Колірні моделі RGB і CMY

Колірні моделі, використовувані в комп'ютерній графіці, - це засобу опису квітів у певному діапазоні.

Рис. 3.7. Колірний куб для моделей RGB і CMY

На основі описаних вище фізичних подань у комп'ютерній графіці була прийнята так звана аддитивна колірна модель, що використовує три первинні складові кольори. Ця модель припускає, що будь-який колір можна розглядати як зважену суму трьох основних квітів. Проілюструвати її можна на прикладі висвітлення сцени за допомогою трьох прожекторів різного кольору. Кожний прожектор управляється незалежно, і шляхом зміни потужності кожного з них можна відтворити практично всі кольори. У моделі RGB колір можна представити у вигляді вектора в тривимірній системі координат з початком відліку в крапці (0,0,0). Максимальне значення кожної з компонентів вектора приймемо за 1. Тоді вектор (1,1,1) відповідає білому кольору. Всі колірні вектори, таким чином, укладені усередині одиничного куба, називаного колірним кубом (рис. 3.7а).

Інша модель змішання квітів - субстрактивна колірна модель, або модель CMY, що використовує в якості первинних складові кольори Cyan, Magenta, Yellow (блакитн, пурпурний, жовтий), які є додатковими до Red, Green, Blue. У цій моделі відтінки кольори виходять шляхом "вирахування" з падаючого світла хвиль певної довжини. Цей підхід має потребу в поясненні. У цій системі координат вектор (0,0,0) відповідає білому кольору, а вектор (1,1,1) - чорному. Відповідний колірний куб представлений на мал. 3.7б.

Зв'язок між значеннями (R,G,B) і (C,M,Y) для того самого кольору виражається формулою

Рис. 3.8. Схема змішання квітів для моделей RGB і CMY

Кольору однієї моделі є додатковими до квітів іншої (додатковий колір - це колір, результатом змішання якого з даним є білий). Схема змішання квітів для двох моделей представлена на рис. 3.8. Приклад субстрактивного формування відтінків показаний на мал. 3.9. При висвітленні падаючим білим світлом у шарі блакитний (Cyan) фарби зі спектра білого кольору поглинається (віднімається) червона частина як додатковий колір, потім зі світла, що залишилося, у шарі пурпурної (Magenta) фарби поглинається зелена частина спектра, і, нарешті, від білої поверхні відбивається синій колір, що ми й бачимо. Таким чином, змішання блакитної й пурпурної квіток дає в підсумку синій колір.

Рис. 3.9. Субстрактивне формування відтінків

Растрові дисплеї, як правило, використовують апаратно- орієнтовану модель квітів RGB. Існують також дисплеї з таблицею кольоровості, що представляє собою матрицю, кожний елемент якої - деякий колір (вектор RGB). У таких дисплеях значення кодів пікселей, що заносяться у відеопам'ять, являють собою індекси матриці кольоровості. При відображенні деякого пікселя на екран за значенням коду вибирається елемент таблиці кольоровості, що містить трійку значень R, G, B. Ця трійка й передається на монітор для завдання кольору пікселя на екрані.

У повнокольоових дисплеях для кожного пикселя у відеопам'ять заноситься трійка значень R, G, B. У цьому випадку для відображення пікселя з відеопам'яті безпосередньо вибираються значення R, G, B, які й передаються на монітор (але можуть і передаватися в таблицю кольоровості).

У моделях RGB і CMY легко задавати яскравості для одного з основних квітів, але досить важко задати відтінок з необхідним колірним тоном і насиченістю, що відповідає якому-небудь зразку кольору. У різного роду графічних редакторах це завдання найчастіше вирішується за допомогою інтерактивного вибору з палітри квітів і формуванням квітів у палітрі шляхом підбора значень координат до одержання необхідного візуального результату. Іноді така палітра наочно відображає вибір вектора з колірного куба: спочатку за допомогою одного движка вибирається колірна площина, а потім на цій площині вибирається конкретна крапка. Але й таким методом не відразу вдається досягти бажаного ефекту, оскільки не так просто вибрати правильну колірну площину.