يمكن اختيار أي لون من مساحة ألوان واسعة نالألوان وإحداثياتها (عادة: ر, زو ب) مخزنة في جدول خاص - لوحة. بيانات الرسومات النقطية التي تستخدم لوحة الألوان هي مصفوفة يتم تخزينها أعداد(مؤشرات) الألوان في اللوحة.
تسمح لك رسومات اللوحة بدمج نطاق ألوان واسع للصورة مع استهلاك منخفض للذاكرة.
أوضاع لوحة الفيديو
أوضاع اللوحة هي أوضاع فيديو حيث يمكن لكل بكسل أن يقبل واحدًا من عدد صغير (من 2 إلى 256) من الألوان. تنقسم ذاكرة الفيديو في مثل هذه الأوضاع إلى قسمين: جدول الألوان (لوحة الألوان)، الذي يحتوي على قيم الأحمر والأخضر والأزرق لكل لون، والمخزن المؤقت للإطار، الذي يخزن رقم اللون في اللوحة لكل بكسل .
عادة، يمكن تغيير لوحة الألوان بشكل مستقل عن المخزن المؤقت للإطار. إذا ظهرت صورة في لوحة ألوان خاطئة على الشاشة بطريقة أو بأخرى، فسيحدث تأثير فيديو محدد.
لعرض صورة تحتوي على أكثر من 256 لونًا على شاشة ذات 256 لونًا، تحتاج إلى إنشاء لوحة ألوان تقارب الألوان المطلوبة. يمكن أن يستغرق البناء عالي الجودة للوحة مكونة من 256 لونًا وقتًا طويلاً (يصل إلى عدة ثوانٍ على أجهزة الكمبيوتر في ذلك الوقت). لذلك، عندما تكون السرعة مطلوبة (الويب، الألعاب، تشغيل الفيديو)، يتم تحديد اللوحة بدقة في البيانات الرسومية، ولا يتم إنشاؤها ديناميكيًا.
لوحة المؤثرات الخاصة
يتم استخدام حقيقة إمكانية تغيير اللوحة بشكل مستقل عن مخزن الإطارات المؤقت على نطاق واسع في ألعاب الفيديو لتحقيق تأثيرات خاصة سريعة جدًا. فيما يلي قائمة (غير شاملة) بالألعاب ذات تأثيرات الفيديو المشابهة.
- Doom: تومض الشاشة عندما يلتقط البطل شيئًا ما أو يصاب، بالإضافة إلى تغيير لون الصورة عند استخدام بدلة الفضاء.
- علب الثاني: دفقة الماء. ومن المثير للاهتمام، أن رش الماء يتم تنفيذه أيضًا في محرر Warcraft II - بالطبع، فقط في أوضاع 256 لونًا.
أيضًا، يتم تنفيذ تفتيح الألوان وتغميقها في ألعاب اللوحة بسرعة كبيرة (وإن كان ذلك بشكل سيئ) باستخدام جداول استبدال الألوان - بأمر واحد أو اثنين من أوامر الجهاز لكل بكسل. في الموت، يتم تنفيذ الظلام والرؤية الليلية والحصانة باستخدام استبدال الألوان؛ في جميع الاستراتيجيات تقريبًا في ذلك الوقت (وفي نفس Doom) - إعادة رسم علامات التعريف بلون اللاعب. في Truecolor، يجب تنفيذ هذه العمليات نفسها مكونًا تلو الآخر، وغالبًا ما يكون ذلك بضرب باهظ الثمن، الأمر الذي يتطلب وقتًا أطول بكثير لوحدة المعالجة المركزية.
مقارنة مع HighColor وTrueColor
مزايا:
- انخفاض استهلاك الذاكرة.
- لوحة سريعة المؤثرات الخاصة.
عيوب:
- مجموعة غير كاملة من الألوان.
- يمكن أن يكون إنشاء اللوحة المثالية لصورة كاملة الألوان أمرًا مكثفًا من الناحية الحسابية.
ملفات اللوحة
لوحة الألوان أو الملفات المفهرسة هي ملفات رسومية مرتبة بطريقة مماثلة. كما هو الحال في أوضاع فيديو لوحة الألوان، من خلال تغيير لوحة الألوان، يمكنك إعادة تلوين الكائنات (على سبيل المثال، في إحدى ألعاب الكمبيوتر توجد سيارات بستة ألوان، بينما تقوم ملفات البيانات بتخزين صورة واحدة لسيارة بستة لوحات). سم.
تعتبر مفاهيم الضوء واللون في رسومات الكمبيوتر أساسية. يمكن النظر إلى الضوء بطريقتين: إما كتيار من الجسيمات ذات الطاقات المختلفة، أو كتيار من الموجات الكهرومغناطيسية.
يرتبط مفهوم اللون ارتباطًا وثيقًا بكيفية إدراك الشخص للضوء. يمكننا القول أن الإحساس بالضوء يتشكل عن طريق الدماغ البشري نتيجة لتحليل تدفق الضوء الساقط على شبكية العين.
