Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФГАОУ ВПО «Северо-Восточный федеральный университет имени М.К. Аммосова»

Технологический институт

Колледж технологий

Кафедра эксплуатация и обслуживания информационных систем

Курсовой проект

Тема: «Формирование цветовых эффектов»

Разработал: Шкулев Герман Егорович

группа КСиК-12

Проверил: преподаватель кафедры ЭОИС

Кириллина Татьяна Цыреновна.

г. Якутск 2013



Содержание

Введение

Глава I. Неоднозначность понятия «цвет» и формирования цветов

1.1 Психология восприятия цвета

1.2 Физические принципы формирования цветовых оттенков

1.3 Модели смешения цветов

1.4 Задание цветов

1.5 Устройство формирования цветовых эффектов

Заключение

Список использованной литературы



Введение

Цвет -- качественная субъективная характеристика электромагнитного излучения оптического диапазона, определяемая на основании возникающего физиологического зрительного ощущения и зависящая от ряда физических, физиологических и психологических факторов. Восприятие цвета определяется индивидуальностью человека, а также спектральным составом, цветовым и яркостным контрастом с окружающими источниками света, а также несветящимися объектами. Очень важны такие явления, как метамерия, индивидуальные наследственные особенности человеческого глаза (степень экспрессии полиморфных зрительных пигментов) и психики.

Говоря простым языком цвет -- это ощущение, которое получает человек при попадании ему в глаз световых лучей. Одни и те же световые воздействия могут вызвать разные ощущения у разных людей. И для каждого из них цвет будет разным. Отсюда следует что споры "какой цвет на самом деле" бессмысленны, поскольку для каждого наблюдателя истинный цвет -- тот, который видит он сам.

Субъективно воспринимаемый зрением цвет излучения зависит от его спектра, от психофизиологического состояния человека (влияют: фоновый свет/цвет, его цветовая температура; зрительная адаптация), и от специфических свойств индивидуального глаза (дальтонизм). См. также Психология восприятия цвета.

Различают ахроматические цвета (белый, серый, чёрный) и хроматические, а также спектральные и неспектральные (пурпурные оттенки).

Цвет -- качественная субъективная характеристика электромагнитного излучения оптического диапазона, определяемая на основании возникающего физиологического зрительного ощущения и зависящая от ряда физических, физиологических и психологических факторов. Восприятие цвета определяется индивидуальностью человека, а также спектральным составом, цветовым и яркостным контрастом с окружающими источниками света, а также несветящимися объектами. Очень важны такие явления, как метамерия, индивидуальные наследственные особенности человеческого глаза (степень экспрессии полиморфных зрительных пигментов) и психики.

Говоря простым языком цвет -- это ощущение, которое получает человек при попадании ему в глаз световых лучей. Одни и те же световые воздействия могут вызвать разные ощущения у разных людей. И для каждого из них цвет будет разным. Отсюда следует что споры "какой цвет на самом деле" бессмысленны, поскольку для каждого наблюдателя истинный цвет -- тот, который видит он сам.

Цели и задачи курсового проекта

Целью курсового проектирования является освоение технологии проектных работ, выбор и обоснование технических решений, развитие навыков самостоятельной работы. Целью данного курсового проектирования является закрепление и расширение знаний, полученных на лекциях, лабораторных и практических занятиях по принципам построения микропроцессорных устройств и систем на конкретном примере проектирования микроконтроллерного устройства или микроконтроллерной системы, выполняющих заданные функции. При этом в качестве аппаратных средств рекомендуется использование однокристальных микроконтроллеров.

Задачи данного курсового проектирования можно сформулировать таким образом:

- в соответствии с заданием разработать алгоритм работы микроконтроллерного устройства или микроконтроллерной системы, выбрав при этом необходимые первичные преобразователи (датчики);

- выбрать микроконтроллер, удовлетворяющий требованиям быстродействия и функциональным возможностям реализации алгоритма, а также с учетом простоты и меньших затрат;

- с учетом выбранного микроконтроллера, выбрать инструментальные средства для разработки программы выполнения алгоритма и разработать программу;

- в выбранной инструментальной среде осуществить отладку программы.

Структура и содержание работы

Структура работы:

Структурные части пояснительной записки начинаются с нового листа и не нумеруются. Примерный объем пояснительной записки 20 - 30 станиц машинописного (или рукописного) текста. Пояснительная записка подписывается студентом на титульном листе с указанием даты окончания проектирования. Содержание каждой части записки пояснено ниже:

1. Титульный лист.

Титульный лист является началом пояснительной записки и выполняется согласно ФГАОУ ВПО «СВФУ им. М.К. Аммосова».

2. Реферат.

Реферат не должен превышать одной страницы текста и не должен подменять содержание пояснительной записки. Основное его назначение - дать информацию о проделанной работе и облегчить выявление признаков для ввода в информационно поисковую систему.

3. Содержание.

Содержание помещается в начале пояснительной записки, за листом реферата, наглядно характеризует последовательность разделов и их элементов в записке с указание номеров страниц.

4. Введение.

Введение к пояснительной записке указывает на общее состояние решаемых в проекте задач, целевое назначение проекта, отражает важность и актуальность темы проекта и указывается метод положенный в основу решения главной задачи проекта. Объем введения 1-3 страницы.

5. Основная часть.

Основной текст пояснительной записки излагается в строгой логической последовательности, разбивается на разделы, подразделы, пункты, которые нумеруются арабскими цифрами с точкой. Например: «Глава I. Теоретические и методологические основы учета расхода воды», «1.1. Понятия и классификация», где первая цифра означает номер раздела, вторая - подраздела.

Все формулы, таблицы, рисунки, схемы, диаграммы и т. д., помещенные в пояснительную записку должны иметь самостоятельную нумерацию.

