COLORCUBE - це тривимірна модель, за допомогою якої можна вивчати або викладати теорію цифрового кольору. Це елегантне подання квітів ліквідує прірву між адитивної і субтрактівной системою квітів, а також визначає методи, за допомогою яких кольори зберігаються, обробляються і відтворюються в комп'ютерній технології.
Все більше і більше людей відкривають для себе ринок цифрового зображення. Цифрові фотоапарати, кольорові принтери і сканери стають все більше дешевшають і таким чином, стають доступними для все більшого числа користувачів. Разом з цією революцією у використанні кольору з'явилася і необхідність зрозуміти, що ж таке цифровий колір і розібратися в його особливостях.
Дослідження показують, що рядові користувачі пасують перед складною поведінкою цифрового кольору і часто скаржаться на те, що «кольору при друку виглядають зовсім не так, як на моніторі».
Незважаючи на дивовижний прогрес в технологіях відтворення кольору очевидно, що лише деякі люди розбираються в теорії цифрового кольору. Через нездатність розібратися в нових технологіях кольору клієнт може розчаруватися в продукті або пред'являти до нього завищені вимоги.
Компанія Spittin 'Image Software представляє нове найпростіше винахід, призначене для того, щоб пояснити людям принципи роботи цифрового кольору. Цей винахід недавно було запатентовано в США під назвою COLORCUBE. Воно являє собою зображення фізичної моделі того, як кольори зберігаються, обробляються і відтворюються в цифрових пристроях.
1) Як людське око бачить кольору
У людському оці присутні два види рецепторів: палички і колбочки. Палички реагують на відтінки сірого, а за допомогою колб мозок здатний сприймати спектр кольорів. Існує три типи колбочок: перші реагують на червоно-помаранчевий колір, другі - на зелений, а треті - на синьо-фіолетовий. Коли стимулюється тільки один тип колбочок, мозок бачить тільки один відповідний колір. Таким чином, якщо стимулюються наші «зелені» колбочки - ми бачимо «зелений» колір. Якщо червоно-помаранчеві - «червоний». Якщо одночасно стимулювати зелені і червоно-помаранчеві колбочки, ми бачимо жовтий колір. Око не здатне відрізнити справжній жовтий колір від якоїсь комбінації червоного і зеленого. Те ж саме стосується нашого сприйняття таких кольорів як ціан, фуксин і інших межспектральних квітів.
Через такого фізіологічного властивості нашого ока, ми можемо його «обдурити», представивши повну гаму видимих кольорів шляхом пропорційного змішування всього лише трьох: червоного, зеленого і синього.
Криві чутливості до спектру трьох типів
колб людського ока
2) Визначення основних кольорів
Розклавши будь-який колір за допомогою призми можна визначити складові його червоний, зелений і синій кольори (основні адитивні кольору), або ціан, фуксин і жовтий (основні субтрактівниє кольору). Цей простий, але показовий прийом дозволяє визначити справжні основні кольори. Чим точніше ми знаємо, які кольори є основними, тим більше вторинних кольорів з їх допомогою ми можемо відтворити.
Під час відвідування таких кола через призму ми можемо побачити основні кольори. Коло на білому тлі розкладається на комбінацію Ціан / Фуксин / Жовтий. Той же коло на чорному тлі розкладається на комбінацію Червоний / Зелений / Синій.
3) Адитивний і субтрактівним колір
Телевізори, камери, сканери, монітори комп'ютерів засновані на адитивної системі відтворення кольорів (RGB), де червоний (R), зелений (G) і синій (B) в комбінації створюють білий. Офсетний друк, цифровий друк, фарби, пластик, тканину і фотографія засновані на субтрактівной системі кольору (CMY / CMYK), де суміш циана (C), фуксину (M) і жовтого (Y) створюють чорний колір (K).
Унікальність COLORCUBE полягає в тому, що в ньому обидві системи об'єднані в одну модель. Щоб переключитися з системи RGB в систему CMYK, достатньо всього лише повернути куб.
Осі RGB і CMY поміщені в один і той же простір
опорних квітів. Вид ззовні.
4) Кольорові моделі
З кожним новим успіхом в теорії кольору з'являється нова модель, за допомогою якої викладається ця нова теорія. На жаль, прихильники старих колірних моделей рідко коли звертають увагу на нові моделі. Наприклад, популярний зараз колірний круг мало чим відрізняється за зовнішнім виглядом і роботі від того, що був представлений сером Ісааком Ньютоном.
Художники, спираючись на це коло, як і раніше неправильно вважають основними кольорами червоний, жовтий і синій попри той факт, що такі технології як офсетний друк і фотографія, яким вже більше ста років, базуються на тривимірній системі кольору, де основними кольорами є ціан, фуксин і жовтий.
До числа інших моделей, що використовуються фахівцями в різних галузях, є: Hue / Saturation / Value (HSV), карти CMYK, система RGB, система кольорів Pantone, система CIE, стандартні кольори DIN і карти спектрального світіння.
Комп'ютери та інші цифрові пристрої визначають колір, грунтуючись на новій колірній моделі, яка називається COLORCUBE. Вона охоплює область цифрового представлення кольору.
5) Зберігання зображень в комп'ютері
Всі цифрові пристрої роботи з кольором зберігають, обробляють і відтворюють колір і кольорові зображення за допомогою значень RGB. Для того щоб зберегти цифрове зображення, його спочатку потрібно розбити на сітку дрібних пікселів (точок). Кожен піксель змиритися на кількість в ньому червоного, зеленого і синього кольорів. Потім все зображення в цілому записується піксель за пікселем. Для зберігання зображення площею 3 квадратних дюйма з роздільною здатністю 150 точок на дюйм потрібно 202.500 пікселів або 607.500 байт.
Часто теоретичну модель, що описує принцип зберігання квітів в комп'ютері, представляють у вигляді куба. Цей метод чудово зарекомендував себе, дозволяючи з легкістю перемикатися між різними колірними моделями, включаючи колірне коло, схему CIE, схему HSV, сферу Мюнселя, систему Pantone, стандарт квітів DIN і карту квітів спектрального світіння.
Фундаментальна відмінність COLORCUBE від всіх інших моделей полягає в тому, що куб описує кольору в колірному просторі, ґрунтуючись на вхідних параметрах (на кількості основних пігментних квітів, використовуваних для створення змішаного кольору). Інші ж моделі базуються на вимірюванні вихідних параметрів (тобто на тому, як виглядає результуючий колір). Система кольорів, заснована на вхідних параметрах, значно полегшує вирішення питань з найменуванням квітів, з відтворенням, висновком, калібрації, обробкою і перетворенням в інші колірні схеми.
6) Подання колірної гами
Кольорові площини в тривимірному
колірному просторі
Можливість представити всі існуючі кольору у вигляді тривимірної кольорової гами і бачити їх взаємозв'язок один з одним дає величезну перевагу при роботі з кольором. Хоча вже й існують кілька комп'ютерних моделей, що відображають теоретично колірну гамму, модель COLORCUBE перша в своєму роді фізична модель, в якій видимі всі внутрішні кольору.
Людське око здатне бачити більше 16 мільйонів відтінків кольорів. Ключова властивість COLORCUBE полягає в тому, що спочатку визначаються зовнішні точки куба, а потім визначаються кольори і відтінки між цими ключовими точками. Таким чином, визначаючи крайні кордону колірної гами, ми отримуємо також можливість бачити і проміжні кольори. Ставлячи загальна кількість необхідних квітів, ми можемо генерувати куби будь-якої щільності. Наприклад, COLORCUBE який визначає всі відтворювані кольори матиме в кожній грані 256 кубиків, тобто складатися з 16,777,216 кубиків.
7) Змішування квітів
Кожен колірної елемент в COLORCUBE має унікальний цифровий ідентифікатор, який вказує на те, в якій пропорції були використані вихідні значення для відтворення даного кольору. Кожен елемент так само має своє унікальне місце розташування всередині куба. Таким чином утворюється зв'язок між інформацією про становище і інформацією про спосіб змішуванні кольорів для даного елемента.
Якщо дана інформація про змішування кольорів, ми завжди зможемо обчислити де в кубі розташований даний елемент. Якщо дано розташування елемента, ми можемо обчислити в якій пропорції треба змішувати основні кольори, щоб отримати колір даного елемента. Використовуючи цю властивість COLORCUBE нам не потрібно вже більше гадати з приводу назв квітів, їх описів і параметрів змішування. Тепер ми можемо бути точно впевнені в тому, що певний нами цифровий колір завжди можна буде відтворити в даній гамі і що це буде один і той же колір.
8) Вибір кольору
Унікальне тривимірне розташування кольорів в моделі COLORCUBE прекрасно підходить для інструментів вибору кольору. За допомогою куба запросто можна визначати додаткові кольору, гармонійні комбінації, підбирати теплі і холодні кольори, знаходити ненасичені кольори, їх відтінки, кольори з однаковими значеннями. Стає зрозумілим, що всі взаємозв'язки між квітами носять математичний характер, і ці взаємозв'язки можна змоделювати за допомогою простої математики в декартових координатах XYZ.
9) Маніпуляції з кольором
Наприклад, для того, щоб передбачити результат змішання двох кольорів, розкладіть кожен колір на складові його основні кольори. Потім, складіть однакові основні кольори. В результаті виходять координати, за якими в COLORCUBE можна знайти одержуваний колір. Та ж логіка застосовується і до віднімання квітів (віднімання одного кольору з іншого), а також до таких більш складних операцій як регулювання контрасту, яскравості і насиченості.
Математика кольору в гамі субтрактівних квітів:
- Рівна кількість ціану, фуксину і жовтого (ABC) дає чорний (K)
- Тому що:
- Рівні кількості фуксину і жовтого дають червоний
- Рівні кількості циана і жовтого дають зелене
- Рівні кількості циана і фуксину дають синій
- Рівні кількості червоного, зеленого і синього дають чорний
10) Визначення кольорів і калібрації
Проблеми, що виникають при калібрації та визначенні кольорів, викликані тим, що всі ці системи використовують різні діапазони видимих кольорів. Для того, щоб ефективно визначати колірні відповідності між різними колірними системами, необхідно проводити складні математичні обчислення. Якщо ці обчислення не зробити досить точними, кольору кінцевого зображення не будуть відповідати оригіналу.
В даний час для правильного визначення відповідності квітів здійснюються спектральні виміри кожного з пристроїв, що беруть участь в процесі, при цьому в однакових умовах освітленості. Після цього кольору переводяться в єдине поле системи CIE.
В таких популярних програмах, як Corel Photo Paint і Hewlett Packard Scanning є кошти з двовимірним інтерфейсом калібрації кольору. Ці інтерфейси складні у використанні, не дають повної інформації і вимагають глибоких знань про колір.
Якщо тривимірна модель кольору отримає визнання і буде використана в інтерфейсах програм, це буде значний крок в їх поліпшенні. У тривимірному просторі простіше відобразити різні колірні системи та їх відповідності, а також весь набір теоретично видимих кольорів.
висновок
Якщо система цифрового кольору ціною в 50.000 доларів не дає бажаних результатів, вони вважають, що їм треба ще підучитися. Якщо ж система коштує 5.000 доларів, користувачі вважають, що вона «крива.» У міру того, як системи роботи з цифровим кольором стають все менш дорогими, і число їх зростає, збільшується і попит на ефективне навчання користувачів роботі з цими продуктами. Для того, щоб користувачі краще розуміли і розбиралися в с складних проблемах з кольором, вони повинні щонайменше знати основи цифрового кольору. COLORCUBE - це елегантна модель представлення цифрового кольору, за допомогою якої можна навчати простим поняттям кольору. Користувачі зможуть легко засвоїти основи фізіології сприйняття кольору, зрозуміти складну зв'язок між адитивної і субтрактівной системами кольору, а також освоїти математику маніпуляції кольорами.
В епоху, коли мистецтво, наука та інші галузі, що працюють з кольором, переходять в цифрову іпостась, необхідно прийти до єдиного розуміння кольору. COLORCUBE може послужити моделлю для цього розуміння.