Πέμπτη, 28 Φεβρουαρίου 2013

Χρωματικά μοντέλα


Τα διάφορα χρωματικά μοντέλα έχουν αναπτυχθεί για να γίνει δυνατή η περιγραφή των χρωμάτων με μαθηματική μορφή, κατάλληλη για την επεξεργασία τους από ψηφιακά μέσα. Έτσι κατ' αρχήν η εικόνα αναλύεται σε pixels, καθένα από τα οποία είναι χρωματικά ομοιογενές. Τα μοντέλα που περιγράφονται εδώ αφορούν αυτήν την κωδικοποίηση χρώματος ενός pixel. 

Χρωματικό μοντέλο RGB 
Η ονομασία είναι ακρωνύμιο των λέξεων Red Green Blue (Κόκκινο Πράσινο Μπλε). Με τα βασικά αυτά χρώματα το μοντέλο κωδικοποιεί όλα τα χρώματα που μπορούν να εμφανιστούν σε μία οθόνη (συνήθως υπολογιστή). Στην μορφή του χρωματικού αυτού μοντέλου με βάθος χρώματος των 8 δυαδικών ψηφίων (bit) κάθε χρώμα μπορεί να παρασταθεί με μία τριάδα αριθμών και τιμές από 0 έως 255. 

Tα βασικά χρώματα (Κόκκινο Πράσινο Μπλε)
Το μοντέλο βασίζεται στο γεγονός ότι όταν μία οθόνη δεν εκπέμπει φως εμφανίζεται μαύρη. Τα υπόλοιπα χρώματα δημιουργούνται με υπέρθεση των τριών βασικών με συγκεκριμένη αναλογία. Για το λόγο αυτό, το μοντέλο χαρακτηρίζεται και ως προσθετικό. Τα βασικά, τα δευτερογενή χρώματα και μερικά παραδείγματα δίνονται παρακάτω στην 8 bit έκδοση του μοντέλου: 


Μαύρο: (0,0,0)
Λευκό: (255,255,255)
Κόκκινο: (255,0,0)
Πράσινο: (0,255,0)
Μπλε: (0,0,255)
Κίτρινο: (255,255,0)
Γαλάζιο: (0,255,255)
Ματζέντα (Magenta): (255,0,255)
Πορτοκαλί: (255,102,0) 


Γραφική απεικόνιση του 8bit χρωματικού μοντέλου RGB

Το μοντέλο αυτό μπορεί να παρασταθεί με έναν κύβο χρωμάτων σε ένα καρτεσιανό σύστημα συντεταγμένων. Στην αρχή των αξόνων είναι η κορυφή του κύβου που αντιστοιχεί στο μαύρο χρώμα, ενώ στις κορυφές του κύβου που βρίσκονται πάνω στους άξονες βρίσκονται τα βασικά χρώματα (Κόκκινο, Πράσινο, Μπλε). Τα δευτερογενή χρώματα βρίσκονται στις τρεις κορυφές του κύβου που βρίσκονται απέναντι από τα αντίστοιχα βασικά χρώματα και στην κορυφή απέναντι από το μαύρο βρίσκεται το λευκό. Κάθε χρώμα στο σύστημα αυτό προσδιορίζεται από ένα σημείο στον κύβο με τρεις συντεταγμένες. Στη διαγώνιο μεταξύ μαύρου και λευκού βρίσκονται όλες οι αποχρώσεις του γκρι. Στην 16 bit μορφή της μεθόδου τα δυνατά χρώματα είναι 2^16=65536 αντι 256 του 8 bit. Σήμερα το βάθος χρώματος έχει φθάσει στα επίπεδα των 32 bits, ενώ κάποια προγράμματα προσφέρουν και επεξεργασία χρώματος με βάθος 48 bits. 