Текст пояснительной записки печатается на одной стороне писчей бумаги формата А4 с полями по ГОСТ 2.106-96 или пишется от руки. Пояснительная записка должна иметь ссылки на ГОСТ и другие литературные источники, вписывая в квадратные скобки порядковые номера использованной литературы и если нужно, страницу, рисунок таблицу. Например, [5, c.27], где 5 - пятый источник библиографического списка; с.27 - двадцатьседьмая страница этого источника.

6. Заключение.

В выводах должны быть описаны основные результаты выполненной работы и рекомендации по их практическому использованию. В отличие от основной части проекта заключение и введение не нумеруются.

7. Библиографический список

В библиографическом списке указывается вся литература, которая была использована в процессе работы над проектом и на которую должны имеется ссылки в тексте записки. Источники следует расположить в порядке появления ссылок в тексте записки.

Содержание разделов

Курсовой проект должен состоять из описательно-расчетной (а при наличии - и экспериментальной) части, оформленной в виде пояснительной записки. Проект должен содержать и графическую часть в виде обязательного чертежа принципиальной электрической схемы. Пояснительная записка должна состоять из следующих элементов, расположенных в указанной ниже последовательности.

Курсовой проект:

- титульный лист,

- реферат,

- содержание,

- введение,

- основная часть,

- заключение,

- список использованной литературы.



Глава I. Неоднозначность понятия «цвет» и формирования цветов

1.1 Психология восприятия цвета

Спектр на экране монитора (справа добавлен не спектральный пурпурный участок). Яркость на красном, зелёном и синем прямоугольниках под спектромпоказывают относительную интенсивность ощущения на каждом из трёх независимых типов колбочек -- рецепторов человеческого зрения.

Понятие «цвет» имеет 2 смысла: оно может относиться как к психологическому ощущению, вызванному отражением света от некого объекта (оранжевый апельсин), так и быть однозначной характеристикой самих источников света (оранжевый свет). Поэтому следует заметить, что в тех случаях, когда мы хотим дать цветовую характеристику источников света, некоторых имён цвета просто «не существует» -- так, нет серого, коричневого, бурого света.

Различный спектральный состав света может давать одинаковый отклик на зрительных рецепторах (эффект метамерии цвета).

Ощущение цвета зависит от комплекса физиологических, психологических и культурно-социальных факторов. Существует т.н. цвето ведение -- анализ процесса восприятия и различения цвета на основе систематизированных сведений из физики, физиологии и психологии. Носители разных культур по-разному воспринимают цвет объектов. В зависимости от важности тех или иных цветов и оттенков в обыденной жизни народа, некоторые из них могут иметь большее или меньшее отражение в языке. Способность цветораспознавания имеет динамику в зависимости от возраста человека. Сочетания цветов воспринимаются гармоничными (гармонирующими) либо нет. Субъективный аспект восприятия цвета известен также как квалиа.

Существует цветотерапия -- лечение цветом.

Физиология восприятия цвета

Средние нормализованные спектральные характеристики чувствительности цветовых рецепторов человека -- колбочек. Штриховой линией показана чувствительность палочек -- рецепторов сумеречного зрения. Ось длин волн на графике имеет логарифмический масштаб.

Ощущение цвета возникает в мозге при возбуждении и торможении цветочувствительных клеток -- рецепторов глазной сетчатки человека или животного, -- колбочек. Считается (хотя на сегодняшний день так никем и не доказано), что у человека и приматов существует три вида колбочек, различающихся по спектральной чувствительности, -- с (условно «красные»), г (условно «зелёные») и в (условно «синие»), соответственно. Светочувствительность колбочек невысока, поэтому для хорошего восприятия цвета необходима достаточнаяосвещённость или яркость. Наиболее богаты цветовыми рецепторами центральные части сетчатки.

Каждое цветовое ощущение у человека может быть представлено в виде суммы ощущений этих трёх цветов (т. н. «трёхкомпонентная теория цветового зрения»). Установлено, что пресмыкающиеся, птицы и некоторые рыбыимеют более широкую область ощущаемого оптического излучения. Они воспринимают ближнееультрафиолетовое излучение (300--380 нм), синюю, зелёную и красную часть спектра. При достижении необходимой для восприятия цвета яркости наиболее высокочувствительные рецепторы сумеречного зрения -- палочки -- автоматически отключаются.

Субъективное восприятие цвета зависит также от яркости и скорости его изменения (увеличения или уменьшения), адаптации глаза к фоновому свету (см. цветовая температура), от цвета соседних объектов, наличия дальтонизма и других объективных факторов; а также от того, к какой культуре принадлежит данный человек (способности осознания имени цвета); и от других, ситуативных, психологических моментов.

Спектральные цвета

Непрерывный спектр

Непрерывный оптический спектр. Для мониторов с показателем Гамма-коррекции 1.5.

Непрерывный спектр цветов можно наблюдать на дифракционной решетке. Хорошей демонстрацией спектра является природное явление радуги.

Цвета спектра и основные цвета

Впервые непрерывный спектр на семь цветов разбил Исаак Ньютон. Это разбиение условно и во многом случайно. Скорее всего, Ньютон находился под действием европейской нумерологии и основывался на аналогии с семью нотами в октаве (сравните: 7 металлов, 7 планет…), что и послужило причиной выделения именно семи цветов. В XX веке Освальд Вирт предложил «октавную» систему (ввел 2 зелёных -- холодный, морской и тёплый, травяной), но большого распространения она не нашла.

Цвет	Диапазон длин волн, нм	Диапазон частот, ТГц	Диапазон энергии фотонов, эВ
Красный	625--740	405--480	1, 68--1, 98
Оранжевый	590--625	480--510	1, 98--2, 10
Жёлтый	565--590	510--530	2, 10--2, 19
Зелёный	500--565	530--600	2, 19--2, 48
Голубой	485--500	600--620	2, 48--2, 56
Синий	440--485	620--680	2, 56--2, 82
Фиолетовый	380--440	680--790	2, 82--3, 26

Заметно, что цвета спектра, начинаясь с красного и проходя через оттенки противоположные, контрастные красному (зелёный, циан), затем переходят в фиолетовый цвет, снова приближающийся к красному. Такая видимая близость фиолетового и красного цветов связана с тем, что частоты, соответствующие фиолетовому спектру, приближаются к частотам, превышающим частоты красного ровно в два раза. Но сами эти последние указанные частоты находятся уже вне видимого спектра, поэтому мы не видим перехода от фиолетового снова к красному цвету, как это происходит в цветовом круге, в который включены неспектральные цвета, и где присутствует переход между красным и фиолетовым через пурпурные оттенки.

Стоит отметить, что цвета, которые мы видим в таблице -- смесь частот излучаемых светодиодами мониторов. Все цвета, которые мы можем получить на этих экранах, будут являться суммой цветов всего трёх люминофоров (излучателей), используемых в этих панелях. Именно таким образом воспроизводятся все цвета на экранах ЭЛТ, ЖК-дисплеев, плазменных панелей и т. д., а частота, соответствующая в спектре конкретному видимому цвету, может при этом отсутствовать.

Практика художников наглядно показывала, что очень многие цвета и оттенки можно получить смешением небольшого количества красок. Стремление натурфилософов найти «первоосновы» всего на свете, анализируя явления природы, всё разложить «на элементы», привело к выделению «основных цветов».

Аддитивное смешение цветов

микроконтроллерный цвет преобразователь оттенок

В Англии основными цветами долго считали красный, жёлтый и синий, лишь в 1860 г. Максвелл ввел аддитивную систему RGB (красный, зелёный, синий). Эта система в настоящее время доминирует в системах цветовоспроизведения для электронно-лучевых трубок (ЭЛТ)мониторов и телевизоров.

В художественной практике существует устоявщаяся система цветов, не совпадающая с аддитивной системой Максвела, использующейся в ЭЛТ. В этой системе в качестве основных цветов используются красный, жёлтый и синий. Использование жёлтого не удивительно, поскольку при смешении красок, в отличие от смешения лучей, светлота и насыщенность полученного цвета получается меньше чем у исходных красок, поэтому получить жёлтый, самый светлый цвет смешением других красок -- невозможно. Если в системе RGB в определённых координатах спектр разделён основными цветами на три равные части, то в художественной практике частоты соответствующие основным и дополнительным цветам относятся определённым более сложным образом. Понятия чистых красного и жёлтого цветов здесь примерно совпадают с RGB, но чистый синий здесь более заметно отличается от системы Максвелла, относительно чистого синего которой это оттенок более близкий к голубому. Понятие чистого зелёного цвета также не совпадает с тем, который мы обычно видим при горении только зелёных диодов ЭЛТ. В художественной практике под зелёным понимается самый пассивный цвет, являющийся дополнительным, контрастным самому активному -- красному.

В 1931 CIE разработала цветовую систему XYZ, называемую также «нормальная цветовая система».

В 1951 г. Энди Мюллер предложил субтрактивную систему CMYK (сине-зелёный, пурпурный, жёлтый, чёрный), которая имела преимущества в полиграфии и цветной фотографии, и потому быстро «прижилась».

Цветовой круг

Было установлено, что оптическое смешение некоторых пар цветов может давать ощущение белого цвета. Дополнительными цветами (взаимодополнительными) называют пары противоположных цветов, дающих при смешении ахроматичекие оттенки, т.е. оттенки серого цвета. ВRGB триаде основных цветов Красный--Зелёный--Синий дополнительными являются соответственно Циан--Пурпурный--Жёлтый. На цветовом круге, строимом по RGB, эти цвета располагают оппозиционно, так что цвета обеих триад чередуются. В полиграфической практике в качестве основных используют разные наборы цветов.

Мнемоника для цветов спектра и радуги в русском языке

· Каждый охотник желает знать, где сидит фазан (вариант: где сидит филин)

· Фазан сидит, глаза закрыв, желая очень кушать (цвета в обратном порядке)

· Как однажды Жак-звонарь головою сшиб фонарь (варианты: головой сломал фонарь, городской сломал фонарь)

· Кот ослу, жирафу, зайке голубые сшил фуфайки

Чтобы вспомнить, где в полосе радуги расположен красный, следует читать цвета сверху вниз. То есть снаружи дуги радуги находится "начальный" красный цвет, а далее вниз и внутрь дуги - "конечный" фиолетовый цвет).

Цвета цветового круга

В системе RGB (красный--зелёный--синий) цвета разделяются на 12 основных тонов: 3 основных цвета, 3 дополнительных к основным, и ещё 6 промежуточных тонов.

№	Цвет	Порядок	Тон (оттенок), 0-239	Тон, 0-360 (HSV)	Шестнадцатиричный код
1	Красный	I	0	0/360	FF0000
2	Оранжевый	III	20	30	FF8000
3	Жёлтый	II	40	60	FFFF00
4	Зелёный	III	60	90	80FF00
5	Зелёный	I	80	120	00FF00
6	Зелёный	III	100	150	00FF80
7	Циан	II	120	180	00FFFF
8	Синий (лазурный, голубой)	III	140	210	0080FF
9	Синий	I	160	240	0000FF
10	Фиолетовый	III	180	270	8000FF
11	Пурпурный	II	200	300	FF00FF
12	Пунцовый (малиновый)	III	220	330	FF0080



В следующей таблице показаны 12 цветов цветового круга, в котором в качестве основных используются красный, жёлтый и синий цвета (RYB). Цвета здесь подразделяются наосновные (или цвета первого порядка), составные (цвета второго порядка) и сложные (третий порядок).

