Розділ III. ОСНОВИ КОМП'ЮТЕРНОЇ ГРАФІКИ

КОЛІР В КОМП'ЮТЕРІ

Вивчивши матеріал даної глави, студент повинен:

знати

  • • історію наукових праць про колір;
  • • спектральний склад видимого випромінювання;
  • • систему колірного кола і характеристики кольору;
  • • методи синтезу кольору (адитивний і субтрактівним);
  • • особливості будови різних колірних просторів;
  • • способи опису і області застосування основних колірних моделей;
  • • види кодування колірної інформації растрових зображень;

вміти

  • • розрізняти спектральні, неспектральние і ахроматичні кольори;
  • • визначати основні і додаткові кольори;
  • • вибирати колірні моделі для вирішення конкретних практичних завдань;

володіти

  • • знанням про природу кольору, вплив світла на колір і багатозначності поняття колір;
  • • поданням про особливості людського сприйняття кольору;
  • • відомостями, необхідними для розуміння інших матеріалів розділу.

Поняття кольору, наукові уявлення про колір, сприйняття кольору, спектр, різні кольори і їх взаємодія

Поняття кольору

Колір - суб'єктивна якісна характеристика електромагнітного випромінювання оптичного діапазону, що визначається на підставі фізіологічного зорового відчуття і залежна від ряду фізичних, фізіологічних і психологічних факторів. У перекладі на просту мову колір - це відчуття, яке відчуває людина при попаданні в очі світлових променів. Світлова енергія передається у вигляді хвиль. Довжина кожної хвилі визначає її інтенсивність, безпосередньо пов'язану з се кольором. Деякі хвилі не можна побачити людським оком: наприклад, у інфрачервоного світла довжина хвиль для цього занадто велика, а у рентгенівських променів - занадто мала. Між ними і знаходиться видимий спектр, який представлений в шкільному курсі фізики. Кольори в спектрі плавно переходять один в іншій, але для систематизації все колірне різноманіття розділили на кілька основних кольорів.

Вперше безперервний спектр на сім кольорів розбив Ісаак Ньютон. Це розбиття умовно і багато в чому випадково. Ймовірно, Ньютон перебував під враженням європейської нумерології і грунтувався на аналогії з сімома нотами в октаві (так само сім днів тижня, сьомій металів, сім планет і т.д.), що стало причиною виділення саме семи кольорів. Коло кольорів Ньютона показаний на рис. 7.1.

Коло кольорів Ньютона з книги

Рис. 7.1. Коло кольорів Ньютона з книги "Оптика" (1704), що показує взаємозв'язок між квітами і музичними нотами

Кольори спектру від червоного до фіолетового розділені нотами, починаючи з ре (D). Коло становить повну октаву. Ньютон розташував червоний і фіолетовий кінці спектра поруч один з одним, підкреслюючи, що зі змішання червоного і фіолетового кольорів утворюється пурпурний.

Для довідки

Історія наукових уявлень про колір. Перші пояснення спектру видимого випромінювання дали Ісаак Ньютон в книзі "Оптика" і Йоганн Гете в роботі "Теорія квітів", проте ще до них Роджер Бекон спостерігав оптичний спектр в склянці з водою. Лише через чотири століття після цього Ньютон відкрив дисперсію світла в призмах. Ньютон першим використав слово спектр (лат. Spectrum - бачення, поява) у пресі в 1671 р, описуючи свої оптичні досліди. Він зробив спостереження, що, коли промінь світла падає на поверхню скляної призми під кутом до поверхні, частина світла відбивається, а частина проходить через скло, утворюючи різнокольорові смуги. Учений припустив, що світло складається з потоку частинок (корпускул) різних кольорів і що частинки різного кольору рухаються з різною швидкістю в прозорому середовищі. За його припущенням, червоне світло рухався швидше, ніж фіолетовий, тому і червоний промінь відхилявся на призмі не так сильно, як фіолетовий. Через це і виникав видимий спектр кольорів.

Ньютон розділив світло на сім кольорів: червоний, оранжевий, жовтий, зелений, блакитний, індиго і фіолетовий. Число сім він вибрав з переконання (що походить від давньогрецьких софістів), що існує зв'язок між квітами, музичними нотами, об'єктами Сонячної системи і днями тижня. Людське око відносно слабко сприймає частоти кольору індиго, тому деякі люди не можуть відрізнити його від блакитного або фіолетового кольору. Тому після Ньютона часто пропонувалося вважати індиго не самостійним кольором, а лише відтінком фіолетового або блакитного (проте він досі включений в спектр в західній традиції). У російській традиції індиго відповідає синьому кольору.

Гете, на відміну від Ньютона, вважав, що спектр виникає при накладенні різних складових частин світла. Спостерігаючи за широкими променями світла, він виявив, що при проході через призму на краях променя проявляються червоно-жовті та блакитні краю, між якими світло залишається білим, а спектр з'являється, якщо наблизити ці краї досить близько один до одного.

Довжини хвиль, які відповідають різним квітам видимого випромінювання, були вперше представлені в 1801 р Томасом Юнгом. Вони отримані шляхом переведення в довжини волі параметрів кілець Ньютона, виміряних самим ученим. Ці кільця Ньютон отримував пропусканням через лінзу, що лежить на рівній поверхні, розкладеного призмою в спектр світла, повторюючи експеримент для кожного з кольорів. У 1821 р Йозеф Фраунгофер поклав початок вимірюванню довжин хвиль спектральних ліній, отримавши їх від видимого випромінювання Сонця за допомогою дифракційної решітки [1][2].[2]

Фраунгофер виміряв кути дифракції теодолітомё [3] і обчислив довжини хвиль.

Таким чином, ще на початку XIX ст. стало можливим вимірювати довжини хвиль видимого випромінювання з точністю до декількох нанометрів. У XIX ст., Після відкриття ультрафіолетового та інфрачервоного випромінювань, розуміння видимого спектру стало більш точним.

  • [1] Дифракційна решітка - оптичний прилад, дія якого заснована на використанні явища дифракції світла. Являє собою сукупність великого числа регулярно розташованих штрихів (щілин, виступів), нанесених на деяку поверхню.
  • [2] Дифракція хвиль (від лат. Diffractus - буквально розламаний, переламаний, огибание перешкоди хвилями) - явище, яке проявляє себе як відхилення від законів геометричної оптики при поширенні хвиль.
  • [3] Теодоліт - прилад для вимірювання горизонтальних і вертикальних кутів при топографічних, геодезичних та маркшейдерських зйомках, в будівництві і т.п.
 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >