Какъв е цветът на компютъра
Искам да говоря за човека, който ме научи как да включвам компютъра, за неговия учител.
Оказа се долнопробен едностаен апартамент в съветски стил, пълен с компютърни боклуци: дискети, книги, платки, кабели, кутии за компютри. В разгара на този „порядък“ се люлееше на стола си мърляв гражданин на 35-40 години. Нито той, нито неговият "офис", положително, вдъхват доверие. Той не знаеше графични програми, нямаше CorelDRAW, но на моя приятел Богдан и на мен бяха обещани допълнително (и срещу заплащане) курсове за борба с вируси, архивиране и работа с ръчен скенер.
Владимир Алексеевич Русинов, електротехник по образование и учител по призвание, майстор на спорта по шашки със сто клетки, беше човек с изключителни способности, но напълно неорганизиран и небрежен. През осемдесетте години, като част от бригада, той пътува из целия Съюз, създавайки телевизионни станции. В края на Перестройката той идва на Север и се занимава с различни видове персонални компютри. Всичко, което знаеше, го научи сам. А учителят знаеше много и знаеше как да приложи. В своите курсове той преподава вътрешната структура на IBM PC-съвместими машини, описва подробно работата на компютъра и всички основни периферни устройства, програми и се фокусира върхуразбирането на принципа на работа, а не върху запаметяването на команди. Лекции по програми и хардуер, разпръснати с разговори по психология и история (за сметка на компанията, разбира се :-); той обичаше Гумильов.
Веднъж, в урок за монитори, учителят започна да обяснява принципа на работа на електроннолъчева тръба (CRT), метода за получаване на изображения и цветове. "Основните цветове", каза той, "са червено, зелено и синьо; чрез смесването им се получават всички останали." Богдан и аз не разбрахме това. Учителите по рисуване винаги са ни учили (и знаехме от опит) на товатрите основни цвята са червено, синьо и жълто и чрез смесването им се получават всички останали. Даже се събирахме да му носим бои и да демонстрираме. Но бившият техник на телевизионното студио не се съгласи, той започна да отваря някои програми (примитивни инструменти за рисуване на DOS и Windows, както се оказа по-късно) и започна да ни показва как се смесват цветовете. Превърнахме се в задънена улица.
Излъчена и отразена светлина
Едно от най-важните неща, които трябва да запомните за цвета, е, че някои неща виждаме, защото излъчват светлина, а други, защото я отразяват. Когато обектите излъчват светлина, те придобиват цвета, който виждаме. Когато те отразяват светлина (хартия например), цветът им се определя от цвета на светлината, която пада върху тях и от цвета, който тези обекти отразяват.
Такаизлъчваната светлинае светлината, идваща от активен източник: слънце, електрическа крушка, екран на монитор;отразената светлинае светлина, която е "отскочила" от повърхността на обект. Това е, което виждате, когато погледнете всеки обект, който не излъчва собствена светлина.
Излъчената светлина може да съдържа всички цветове (бяла светлина), произволна комбинация от тях или само един цвят. Излъчената светлина, идваща директно от източника към окото ви, запазва всички цветове, от които е създадена. Някои вълни от излъчената светлина се абсорбират от обекта, така че само непогълнати, отразени вълни достигат до нас и се възприемат от окото.
Бялото парче хартия изглежда бяло, защото отразява всички цветове в бялата светлина и не поглъща нито една. Ако го осветите със синя светлина, хартията ще изглежда синя. Ако осветите бяла светлина върху лист червена хартия, хартията ще изглежда червена, защото абсорбира всички цветове.с изключение на червеното. Какво се случва, когато червената хартия се освети със синя светлина? Хартията ще изглежда черна, защото не отразява синята светлина, падаща върху нея.
Отражението и излъчването на светлина остават само любопитна тема до появата на компютърната обработка на цветни изображения. Днес диаметрално противоположните начини за генериране на цвят от монитори и принтери са основната причина за изкривяване на цветовете на екрана при печат. За да извършите правилно разделянето на цветовете, трябва да имате добро разбиране на работата на две противоположни системи за описание на цветовете в компютъра: адитивна и субтрактивна.
