Понятия теории цвета, его элементы. Физическая природа света и цвета. Излученный и отраженный свет. Спектральные характеристики отражения и пропускания. Стандартные источники света. Применение эффектов в растровой графике к векторному изображению.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

"БЕЛОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАТИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ"

Институт информационных технологий

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА

Минск, 2013

Содержание

• Введениe
• 1. Основные понятия теории цвета. Элементы цвета. Свет и цвет. Физическая природа света и цвета. Излученный и отраженный свет. Спектральные характеристики отражения и пропускания. Яркостная и цветовая информация. Цвет и окраска. Характеристики источника света. Стандартные источники
• 2. Применение различных эффектов в растровой графике к векторному изображению (не менее пяти эффектов)
• 2.1 Огненный текст
• 2.2 Эффект объемного текста
• 2.3 Кручение
• 2.4 Текст нарисованный балончиком
• 2.5 Эффект пластмассы
• Заключение
• Литература

Введениe

С цветовой характеристикой мира я познакомился очень давно. Мое детство проходило на природе далеко за чертой города. Проводя долгие часы среди полей и лесов, я заметил, что деревья и травы светятся разными цветами. На прогулках нам рассказывали, как отличить деревья и травы по листве, стволу, ветвям. Обладая не очень хорошим зрением, я быстро научился определять по свечению, которое они излучают.

цвет растровая графика векторный

1. Основные понятия теории цвета. Элементы цвета. Свет и цвет. Физическая природа света и цвета. Излученный и отраженный свет. Спектральные характеристики отражения и пропускания. Яркостная и цветовая информация. Цвет и окраска. Характеристики источника света. Стандартные источники

При работе с цветом используют понятия цветовое разрешение (его еще называют глубиной цвета) и цветовая модель. Цветовое разрешение определяет метод кодирования цветовой информации, и от него зависит то, сколько цветов на экране может отображаться одновременно. Для кодирования двухцветного (черно-белого) изображения достаточно выделить по одному биту на представление цвета каждого пиксела. Выделение одного байта позволяет закодировать 256 различных цветовых оттенков. Два байта (16 битов) позволяют определить 65536 различных цветов. Этот режим называется High Color. Если для кодирования цвета используется три байта (24 бита), возможно одновременное отображение 16,5 млн цветов. Этот режим называется True Color.

Цвета в природе редко являются простыми. Большинство цветовых оттенков образуется смешением основных цветов. Способ разделения цветового оттенка на составляющие называется цветовой моделью. Существует много различных типов цветовых моделей, но в компьютерной графике, как правило, применяется не более трех. Эти модели известны под названиями RGB, CMYK и HSB.

Цвет - один из факторов нашего восприятия светового излучения. Для характеристики цвета используются следующие атрибуты.

Цветовой тон. Можно определить преобладающей длиной волны в спектре излучения. Цветовой тон позволяет отличить один цвет от другого, например, зеленый от красного, желтого и других.

Яркость. Определяется энергией, интенсивностью светового излучения. Выражает количество воспринимаемого света.

Насыщенность или чистота тона. Выражается долей присутствия белого цвета. В идеально чистом цвете примесь белого отсутствует. Если, например, к чистому красному цвету добавить в определенной пропорции белый цвет (у художников это называется разбелом), то получится светлый бледно-красный цвет.

Указанные три атрибута позволяют описать все цвета и оттенки. То, что атрибутов именно три, является одним из проявлений трехмерных свойств цвета.

Наука, которая изучает цвет и его измерения, называется колориметрией. Она описывает общие закономерности цветового восприятия света человеком.

Одними из основных законов колориметрии являются законы смешивания цветов. Эти законы в наиболее полном виде были сформулированы в 1853 г. немецким математиком Германом Грассманом:

Цвет трехмерен - для его описания необходимы три компоненты. Любые четыре цвета находятся в линейной зависимости, хотя существует неограниченное число линейно независимых совокупностей из трех цветов.