Ахроматические цвета

№	Цвет	Порядок цвета
1	Красный	I
2	Красно-оранжевый	III
3	Оранжевый	II
4	Жёлто-оранжевый	III
5	Жёлтый	I
6	Жёлто-зелёный	III
7	Зелёный	II
8	Сине-зелёный	III
9	Синий	I
10	Сине-фиолетовый	III
11	Фиолетовый	II
12	Красно-фиолетовый (пурпурный)	III

Оттенки серого (в диапазоне белый -- черный) носят парадоксальное название ахроматических (от греч. б- отрицательная частица + чсюмб -- цвет, то есть бесцветных) цветов. Парадокс разрешается, когда становится ясно, что под "отсутствием цвета" здесь понимается естественно не отсутствие цвета как такового, а отсутствие цветового тона, конкретного оттенка спектра. Наиболее ярким ахроматическим цветом является белый, наиболее тёмным -- чёрный.

Можно заметить, что при максимальном снижении насыщенности любого хроматического цвета тон оттенка становится неразличимым, и цвет переходит в ахроматический.

Характеристики цвета

Каждый цвет обладает количественно измеряемыми физическими характеристиками (спектральный состав, яркость):

Яркость

Одинаково насыщенные оттенки, относимые к одному и тому же цвету спектра, могут отличаться друг от друга степенью яркости. К примеру, при уменьшении яркости синий цветпостепенно приближается к чёрному.

Любой цвет при максимальном снижении яркости становится чёрным.

Следует отметить, что яркость, как и прочие цветовые характеристики реального окрашенного объекта, значительно зависят от субъективных причин, обусловленных психологией восприятия.

Светлота

Основная статья: Светлота (цвет)

Степень близости цвета к белому^{[источник не указан 1455 дней]} называют светлотой.

Любой цвет при максимальном увеличении светлоты становится белым.

Другое понятие светлоты относится не к конкретному цвету, а к оттенку спектра, тону. Цвета, имеющие различные тона при прочих равных характеристиках, воспринимаются нами с разной светлотой. Жёлтый тон сам по себе -- самый светлый, а синий или сине-фиолетовый -- самый тёмный.

Насыщенность

Два оттенка одного тона могут различаться степенью блёклости. При уменьшении насыщенности каждый хроматический цвет приближается к серому.

Цветовой тон

Цветовой тон -- характеристика цвета, отвечающая за его положение в спектре: любой хроматический цвет может быть отнесён к какому-либо определённому спектральному цвету. Оттенки, имеющие одно и то же положение в спектре (но различающиеся, например, насыщенностью и яркостью), принадлежат к одному и тому же тону. При изменении тона, к примеру, синего цвета в зеленую сторону спектра он сменяется голубым, в обратную -- фиолетовым.

Иногда изменение цветового тона соотносят с «теплотой» цвета. Так, красные, оранжевые и жёлтые оттенки, как соответствующие огню и вызывающие соответствующие психофизиологические реакции, называют тёплыми тонами, голубые, синие и фиолетовые, как цвет воды и льда -- холодными. Следует учесть, что восприятие «теплоты» цвета зависит как от субъективных психических и физиологических факторов (индивидуальные предпочтения, состояние наблюдателя, адаптация и др.), так и от объективных (наличие цветового фона и др.). Следует отличать физическую характеристику некоторых источников света -- цветовую температуру от субъективного ощущения «теплоты» соответственного цвета. Цвет теплового излучения при повышении температуры проходит по «тёплым оттенкам» от красного через жёлтый к белому, но максимальную цветовую температуру имеет цвет циан.

1.2 Физические принципы формирования цветовых оттенков

Излучаемый свет это свет, выходящий из активного источника (солнца, лампочки, экрана монитора).

Отраженный свет это свет "отскочивший" от поверхности объекта. Именно его мы видим, когда смотрим на некоторый предмет, не излучающий своего собственного света.

Излучаемый свет может содержать все цвета (белый свет), любую их комбинацию или только один цвет. Излучаемый цвет, идущий непосредственно от источника к глазу, сохраняет в себе все цвета, из которых он был создан.

Некоторые волны излученного света (которые воспринимаются нами как цвета) поглощаются объектом, на который они попадают, поэтому глазом воспринимаются отраженные, т.е. не поглощенные волны.

Таким образом, некоторые предметы мы видим потому, что они излучают свет, а другие потому, что они его отражают. Белый лист бумаги выглядит белым потому, что он отражает все видимые цвета и ни один не поглощает. Если осветить его синим цветом, бумага будет выглядеть синей. Если осветить белым светом лист красной бумаги, бумага будет выглядеть красной, так как она поглощает все цвета, кроме красного. Если же осветить красную бумагу синим светом, она будет выглядеть черной, так как синий цвет она не отражает.

Так как цвет может получиться как в процессе излучения, так и в процессе отражения, то в компьютерной графике существуют два противоположных метода его описания: системы аддитивных и субтрактивных цветов.

Аддитивный цвет получается при соединении лучей света разных цветов. В этой системе отсутствие всех цветов дает 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). Смешивая их в разных пропорциях можно получить любой цвет.

В системе субтрактивных цветов происходит обратный процесс: цвет получается, вычитая другие цвета из общего луча света. В такой системе белый цвет соответствует отсутствию всех цветов, тогда как их наличие дает черный цвет. Система субтрактивных цветов работает с отраженным светом, например от листа бумаги.

В системе субтрактивных цветов основными являются голубой (Cyan), пурпурный (Magenta) и желтый цвета (Yellow). (CMY) противоположны красному, зеленому и синему. Смешивая эти цвета на белой бумаге должны получить черный цвет, однако типографские краски поглощают цвет не полностью, и поэтому изображение выглядит темно-коричневым. Чтобы исправить возникшую неточность для представления черного цвета принтеры добавляют немного черной краски. Системы цветов, основанные на таком процессе четырехцветной печати, принято обозначать аббревиатурой CMYK.

