Farebná paleta

From Delphi & Pascal (česká wiki)
Jump to navigation Jump to search

Farebné modely

Pri práci s farbami sú dôležité dve základné činnosti. Prvou je určenie základnej množiny farieb, z ktorou sa bude pracovať. Druhou činnosťou je určenie spôsobu ako sa budú kombinovať. Farbocit je pomerne značne subjektívna záležitosť a zmiešaním dvoch alebo viacerých farieb môže vzniknúť rôzna predstava novej farby u rôznych ľudí. Poznáme dva základné spôsoby kombinácie (miešania) farieb:

  • aditívne miešanie (každým pridaním určitej zložky vznikne svetlejšia farba. Pridaním všetkých vznikne biela)
  • subtraktívne miešanie (každým pridaním určitej zložky vznikne tmavšia farba. Pridaním všetkých vznikne čierna)


Na základe tohto hovoríme aj o farebných modeloch. Tieto sú charakterizované: množinou základných farieb, spôsobom ich miešania a pravidlami menenia farebných charakteristík. Súčasnosti existuje niekoľko farebných modelov. Medzi základné patria:


Model RGB

V tomto modely sú farby vytvárané aditívnym spôsobom. Základné zložky sú: R - (Red) červená, G - (Green) zelená a B - (Blue) modrá. Pre tieto farby je príznačné práve to, že ľudské oko má najšiu citlivosť práve pre ich vlnové dôžky (630nm, 530nm a 450nm). Intenzita základných farieb sa v tomto modely pohybuje v intervale <0,1>. Pri technickej implementácii je tento rozsah prevádzaný do digitálnej formy. Najčastejšie je kódovaný na 8-bitov (t.j. 256 dielov). Pre ľudské oko by postačovalo aj delenie na 100 dielov. pri praktickom nastavovaní sa preto častokrát používa percentuálne nastavenie jednotlivých zložiek.


Farebný model RGB svojim rozsahom sa najčastejšie reprezentuje ako jednotková kocka umiestnená v osách r,g,b. Z toho aj vyplýva, že množina základných farieb obsahuje 8 farieb. Vrchol [0,0,0] (t.j. stred súradnicového systému) odpovedá čiernej farbe (Black). Naproti tomu vrchol [1,1,1] odpovedá bielej farbe (White). Farby ležiace na diagonále medzi týmito vrcholmi odpovedajú odtieňom šedej (Gray). Záverom dodajme snáď, že daný model sa najviac, oproti iným modelom, technicky orientovaný. Nasledujúci obrázok ukazuje ednotkovú kocku modelu RGB.


Jednotková kocka modelu RGB

Súbor:RGB.png


Na základe toho je možné zostaviť tabuľku množiny základných farieb modelu RGB s príspevkami jednotlivých farebných zložiek:


Tabuľka základných kombinácií RGB
Farba R(ed) G(reen) B(lue)
čierna 0 0 0
modrá 0 0 1
zelená 0 1 0
tyrkysová 0 1 1
červená 1 0 0
fialová 1 0 1
žltá 1 1 0
biela 1 1 1


Model CMY

V tomto modely sú farby vytvárané subtraktívnym spôsobom. Základné zložky sú: C - (Cyan) tyrkysová, M - (Magenta) fialová a Y - (Yellow) žltá. Pre tieto farby je príznačné práve to, že ľudská skúsenosť z miešaním farieb, najmä u maliarov, vychádza práve zo subtraktívneho miešania farieb. Preto je tento spôsob prirodzenejší. Tento model sa využíva aj v polygrafii pre reprodukciu farebných obrazcov (aj fotografií). Vysledný farebný obraz dostaneme ako sútlač troch obrazov na báze jednotlivých zložiek. Tu sa ešte pridáva čierna zložka (blacK) a preto častokrát hovoríme aj o CMYK modely. Moderné grafické systémy (napr. Aldus Pagemaker, Ventura Publisher a pod.) majú prostriedky na separáciu jednotlivých farebných zložiek obrazu na tvorbu spomínaných obrazov pre sútlač.


Farebný model CMY svojim rozsahom sa najčastejšie reprezentuje ako jednotková kocka umiestnená v osách c,m,y. Z toho aj vyplýva, že množina základných farieb obsahuje opäť 8 farieb. Vrchol [0,0,0] (t.j. stred súradnicového systému) odpovedá bielej farbe. Naproti tomu vrchol [1,1,1] odpovedá čiernej farbe. Farby ležiace na diagonále medzi týmito vrcholmi, podobne ako u modelu RGB, odpovedajú odtieňom šedej s narastaním v opačnom smere. Nasledujúci obrázok ukazuje jednotkovú kocku modelu CMY.


Jednotková kocka modelu CMY

Súbor:CMY.png


Podobne ako u modelu RGB je možné zostaviť tabuľku množiny základných farieb modelu CMY s príspevkami jednotlivých farebných zložiek:


Tabuľka základných kombinácií CMY
Farba C(yan) M(agenta) Y(ellow)
biela 0 0 0
žltá 0 0 1
fialová 0 1 0
červená 0 1 1
tyrkysová 1 0 0
zelená 1 0 1
modrá 1 1 0
čierna 1 1 1


Poznámka
podľa uvedených tabuliek a obrázkov je zrejmý prevod medzi modelmi RGB a CMY.


