|
 Korábbi cikkünkben már láttuk, hogy a különböző grafikai programokban a rajzoló/kitöltőszín kiválasztásánál több színkoordináta-rendszer közül is választhatunk. Mielőtt ezeket részletesebben is megnéznénk, ismételjünk át néhány szükséges alapfogalmat a fénytan témaköréből.
Forrás: Abonyi-Tóth Andor, Sulinet.
Köszönjük a szerző és a Sulinet honlap segítségét!
Fizika tanulmányainkból emlékezhetünk rá, hogy a fény 380 nm és 780 nm hullámhosszúság közötti elektromágneses sugárzás, amit az emberi szem a hullámhossz függvényében máshogy érzékel (lásd az SDT Fénytannal foglalkozó témáját). A 380 nm körüli hullámhosszúságú fény ibolyaszínű, míg a 780 nm körüli vörös színű. 
Érdekes, hogy az emberi szem működése miatt (lásd a szem fizikája cikket) majdnem az egész színtartományt be lehet mutatni három egyszínű fényforrás segítségével, a fényforrások színének keverésével és intenzitásuk változtatásával. A színkeverésnek két fajtáját különböztetjük meg, beszélhetünk additív és szubsztraktív színkeverésről.  Az additív modellben a színek három alapszín: vörös, zöld, kék (RGB) egymásra vetítésével (összeadásával) állíthatók elő. Ahogy az ábrán is látható, a vörös és zöld összeadásával a sárga színt kapjuk. Ezt az elvet a fényt kibocsátó eszközökben (monitor, digitális kamera, szkenner, projektor) használják. 
Régi típusú projektor A projektorok korábbi modelljeinél jól látható, hogy külön kerülnek vetítésre a piros, zöld és kék összetevők. Ezen projektorok esetén a vászon távolságának függvényében az egyes fényforrások vetítési szögét kalibrálni kellett. Ha ez nem történt meg, az egyes színösszetevők egymáshoz képest elcsúszhattak, ahogy az az alábbi ábrán is látható.  Bal oldalon a helyes, jobb oldalon az elcsúszott megjelenítés látható De mi a helyzet akkor, ha egy papírra szeretnénk nyomtatni? Ebben az esetben a megvilágító fehér fény áthatol a felületi festékrétegen, a hordozó fehér felületéről visszaverődik és újra áthatol a festéken. Mivel a spektrum minden színét egyformán tartalmazó fehér fényből a festék a saját színének megfelelő hullámhosszakat engedi át, a többit elnyeli, ezt a fajta színkeverést szubsztraktív, vagyis kivonó színkeverésnek nevezik. Itt a vörös, zöld és kék színek komplementer párjait használják, amelyek a türkiz, bíbor és a sárga (komplementer párnak nevezünk két színt akkor, ha szubsztraktív színkeverést alkalmazva feketét adnak eredményként). Negyedik színként pedig megjelenik a fekete (blacK) is, így áll össze a CMYK modell. 
A színkör ellentétes oldalain találjuk a komplementer színeket Felmerülhet a kérdés, hogy ha a türkiz, bíbor és sárga (CMY) színek keverésével megkaphatjuk a fekete színt, miért szükséges mégis a fekete színt külön szerepeltetni? A magyarázat egyszerű, jelenleg nem létezik olyan (ideális) CMY festék, amelyből a fekete szín kikeverhető lenne, ezek kombinálásával leginkább sötétbarna színt tudnánk előállítani. 
Persze arról sem szabad elfeledkezni, hogy a fekete festék használata jóval olcsóbb, mintha azt a 3 alapszínből kevernénk ki. Érdekes, hogy a metálszínek nem állíthatók elő keveréssel (bár megpróbálták azokat leképezni a CMYK rendszerbe), az élethű arany, ezüst, bronz színek létrehozásához metálfestéket kell alkalmazni. 
Amikor az RGB modellen alapuló fényképet kinyomtatjuk, a nyomtató természetesen a CMYK színkeverés alkalmazásával állítja elő a fotót. Persze a fordított átalakításra is szükség van, például amikor egy fényképet beszkennelünk, és megjelenítjük azt a számítógép képernyőjén. A kétféle színkeverés közötti átalakítást a színkezelő rendszer (CMS - Color Management System) végzi el. A nyomdatechnikában a nyomtatás előtt az adott képet négy részre bontanak fel, amely gyakorlatilag négy új képet jelent. Az egyes képek mindegyiket meg lehet feleltetni a CMYK színek egyikének. 