Χρωματικό μοντέλο CMYK  
Στην εκτύπωση των εντύπων χρησιμοποιείται ευρέως το σύστημα CMYK. Τα τρία βασικά χρώματα στο CMY είναι: Γαλάζιο (Cyan) – Ματζέντα (Magenta) – Κίτρινο (Yellow). Με τα τρία αυτά χρώματα δημιουργούνται τα δευτερογενή Κόκκινο – Πράσινο – Μπλε ως εξής: 

Κόκκινο: Ματζέντα + Κίτρινο
Πράσινο: Κίτρινο + Γαλάζιο
Μπλε: Γαλάζιο + Ματζέντα
CMY – Βασικά και δευτερογενή χρώματα.
Το μοντέλο αυτό βασίζεται στο γεγονός ότι το υπόβαθρο της εκτύπωσης είναι το λευκό χαρτί που ανακλά όλα τα χρώματα (μήκη κύματος). Κάθε βασικό χρώμα που προστίθεται με ένα μελάνι απορροφά ορισμένα χρώματα και αποδίδει τα υπόλοιπα. Για παράδειγμα το κίτρινο μελάνι απορροφά το μπλε χρώμα και αφήνει το πράσινο και το κόκκινο να ανακλαστεί. Εδώ ο συνδυασμός των τριών βασικών χρωμάτων δίνει το μαύρο χρώμα (πλήρης απορρόφηση των ακτινοβολιών). Για το λόγο αυτό το μοντέλο CMY χαρακτηρίζεται και ως "αφαιρετικό". Μαύρο χρώμα, επίσης, προκύπτει από το συνδυασμό ενός βασικού και του αντίθετου δευτερογενούς: 

Μαύρο: Γαλάζιο + Ματζέντα + Κίτρινο 
Μαύρο: Γαλάζιο + Κόκκινο 
Μαύρο: Ματζέντα + Πράσινο 
Μαύρο: Κίτρινο + Μπλε 

Γραφική απεικόνιση του χρωματικού μοντέλου CMY.


Τα μελάνια, όμως, από τη φύση τους δεν μπορούν να αποδώσουν συγκεκριμένα μήκη κύματος – χρώματα (όπως τα pixels μίας οθόνης) αλλά, μία πιο ευρεία περιοχή του χρωματικού φάσματος. Το αποτέλεσμα είναι ο συνδυασμός των τριών βασικών χρωμάτων να δίνει ένα καφετί χρώμα αντί για το μαύρο. Για το λόγο αυτό προστέθηκε στο μοντέλο CMY και το μαύρο μελάνι, με αποτέλεσμα να προκύψει το χρωματικό μοντέλο CMYK (Cyan – Magenta – Yellow – Black). Πρακτικά στην εκτύπωση δεν χρησιμοποιείται σήμερα το CMY μοντέλο αλλά το CMYK. Το μοντέλο CMY μπορεί να παρασταθεί όπως και το RGB με ένα κύβο σε ένα καρτεσιανό σύστημα αξόνων με το λευκό χρώμα στην αρχή των αξόνων και τα βασικά χρώματα επάνω στους άξονες. 

Χρωματικό μοντέλο Lab  
Το μοντέλο αυτό αναλύει το χρώμα του κάθε pixel σε τρεις παραμέτρους L,a,b: 
Ένταση φωτεινότητας (Luminocity).
Χρωματική θέση ανάμεσα στο κόκκινο και το συμπληρωματικό του πράσινο (a).
Χρωματική θέση ανάμεσα μπλε και το συμπληρωματικό του κίτρινο (b).
Στην πραγματικότητα το μοντέλο αποτελείται από δυο επιμέρους μοντέλα, το CIE 1976 και το Hunter. Το πρώτο χρησιμοποιεί συντεταγμένες "κυβικής ρίζας", ενώ το δεύτερο "τετραγωνικής ρίζας" . Πιο διαδεδομένο είναι το μοντέλο CIE. Η διαβάθμιση του είναι από τις πλησιέστερες προς την ανθρώπινη αντίληψη. 