Иными словами, для любого заданного цвета (Ц) можно записать такое цветовое уравнение, выражающее линейную зависимость цветов:

Ц = к₁ Ц₁ + к₂ Ц₂ + к₃ Ц_3,где Ц₁, Ц₂, Ц₃ - некоторые базисные, линейно независимые цвета, коэффициенты к₁, к₂, и к₃ - количество соответствующего смешиваемого цвета. Линейная независимость цветов Ц₁, Ц₂, Ц₃ означает, что ни один из них не может быть выражен взвешенной суммой (линейной комбинацией) двух других.

Первый закон можно трактовать и в более широком смысле, а именно в смысле трехмерности цвета. Необязательно для описания цвета применять смесь других цветов, можно использовать и другие величины, но их обязательно должно быть три.

Если в смеси трех цветовых компонентов один меняется непрерывно, в то время как два других остаются постоянными, цвет смеси также изменяется непрерывно.

Цвет смеси зависит только от цветов смешиваемых компонентов и не зависит от их спектральных составов.

Смысл третьего закона становится более понятным, если учесть, что один и тот же цвет (в том числе и цвет смешиваемых компонентов) может быть получен различными способами. Например, смешиваемый компонент может быть получен, в свою очередь, смешиванием других компонентов.

Свет и цвет

Свет как физическое явление представляет собой поток электромагнитных волн различной длины и амплитуды. Глаз человека, будучи сложной оптической системой, воспринимает эти волны в диапазоне длин приблизительно от 350 до 780 нм.

Свет воспринимается либо непосредственно от источника, например, от осветительных приборов, либо как отраженный от поверхностей объектов или преломленный при прохождении сквозь прозрачные и полупрозрачные объекты. Цвет - это характеристика восприятия глазом электромагнитных волн разной длины, поскольку именно длина волны определяет для глаза видимый цвет. Амплитуда, определяющая энергию волны (пропорциональную квадрату амплитуды), отвечает за яркость цвета. Таким образом, само понятие цвета является особенностью человеческого "видения" окружающей среды.

Рис.1. Глаз человека

На рис.1 схематически изображен глаз человека. Фоторецепторы, расположенные на поверхности сетчатки, играют роль приемников света. Хрусталик - это своеобразная линза, формирующая изображение, а радужная оболочка исполняет роль диафрагмы, регулируя количество света, пропускаемого внутрь глаза. Чувствительные клетки глаза неодинаково реагируют на волны различной длины. Интенсивность света есть мера энергии света, воздействующего на глаз, а яркость - это мера восприятия глазом этого воздействия. Интегральная кривая спектральной чувствительности глаза приведена на рис.2; это стандартная кривая Международной комиссии по освещению (МКО, или CIE - Comission International de l'Eclairage).

Фоторецепторы подразделяются на два вида: палочки и колбочки. Палочки являются высокочувствительными элементами и работают в условиях слабого освещения. Они нечувствительны к длине волны и поэтому не "различают" цвета. Колбочки же, наоборот, обладают узкой спектральной кривой и "различают" цвета. Палочек существует только один тип, а колбочки подразделяются на три вида, каждый из которых чувствителен к определенному диапазону длин волн (длинные, средние или короткие.) Чувствительность их также различна.

На рис.3 представлены кривые чувствительности колбочек для всех трех видов. Видно, что наибольшей чувствительностью обладают колбочки, воспринимающие цвета зеленого спектра, немного слабее - "красные" колбочки и существенно слабее - "синие".

Рис.2. Интегральная кривая спектральной чувствительности глаза

Рис.3. Кривые чувствительности различных рецепторов

Физическая природа света и цвета

Напомним, что свет представляет собой электромагнитное излучение, связанное с флуктуацией электрического и магнитного полей. Иными словами, свет - это энергия, а цвет - результат взаимодействия этой энергии с веществом. Однако для понимания природы цвета необходимо совершить небольшой экскурс в физику световых явлений и познакомиться с природой источников цвета.

Свет имеет двойственную природу, обладая свойствами волны и частицы. Корпускулы света, называемые фотонами, излучаются источником света в виде волн, распространяющихся с постоянной скоростью порядка 300 ООО км/с. Аналогично морским волнам световые волны имеют гребни и впадины (рис.4). Поэтому в качестве характеристики световых волн используют длину ваты - расстояние между двумя гребнями (единица измерения - метры или ангстремы, равные 1О*8 м), и амплиту...