Miután ezeket a nyomdában egymásra nyomják, előáll az eredeti színes kép, immáron papíron.  A hagyományos tintasugaras nyomtatók - a nyomdákhoz hasonlóan - a négy alapszín (türkíz, bíbor, sárga és a fekete) kombinációjaként próbálják megjeleníteni a kívánt színárnyalatot. Itt viszont az egymás mellé tett színpöttyök összhatásaként alakul ki a megfelelő árnyalat a papír felületén. RGB koordinátarendszer Az RGB koordinátarendszer megjelenítését a grafikai programok eltérő módon valósíthatják meg. Az alábbi ábrán két - különböző alkalmazásból vett - példa látható.  
A második reprezentációban elég nehéz kiválasztani a szükséges színt, hiszen ehhez tudnunk kellene, hogy az milyen arányban tartalmazza az RGB összetevőket. A grafikai programok többségében használhatunk más koordinátarendszer(eke)t is, amelyben már jóval egyszerűbben kiválaszthatjuk a célnak megfelelő színt. HSV / HSB koordinátarendszer Ez a koordinátarendszer szerepelhet HSB, illetve HSV megnevezéssel is. Itt a H (hue) a színezettséget, az S (saturation) a telítettséget, a V (value) vagy B (brightness) pedig a világosságértéket jelöli. Amikor V értéke 0, a H és S értékétől függetlenül fekete színt kapunk. Az alábbi ábrán két - különböző alkalmazásból vett - példa látható. 
HSL koordinátarendszer Itt a H és S ugyanaz, mint a HSV modellben ismertetett, az L (lightness) pedig a fényerőt jelenti. A HSV modellhez képest annyi a változás, hogy a maximális szín telítettséget akkor kapjuk, ha az L értéke 50%. L=0 esetén a feketét, L=1 esetén a fehéret kapjuk a többi paraméter értékétől függetlenül. HSV és HSL összehasonlítás  A HSV modellben inkább a telítettség van jobban megjelenítve, mint a világosság, a HSV modellben pedig épp fordítva. YUV koordinátarendszer Az YUV modellt a képtömörítésben és a különböző televíziós rendszerekben használják. Ez egy az RGB modellen alapuló, az emberi látáshoz illesztett színkoordinátarendszer, ahol az Y a világosságkód (luminancia), U és V a színkód (krominancia). A televíziózás hőskorában a mérnököknek meg kellett oldaniuk, hogy a színes TV adások elindulásával a korábbi, fekete-fehér készülékeken is fogni lehessen az új rendszerű adást. Az RGB információk továbbítására amúgy sem volt elegendő a rendelkezésre álló sávszélesség, ezért kifejlesztették az YUV rendszert, amelyben az Y jel a világosságszintet tartalmazza, az U és V jelek pedig egyfajta különbségi jelek, amelyek lehetővé tették a színinformáció csökkentését. A a fekete-fehér televíziók az Y jel alapján képesek megjeleníteni a képet, a színes televíziók pedig az U és V jelek segítségével elő tudják állítani az RGB összetevőket. Az RGB és YUV értékek átszámítása az alábbi képlet segítségével történhet Y = 0,299R + 0,587G + 0,114B (fénysűrűség)
U = (B-Y) × 0,492 (kék színkülönbségi jel)
V = (R-Y) × 0,877 (vörös színkülönbségi jel) Visszaalakítás: R = Y + 1.140V
G = Y - 0.395U - 0.581V
B = Y + 2.032U CIE koordinátarendszer(ek) Az RGB modellben kevert színek nagyban függnek a megjelenítők, szkennerek, egyéb eszközök jellemzőitől, a CMYK színek pedig például a nyomtatóban használt tintától, sőt a papír tulajdonságaitól is. Ezért fontos, hogy legyen olyan koordinátarendszer is, amely eszközfüggetlen, és jól reprezentálja az emberi szem által érzékelt színeket. Ezen okokból a Commission Internationale d’Eclairage - Nemzetközi Világítástechnikai Bizottság (CIE) több ilyen koordinátarendszert is kidolgozott. (pl CIE XYZ, CIE sRGB, CIE LAB, CIE LUV, CIE xyY) 
A fenti ábrán a CIE XYZ modellt láthatjuk. A patkó alak jobb oldali ívén találhatjuk a spektrumban megtalálható színeket, míg az egyenes vonal mentén a spektrumból hiányzó színek szerepelnek. Ezen diagramban minden - a természetben található - szín ábrázolható. A képen látható háromszög területén belül találjuk azt a tartományt, amelyet egy szokásos TV készülék képes megjeleníteni. Persze minden "megjelenítő" eszköznek létezik ilyen tartománya, amelyet idegen kifejezéssel color gamut-nak neveznek. Ajánlott linkek, felhasznált források: Abonyi-Tóth Andor |
