Цвет в цифрах

Компьютерам ничего неизвестно о цвете, кроме того, что им сообщил о нем человек. Это всего лишь хваленые счетно-решающие устройства, оперирующие единицами и нулями. Одним из путей применения чисел в компьютере является обозначение с их помощью цвета. Для этого требуется некоторая математическая модель цвета. Применение математических моделей на практике всегда связано с определенными сложностями, особенно это касается такого неопределенного и субъективного понятия, как цвет. Великий ученый Исаак Ньютон сделал немало открытий в области цвета, но, насколько известно, он даже и не пытался создать его математическую модель. Вместо этого, он обратился к более простым предметам, разработав дифференциальное и интегральное исчисление и открыв всемирные законы механики.

В главе 1 понятие цвета объяснялось с точки зрения его восприятия человеком в результате человеческой реакции на свет разных длин волн. Что же касается измерения цвета, то на самом деле измеряется не цвет, а возбуждающее воздействие (стимул), вызывающее восприятие цвета при попадании света на сетчатку человеческого глаза. Результаты измерения света могут быть сопоставлены с восприятием цвета человеком, хотя такое сопоставление отнюдь не идеально.

В этой главе будут рассмотрены различные системы числового представления цвета, пояснено значение чисел, обозначающих цвет, а также показано, что без управления цветом одни и те же числа передают в различных ситуациях разные цвета.

Цвет в цифрах

В предыдущей главе пояснялось, каким образом с помощью света зеленого, красного и синего аддитивных основных цветов можно воспроизвести все воспринимаемые человеком цвета. В физическом устройстве или носителе, будь то монитор, прозрачная пленка или печатная страница, цвет воспроизводится путем манипулирования зеленым, красным и синим светом.

При использовании настоящих RGB-устройств, в частности, мониторов, сканеров и цифровых камер, работать со светом зеленого, красного и синего цветов приходится непосредственно. Что же касается пленок и печати, то манипулирование светом зеленого, красного и синего цветов здесь по-прежнему возможно, хотя это и делается косвенно с использованием красителей CMYK для вычитания длин волн этих цветов из белого фона. При этом голубой краситель поглощает красный свет, пурпурный — зеленый свет, а желтый — синий свет (отсюда и название "субтрактивные", т. е. вычитающие основные цвета). В цифровом виде цвет кодируется таким образом, чтобы его можно было представить разными величинами основных цветов R, G, и В или С, М и Y либо С, М, Y и К. (черный — BLACK; см. врезку "О происхождении обозначения CMYK"), как это принято в печати и некоторых настольных принтерах.

К сожалению, подобные математические модели цвета довольно неоднозначны. Содержимое файла RGB или CMYK можно рассматривать не как цвет, а как некоторый рецепт составления цвета, который интерпретируется каждым устройством в соответствии с его возможностями. Так, если имеется 20 способов приготовления блюда по одному и тому же рецепту, это означает, что, в конечном счете, можно приготовить 20 несколько отличающихся друг от друга блюд. Аналогично, если вывести один и тот же файл RGB на 20 разных мониторов или файл CMYK на 20 разных печатных устройств, в итоге получатся 20 незначительно (а иногда и значительно) отличающихся друг от друга изображений. Этот факт легко проверить, взглянув на ряд одновременно работающих телевизоров разных моделей в магазине бытовой электроники. Они принимают одну и ту же программу (рецепт), но в силу отличающихся характеристик формируют разные визуальные результаты (включая и передачу цвета). Подобное явление наблюдается даже у одинаковых марок и моделей телевизоров.

Модели RGB и CMYK первоначально были созданы в аналоговой, а не в цифровой среде, причем ни одна из них не была предназначена для точного описания цвета. На самом деле, эти модели описывают управляющие сигналы, посылаемые на разные цветные устройства, чтобы они воспроизвели то, что в конечном итоге будет восприниматься как цвет. Таким образом, числовые значения RGB и CMYK следует всегда рассматривать в качестве настроек цвета для конкретных устройств.