Model HSV

Tento model oproti predchádzajúcim, skôr technickým, modelom je ešte bližší ľudskému chápaniu svetla, pretože zachytáva tie charakteristiky farby, ktoré sú bližšie k intuitívnemu popisu farieb človekom. Základné zložky sú: H - (Hue) farebný tón, S - (Saturation) saturácia alebo tiež sýtosť a V - (Value) hodnota jasu. Farebný model HSV svojim rozsahom sa reprezentuje ako šesťboký ihlan, ktorého vrchol leží v počiatku súradnicovej sústavy. Súradnice v a s sa podobne ako u RGB (CMY) modelu menia od 0 do 1. Súradnica h je však uhlová z intervalu <0º,360º>. Vrchol ihlanu v bode [0,0,0] predstavuje čiernu fabu. Biela farba je v strede podstavy ihlanu. Jas klesá od podstavy k vrcholu. Sýtosť je daná vzdialenosťou od osi ihlana. V tomto aj spočíva určitý nedostatok tohto modelu. Pretože pri konštantnej hodnote s sa pri zmene farebného tónu (h) musíme pohybovať po šesťuholníkovej dráhe a nie po kruhovej, ktorá by bola prirodzená. Príslušné čisté farby (červená, žltá, zelená, tyrkysová, modrá a fialová) ležia na obvode podstavy ihlana v príslušných vrcholoch šesťuholníka. Z daného vyplýva aj poloha dominantných farieb a to na plášti ihlanu. Graficky znázornený model HSV prináša nasledujúci obrázok.


Šesťboký ihlan modelu HSV

Súbor:HSV.png


Model HLS

Niektoré nedostatky predchádzajúceho modelu odstránil práve tento model. V tomto modely je šesťboký ihlan nahradený dvojicou kuželov. Základné zložky sú: H - (Hue) farebný tón, L - (Lightness) svetlosť a S - (Saturation) saturácia alebo tiež sýtosť. Farebný model HLS svojim rozsahom sa reprezentuje, ako bolo už spomenuté, dvojicou kuželov, ktoré majú spoločnú podstavu. Súradnice l a s sa podobne ako u RGB (CMY) modelu menia od 0 do 1. Súradnica h je opäť uhlová z intervalu <0º,360º>. Vrchol jedného kužela v bode [0,0,0] predstavuje čiernu fabu. Biela farba je naopak zase vo vrchole druhého kužela. Tento model asi najviac odpovedá skutočnosti, lebo najviac farieb je vnímaných práve pri strednej svetlosti (poloha spoločnej postavy kuželov, kde L=0.5) a vnímavosť klesá tak pri veľkom presvetlení ako aj stmavení. Príslušné čisté farby (červená, žltá, zelená, tyrkysová, modrá a fialová) ležia opäť na obvode spoločnej podstavy kuželov, kde s=1 a l=0.5. Výhoda kruhovej podstavy spočíva práve v obiehaní okolo osi, kde už nie je nutný prechod po šesťuholníku ako u HSV, ale po ľahšej a prirodzenejšej kružnici. Obidva posledne definované modely umožňujú meniť jednotlivé farebné charakteristiky pri zachovaní ostatných typických vlastností farieb. Graficky znázornený model HLS prináša nasledujúci obrázok.

Model HLS Súbor:HLS.png


Svetlo

Z fyzikálneho hľadiska je ako svetlo chápané elektromagnetické vlnenie v oblasti 108 MHz. Z hľadiska farieb zodpovedá každá farba určitej frekvencii. Rozsah farieb je od červenej (4.3x108MHz, mimo viditeľného spektra pokračuje do infračervenej oblasti) po fialovú (7-5x108MHz. mimo viditeľného spektra pokračuje do ultrafialovej oblasti). V rámci viditeľného spektra je človek schopný rozlíšiť viac ako 4x105 rôznych farieb ich odtieňov. Podľa frekvencie, ktorú vysiela svetelný zdroj je možné svetlo rozdeliť na:

  • achromatické svetlo. Tomuto svetlu sa hovorí tiež biele svetle a obsahuje všetky farby (typický zdroj je slnko). Kombiinácia frekvencií odrazených od telies vytvára v podstate farbu telies. Ak prevláda frekvencia z určitej oblasti svektra, hovoríme o dominantnej frekvencii.
  • monochromatické svetlo. Je svetlo len jednej farby napr. červenej.

Svetlo je charakterizované niekoľkými svojimi atribútmi:

  • farba, je základným atribútom svetla a závisí od už spomínaj frekvencie (resp. vlnovej dôžke)
  • jas odpovedá vlastne intenzite svetla. Jasnosť zdroja svetla je v priamej úmere s intezitou
  • sýtosť farby uvádza jej čistotu. Čím vyššia je sýtosť, tým užšie je spektrum frekvencií obsiahnutých vo svetle
  • svetlosť je vlastne veľkosť achromatickej zložky vo svetle s určitou dominantnou frekvenciou.


Dôležitým faktorom je aj skladanie farieb. Je otázka, či existujú určité základné farby, pomocou skladania ktorých by sa vytvorili všetky ostatné. Existujú však tzv. komplementárne farby, ktorých kombináciou získame biele svetlo. Pre skladanie viacerých farieb bol vytvorený štandard vo forme chromatického diagramu.. Farby sú tu skladané z troch základných farieb v príslušnom pomere.