Физические основы компьютерной графики

1.

Тема 4.3. Физические основы
компьютерной графики

2.

Что такое цвет?

3.

Природа цвета
Свет взаимодействует с телами, на
которые попадает
◦ Часть световой энергии поглощается
◦ Часть – рассеивается
◦ Часть – отражается
Мы видим не сами тела, а свет, от них
отраженный.

4.

Свет
Свет - это электромагнитные
колебания высокой частоты, которые
занимают лишь небольшую часть
полного диапазона частот
электромагнитных колебаний и
физиологически воспринимаются
зрением – одним из органов чувств
человека.

5.

Видимый свет – всего лишь часть
спектра Э/М волн

6.

Белый свет является смесью волн всех
частот видимого диапазона
Различные вещества поглощают,
отражают и рассеивают э/м волны
различной частоты по разному
◦ Это приводит к тому, что до человеческого
глаза доходит лишь часть светового
спектра
◦ Благодаря этому объекты кажутся нам
окрашенными в различные цвета

7.

Излученный свет
Излученный свет - это свет, испускаемый активным
источником. Примерами таких источников могут
служить солнце, лампочка или экран монитора.

8.

Отраженный свет
Отраженный свет возникает при отражении
некоторым предметом (вернее, его поверхностью)
световых волн, падающих на него от источника
света.

9.

Строение человеческого глаза

10.

Схема зрительного восприятия

11.

Человеческое зрение
Попадая в глаз человека световые волны
проецируются на поверхности сетчатки
◦ Рецепторы сетчатки, отвечающие за
восприятие яркости цвета, называются
палочками
◦ Элементы, называемые колбочками, по
разному реагируют на световые волны
различной частоты, что и вызывает
восприятие цвета

12.

Понятие цвета
Цвет – это субъективное восприятие
зрительной системой человека
электромагнитных волн видимого
диапазона
Цвет - это характеристика визуального
образа, возникающего в результате
взаимодействия источника
(источников) света, рассматриваемого
объекта и наблюдателя.

13.

Цвет в компьютерной графике
Установлено, что колбочки глаза
наиболее чувствительны к трем
основным цветам видимого диапазона:
◦ Красному
◦ Зеленому
◦ Синему
Эти 3 базовых цвета образуют
трехмерное цветовое пространство
RGB

14.

Ахроматические цвета

15.

Хроматические цвета

16.

Компьютерные цветовые модели
Цветовые модели позволяют с
помощью математического аппарата
описать определенные цветовые
области спектра.
Цветовые модели описывают
цветовые оттенки с помощью
смешивания нескольких основных
цветов.

17.

Цветовая модель RGB
(аддитивная)
воспроизведение
любого цвета путем
сложения трех
основных цветов:
красного (Red),
зеленого (Green) и
синего (Blue).

18.

Кодирование цвета
Искомый цвет
10-чный код
R,G,B
16-чный код
красный
(255,0,0)
FF0000
зеленый
(0,255,0)
00FF00
синий
(0,0,255)
0000FF
желтый,
оранжевый
(255,255,0)
FFFF00
голубой
(0,255,255)
00FFFF
фиолетовый
(255,0,255)
FF00FF
белый
(255,255,255)
FFFFFF
черный
(0,0,0)
000000
серый
(128,128,128)
808080

19.

Двоичный код цветов

20.

Модель CMYK (Субтрактивная
модель)

21.

Цветовой куб

22.

Глубина цвета
Глубина цвета (качество
цветопередачи, битность
изображения) – объем памяти в
количестве бит, используемых для
хранения и представления цвета при
кодировании одного пикселя
растровой графики или
видеоизображения.
Часто выражается единицей бит на
пиксель (англ. bpp – bits per pixel).

23.

Глубина цвета

24.

Расчёт информационного объёма
изображения
При расчетах информационного объема растрового
изображения используется формула
V=i*К
где V – это информационный объём растрового
графического изображения, измеряющийся в
байтах, килобайтах, мегабайтах;
К – количество пикселей (точек) в изображении,
определяющееся разрешающей способностью
носителя информации (экрана монитора, сканера,
принтера);
i – глубина цвета, которая измеряется в битах на
один пиксель.