История происхождения цветовой модели RGB

Введение

Понятия света и цвета в компьютерной графике являются основополагающими. Свет можно рассматривать двояко - либо как поток частиц различной энергии (тогда его цвет определяет энергия частиц), либо как поток электромагнитных волн (в этом случае цвет определяется длиной волны). Далее мы будем рассматривать свет как поток электромагнитных волн.

Цвет – это ощущение, которое возникает в сознании человека при воздействии на его зрительный аппарат электромагнитного излучения с длиной волны в диапазоне от 380 до 760 нанометров. Человек воспринимает свет с помощью цветовых рецепторов (колбочек), находящихся на сетчатке глаза. Колбочки чувствительны к красному, зеленому и синему цветам. Сумма красного, зеленого и синего цветов воспринимается человеком как белый цвет, их отсутствие — как черный, а различные их сочетания — как многочисленные оттенки цветов.

Из школьного курса физики известно, что солнечный свет можно разложить на отдельные цветные составляющие. В то же время, собрав вместе в нужных пропорциях разноцветные лучи, мы получим луч белого цвета. Изменив немного пропорции - у нас готов источник света заданного цвета. Зная это, мы можем представлять изображения в удобном для наших глаз виде.

Обойтись без способа точного описания цвета в стандартизированных цифровых выражениях было бы просто невозможно. Цветовые модели являются средствами количественного описания цвета и различия между оттенками цвета. Каждый пиксель растрового изображения содержит информацию о цвете. Любой векторный объект также содержит информацию о цвете его контура и закрашенной области. Информация может занимать от одного до тридцати двух бит, в зависимости от глубины цвета. Если мы работаем с черно-белыми изображениями, то цвет кодируется нулем или единицей. Никаких проблем в этом случае не возникает. Для несложных рисунков, содержащих 256 цветов или столько же градаций серого цвета, нетрудно пронумеровать все используемые цвета. Но, для изображений в истинном цвете, содержащих миллионы разных оттенков, простая нумерация не подходит.

Цвета и цветовые различия могут быть выражены с помощью различных математических моделей. Для них разработаны несколько моделей представления цвета, помогающих однозначно определить любой оттенок. Цветовая модель определяет способ создания цветов, используемых в изображении. Цветовая модель (режим) представляет собой правило обозначения цветов пикселей документа. Так как компьютер использует для обозначений цветов числа, необходимо ввести некоторое правило преобразования этих чисел в отображаемые устройствами вывода цвета и наоборот. Таких правил может быть несколько, поэтому каждое из них получает свое название. Всего разработано три основных цветовых модели и множество их модификаций.

Цветовая модель RGB

История происхождения цветовой модели RGB

В середине XIX века английский физик Джеймс Кларк Максвелл выступил с предложением использовать способ получения цветного изображения, который известен как - аддитивное слияние цветов.

Аддитивная (суммирующая) система цветопередачи означает, что цвета в этой модели добавляются к черному (Black) цвету.

Аддитивное смещение цветов можно трактовать как, - процесс объединения световых потоков различных цветов до того, как они достигнут глаза.

Аддитивными моделями цвета (от англ. add – складывать) называются цветовые модели, в которых световой поток со спектральным распределением, визуально воспринимающимся как нужный цвет, создается на основе операции пропорционального смешивания света, излучаемого тремя источниками. Схемы смешивания могут быть различными, одна из них представлена на рисунке 1.

 

Рисунок 1 – Схема смешивания световых потоков в аддитивной модели цвета

Аддитивная модель цвета предполагает, что каждый из источников света имеет свое постоянное спектральное распределение, а его интенсивность регулируется.

Существуют две разновидности аддитивной модели цвета: аппаратно зависимая и перцептивная. В аппаратно-зависимой модели цветовое пространство зависит от характеристик устройства вывода изображения (монитора, проектора). Из-за этого одно и то же изображение, представленное на основе такой модели, при воспроизведении на различных устройствах будет восприниматься визуально немного по-разному. Перцептивная модель построена с учетом особенностей зрения наблюдателя, а не технических характеристик устройства.

RGB применяется в мониторах компьютеров, в телевизорах, сканерах, цифровых фотоаппаратах и других излучающих свет технических устройствах.

С экрана монитора человек воспринимает цвет как сумму излучения трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Такая система цветопередачи называется RGB, по первым буквам английских названий цветов (Red - красный, Green - зеленый, Blue - синий).