Цветовая гамма в компьютерной графике. Особенности ее применения

До недавнего времени в проблемах использования цветов в компьютерной графике разбирались только профессионалы своего дела. На сегодняшний день цветовой дизайн применяется множеством обычных пользователей для увеличения образности и наглядности различных документов: презентаций, публикаций, сообщений в социальных сетях, графических изображений.

Для того чтобы не допустить некоторые ошибки, нужно понимать различия цвета, а также принципы отображения и соединения цветов с помощью палитр и возможностей графических редакторов.

Влияние цвета на человека многосторонне. В повседневной жизни он может определять наше расположение духа и общее состояние, управлять трудоспособностью и психологическим настроением.

Цвет ? крайне сложная проблема, как для физики, так и для физиологии, т.к. он имеет как психофизиологический, так и физический характер. Правильно выбранные цвета могут и привлечь внимание к ожидаемому изображению, и оттолкнуть. Это объясняется тем, что у человека появляются всевозможные эмоции, зависящие от того, какой цвет видит человек. Он и формирует на подсознательном уровне впечатление от увиденного объекта. Конечно, создаются потрясающие черно-белые шедевры, но так как мы живем в мире, наполненным цветом, то более привычно видеть объекты, обладающие таким атрибутом, как цвет.

До сих пор компьютерная графика изучена не до конца, хоть она и нашла применение во многих областях жизни общества, таких как медицина, архитектура, искусство, мультимедиа, реклама. В этом и заключается актуальность данной темы.

Объект исследования: компьютерная графика.

Предмет исследования: цветовая гамма в компьютерной графике.

Цель исследования: сравнение цветовых гамм и рассмотрение особенностей их применения.

Задачи:

1. Аддитивная цветовая палитра RGB

Название RGB происходит от трёх английских слов: Red (красный), Green (зелёный) и Blue (синий), т.е. взяты первые буквы от слов.

Цвета в палитре RGB получаются через смешивание цветов: красного, синего и зелёного (это первичные цвета), и голубого, пурпурного и жёлтого (это вторичные цвета, которые получаются путём смешивания первичных попарно), поэтому эта система и носит название аддитивная палитра. Первичные и вторичные цвета принято считать базовыми, а цвет в данной палитре определяется с помощью трёх значений в диапазоне от 0 до 255. И представлена эта палитра в виде куба (рис. 3).

Представленная цветовая палитра используется в работе мониторов и сканеров. Как и любая палитра, она имеет свои минусы, а именно аппаратную зависимость и цвет охвата у данной системы, к сожалению, ограничен, потому что из-за аддитивного принципа получить все цвета невозможно. Но всё равно RGB палитры вполне достаточно для создания реалистичных объектов, несмотря на то, что человеческий глаз воспринимает гораздо больше цветовых оттенков.

Рис. 3. Цветовая палитра RGB

2. Субтрактивные цветовые палитры CMY и CMYK

Цвета, которые получен в результате отражения света объектами представляют цвета из палитры CMY. Они получаются с помощью вычитания вторичных, которые по совместительству являются и базовыми, цветов (голубого, желтого и пурпурного) из общего луча света.

При помощи трех базовых цветов (Cyan, Magenta, Yellow) нельзя получить весь цветовой диапазон на практике, потому что если их смешать цвет получится не чисто черным, а грязно-коричневым. Чтобы исправить этот казус, добавили еще один цвет - черный (Black) и цветовая палитра получила название CMYK - Cyan, Magenta, Yellow, Black (взята последняя буква цвета, чтобы не спутать с RGB).

Другие цвета в этой палитре получаются через вычитание из черного желтого, или пурпурного, или голубого цветов. Поэтому она и называется субтрактивной, т. е. вычитающей. Уровень интенсивности в данной палитре задается значениями в диапазоне от 0 до 100%. Применяется палитра в полноценной печати. И, конечно, она имеет свои минусы, у нее, как и у RGB имеется аппаратная зависимость и она ограничена в цветовом диапазоне.

Существуют цвета, которые невозможно получить при печати. По-другому говорят, что они лежат вне цветового охвата палитры CMYK. Такие цвета могут быть представлены в формате RGB, но при этом не иметь печатных аналогов в цветовом пространстве CMYK.

3. Перцепционная цветовая палитра HSB

Перцепционные палитры основаны на восприятии (интуиции).

Цвет в палитре HSB описывается с помощью трёх параметров:

· Цветовой тон,

· Насыщенность,

· Яркость.

Под первым параметром понимается свет с превалирующей длиной волны. Цветовой тон характеризуется положением на цветовом круге и определяется вершиной угла (от 0 до 360) [2].

У этой цветовой палитры соответствие традиционному восприятию цвета человеком больше, чем у других, она проста в усвоении: сначала возможно выбрать цветовой тон, а затем задать ему насыщенность и яркость. Кроме того, палитру HSB рационально использовать при редактировании изображений. Например, вы хотите заменить красный лист на оранжевый в редактируемом изображении. Достаточно поменять только цветовую составляющую используемых цветов, не изменяя яркость и насыщенность, изображение при этом не изменится, но приобретет другой оттенок.

