Мультимедийные технологии в САПР. Часть 1. Майстренко Н.В - 13 стр.

UptoLike

объект;
глаз (приёмник излучения).
Теперь можно перейти к оценке роли физических и биологических аспектов процесса восприятия цвета.
Первый аспектфизика. Свет попадает на квадрат и отражается.
Второй аспектбиология. Отражённый свет попадает в глаз человека и воздействует на светочувствительные клет-
ки глаза, которые содержат два типа рецепторов: палочки (cones) и колбочки (staves). Колбочки активны только в темноте
или в сумерках. При нормальном освещении мы воспринимаем цвет исключительно с помощью палочек трёх разновид-
ностей, каждая из которых реагирует на определённый диапазон длин волн. Экспериментально доказано, что первый тип
воспринимает световые волны с длинами волн в диапазоне 400…500 нм ("синяя" составляющая спектра), второй
500…600 нм ("зелёная" составляющая спектра) и третий – 600…700 ("красная" составляющая спектра). В зависимости от
того, световые волны какой длины и интенсивности присутствуют в спектре, те или иные группы колбочек возбуждаются
сильнее или слабее. Полученная с помощью зрительных рецепторов информация поступает в виде сигналов в мозг, кото-
рый определяет, в каких соотношения возбуждены три вида колбочек, создавая на базе этого цветовое восприятие. Таким
образом, исходя из особенностей строения человеческого глаза, можно сделать вывод, что цвет трёхмерен по своей при-
роде.
Наличие света является непременным условием визуального восприятия всего цветового богатства окружающего
нас мира. В то же время известно, что белый свет вне зависимости от его источника (солнце, лампочка или экран монито-
ра) в действительности представляет собой смесь цветовспектр. Цвета этого спектра, называемого видимым спектром
света, условно классифицируют как красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий и фиолетовый. Любой из них,
в свою очередь, представляет собой электромагнитное излучение перекрывающее достаточно широкий диапазон длин
волн видимого спектра. Для нашего глаза каждый интервал этого видимого спектра обладает своими уникальными ха-
рактеристиками, которые и называются цветом.
Всё, что мы видим в окружающем нас пространстве, либо излучает свет, либо его отражает.
Излученный цветэто свет, испускаемый активным источником. Примерами таких источников могут служить
солнце, лампочка или экран монитора. В основе их действия обычно лежит нагревание металлических тел либо химиче-
ские или термоядерные реакции. Цвет любого излучателя зависит от спектрального состава излучения, если источник
излучает световые волны во всём видимом диапазоне, то его цвет будет восприниматься нашим глазом как белый. Пре-
обладание в его спектральном составе длин волн определённого диапазона (например, 400…450 нм) даст ощущение до-
минирующего в нём цвета (в данном случае сине-фиолетового). И, наконец, присутствие в излучаемом свете световых
компонент из разных областей видимого спектра (например, красной и зелёной) даёт восприятие нами результирующего
цвета (в данном случае жёлтого). Но при этом в любом случае попадающий в наш глаз излучаемый цвет сохраняет в себе
все цвета, из которых он был создан.
Отражённый свет возникает при отражении некоторым предметом (вернее, его поверхностью) световых волн, па-
дающих на него от источника света. Механизм отражения цвета зависит от цветового типа поверхности, которые можно
условно разделить на две группы:
ахроматические;
хроматические.
Первую группу составляют ахроматические (иначе бесцветные) цвета: чёрный, белый и все серые (от самого тёмно-
го до самого светлого). Их часто называют нейтральными. В предельном случае такие поверхности либо отражают все
падающие на них лучи, ничего не поглощая (идеально белая поверхность), либо полностью тучи поглощают, ничего не
отражая (идеальная чёрная поверхность). Все остальные варианты (серые поверхности) равномерно поглощают световые
волны разной длины. Отражённый от них цвет не меняет своего спектрального состава, изменяется только его интенсив-
ность.
Вторую группу образуют поверхности, окрашенные в хроматические цвета, которые по-разному отражают свет с
разной длиной волны. Так, если вы осветите белым цветом листок зелёной бумаги, то бумага будет выглядеть зелёной,
потому что её поверхность поглощает все световые волны, кроме зелёной составляющей белого цвета. Что же произой-
дёт, если осветить зелёную бумагу красным или синим цветом? Бумага будет восприниматься чёрной, потому что па-
дающие на неё красный и синий цвета она не отражает. Если же осветить зелёный предмет зелёным светом, это позволит
выделить его на фоне окружающих его предметов другого цвета.
С физической точки зрения, свет можно охарактеризовать двумя параметрами: энергией (интенсивностью) и длиной
волны. Однако в теории цвета, живописи, телевидения и компьютерной графики наибольшее распространение получили
два производных от них параметра: яркость и цветность.
Яркость (или интенсивность) пропорциональна сумме энергий всех составляющих цветового спектра света.
Цветность, наоборот, связана с доминирующими длинами волн в этом спектре.
Ахроматические цвета, т.е. белые, серые и чёрные, характеризуются только яркостью. Это проявляется в том, что
одни цвета темнее, а другие светлее. В отличие от них хроматические цвета для своего описания требуют задания и ярко-
сти, и цветности.
Распространённость указанных параметров обусловлена физиологическими особенностями нашего зрения, связан-
ными с наличием в сетчатке глаза уже упоминавшихся ранее двух типов нервных клеток: палочек, реагирующих на ярко-
стную составляющую света, и колбочек, воспринимающих цветовую информацию. Яркость является количественной
характеристикой цвета. С её помощью мы можем сравнивать интенсивность излучения различных источников между
собой. В отличие от неё цветность имеет качественный характер. Поэтому для того, чтобы сравнить два цвета по цветно-
сти, желательно было бы отделить их от яркости. Практически это невозможно, но теоретически вполне доступно с по-
мощью имеющейся во всех графических пакетах цветовой модели Lab. Присутствующие в ней абстрактные цветовые
компоненты (собственно цветности) а и b обладают нулевой яркостью, а канал L содержит только яркостную информа-
цию.