Χρωματικό μοντέλο RYB 
Όπως το RGB αλλά με χρήση Κίτρινου αντί για Πράσινο. 
Χρωματικό μοντέλο HSV  
Αναλύει το χρώμα σε τρεις παραμέτρους

  • Χροιά (Ηue), δηλαδή θέση στον χρωματικό κύκλο (τιμές από 0-360) 
  • Κορεσμός (Saturation), δηλαδή ένταση του χρώματος, με τιμές από 0-100%. 
  • Άξια (Value), δηλαδή ένταση της λαμπρότητας του χρώματος, με τιμές από 0-100% 
Επιτρέπει 3,564,000 διαφορετικά χρώματα συν 101 διαβαθμίσεις του γκρι. 
Χρωματικό μοντέλο HSL
Όπως το HSV αλλά με διαφορετικό ορισμό του κορεσμού και της εντάσεις. Έτσι εδώ χρησιμοποιείται η φωτεινότητα (Luminocity), αντί της λαμπρότητας. Επίσης οι τιμές αναφοράς για μαύρο γκρι κλπ είναι διαφορετικές. 

Χρωματικό μοντέλο RYB ζωγραφικής (βαφές) 
Παραδοσιακός χρωματικός τροχός του συστήματος RYB
Π – πρωτογενή, Δ – δευτερογενή, Τ – τριτογενή χρώματα. Στην παραδοσιακή ζωγραφική χρησιμοποιείται το χρωματικό μοντέλο RYB, με βασικά χρώματα τα Κόκκινο (Red) – Κίτρινο (Yellow) – Μπλε (Blue). Με τα τρία αυτά βασικά χρώματα δημιουργούνται τα δευτερογενή ως εξής: 
Πορτοκαλί: Κόκκινο + Κίτρινο
Πράσινο: Κίτρινο + Μπλε
Μωβ: Μπλε + Κόκκινο 


Στο μοντέλο αυτό υπάρχουν και τριτογενή χρώματα, που δημιουργούνται από τα πρωτογενή και τα δευτερογενή. Τα πρωτογενή, δευτερογενή και τριτογενή χρώματα εμφαίνονται στον χρωματικό τροχό. Το χρωματικό αυτό μοντέλο περιγράφει, σε πολύ αδρές γραμμές, την συμπεριφορά των χρωμάτων που παράγονται από ανάμιξη των χρωστικών που χρησιμοποιούνται στα χρώματα ζωγραφικής και παρουσιάζει σημαντικά προβλήματα στην εφαρμογή του. Το υλικό από το οποίο είναι κατασκευασμένα τα χρώματα περιέχει χρωστικές που ανακλούν μεγάλες περιοχές του ορατού φάσματος, που διαφέρουν ανάλογα με την εταιρεία που τις παρασκευάζει. Με άλλα λόγια, όλες οι κόκκινες βαφές δεν είναι ίδιες και δεν παρουσιάζουν τις ίδιες ιδιότητες, όταν αναμειχθούν με άλλες. Για το λόγο αυτό στη ζωγραφική δεν είναι δυνατόν να παρασκευαστούν όλα τα χρώματα από τα παραδοσιακά πρωτογενή. Έτσι, κάθε παρασκευάστρια εταιρεία δημιουργεί μία δική της γκάμα βασικών χρωμάτων που περιλαμβάνουν τα πρωτογενή, τα δευτερογενή, ορισμένα τριτογενή ή άλλα χρώματα, το λευκό και το μαύρο. Με τα χρώματα αυτά μπορεί να δημιουργηθεί κάθε επιθυμητό χρωματικό αποτέλεσμα.

Σχετικά άρθρα

Πηγές

  • wikipedia
  • Θεωρία και Πρακτική στο χρώμα, Χοσέ Μ. Παρραμόν
  • Χρωματική, Σπύρος Διαμαντίδης
  • Το χρώμα και τα μυστικά του, Λεωνίδας Δάκης Δημητρέλης
  • Η αρμονία των χρωμάτων, Studio Books
  •  

Δεν υπάρχουν σχόλια:

Δημοσίευση σχολίου