Самой распространенной системой цветов является система RGB. Известная задолго до появления компьютеров, она оказалась наиболее к ним приспособленной, так как монитор компьютера создает цвет излучением света, а экран его состоит из мельчайших точек красного, зеленого и синего цвета, интенсивностью свечения которых можно управлять. Однако, что хорошо для монитора не всегда хорошо при печати.

Эти модели смешения показаны на рис. 0.3.1. На рис. 0.3.1а показаны результаты смешения цветов в аддитивной модели для трех самосветящихся площадок чистых цветов (красного, зеленого и синего) и результаты их смешения - площадки 1-4. На рис. 0.3.1б показаны результаты смешения цветов в субтрактивной модели для трех несамосветящихся площадок чистых цветов (голубого, пурпурного и желтого) и результаты их смешения - площадки 5-8.



1.3 Модели смешения цветов

Цвета одной модели являются дополнительными к цветам другой модели. Дополнительный цвет - цвет, дополняющий данный до белого. Дополнительный для красного - голубой (зеленый+синий), дополнительный для зеленого - пурпурный (красный+синий), дополнительный для синего - желтый (красный+зеленый) и т.д.

Пример субтрактивного формирования оттенков показан на рис. 0.3.2. При освещении падающим белым светом в слое голубой краски из спектра белого цвета поглощается красная часть, затем из оставшегося света в слое пурпурной краски поглощается зеленая часть спектра, отраженный от поверхности бумаги свет еще раз подвергается поглощению и в результате мы видим синий цвет.

Цвет несамосветящегося объекта

Цветовые модели

Назначение цветовой модели - дать средства описания цвета в пределах некоторого цветового охвата, в том числе и для выполнения интерполяции цветов. Наиболее часто в компьютерной графике используются модели RGB, CMY, YIQ, HSV и HLS.

RGB (Red, Green, Blue - красный, зеленый, синий) - аппаратно-ориентированная модель, используемая в дисплеях для аддитивного формирования оттенков самосветящихся объектов (пикселов экрана). Система координат RGB - куб с началом отсчета (0, 0, 0), соответствующим черному цвет. Максимальное значение RGB - (1, 1, 1) соответствует белому цвету.

Цветовой куб модели RGB

CMY (Cyan, Magenta, Yellow - голубой, пурпурный, желтый) - аппаратно-ориентированная модель, используемая в полиграфии для субтрактивного формирования оттенков, основанного на вычитании слоем краски части падающего светового потока. Цвета модели CMY являются дополнительными к цветам модели RGB, т.е. дополняющими их до белого. Таким образом система координат CMY - тот же куб, что и для RGB, но с началом отсчета в точке с RGB координатами (1, 1, 1), соответствующей белому цвету.

Цветовой куб модели CMY



Преобразования между пространствами RGB и CMY определяются следующим образом:

[ R G B ] = [ 1 1 1 ] - [ C M Y ]

Причем единичный вектор-строка в модели RGB - представление белого цвета, а в модели CMY - черного.

HSV (Hue, Saturation, Value - цветовой тон, насыщенность, количество света или светлота) - модель, ориентированная на человека и обеспечивающая возможность явного задания требуемого оттенка цвета (см. рис. 0.4.3). Подпространство, определяемое данной моделью - перевернутый шестигранный конус.

По вертикальной оси конуса задается V - светлота, меняющаяся от 0 до 1. Значению V = 0 соответствует вершина конуса, значению V = 1 - основание конуса; цвета при этом наиболее интенсивны.

Цветовой тон H задается углом, отсчитываемым вокруг вертикальной оси. В частности, 0^? - красный, 60^? - желтый, 120^? - зеленый, 180^? - голубой, 240^? - синий, 300^? - пурпурный, т.е. дополнительные цвета расположены друг против друга (отличаются на 180^?).

Насыщенность S определяет насколько близок цвет к "чистому" пигменту и меняется от 0 на вертикальной оси V до 1 на боковых гранях шестигранного конуса.

Точка V = 0, в которой находится вершина конуса, соответствует черному цвету. Значение S при этом может быть любым в диапазоне 0-1. Точка с координатами V = 1, S = 0 - центр основания конуса соответствует белому цвету. Промежуточные значения координаты V при S=0, т.е. на оси конуса, соответствуют серым цветам. Если S = 0, то значение оттенка H считается неопределенным.



Цветовая модель HSV

HLS (Hue, Lightness, Saturation - цветовой тон, светлота, насыщенность) - модель ориентированная на человека и обеспечивающая возможность явного задания требуемого оттенка цвета (см. рис. 0.4.4). Эта модель образует подпространство, представляющее собой двойной конус, в котором черный цвет задается вершиной нижнего конуса и соответствует значению L = 0, белый цвет максимальной интенсивности задается вершиной верхнего конуса и соответствует значению L = 1. Максимально интенсивные цветовые тона соответствуют основанию конусов с L = 0.5, что не совсем удобно.

Цветовой тон H, аналогично системе HSV, задается углом поворота.

Насыщенность S меняется в пределах от 0 до 1 и задается расстоянием от вертикальной оси L до боковой поверхности конуса. Т.е. максимально насыщенные цветовые цвета располагаются при L=0.5, S=1.

В общем, систему HLS можно представить как полученную из HSV "вытягиванием" точки V=1, S=0, задающей белый цвет, вверх для образования верхнего конуса.



Цветовая модель HLS

1.4 Задание цветов

Растровые дисплеи, как правило, используют аппаратно-ориентированную модель цветов RGB.

В наиболее распространенных растровых дисплеях - дисплеях с таблицей цветности значения кодов пикселов, заносимые в видеопамять, представляют собой индексы элементов таблицы цветности. При необходимости отображения некоторого пиксела на экран по его значению выбирается элемент таблицы цветности, содержащий тройку значений - RGB. Эта тройка и передается на монитор для задания цвета пиксела на экране.

