Spalvos. Šviesa. Šviesos savybės. Grafika ir vizualizavimas. Spalvos. Grafika ir vizualizavimas, VDU, Spalvos 1

Transcript

1 Spalvos Grafika ir vizualizavimas Spalvos Šviesa Spalvos Spalvų modeliai Gama koregavimas Šviesa Šviesos savybės Vandens bangos Vaizdas iš šono Vaizdas iš viršaus Vaizdas erdvėje Šviesos bangos Šviesa tai elektromagnetinės bangos Sklinda vakuumu Turi bangos savybių bangos dažnis, υ bangos ilgis, λ c = λ υ Šviesos bangos yra energijos bangos Energijos kiekis yra proporcingas bangos dažniui Atvirkščiai proporcingos bangos ilgiui Aukšto dažnio bangos turi daugiau energijos negu žemo dažnio bangos Spalvos 1

2 Šviesos spektras Akies sandara Akies foto pigmentų jautrumas šviesai Balta spalva Spalvos 2

3 Spalvų švarumas Vieną šviesos bangos ilgį turinti šviesa suteikia švarią spalvą Ta pati šviesos spalva gaunama sudėjus skirtingo ilgio šviesos bangas Spalvų apjungimas Spalva matoma dviem būdais: Objektas gali spinduliuoti šviesos bangas dažniais, atitinkančiais reikiamą spalvą Objektas gali absorbuoti šviesos dažnius ir atspindėti tik tą dažnį ar jų kombinaciją, kuri atitiktų norimą matyti spalvą Spalvos gali būti Suliejamos Absorbuojamos (sugeriamos) tam tikri šviesos dažniai eliminuojami iš baltos spalvos dažnių spektro Spalvų suliejimas Spalvų standartai Rausvai raudona Raudona Suliejimas Mėlyna Geltona Žalsvai mėlyna Žalia Absorbavimas Geltona Raudona Žalia Juoda Rausvai raudona Mėlyna Žalsvai mėlyna Šviesos bangų derinys vizualiai yra tas pat, kaip švari balta šviesa, sumaišyta su monochromatine šviesa Monochrominė šviesa charakterizuoja spalvą, (angl. hue) Baltos spalvos kiekis nusako atspalvį, (angl. tint) Šviesos sodrumą, (ang. saturation), nusako baltos spalvos kiekis Bendras šviesos kiekis apibrėžia šviesos intensyvumą Spalvos 3

4 Chromatiškumo diagrama Spalvų modeliai Šviesai aprašyti skaitmenine forma naudojami spalvų modeliai RGB XYZ CMY YIQ HSI HSV HLS Spalvų modeliai RGB spalvų modelis mėlyna (0,0,1) rausvai raudona magenta (1,0,1) žaliai mėlyna Cyan (0,1,1) balta (1,1,1) juoda (0,0,0) žalia (0,1,0) raudona (1,0,0) geltona (1,1,0) Spalvos 4

5 XYZ modelis Pagal CIE standartą sudarytas teorinis XYZ modelis, kurio spalvos išskaičiuojamos taip: CIE raudona spektro spalva (700nm) x= , y= CIE žalia spektro spalva (546.1nm) x= , y= CIE mėlyna spektro spalva (435.8nm) x= , y= XYZ modelis Displėjuose balta spalva yra juodo kūno, įkaitinto iki 6500K temperatūros spalva. Tokiai spalvai CIE standartas yra Kai šviesos ryškumas yra 1, x=0.313, y=0.329 X W =0.950, Y W =1.000, Z W =1.086 x r r + x g g + x b b = X W y r r + y g g + y b b = Y W z r r + z g g + z b b = Z W XYZ <> RGB CMY modelis [ X Y Z] = [ R G B] Naudojamas spalvotuose spausdintuvuose Pirminės spalvos Žalsvai mėlyna (angl. Cyan), Rausvai raudona (angl. Magenta) Geltona (angl. Yellow) [ R G B] = [ X Y Z] Spalvos 5

6 CMY spalvų modelis CMY spalvų modelis Konvertavimui iš/į RGB spalvų modelį skaičiuojamos koordinatės: arba C = 1 R M = 1 G Y = 1 B [C M Y] = [1 1 1] [R G B] YIQ spalvų modelis Žmogaus akis yra žymiai jautresnė spalvos ryškumui, nei spalvai Spalvotuose televizoriuose naudojamas YIQ spalvų modelis Y žymi spalvos ryškumą I žymi spalvą (angl. hue) Q žymi spalvos sodrumą, sotį (angl. saturation). Perėjimas iš RGB modelio: [ I Q Y] = [ R G B] HSI spalvų modelis H gryna šviesos spalva (angl. hue) S spalvos sodrumas (angl. saturation) nusako, kiek baltos spalvos yra sumaišyta su gryna spalva I spalvos ryškumas (angl. intensity) nusako, kiek yra šviesos I S H Spalvos 6

7 HSI <> RGB RGB <> HSI B I M 2 S H G M 1 RGB > HSI [ M M I] = [ R G ] 1 2 B 2 / / 2 2 1/ 1/ 1/ R HSI > RGB [ R G B] = [ M M ] 1 2 I 2 / 6 0 1/ 3 6 1/ 2 1/ 3 1/ HSV spalvų modelis H spalva, (angl. Hue) S spalvos sodrumas, (angl. Saturation) V spalvos, turinčios didžiausius įmanomus raudonos, žalios ir mėlynos komponentų kiekius, atitinkančius tą spalvą, intensyvumas, (angl. Value) HLS spalvų modelis HSV modelio modifikacija H spalva, (angl. Hue) L šviesumas, (angl. Light) S sodrumas, (angl. Saturation) Spalvos 7

8 HSV spalvų modelis Spalvų pasirinkimas pagal RGB ir HSV modelius Gama koregavimas Gama koregavimas įėjimas Įėjimo grafinis atvaizdas Įėjimas I V = k 1/ γ Įėjimo grafinis atvaizdas ekrane Išėjimo grafinis atvaizdas Koreg. Įėjimo grafinis atvaizdas I = V ^ 2.5 I' = I ^ (1/2.5) I= kv γ Displ. Displėjaus išėjimas Spalvos 8