Яркость и цветовой тон являются зависимыми параметрами друг от друга. Если изменить яркость изображения, то можно добиться нежелательного эффекта цветового сдвига в изображении.

Минусом цветовой палитры HSB является урезанное цветовое пространство. цвет палитра графический

Плюсы:

- Аппаратная независимость;

-- Более легкий и интуитивно понятный механизм управления цвета.

4. Цветовая палитра Lab

Палитра Lab также относится к перцептивным палитрам (основа - восприятие цвета).

Цвет в данной палитре задаётся тремя параметрами:

· а - цветность в диапазоне от зелёного до красного;

· b - цветность в диапазоне от синего до жёлтого;

· L - светлота, являющаяся аналогом яркости.

Параметры а и b задаются числами, которые находятся в интервале от -120 до 120. Для параметра а значение -120 соответствует зеленому цвету, а +120 - красному. Для параметра b значение -120 - это синий цвет, а значение +120 - желтый. При условии, что L равно 100%. Светлота изменяется в интервале от 0 до 100%.

Плюсы:

? Аппаратная независимость;

? Большее количество цветов, чем в RGB- и CMYK-палитр.

1.3 Цветовые пространства

Цветовое пространство - схема представления цвета, основанная на использовании цветовых координат [3].

Всем известно, что цветовое пространство, по сути, является трёхмерным объектом и соотносит числа с актуальными цветами. Он включает в себя все реализуемые сочетания цветов. Сможем ли мы сохранить детали в тенях или ярких областях, насыщенность цвета? И в какой мере придется этими деталями пожертвовать? Если мы попытаемся воспроизвести цвет на другом устройстве, то мы сможем сохранить детали и насыщенность цвета. В этом помогут цветовые пространства.

Цветовые пространства делятся на зависимые (т. е. они привязаны к устройствам и описывают цвет, который соотносится с другим цветовым пространством) и независимые (те, которые описывают цвета в абсолютных терминах).

Цветовые пространства играют важную роль. Например, они могут снабдить нас важной информацией такой как, описание подмножества цветов.

Ещё важно знать, что устройства с большим цветовым пространством могут воспроизвести намного больше различных оттенков, чем устройства с узкой цветовой гаммой [4].

1.4 Графический редактор Inkscape. Графические элементы и инструменты

Inkscape - графический векторный редактор. В нём удобно создавать как художественные, так и технические иллюстраций. Известен своим свободным открытым форматом SVG.

Первое, что мы видим, открывая документ Inkscape, белый прямоугольник - "холст" (рис. 4). Поговорим о работе с ним поподробнее.

Рис. 4. Пустой лист Inkscape

Прокрутка холста осуществляется несколькими способами: это колесико мыши при прокрутке по вертикали и колесико мыши + Shift по горизонтали, либо клавиша Сtrl + стрелки, либо полосы прокрутки (комбинация клавиш Ctrl + B позволяет показать или скрыть их).

Масштаб изменяется кнопками "+" и "-" на клавиатуре, либо с помощью колесика мыши и клавиши Ctrl. Ctrl + щелчок колесиком или Ctrl + щелчок правой кнопкой для увеличения изображения, Shift + щелчок колесиком или Shift + щелчок правой кнопкой чтобы уменьшить масштаб. Кроме того, можно воспользоваться полем "масштаб" в нижнем правом углу окна документа. В нём можно установить точное значение масштаба в %. Ещё один вариант - воспользоваться инструментом "Масштаб" (значок с лупой) на боковой панели.

Перейдем к инструментам для рисования.

Инструмент "Прямоугольники и квадраты". Вызывается нажатием соответствующей кнопки на панели инструментов или клавиши F4.

Знак курсора в этот момент меняется, появляется прямоугольник. Левой клавишей мыши рисуется прямоугольник, левая клавиша + Сtrl - квадрат. По умолчанию прямоугольник рисуется от угла, но нажатая клавиша Shift позволяет рисовать "от центра".

На углах полученной фигуры можно увидеть маркеры (рис. 5). Квадратные позволяют менять пропорции объекта, а круглые - сглаживать углы.

Рис. 5. Квадрат в Inkscape

Инструмент "Круги, эллипсы и дуги". Вызывается нажатием соответствующей кнопки на панели инструментов или клавиши F5. Левой клавишей мыши рисуется эллипс, левая клавиша + ctrl - круг. По умолчанию эллипс, также как и прямоугольник, рисуется от угла, но нажатая клавиша Shift позволяет рисовать "от центра". Квадратный маркер позволяет менять пропорции объекта, а круглый создает дуги и сектора (рис. 6). Если перемещая круглый маркер, мы располагаем курсор внутри круга, то мы как бы срезаем его часть, если же курсор располагается снаружи - мы получаем сектора.

Рис. 6. Эллипс в Inkscape

Если перемещать маркер, удерживая клавишу Ctrl, сектор будет изменяться с фиксированным шагом - 15°. Чтобы вернуть фигуре изначальную форму достаточно нажать кнопку "сделать фигуру целым эллипсом" на панели параметров инструментов (её вид зависит от выбранного инструмента).