В полноцветных дисплеях для каждого пиксела в видеопамять заносится тройка значений RGB. В этом случае при необходимости отображения пиксела из видеопамяти непосредственно выбирается тройка значений RGB, которая и передается на монитор (но может и передаваться в таблицу цветности).

В модели RGB легко задавать яркости для одного из основных цветов, но по крайней мере затруднительно задать оттенок с требуемым цветовым тоном и насыщенностью. В различного рода графических редакторах эта задача обычно решается с помощью интерактивного выбора из палитры цветов и формированием цветов в палитре путем подбора значений RGB до получения требуемого визуального результата. Более удобно в этом случае использовать модели HVS или HLS, позволяющие непосредственно задать требуемый оттенок. Конечно, при занесении данных в таблицу цветности или для полноцветных дисплеев - в видеопамять требуется перевод в значений в систему RGB.

Интерполяция цветов

Интерполяция цветов требуется во многих случаях для создания эффектов реалистичности изображения, например, при наложении цветов в технике акварели, т.е. при наложении одного прозрачного цвета на другой, при создании эффектов постепенного изменения цвета в последовательности картин, при построчном заполнении многоугольника методом Гуро и т.д.

Если требуется интерполировать между двумя цветами обладающими одним и тем же цветовым тоном (насыщенностью), так чтобы получаемые цвета имели тот же самый цветовой тон (насыщенность), то необходимо использовать модель или HVS или HLS.

В остальных случаях более удобно пользоваться аппаратно-ориентированной моделью RGB

1.5 Устройство формирования цветных эффектов

Изобретение относится к устройству формирования цветных эффектов, использующему электрофотографию, и, в частности, к устройству формирования изображений, допускающему формирование электростатического скрытого изображения. Устройство формирования изображений включает в себя блоки обработки, которые плотно размещаются вокруг соответствующих светочувствительных элементов и воздействуют на светочувствительные элементы, секцию излучения света, которая формирует электростатическое скрытое изображение для обнаружения на светочувствительном элементе, и секцию обнаружения, которая обнаруживает, что электростатическое скрытое изображение проходит через положение, обращенное к блоку обработки, и секцию управления, которая выполняет управление коррекцией рассовмещения на основе результата обнаружения. Технический результат заключается в решении проблемы, которая возникает при обнаружении традиционного порошкового изображения для обнаружения с помощью оптического датчика, и в повышении удобства в эксплуатации устройства формирования изображений. 2 н. и 22 з.п. ф-лы, 3

5 ил.

Уровень техники изобретения

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к устройству формирования цветных изображений, использующему электрофотографию, и, в частности, к устройству формирования изображений, допускающему формирование электростатического скрытого изображения.

Описание предшествующего уровня техники

Среди электрофотографических устройств формирования цветных изображений известна так называемая поточная система, независимо включающая в себя блоки формирования изображений для соответствующих цветов для быстрой печати. Устройство формирования цветных изображений поточной системы применяет конфигурацию, которая последовательно передает изображения от блоков формирования изображений соответствующих цветов на промежуточную транспортную ленту и вместе передает изображения на носитель записи.

Такое устройство формирования цветных изображений вызывает рассовмещение (отклонение от заданной позиции или отклонение по цвету) из-за механических факторов в блоках формирования изображений соответствующих цветов при наложении изображений. В частности, в конфигурации, независимо включающей в себя лазерные сканирующие устройства (оптические сканирующие устройства) и фоточувствительные барабаны для соответствующих цветов, взаимные расположения между лазерными сканирующими устройствами и фоточувствительными барабанами отличаются между цветами. Соответственно, положения лазерного сканирования на фоточувствительных барабанах нельзя синхронизировать, что вызывает рассовмещение.

Чтобы исправить рассовмещение, в вышеприведенном устройстве формирования цветных изображений выполняется управление коррекцией рассовмещения. В выложенной заявке на патент Японии H07-234612 порошковые изображения для обнаружения соответствующих цветов переносятся с фоточувствительных барабанов на носитель изображения (промежуточную транспортную ленту), и относительные положения порошковых изображений для обнаружения при сканировании и направления транспортировки обнаруживаются с использованием оптических датчиков, и посредством этого выполняется управление коррекцией рассовмещения.

Сущность изобретения

Однако существуют следующие проблемы в обнаружении порошкового изображения для обнаружения с использованием оптического сканирующего устройства в традиционно известном управлении коррекцией рассовмещения. То есть, поскольку порошковое изображение для обнаружения (с плотностью 100%) в управлении коррекцией рассовмещения переносится с фоточувствительного барабана на носитель изображения (ленту), необходимы усилия по очистке барабана и носителя, снижающие удобство в эксплуатации устройства формирования изображений.

Задача изобретения состоит в том, чтобы решить по меньшей мере одну из этих проблем и другую проблему.

Например, задача изобретения состоит в том, чтобы решить проблему при обнаружении традиционного порошкового изображения для обнаружения с помощью оптического датчика и повысить удобство в эксплуатации устройства формирования изображений. Другие проблемы можно понять из всего описания изобретения.

Чтобы решить вышеупомянутые проблемы, другая задача изобретения состоит в том, чтобы предоставить устройство формирования цветных изображений, содержащее блоки формирования изображений для каждого цвета, причем каждый из блоков формирования изображений включает в себя светочувствительный элемент, приводимый во вращение, секцию зарядки для зарядки светочувствительного элемента, секцию излучения света для излучения света, чтобы сформировать электростатическое скрытое изображение на светочувствительном элементе, проявочную секцию для нанесения тонера на электростатическое скрытое изображение, и формирования порошкового изображения на светочувствительном элементе, и секцию переноса для переноса порошкового изображения, налипшего на светочувствительном элементе, причем секция зарядки, секция проявления и секция переноса предусмотрены для светочувствительного элемента, при этом устройство формирования цветных изображений включает в себя секцию формирования, которая управляет секцией излучения света, соответствующей каждому цвету и формирующей электростатическое скрытое изображение для коррекции рассовмещения на каждом из светочувствительных элементов для каждого цвета, секцию электропитания для секций зарядки, секции проявления или секции переноса, секцию обнаружения для обнаружения вывода для каждого цвета из секции электропитания, когда электростатическое скрытое изображение для коррекции рассовмещения, сформированное на светочувствительном элементе для каждого цвета, проходит через положение, обращенное к одной из секции зарядки, секции проявления и секции переноса, и секцию управления, которая выполняет управление коррекцией рассовмещения для того, чтобы вернуть условие рассовмещения в исходное условие на основе результата обнаружения из секции обнаружения.

