KNOW INTUIT, Лекция, Корекция на цветовете и инструменти за ретуширане

светлина и цвят

Както в живота, така и в компютърната графика, за да видите цвят, имате нужда от:

източник на светлина (не тъмнина);
обект, осветен от източник на светлина;
приемник на светлина (око).

Източникът и осветеният от него обект са физически обекти от реалния свят. Известно е, че светлината е спектър от електромагнитни вълни с различна дължина. Дължината на вълната, на която се дължи максималния интензитет на излъчване, се нарича доминираща. Именно тя определя основния цвят в изображението.

За специалистите по компютърна графика основният инструмент за обозначаване на цвят е окото. Имайте предвид, че този естествен инструмент има цветова гама, която далеч надхвърля възможностите на всяко техническо устройство. С други думи, окото вижда повече цветове, отколкото може да покаже монитор, скенер или принтер. Окото е биологичен обект. Въздействието на електромагнитните вълни върху рецепторите на човешкото око определя реакцията му към светлина и цвят.

Всичко, което виждаме в пространството около нас, или излъчва светлина, или я отразява. Излъченият цвят е светлината, излъчвана от активния източник. Тук всичко е съвсем просто: червеният фенер свети в червено, жълтият прожектор - в жълто. Нещата са по-сложни с отразената светлина. Така че, ако осветите парче бяла хартия с бяло, хартията ще изглежда бяла. Но какво се случва, когато осветите зелена хартия с червена светлина? Хартията ще се възприема от окото не като зелена, а като черна, тъй като тя не отразява червения цвят, който пада върху нея, а го абсорбира. Ежедневно потвърждение на този факт е примерът, че на улицата в светлината на слънцето цветът на дрехите ви се възприема по-ярък и по-чист, отколкото у дома на светлината на настолна лампа. С други думи,Светлината на даден обект зависи от източника на светлина. В инженерството спектралният състав на цветен източник често се свързва с концепцията за цветна температура, изразена в градуси Келвин. Цветовата температура (понякога наричана цветен нюанс) определя чистотата на цвета.

От физическа гледна точка светлината може да се характеризира с два параметъра: енергия (яркост) и дължина на вълната (цвят). Яркостта (интензивността) е пропорционална на сумата от енергиите на всички компоненти на цветовия спектър на светлината. Цветността е свързана с доминиращите дължини на вълните в този спектър.

Цветни модели

Субективността при възприемането на цвета при обработката на изображения на компютър е крайно нежелателна. Следователно в съвременните компютърни програми манипулациите с цветовете се извършват с помощта на цветови модели и режими.

Цветовите модели (цветните пространства) са математически инструменти за дефиниране (описване) на цвят на компютър. Повечето компютърни цветови модели се основават на използването на три основни цвята. На всеки основен цвят се присвоява определена стойност на цифров код, след което всички останали цветове се определят като комбинация от основни цветове. Например в цветовия модел RGB цветният сигнал R255G000B000 представлява червено. Видове цветови модели: CMYK , RGB , HLS , Lab , YCC и др.

В цветовия моделadditive RGBцветът се получава чрез добавяне на лъчи светлина с различни цветове: червен (Red), зелен (Green) и син (Blue). Чрез смесването на тези основни цветове може да се получи почти целия спектър от видими цветове. При смесване на три чисти цвята едновременно се получава бяло. RGB моделът може да бъде представен като куб, където по оста, свързваща точките с координати (R, G, B) = (0, 0, 0) и (R, G, B) = (255, 255,255), има различни нюанси на сивото, за които стойностите на червения, зеления и синия компонент са еднакви. Полезно е да знаете следните цветови уравнения:

Зелено+синьо=циан
Зелено+Червено=Жълто
Червено+Синьо=Маджента
Зелено+Синьо+Червено=Бяло
Циан+жълто+магента=черно

Цветните инструменти на Photoshop се основават на подобни уравнения (фиг. 4.1).

Сега правилото за коригиране на цветовия дисбаланс в изображението става ясно и разбираемо. Ако изображението има прекалено син нюанс ( Blue ), тогава жълтият компонент (Yellow) трябва да се увеличи, тъй като жълтото абсорбира сините компоненти. Съответно, излишъкът от зелено ( Green ) може да бъде коригиран чрез увеличаване на пурпурния компонент ( Magenta ), а излишъкът от червено ( Red ) - чрез увеличаване на циан компонента ( Cyan ).