Инструмент "Звездочки и многоугольники". Вызывается нажатием соответствующей кнопки на панели инструментов .

Звезда в отличие от эллипса или прямоугольника рисуется из центра. По завершении рисования можно увидеть два маркера: внутренний и внешний (рис. 7). Потянув за внутренний маркер можно изменить толщину лучей (малый радиус фигуры), деформировать их (повернуть), внешний маркер отвечает за длину лучей (большой радиус).

Рис. 7. Звезда в Inkscape

Перемещая один из маркеров с зажатой клавишей Shift, можно закруглить углы и добиться интересных эффектов (рис. 8).

Рис. 8. Нестандартные звёзды в Inkscape

Чтобы отменить изменения можно нажать на значок "сбросить параметры фигуры" на панели параметров инструмента.

Там же можно переключиться с рисования звезд на рисование многоугольников . Многоугольник имеет только один маркер, но клавиши Shift и Alt при работе с ним действуют аналогично. Кроме того, на панели параметров инструмента можно задать количество вершин (углы), отношение большого радиуса к малому, закругление и искажение (рис. 9).

Рис. 9. Параметры многоугольников в Inkscape

Инструмент "Спирали". Вызывается нажатием соответствующей кнопки на панели инструментов .

Перемещение внутреннего и внешнего радиусов позволяют дорисовывать и убирать витки. Перемещение маркеров с зажатой клавишей Alt "раскручивает" спираль.

Рис. 10. Спираль в Inkscape

Удерживая клавишу Shift можно выбрать группу объектов и производить с ними все те же действия, что и с одним объектом. Повторный щелчок мышью по выбранному объекту с нажатой клавишей Shift приводит к его исключению из выделения.

Перемещение и масштабирование объектов. Инструмент, вызываемый кнопкой , позволяет перемещать объект и изменять его размер, потянув за любую из стрелочек, появляющихся при активизации объекта. Нажатая клавиша Сtrl - позволяет масштабировать объект, сохраняя пропорции. По умолчанию точкой отсчета для масштабирования является левый нижний угол, зажатая клавиша Shift - меняет его на центр фигуры.

Повторный щелчок по объекту изменит форму стрелок. Теперь объект можно поворачивать (угловые стрелки) и наклонять (срединные стрелки). Нажатая кнопка Сtrl позволяет фиксировать "шаг" наклона - 15°.

Группировка объектов. Для группировки объектов необходимо выделить их и нажать Сtrl+G (следите за раскладкой), для разгруппировки Ctrl+U. В качестве объекта могут выступать группы объектов, что позволяет группировать их между собой. В этом случае Ctrl+U позволит разгруппировать только верхний уровень группировки. Для того, чтобы разгруппировать всю конструкцию нужно будет нажать Ctrl+U несколько раз.

Цвет объекта. Чтобы изменить цвет объекта достаточно выделить его и выбрать соответствующий оттенок на палитре внизу окна, но более мощным инструментом является панель "Заливка и обводка". Вызывается нажатием соответствующей кнопки или по сочетанию клавиш Ctrl+Shift+F.

Диалоговое окно имеет три вкладки: "Заливка", "Обводка" и "Стиль обводки". Закладка "Заливка" позволяет редактировать заливку выбранных объектов. С помощью кнопок сразу под названием закладки, можно выбрать типы заливки, включая и первый пункт "нет заливки" (кнопка с крестиком), сплошной цвет заливки, а также линейные и радиальные градиенты.

Глава 2. Сравнение цветовых гамм в графическом редакторе Inkscape

Открываем графический редактор Inkscape. Рисуем произвольные примитивы. Выбираем жёлтый цвет, используя разные цветовые палитры. Вот что получилось (рис. 11):

Рис. 11. Примитивы в Inkscape

Если приглядеться, то особой разницы мы не увидим. Диапазон палитры RGB больше, чем у палитры CMYK. В RGB палитре базовые цвета - это цвета источников света, в палитре CMYK - это цвета поглощения. Но все это сложно увидеть человеческим глазом и доказать.

Применим линейный градиент к данным объектам (рис. 12)

Рис. 12. Применение к объектам градиента

Палитра RGB чаще всего используется в информатике, палитра CMYK применятся в полиграфии. Поэтому их сравнение в графическом редакторе является частично необъективным.

Важно отметить особенность этих палитр: они просты в аппаратной реализации. Конечно, у них есть и существенный недостаток: человек при описании цвета пользуется не содержанием базовых составляющих цвета, а такими категориями как насыщенность, яркость (цветовой тон) и светлота. Всем этим оперирует палитра HSB. Но как мы уже описывали в теории, у данной палитры ограниченный цветовой диапазон.

У каждой из этих палитр есть свои особенности (плюсы и минусы). На сегодняшний день они являются наиболее популярными. Но основная их задача - сделать возможным задание цветов унифицированным способом.

Заключение