Дополнительная задача изобретения состоит в том, чтобы предоставить устройство формирования цветных изображений, содержащее блоки формирования изображений для каждого цвета, причем каждый из блоков формирования изображений включает в себя светочувствительный элемент, приводимый во вращение, блок обработки, установленный плотно вокруг светочувствительного элемента и воздействующий на светочувствительный элемент, секцию излучения света для выполнения излучения света и формирования электростатического скрытого изображения на светочувствительном элементе, при этом устройство заставляет блок формирования изображений функционировать для формирования порошкового изображения и включает в себя секцию формирования для управления секцией излучения света, соответствующей каждому цвету и формирующей электростатическое скрытое изображение для коррекции рассовмещения на светочувствительном элементе для каждого цвета, секцию электропитания для блока обработки, соответствующего каждому цвету, секцию обнаружения для обнаружения, для каждого цвета, вывода из секции электропитания, когда электростатическое скрытое изображение для коррекции рассовмещения, сформированное на светочувствительном элементе для каждого цвета, проходит через положение, обращенное к блоку обработки, и секцию управления для выполнения управления коррекцией рассовмещения для того, чтобы вернуть условие рассовмещения в исходное условие на основе результата обнаружения из секции обнаружения.

Настоящее изобретение может решить проблемы при обнаружении традиционного порошкового изображения для обнаружения оптическим датчиком и повысить удобство в эксплуатации устройства формирования изображений.

Еще один признак настоящего изобретения станет очевидным из последующего описания примерных вариантов осуществления со ссылкой на прилагаемые чертежи.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - схема конфигурации поточной системы (системы с 4 барабанами) в устройстве формирования цветных изображений.

Фиг. 2А и 2В - схемы конфигурации высоковольтного источника питания.

Фиг. 3 - схема аппаратной конфигурации печатающей системы.

Фиг. 4А - принципиальная схема высоковольтного источника питания.

Фиг. 4B показывает функциональную блок-схему высоковольтной цепи питания.

Фиг. 5 - блок-схема алгоритма, иллюстрирующая обработку для получения опорного значения.

Фиг. 6 - схема, иллюстрирующая пример состояния создания метки для обнаружения рассовмещения (для коррекции рассовмещения), сформированного на промежуточной транспортной ленте.

Фиг. 7 - схема, иллюстрирующая состояние формирования электростатического скрытого изображения для обнаружения рассовмещения (для коррекции рассовмещения) на фоточувствительном барабане.

Фиг. 8 - схема, иллюстрирующая пример результата обнаружения информации о поверхностном потенциале фоточувствительного барабана.

Фиг. 9А - схематическое представление, иллюстрирующее поверхностный потенциал фоточувствительного барабана в случае, где тонер не прилипает к электростатическому скрытому изображению; фиг. 9В - схематическое представление, иллюстрирующее поверхностный потенциал фоточувствительного барабана в случае, где тонер прилипает к электростатическому скрытому изображению.

Фиг. 10 - блок-схема алгоритма управления коррекцией рассовмещения.

Фиг. 11 - схема конфигурации другой поточной системы (системы с 4 барабанами) в устройстве формирования цветных изображений.

Фиг. 12 - блок-схема алгоритма, иллюстрирующая другую обработку для получения опорного значения.

Фиг. 13 - блок-схема алгоритма, иллюстрирующая другое управление коррекцией рассовмещения.

Фиг. 14А и 14В - схемы, каждая из которых иллюстрирует состояние распределения фаз фоточувствительного барабана, когда дискретизируют данные.

Фиг. 15 - схема для иллюстрации размера листа и ширины пробельной области.

Фиг. 16А - принципиальная схема другого высоковольтного источника питания; фиг. 16В - принципиальная схема другого высоковольтного источника питания, включающего другую цепь контроля тока в качестве третьего варианта осуществления; и фиг. 16С - схема, иллюстрирующая пример результата обнаружения информации о поверхностном потенциале фоточувствительного барабана.

Фиг. 17А и 17В - схемы конфигураций высоковольтного источника питания.

Фиг. 18 - принципиальная схема высоковольтного источника питания.

Фиг. 19 - блок-схема алгоритма, иллюстрирующая другую обработку для получения опорного значения.

Фиг. 20 - схема, иллюстрирующая состояние формирования электростатических скрытых изображений для обнаружения рассовмещения (для коррекции рассовмещения) для соответствующих цветов на фоточувствительном барабане.

Фиг. 21 - блок-схема алгоритма, иллюстрирующая другое управление коррекцией рассовмещения.

Фиг. 22 - схема конфигурации другого высоковольтного источника питания.

Фиг. 23А - блок-схема алгоритма, иллюстрирующая другую обработку для получения опорного значения.

Фиг. 23В - блок-схема алгоритма, иллюстрирующая другую обработку для получения опорного значения.

Фиг. 24 - временная диаграмма формирования электростатического скрытого изображения для обнаружения рассовмещения (для коррекции рассовмещения).

Фиг. 25А - блок-схема алгоритма, иллюстрирующая другое управление коррекцией рассовмещения.