Субтрактивният цветови моделCMYKсе основава на използването на три цвята: циан (циан), пурпурен (магента) и жълт (жълт). Теоретично, когато тези цветове се смесят върху бяла хартия в равни пропорции, се получава перфектен черен цвят.

Съкращението за модела CMYK използва буквата "K" (последната буква от думата Black), за да се избегне объркване, тъй като на английски думата "B" започва не само думата Black (черно), но и думата Blue (синьо).

Ако моделът RGB е фокусиран върху устройства, излъчващи светлина (монитор, скенер и други), тогава моделът CMYK е "обвързан" с печатащи устройства и се използва активно в печата. С други думи, и двата цветови модела са ориентирани към устройството (зависими от устройството). За да се елиминира хардуерната зависимост, беше разработенперцептуален (интуитивен) цветен модел HSB( Hue - цветен тон, Saturation -наситеност, Brightness - яркост). Той ви позволява да описвате цветовете по интуитивен начин и заедно с RGB и CMYK се намира в повечето съвременни графични пакети. В модела HSB всички цветове се дефинират чрез комбинация от три основни параметъра: нюанс (H), наситеност (S), яркост (B).

hue(hue) се отнася до светлината с доминираща дължина на вълната. В графичното представяне на този модел всеки цветен тон заема определена позиция в цветното колело и се характеризира с ъгъл в диапазона от 0 до 360 градуса. Обикновено 00 се приема за червено, 120 градуса за чисто зелено и 240 градуса за чисто синьо. На цветното колело всеки цвят е разположен срещу допълнителния (комплементарния) си цвят, а той се намира между цветовете, с които е получен. Например добавянето на жълто и синьо дава зелено. Така на цветното колело зеленото трябва да е между жълто и синьо - фиг. 4.2.

Наситеност- характеризира чистотата на цвета. Той определя съотношението между основния, доминиращ цветен компонент и всички други дължини на вълните (количеството сиво), участващи в образуването на цвета. Намаляването на наситеността кара цвета да стане неутрален, без отчетлив тон.

Яркосттахарактеризира интензитета, с който светлинната енергия въздейства на рецепторите (очния нерв) на нашето око. Може също да се тълкува като относителна лекота или тъмнина на цвета (светлота на цвета). Промяната на яркостта на изображението влияе върху промяната на цветовия тон. Така че, със значително намаляване на яркостта, зелените цветове стават сини, сините се доближават до лилави, жълтите се доближават до оранжеви, а оранжевите се доближават до червени. Силенувеличаването на яркостта на излъчването предизвиква различен ефект. Червените се превръщат в оранжеви, след това в жълти и накрая в бели.

Система за управление на цветовете

Важно условие за правилното функциониране на системата за управление на цветовете е наличието на математическо описание на цветовите пространства на всички устройства, участващи в процеса на преобразуване на цветовете. Това математическо описание се наричацветов профил на устройството(профил или ICC профил). Профилите обикновено се създават от производители на устройства или разработчици на софтуер.

Профилът на ICC устройствое файл с разширение ICM, който съхранява математическо описание на цветовата гама (обхват) на конкретно устройство. За Windows XP профилите се съхраняват в папкатаwindows\system32\spool\drivers\color(фиг. 4.3).

Обикновено профилите се използват за калибриране на устройства като скенери, цифрови фотоапарати и т.н., за да се възпроизвеждат точно цветовете между тях. С други думи, ако видим чисто зелен цвят на монитора, то отпечатъкът на принтера трябва да има същия нюанс. Калибрирането на устройствата обаче не е лесна задача и на практика доста често фотостудиото ви дава снимки с голяма разлика в отпечатъците от техните прототипи.

Коригиране на изображения на компютър

Ретуширанетое промяна (корекция) на фотографски изображения с цел отстраняване на дефектите им. Photoshop предоставя на ваше разположение цяло семейство инструменти за ретуширане на цифрови изображения. Някои от локалните (локални) инструменти за ретуширане са показани на фиг. 4.4 - 4.6.