16 4 307200 Bits 409600 Bits

Sehr oft haben Menschen, die nicht direkt mit Druckdesign zu tun haben, Fragen: „Was ist CMYK?“, „Was ist Pantone?“ und „Warum können Sie nichts anderes als CMYK verwenden?“

In diesem Artikel werden wir versuchen, ein wenig zu verstehen, was Farbräume sind. CMYK, RGB, LAB, HSB und wie man Farben verwendet Pantone in Layouts.

Farbmodell

CMY(K), RGB, Lab, HSB ist ein Farbmodell. Farbmodell– ein Begriff, der ein abstraktes Modell zur Beschreibung der Darstellung von Farben als Tupel von Zahlen, normalerweise drei oder vier Werten, bezeichnet, die als Farbkomponenten oder Farbkoordinaten bezeichnet werden. Zusammen mit der Methode zur Interpretation dieser Daten definiert die Menge der Farben in einem Farbmodell einen Farbraum.

RGB- Abkürzung englischer Wörter Rot grün blau- rot grün blau. Additives (Hinzufügen, Englisch - Hinzufügen) Farbmodell, das normalerweise zur Anzeige von Bildern auf Monitorbildschirmen und anderen elektronischen Geräten verwendet wird. Wie der Name schon sagt, besteht es aus den Farben Blau, Rot und Grün, die alle Zwischenfarben bilden. Hat einen großen Farbraum.

Das Wichtigste ist, dass das additive Farbmodell davon ausgeht, dass die gesamte Farbpalette aus leuchtenden Punkten besteht. Das heißt, auf Papier ist es beispielsweise nicht möglich, Farben im RGB-Farbmodell darzustellen, da Papier Farbe absorbiert und nicht von selbst leuchtet. Die endgültige Farbe kann durch Hinzufügen von Prozentanteilen jeder Schlüsselfarbe zur ursprünglichen schwarzen (nicht leuchtenden) Oberfläche erhalten werden.

CMYK – Cyan, Magenta, Gelb, Schlüsselfarbe- subtraktives (subtrahieren, englisch - subtrahieren) Farbbildungsschema, das beim Drucken für den Standardprozessdruck verwendet wird. Im Vergleich zu RGB verfügt es über einen kleineren Farbumfang.

CMYK wird als subtraktives Modell bezeichnet, da Papier und andere Druckmaterialien Oberflächen sind, die Licht reflektieren. Es ist bequemer zu berechnen, wie viel Licht von einer bestimmten Oberfläche reflektiert wurde, als wie viel absorbiert wurde. Wenn wir also drei Primärfarben – RGB – von Weiß subtrahieren, erhalten wir drei zusätzliche CMY-Farben. „Subtraktiv“ bedeutet „subtraktiv“ – die Primärfarben werden von Weiß subtrahiert.

Schlüsselfarbe(Schwarz) wird in diesem Farbmodell als Ersatz für das Mischen gleicher Teile der CMY-Triadenfarben verwendet. Tatsache ist, dass nur im Idealfall beim Mischen der Farben der Triade eine reine schwarze Farbe entsteht. In der Praxis wird es eher schmutzigbraun ausfallen – aufgrund äußerer Bedingungen, der Bedingungen der Farbaufnahme durch das Material und der Unvollkommenheit der Farbstoffe. Darüber hinaus besteht bei schwarz gedruckten Elementen ein erhöhtes Risiko einer Unterregistrierung sowie einer Staunässe im Material (Papier).

Im Farbraum Labor Der Wert der Helligkeit wird vom Wert der chromatischen Komponente der Farbe (Farbton, Sättigung) getrennt. Die Helligkeit wird durch die L-Koordinate angegeben (variiert von 0 bis 100, also vom dunkelsten zum hellsten), die chromatische Komponente wird durch zwei kartesische Koordinaten a und b angegeben. Der erste bezeichnet die Farbposition im Bereich von Grün bis Lila, der zweite – von Blau bis Gelb.

Im Gegensatz zu RGB- oder CMYK-Farbräumen, bei denen es sich im Wesentlichen um einen Satz von Hardwaredaten zur Reproduktion von Farben auf Papier oder auf einem Monitorbildschirm handelt (die Farbe kann vom Typ der Druckmaschine, der Tintenmarke, der Luftfeuchtigkeit in der Produktion oder dem Hersteller des Monitors abhängen). und seine Einstellungen), Lab identifiziert die Farbe eindeutig. Daher hat Lab in Bildverarbeitungssoftware weit verbreitete Verwendung als Zwischenfarbraum gefunden, über den Daten zwischen anderen Farbräumen konvertiert werden (z. B. vom RGB eines Scanners in den CMYK eines Druckprozesses). Gleichzeitig machten die besonderen Eigenschaften von Lab die Bearbeitung in diesem Bereich zu einem leistungsstarken Farbkorrekturwerkzeug.

Aufgrund der Art der Farbdefinition in Lab ist es möglich, die Helligkeit, den Kontrast des Bildes und seine Farbe separat zu beeinflussen. Dies ermöglicht in vielen Fällen eine schnellere Bildverarbeitung, beispielsweise in der Druckvorstufe. Lab bietet die Möglichkeit, einzelne Farben in einem Bild gezielt zu beeinflussen und so den Farbkontrast zu verbessern, und auch die Möglichkeiten, die dieser Farbraum zur Bekämpfung von Rauschen in digitalen Fotos bietet, sind unersetzlich.