Фиг. 25В состоит из фиг. 25В-1 и 25В-2, которые являются блок-схемами алгоритмов, иллюстрирующими другое управление коррекцией рассовмещения.

Фиг. 26 - блок-схема алгоритма, иллюстрирующая другую обработку для получения опорного значения.

Фиг. 27 - блок-схема алгоритма, иллюстрирующая другое управление коррекцией рассовмещения.



Заключение

Итак, нам удалось рассмотреть данные, касающиеся теоретического и практического значения цвета в жизни и в изобразительном искусстве. Нельзя сказать, что в этом вопросе среди художников и психологов царит полное единомыслие. Напротив, нам пришлось разбираться в огромном количестве противоречивых мнений.

Тем важнее было для нас выработать собственную позицию, соответствующую, насколько это возможно, реальному положению дел. Положение это таково.

Цвет, несомненно, имеет огромное влияние на эмоциональные и даже на физиологические состояния человека. Это влияние, конечно же, не исчерпывается действием цвета на изображениях. Реальный мир, с его цветовым богатством, постоянно оказывает на нас свое влияние посредством цветовой визуальной среды. Это заставляет нас особенно внимательно относиться к роли цвета в изобразительном искусстве. При этом мы должны помнить, что изобразительное искусство, живопись вовсе не является монополистом на использование цвета в художественных целях. Цвет, как уже говорилось выше, применяется в огромном количестве разнообразных искусств - от цветной фотографии до дизайна, от декоративно-прикладного искусства до телеискусства и кинематографа. Тем большего внимания он заслуживает.

Говоря о влиянии цвета на человека, невозможно упустить из виду те закономерности, согласно которым информация о цвете внешнего мира обрабатывается в центральной нервной системе человека. Выявленные при этом объективные закономерности позволяют сделать вывод о реальном месте цвета в изобразительном искусстве.



Список использованной литературы

1. Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. -СПб.: БХВ - Санкт-Петербург, 2000. 528с.

2. Бродин В.Б., Шагурин И.И. Микроконтроллеры. Архитектура, программирование, интерфейс. -М.: Изд. ЭКОМ, 1999.- 400с.

3. Сташин В. В. и др. Проектирование цифровых устройств на однокристальных микроконтроллерах. -М.: Энергоатомиздат, 1990.-224с.

4. Микропроцессороные системы: Учебное пособие для вузов\ Под общей ред. Д.В. Пузанкова. - СПб.: Политехника, 2002.- 935с.

5. Евстифеев А.В. Микроконтроллеры Microchip. Практическое руководство. -М.: Горячая линия-Телеком, 2002.- 296с.

6. Голубцов М.С. Микроконтроллеры AVR: от простого к сложному, - М.: Солон Пресс. 2003.- 288с.

7. Каспер Э. Программирование на языке Ассемблера для микроконтроллеров i8051. М.: «Горячая Линия Телеком, 2003. - 191с.

8. Андре Ф. Микроконтроллеры семейства SX фирмы “Scenix”/ Пер. с фр.: - М.: изд. Дом «Додека - ХХ1», 2002. - 272с.

9. Пухальский Г.И. Проектирование микропроцессорных систем: Учебное пособие. СПб.: Политехника, 2001. - 544с.

10. Таверенье К. PIC-контроллеры. Практика применения: Пер.с фр., - М.: ДМК Пресс, 2003 - 272с.

11. Яценков В.С. Микроконтроллеры MicroChip. Практическое руководство. М.: Горячая линия - Телеком, 2002.- 296с.

12. Николайчук О. Х51 - совместимые микроконтроллеры фирмы Cygnal. - М.: ООО « ИД СКИМЕЙ», 2003. - 472с.

13. Самарин А.В. Жидкокристаллические дисплеи. Схемотехника, конструкция и применение. М.: СОЛОН - Р, 2002. - 304с.

14. Кулаков В. Проектирование на аппаратном уровне, Специальный справочник. СПб.: Питер, 2001. - 588с.

15. Калабеков Б.А. Цифровые устройства и микропроцессорные системы: Учебник для техникумов связи. - Горячая линия -Телеком, 2002.- 336с.

16. Ульрих В.А. Микроконтроллеры PIC16х\17хx. Изд. 2-е, перераб. и доп. - СПб: Науа и Техника, 2002. - 320с.

17. Говоров А.А. Микропроцессорные контроллеры автоматических систем регулирования. М.: Горячая линия - Телеком, 2002.- 296с.

18. Предко М. Справочник по PIC- микроконтроллерам. М.: СОЛОН - Р, 2002.- 504с.

19. Мокрецов В.П. Комбинационные схемы в МП системах: Учебное пособие. Свердловск: УПИ, 1989. 97с.

20. Мокрецов В. П. Микропроцессоры и МПС: Учебное пособие. Часть1. Екатеринбург: УГТУ, 1999. 125с.

21.Применение интегральных микросхем в электронной вычислительной технике: Справочник. /Под редакцией Б.Н. Файзулаева. - М.: Радио и связь, 1987. -384с.

22. Новиков Ю.В. и др. Разработка устройств сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. Практическое пособие. -М.: Эком., 1997. - 224с.

23. Ан П. Сопряжение ПК с внешними устройствами. Пер. с англ. М.: ДМК Пресс, 2003. - 320с.

24. Интегральные микросхемы. Справочник. /Под редакцией Б.В.Тарабрина. М.: Энергоатомиздат, 1985. -528с.

25. Шевкопляс Б.В. Микропроцессорные структуры, Инженерные решения. Справочник. М.: Радио и связь, 1990. -512с.

26. Терентьев М. Н. Беспроводные сенсорные сети. Учебное пособие./ М. Н. Терентьев -- М.: Издательство МАИ, 2007.

27. Сергеев Н. Стандарт ZegBee: области применения и решения[Текст] / Электронные компоненты, 2005, №10 С. 109-112.

Размещено на Allbest.ru

...