Вывод на экран и печать цветных изображений

При наблюдении реальных сцен на сетчатки глаз проецируются изображения, которые могут включать в себя все существующие в природе цвета. Обусловлено это тем, что спектральный состав излучений, формирующих эти изображения, ничем не ограничен. Совсем иначе обстоит дело в случае наблюдения цветных изображений: фотографий, печатных репродукций или изображений на экране телевизора.

Во всех этих случаях цвет синтезируется из ограниченного числа компонентов, например трех, как это имеет место в случае цветных фотографий или цветных изображений на экране монитора компьютера. Ограниченное количество компонентов, используемых при воспроизведении таких изображений, позволяет воспроизводить на них лишь ограниченный цветовой диапазон, определяемый используемыми компонентами. Рассмотрим эту проблему более детально.

Как известно, при воспроизведении изображений используют два метода получения цвета: субтрактивный и аддитивный. Субтрактивный метод образования цвета заключается в том, что белый цвет пропускается через окрашенную среду (цветофильтр), в результате часть его спектрального состава поглощается. Соответственно этому яркость образованного цвета будет меньше яркости исходного белого цвета.

Существо аддитивного метода образования цвета состоит в том, что окрашенные световые потоки смешиваются(суммируются), образуя новый цвет. В отличие от субтрактивного метода при аддитивном методе яркость результирующего цвета больше яркости смешиваемых цветов и равна их сумме.

Субтрактивный метод применяется в цветной фотографии как при изготовлении фотокарточек, так и при изготовлении слайдов, а также в цветном кино.

При выводе изображений на экран кинескопа или жидкокристаллическую панель, а также при их печати используется аддитивный метод образования цвета.

В случае вывода изображения на экран, например, кинескопа, цвет в изображении образуется путем смешения красного, зеленого и синего цветов, создаваемых свечением трех типов пятен люминофоров его мозаичного экрана под воздействием трех сканирующих электронных лучей. Благодаря тому, что расстояния между светящимися пятнами люминофоров составляют десятые доли миллиметра, а сами пятна имеют примерно такой же размер, для зрителя они сливаются, что приводит к пространственному смешению их цветов. Область воспроизводимых цветов в рассматриваемом случае определяется цветовым треугольником, в вершинах которого расположены цвета, определяемые спектрами используемых люминофоров.

На рис. 1 показан цветовой треугольник, образуемый цветами люминофоров, принятыми для системы цветного телевидения NTSC. Из рисунка видно, что значительная часть зеленых цветов не может быть воспроизведена на экране кинескопа, однако это практически не сказывается на визуальном качестве изображений, поскольку в этой области цветностей цветоразличимость зрения понижена.

Рис.1. Цветовой график: 1 – цветовой охват фотоматериала;

2 – цветовой охват кинескопа NTSC

В целях удобства выполнения цветовых расчетов, связанных с выводом изображений на экран кинескопа, иногда создают его колориметрическую систему, где в качестве основных цветов используют цвета свечения люминофоров. Так была создана колориметрическая система NTSC, в которой в качестве опорного используется белый цвет типа C, координаты цветности: красный r_N x=0,67, y=0,33, зеленый g_N x=0,21, y=0,71, синий b_N x=0,14, y=0,08, а яркость определяется по формуле

L=0,3r_N+0,59g_N+0,11b_N.

Аналогичным образом обстоит дело при использовании жидкокристаллических и плазменных панелей.

При выводе изображений на печать используется метод растрирования. В основе этого метода лежит разложение изображения в растр, каждая ячейка которого представляет собой растровый элемент (пиксел). Обычно необходимый цвет при печати изображений получается путем смешения четырех цветов: голубого, пурпурного, желтого и черного. Насыщенность каждого из смешиваемых цветов на растровом элементе определяется размером точки, состоящей из пятен, и количеством добавленного черного цвета. Чем больше размер точки, т. е. чем большим количеством пятен она образована, и чем меньше добавлено черного, тем насыщеннее данный цвет. И наоборот, если размер точки, образованной данным красителем, нулевой, что соответствует случаю, когда в данном растровом элементе бумага не покрыта данным красителем или покрыта точкой, созданной черным красителем, насыщенность данного цвета будет равна нулю. Аналогичным образом обстоит дело и в более сложном случае, когда цвет образуется в результате смешения ряда красителей.

Растровая структура отпечатанного цветного изображения незаметная в нормальных условиях наблюдения хорошо заметна, если изображение рассматривать под увеличительным стеклом.

При печати цветных изображений на печатных машинах изготавливаются цветоделенные печатные формы, каждая из которых переносит на бумагу свой цветовой компонент изображения, представленный в виде растра. Для уменьшения заметности растровой структуры отпечатанного изображения растры голубого, пурпурного, желтого и черного поворачивают относительно горизонтальной оси на различные углы. При этом возможны как взаимные перекрытия растров, так и отсутствие этих перекрытий. В силу описанных особенностей воспроизведения цвета при четырехцветной печати область воспроизводимых цветов на бумаге оказывается существенно меньше области воспроизводимых цветов в цветной фотографии и на экране монитора.

Расчеты при преобразовании цвета из колориметрической системы RGB в колориметрическую систему CMYK достаточно сложны.

Для получения цветоделенных изображений (компонентов), из которых формируются конечные цветные изображения, используются специальные программы цветоделения, некоторые из них разработаны под графические редакторы, например, под Photoshop, Corel PHOTO-PAINT и др. При этом возможны следующие варианты преобразования.

· ˆПерцепционный. Обеспечивает сохранение соотношения цветовых значений исходного изображения, хотя сами цвета при этом могут измениться.

· С сохранением насыщенности. Обеспечивает сохранение соотношения насыщенности исходного изображения, хотя сами цвета при этом могут измениться.

· ˆОтносительный колориметрический. Обеспечивает сохранение цветов исходного изображения, которые входят в область воспроизводимых цветов печатающего устройства. Те цвета, которые оказываются вне этой области, заменяются другими с теми же значениями яркости.

· ˆАбсолютный колориметрический. Обеспечивает отключение белой точки.

Четырехцветная печать в состоянии хорошо воспроизводить красные цвета, но не может воспроизвести ярких синих, зеленых, розовых, фиолетовых и коричневых цветов. С целью устранения этого недостатка была разработана новая технология печати, названная HiFiColor. Имеется ряд вариантов ее реализаций, но общей чертой для всех них является расширение числа используемых для печати цветов. Так, например, в системе HiFiColor 300 для получения более ярких красных, зеленых и синих цветов использовано семь различных красителей. В системе Hexachrome к цветам CMYK добавлены еще два настраиваемых цвета: оранжевый и зеленый. В системе, использованной фирмой Hewlett Packard для печати фотографий на струйных принтерах, применяется шесть цветов и т. д.

Дата добавления: 2015-08-13