H.S.B.- ein Modell, das im Prinzip ein Analogon von RGB ist, es basiert auf seinen Farben, unterscheidet sich aber im Koordinatensystem.

Jede Farbe in diesem Modell zeichnet sich durch Farbton, Sättigung und Helligkeit aus. Der Ton ist die tatsächliche Farbe. Die Sättigung ist der Prozentsatz an weißer Farbe, der der Farbe hinzugefügt wird. Helligkeit ist der Prozentsatz der hinzugefügten schwarzen Farbe. HSB ist also ein Dreikanal-Farbmodell. Jede Farbe in HSB wird durch Hinzufügen von Schwarz oder Weiß zum Hauptspektrum erhalten, d. h. eigentlich graue Farbe. Das HSB-Modell ist kein strenges mathematisches Modell. Die darin enthaltenen Farbbeschreibungen entsprechen nicht den vom Auge wahrgenommenen Farben. Tatsache ist, dass das Auge Farben unterschiedlich hell wahrnimmt. Spektralgrün hat beispielsweise eine größere Helligkeit als Spektralblau. Bei HSB wird davon ausgegangen, dass alle Farben im Hauptspektrum (Farbtonkanal) eine Helligkeit von 100 % haben. Das stimmt tatsächlich nicht.

Obwohl das HSB-Modell als hardwareunabhängig deklariert wird, basiert es tatsächlich auf RGB. In jedem Fall wird HSB für die Anzeige auf dem Monitor in RGB und für den Druck in CMYK konvertiert, und jede Konvertierung ist nicht ohne Verluste.

Standard-Farbset

Im Standardfall wird mit den Farben Cyan, Magenta, Gelb und Schwarz gedruckt, die eigentlich die CMYK-Palette bilden. Für den Druck vorbereitete Layouts müssen sich in diesem Bereich befinden, da der Rasterprozessor bei der Vorbereitung von Fotoformularen jede Farbe eindeutig als CMYK-Komponente interpretiert. Dementsprechend sieht ein RGB-Muster, das auf dem Bildschirm sehr schön und hell aussieht, auf dem Endprodukt völlig anders aus, sondern eher grau und blass. Der CMYK-Farbraum ist kleiner als der RGB-Farbraum, sodass alle für den Druck vorbereiteten Bilder eine Farbkorrektur und eine korrekte Konvertierung in den CMYK-Farbraum erfordern! Insbesondere wenn Sie Adobe Photoshop zum Verarbeiten von Rasterbildern verwenden, sollten Sie den Befehl „In Profil konvertieren“ im Menü „Bearbeiten“ verwenden.

Drucken mit zusätzlichen Tinten

Aufgrund der Tatsache, dass der CMYK-Farbraum nicht ausreicht, um sehr helle, „giftige“ Farben zu reproduzieren, wird in einigen Fällen CMYK-Druck + zusätzlich verwendet (SPOT-)Farben. In der Regel werden Zusatzfarben genannt Pantone, obwohl dies nicht ganz stimmt (der Pantone-Katalog beschreibt alle Farben, sowohl in CMYK enthalten als auch nicht darin enthalten) – es ist richtig, solche Farben SPOT (Spot) zu nennen, im Gegensatz zu Sonderfarben, also CMYK.

Physikalisch bedeutet dies, dass statt vier Druckwerken mit Standard-CMYK-Farben mehr zum Einsatz kommen. Bei nur vier Druckabschnitten wird ein zusätzlicher Durchlauf organisiert, bei dem zusätzliche Farben in das fertige Produkt eingedruckt werden.

Es gibt Druckmaschinen mit fünf Druckwerken, sodass alle Farben in einem Durchgang gedruckt werden, was zweifellos die Qualität der Farbregistrierung im Endprodukt verbessert. Beim Drucken in 4 CMYK-Abschnitten und beim Durchlaufen einer Druckmaschine mit Sonderfarben kann die Farbanpassung beeinträchtigt werden. Dies macht sich besonders bei Maschinen mit weniger als 4 Druckabschnitten bemerkbar – Sie haben wahrscheinlich schon mehr als einmal Werbeprospekte gesehen, bei denen ein gelber Rahmen beispielsweise bei schönen leuchtend roten Buchstaben leicht über die Ränder hinausragen kann, was nichts anderes ist als Gelbe Farbe aus dem Layout in dieser schönen roten Farbe.

Vorbereitung von Layouts für den Druck

Wenn Sie ein Layout für den Druck in einer Druckerei vorbereiten und sich nicht auf die Möglichkeit des Druckens mit zusätzlichen (SPOT-)Tinten geeinigt haben, bereiten Sie das Layout im CMYK-Farbraum vor, egal wie attraktiv die Farben in den Pantone-Paletten auch erscheinen mögen zu dir. Tatsache ist, dass zur Simulation von Pantone-Farben auf dem Bildschirm Farben verwendet werden, die außerhalb des CMYK-Farbraums liegen. Dementsprechend werden alle Ihre SPOT-Tinten automatisch in CMYK konvertiert und das Ergebnis wird überhaupt nicht Ihren Erwartungen entsprechen.

Wenn Ihr Layout (mit einer Vereinbarung zur Verwendung einer Triade) immer noch Nicht-CMYK-Farben enthält, müssen Sie damit rechnen, dass das Layout an Sie zurückgegeben und um eine Neuanfertigung gebeten wird.

Bei der Zusammenstellung des Artikels wurden Materialien von citypress72.ru und masters.donntu.edu.ua/ zugrunde gelegt