Изображения в модели RGB (аддитивная модель)

Хроматические модели

В отличие от точек ахроматических моделей, точки изображений в хроматических моделях могут иметь оттенок любого цвета (отсюда название – полноцветные модели). Цвета в таких изображениях получаются также путём сложения базовых компонентов в различных пропорциях. Существует много различных типов полноцветных моделей, но в графических редакторах, как правило, применяется не более четырёх. Эти модели известны под названиями: RGB, CMYK, Lab и HSB.

Цветовую модель RGB имеют изображения, предназначенные для экранного просмотра, а также полученные путём сканирования.

Название модели RGB представляет собой аббревиатуру, составленную из начальных букв английских слов:

R (Red) – красный,

G (Green) – зелёный,

B (Blue) – синий.

Эти слова соответствуют трём базовым цветам наиболее распространённой модели излучаемого цвета. Выбор именно этих базовых цветов обусловлен физиологией человеческого зрения, непосредственно воспринимающего только эти цвета. Все остальные цвета в этой модели образуются за счёт смешения базовых цветов в различных пропорциях. Это смешение при рассматривании происходит в результате смыкания в глазу зрителя изображений от небольших, близко расположенных друг к другу источников света.

Тройки смежных источников, каждый из которых излучает определённый свет базовых цветов модели, могут имитировать более 16 миллионов цветов. Регулировка пропорций, в которых смешиваются базовые цвета, выполняется за счёт изменения интенсивности излучения источников.

При сложении (смешении) лучей основных цветов этой модели (красный, зелёный, синий) образуется новый цветовой тон, который при этом оказывается светлее, чем отдельные его составляющие. Это неудивительно, ведь в результате одновременного свечения двух разноцветных лампочек суммарная освещённость, в итоге, бывает больше, и свет приобретает новый оттенок. Цвета подобного типа (излучаемые цвета) называют аддитивными (от английского add – складывать), а цветовую модель, основанную на сложении цветов (RGB), – аддитивной моделью.

Цветовое пространство модели RGB может быть представлено в виде цветового куба. По осям координат откладываются значения яркости свечения базовых цветов (цветовых каналов). Каждая из цветовых составляющих может принимать значения от нуля (нет света) до максимального (наибольшая яркость). Внутреннее пространство образовавшегося куба содержит все возможные цвета данной модели. В начале координат значения каналов равны нулю (чёрный цвет). В противоположной точке смешиваются максимальные значения всех трёх каналов, образуя белый цвет. На линии, соединяющей эти точки, располагаются оттенки, образованные соединением трёх базовых цветов в равной пропорции. Эти оттенки составляют серую шкалу. При смешении базовых цветов одинаковой яркости в результате всегда получается ахроматический серый цвет, оттенок которого, в зависимости от степени яркости базовых компонентов, может варьироваться от чёрного до белого. Три вершины куба, лежащие на осях, дают чистые исходные цвета, остальные три отражают двойные смешения исходных цветов.

КРАСНЫЙ + ЗЕЛЁНЫЙ = ЖЁЛТЫЙ

КРАСНЫЙ + СИНИЙ = ПУРПУРНЫЙ

ЗЕЛЁНЫЙ + СИНИЙ = ГОЛУБОЙ

Модель RGB можно назвать базовой моделью компьютерного дизайна. Цветовую модель RGB имеют изображения, предназначенные для экранного просмотра (при выводе на экран телевизора или монитора), а также полученные путём сканирования или при съёмке цифровой камерой. Цвета RGB складываются так же, как лучи света.

Для записи цвета пикселя полноцветного изображения в модели RGB нужно указать номер цвета, полученного смешением трёх составляющих. Поскольку каждый цветовой канал является полутоновым, для описания каждой из трёх составляющих нужно указать значение цвета от 0 до 255, то есть один из 256 возможных вариантов оттенка от чёрного до основного.

Как уже говорилось, для записи максимального значения полутонового оттенка в двоичном коде потребуется 8 бит памяти. Таким образом, если полутоновых каналов три, то глубина цвета RGB-изображения составляет: 8 бит × 3 = 24 бита.

Если полноцветное изображение будет иметь размеры 100 × 100 пикселей, то для его хранения потребуется:

100 пикселей ×100 пикселей ×24 бит = 240000 бит ≈ 29,3 Кбайт памяти.

Итак, для представления цвета изображения в модели RGB используются три полутоновых канала, каждый из которых может описать 256 оттенков базового цвета. Полноцветное RGB-изображение, имеющее те же физические размеры, что и полутоновое (при одинаковом разрешении), займёт в памяти компьютера в 3 раза больше места.

В практике компьютерной графики чаще всего используются растровые изображения с представлением цвета в восьмибитных полутоновых каналах. Однако современные графические редакторы позволяют применять для описания цвета 16-битные каналы.