Farby a spracovanie obrazu na PC
Fyzikálny pohľad
Pri určovaní farby v príslušnom svetle sa hľadá dominantná frekvencia elektromagnetického
žiarenia (svetla), ktorá je jednou z hlavných charakteristík. Ďalším opisom svetla
je jas, ktorý definuje mieru intenzity svetla. Sýtosť definuje mieru čistoty svetla.
Čím je frekvenčný rozdiel menší, tím je farba čistejšia. Zo základných poznatkov
o skladaní vyplýva, že nieje možné pomocou pevne daného počtu základných farieb
zložiť všetky ostatné.
Farebné modely
Pri spracovaní obrazu treba definovať spôsob používania a triedenia farieb, na tieto
úlohy boli vytvorené viaceré štandardy.
RGB
Citlivosť oka je najvyššia v oblasti farieb červenej, zelenej a modrej. Model RGB
je reprezentovaný jednotkovou kockou umiestnenou v počiatku ortogonálneho súradnicového
systému. Osi reprezentujú mieru obsiahnutia jednotlivých farieb , počiatok súradnicového
systému má hodnoty R=0 G=0 B=0, teda reprezentuje čiernu farbu. Protiľahlý vrchol
(1,1,1) bielu farbu, a ich spojnica je prechod od čiernej k bielej, teda stupnica
sivej. Pretože model je reprezentovaný jednotkovou kockou, musíme osi (strany) rozdeliť
na jednotky (z technických dôvodov na 256=28)
CMY(K)
Ďalším variantom je model CMY. Preberá maliarsky systém miešania farieb, pri ktorom
sa získava farba tmavsích odtieňov (subtratívne miešanie farieb). Model CMY sa podobá
na model RGB, Možno ho opísať jednotkovou kockou, so umiestnenou v súradnicovej
sústave s vrchlom, ktorý reprezentuje bielu farbu. Uhlopriečka je stupnica sivej
a protiľahlý vrchol je čierny. Vrcholy ležiace na osiach CMY reprezentujú základné
farby cyan, magenda, yellow. Subtratívne miešanie farieb je vhodné na tlačiarenské
účely, a preto aj farebné tlačiarne obsahujú zásobníky s farbami CMY. Pri tlači
sa pridáva ešte čierna zložka (CMYK), aby sa nemuseli miešať všetky 3 farby. Čierna
farba sa teda pridáva iba z technických dôvodov. Problém pri CMY tlači je farebný
okraj čiernych bodov.
HSV(HSB) a HLS
Farebné modely HSV (označované aj HSB) a HLS boli vytvorené ako alternatíva k technicky
orientovaným modelom RGB. Vychádzajú z potreby intuitívneho opisu farieb. Ako opisné
charakteristiky sa používajú parametre ako farebný tón (HUE), ktorý definuje farebný
odtieň, sýtosť (SATURATION), hodnota jasu (VALUE, BRIGHTNESS). Geometrickým modelom
je šesťboký ihlan , ktorého stred podstavy definuje bielu farbu a vrchol čiernu
farbu. Druhý model HLS zamieňa sýtosť za svetlosť. Má tvar dvoch kužeľov so spoločnou
podstavou. Dnes sú tieto dva modely málo používané.
V televíznej technike sa používa model YUV (Y,U,V signál), niekedy označovaný aj
ako UWB (U, W signál a Brightness) a od neho odvodené YCbCr a YPbPr
Pri redukcií farieb obrázku sa znižuje jeho kvalita. V priebehu vývoja grafických
systémov bolo vyvinutých viacero metód redukcie farieb, aby sa čo najviac zachovala
kvalita. Známe metódy redukcie farieb a eliminácie šumu:
Halftoning & Dithering
- Simple Halftoning
- Matrix dithering
- Random dithering
- Error distribution