Адитивни и субтрактивни цветове
Адитивният цвят(от английски add - добавям, добавям) се получава чрез свързване на лъчи светлина с различни цветове. В тази система липсата на всички цветове е черно, а наличието на всички цветове е бяло.Системата за адитивни цветове работи с излъчена светлина, например от компютърен монитор.
Тази система използва три основни цвята: червен, зелен и син (RGB). Ако се смесят помежду си в равни пропорции, те образуват бял цвят, а когато се смесят в различни пропорции - всеки друг.
В систематасубтрактивни цветове(от английски subtract - изваждане) протича обратният процес: получавате някакъв цвят, като извадите други цветове от общия лъч отразена светлина. В тази система бялото е резултат от липсата на всички цветове, докато тяхното присъствие произвежда черно.Системата за субтрактивни цветове работи с отразена светлина, например от лист хартия. Бялата хартия отразява всички цветове, цветната хартия абсорбира част и отразява останалите.
В субтрактивната цветова система циан, магента и жълто (CMY) са основните цветове.червено, зелено и синьо. Когато тези цветове се смесят върху бяла хартия в равни пропорции, се получава черно. По-скоро се предполага, че е черен. Всъщност мастилата за печат не абсорбират напълно светлината и затова комбинацията от трите основни цвята изглежда тъмнокафява. За да коригират тази неточност, принтерите добавят малко черно мастило, за да представят истински черни тонове. Цветовата система, базирана на този процес на четирицветен печат, обикновено се нарича CMYK.
RGB цветен модел
Компютърният монитор създава цвят директно чрез излъчване на светлина и по този начин използва цветовата система RGB. Повърхността на монитора се състои от малки червени, зелени и сини точки (пиксели), които варират по форма в зависимост от вида на електроннолъчевата тръба (CRT). CRT пистолетът доставя сигнал с различна мощност към пикселите на екрана. Всяка точка има един от трите цвята, когато в нея попадне лъч от оръдие, тя се оцветява в определен нюанс на цвета си, в зависимост от силата на сигнала. Тъй като точките са малки, вече от малко разстояние те визуално се смесват една с друга и престават да се различават. Чрез комбиниране на различни стойности на основния цвят можете да създадете произволен нюанс от над 16 милиона цвята, налични в RGB.
Лампата на скенера свети върху повърхността на заснетото изображение (или през слайда); светлината, отразена или преминала през слайда, с помощта на система от огледала, попада върху чувствителни сензори, които предават данни към компютъра по същия начин в RGB системата.
RGB системата е адекватна на цветоусещането на човешкото око, чиито рецептори също са настроени към червено, зелено и синьо.
CMYK цветен модел
Цветовата система CMYK е широко разпространенапознат много преди компютрите да бъдат използвани за създаване на графики. Триадата на основните печатни цветове: циан, магента и жълто (CMY, без черно) е всъщност наследник на трите основни цвята на рисуване (синьо, червено и жълто). Промяната в нюанса на първите две се дължи на химичния състав на печатарските мастила, който е различен от художествените, но принципът на смесване е същият. Както художествените, така и печатарските мастила, въпреки обявената им самодостатъчност, не могат да дадат много нюанси. Затова художниците използват допълнителни мастила на базата на чисти пигменти, докато принтерите добавят поне черно мастило.
Системата CMYK е създадена и използвана за печат. Всички файлове, предназначени за печат, трябва да бъдат конвертирани в CMYK. Този процес се наричацветоотделяне.
Цветни модели HSB и HSL
Цветовите системи RGB и CMYK се основават на ограничения, наложени от хардуера (монитори и скенери в случай на RGB и мастила за печат в случай на CMYK). По-интуитивен начин за описване на цвета е да се представи чрез оттенък, наситеност и яркост - системата HSB. Известна е още като HSL (Hue, Saturation, Lightness) система.
Нюансът е специфичен нюанс на цвета, който е различен от другите: червено, зелено, синьо и т.н. Наситеността на цвета характеризира неговата относителна интензивност (или чистота). Като намалим наситеността на например червеното, го правим по-пастелно, по-близко до сивото. Яркостта (или светлотата) на цвят показва количеството черно, добавено към цвета, което го прави да изглежда по-тъмен.
Системата HSB има важно предимство пред другите системи: тя е по-съвместима с естеството на цвета, тя е в добро съответствие с моделачовешкото възприятие на цвета. Много нюанси могат да бъдат получени бързо и удобно в HSB, след което да се преобразуват в RGB или CMYK, финализирайки в последния случай, ако цветът е бил изкривен.
Индексиран цвят и концепцията за битова дълбочина
Преди да преминете към темата за цветен формат, който използва ограничена палитра от цветове, е необходимо да разберете как цветните данни се записват в пиксел във файл с изображение.
Пикселът, както всички данни в компютъра, носи определена информация (в този случай за цвета), изразена в битове. Ясно е, че колкото повече битове е описан един пиксел, толкова повече информация може да носи. Това се нарича "битова дълбочина". Битовата дълбочина на изображението често се нарича цветова разделителна способност. Измерва се в битове на пиксел (bpp). Така че, ако, например, говорим за илюстрация, която има 8 бита информация за цвета във всеки пиксел, тогава нейната цветова разделителна способност ще бъде 8 bpp. Повишаването на 2 (компютърът използва двоична бройна система) на степен битова дълбочина (2 на 8-ма степен) дава 256 цвята, налични за 8-битово изображение.
Цветовият модел Index Color, който беше широко използван през първата половина на 90-те години и се използва в Интернет дори и днес, се основава на принципа на 8-битов цвят. Работи на базата на създаване на палитра от цветове. Всички нюанси във файла са разделени на 256 възможни варианта, на всеки от които е присвоен номер. Освен това, въз основа на получената цветова палитра, се изгражда таблица, където на всеки номер на клетка се присвоява цветови нюанс в RGB стойности.
Файловите формати, които използват само индексирани палети, включват формата на програмата Paint, често срещан в миналото на компютъра - PCX, както и GIF, който не е загубил своята релевантност днес.Някои формати, като същия GIF или PNG (прочетете за PNG формата в статията на страница 32), ви позволяват да създавате палитри въз основа на произволен брой цветове (до 256).
Преди появата на 8-битов цвят, поради ниската мощност на персоналните компютри от онези времена, се използват палитри от 16 цвята (4 bpp), 4 цвята (2 bpp), а първата компютърна графика беше еднобитова - 2 цвята. Еднобитови изображения, наречени Bitmaps или понякога Linearts, все още се използват днес, където не са необходими преходи между цвят и тон. Еднакъв по размер, Bitmap файлът е 24 пъти по-малък от RGB файл и се компресира много добре.
Цветов моделСива скала
Цветовият модел Grayscale е същата индексирана палитра, където на пикселите се присвоява една от 256 сиви скала вместо цвят. Въз основа на Grayscale можете лесно да разберете структурата на RGB и CMYK файловете.
RGB използва 24 бита, за да опише цвят, които са разделени на три групи от по 8 бита всяка (това, което Photoshop нарича канали). Едната група се използва за съхраняване на количеството червено в пиксел, другите две се използват за съхраняване на зелено и синьо. Те могат да дадат до 16 700 000 цветови комбинации. По същия начин има 4 групи в CMYK, 32 bpp се използват за описание на цвета. Алфа-каналите, бързата маска, маските на слоевете във Photoshop имат напълно подобна 8-битова природа, но са спомагателни по природа и не влияят на цвета. Моля, обърнете внимание, че ако RGB има стандартни 256 градации на яркост, тогава в CMYK яркостта се измерва като процент (т.е. до 100). Въпреки че има по-голяма дълбочина на цвета от 32 бита на пиксел от RGB, обхватът на нюансите на CMYK е значително по-малък от този на RGB, тъй като CMYK не е нищо повече от имитация на екрана на отпечатани цветове.
. Един ден, в края на курса, попитахучители, какъв тип компютри мога да срещна в Израел (той знаеше, че ще напусна)? Той отговори, че според него най-често срещаните днес са IBM PC-съвместими машини, други платформи не могат да се конкурират. "Но аз чух", добави той, "има компютри, наречени Macintosh, аз самият не съм ги виждал, казват, че са по-скъпи, но по-мощни от IBM. Може би ще имате възможност да работите върху тях - те често се използват за графики."
Оттогава минаха няколко години. Преди две години заради проблеми с определени структури учителят изчезна от града. Загубен контакт с него.