المصدر أو الكائن هو لوني , إذا كان الضوء المرصود يحتوي على جميع الأطوال الموجية المرئية بكميات متساوية تقريبًا. الألوان اللونية هي الأبيض والأسود وظلال اللون الرمادي. على سبيل المثال، الكائنات التي تعكس أكثر من 80% من الضوء الصادر من مصدر أبيض لونيًا تظهر باللون الأبيض، وأقل من 3% تظهر باللون الأسود.
إذا كان الضوء المدرك يحتوي على أطوال موجية بكميات غير متساوية فإنه يسمى لوني .
ويعتقد أنه يوجد في عين الإنسان ثلاث مجموعات من مستقبلات الألوان (المخاريط)، كل منها حساسة لطول موجي معين من الضوء. تشكل كل مجموعة واحدة من ثلاث الألوان الأساسية : احمر اخضر ازرق.
أرز. 1.6. منحنيات استجابة العين
إذا كانت الأطوال الموجية لتدفق الضوء مركزة في الطرف العلوي من الطيف المرئي (حوالي 700 نانومتر)، فسيتم إدراك الضوء باللون الأحمر. إذا كانت الأطوال الموجية مركزة في الطرف الأدنى من الطيف المرئي (حوالي 400 نانومتر)، فسيتم إدراك الضوء باللون الأزرق. إذا كانت الأطوال الموجية مركزة في منتصف الطيف المرئي (حوالي 550 نانومتر)، فسيتم إدراك الضوء باللون الأخضر.
وباستخدام التجارب المبنية على هذه الفرضية، تم الحصول على منحنيات استجابة العين الموضحة في الشكل 1. 16.
يتم تحديد الخصائص الفيزيائية للتدفق الضوئي بواسطة المعلمات قوة ,سطوع و إضاءة . تتميز المعلمات البصرية للإحساس بالألوان بـ خفة ,التشبع و درجة اللون .
خفة - هذا هو تمييز المناطق التي تعكس الضوء بقوة أكبر أو أقل. يسمى الحد الأدنى للفرق بين سطوع الأشياء التي يمكن تمييزها بالخفة عتبة .
التشبع يشير اللون إلى مدى اختلاف لون معين عن الإشعاع أحادي اللون ("النقي") من نفس درجة الضوء. يميز التشبع درجة الضعف (التخفيف) للون معين باللون الأبيض ويسمح لك بالتمييز بين اللون الوردي والأحمر والسماوي من الأزرق.
درجة اللون يسمح لك بتمييز الألوان الأساسية مثل الأحمر والأخضر والأزرق.
نماذج الألوان
كما نرى مما سبق، يمكن أن يعتمد وصف اللون على تركيبة أي لون بناءً على الألوان الأساسية أو على مفاهيم مثل الخفة والتشبع ودرجة اللون. فيما يتعلق برسومات الكمبيوتر، يجب أن يأخذ وصف اللون أيضًا في الاعتبار تفاصيل معدات إدخال/إخراج الصور. نظرًا للحاجة إلى وصف العمليات الفيزيائية المختلفة لإعادة إنتاج الألوان، فقد تم تطوير نماذج ألوان مختلفة. تتيح نماذج الألوان وصف مناطق ألوان معينة من الطيف باستخدام الرياضيات. تصف نماذج الألوان ظلال الألوان عن طريق مزج عدة ألوان أساسية.
يتم تقسيم الألوان الأساسية إلى ظلال وفقًا للسطوع (من الداكن إلى الفاتح)، ويتم تعيين قيمة رقمية لكل تدرج للسطوع (على سبيل المثال، الأغمق هو 0، والأفتح هو 255). ويعتقد أن الشخص العادي قادر على إدراك حوالي 256 درجة من اللون الواحد. وبالتالي، يمكن تحليل أي لون إلى ظلال من الألوان الأساسية وتحديده بواسطة مجموعة من الأرقام - إحداثيات الألوان.
وبالتالي، عند اختيار نموذج الألوان، يمكنك تحديد مساحة إحداثية لونية ثلاثية الأبعاد يتم من خلالها تمثيل كل لون بنقطة. تسمى هذه المساحة بمساحة نموذج الألوان.
تتيح لك برامج الرسومات الاحترافية عادةً العمل مع العديد من نماذج الألوان، والتي يتم إنشاء معظمها لأغراض خاصة أو لأنواع معينة من الدهانات: CMY، CMYK، CMYK256، RGB، HSB، HLS، L*a*b، YIQ، Grayscale and Registration لون. ونادرا ما يتم استخدام بعضها، والبعض الآخر له نطاقات متداخلة.
نموذج الألوان RGB.يعتمد أحد نماذج الألوان الأكثر شيوعًا، والذي يسمى نموذج RGB، على إعادة إنتاج أي لون عن طريق إضافة ثلاثة ألوان أساسية: الأحمر (الأحمر)، والأخضر (الأخضر)، والأزرق (الأزرق). كل قناة - R أو G أو B لها معلمة منفصلة خاصة بها، تشير إلى مقدار المكون المقابل في اللون النهائي. على سبيل المثال: (255، 64، 23) – لون يحتوي على مكون أحمر قوي، وقليل من الأخضر، وقليل جدًا من اللون الأزرق. وبطبيعة الحال، هذا الوضع هو الأنسب لنقل ثراء ألوان الطبيعة المحيطة. ولكنه يتطلب أيضًا تكاليف عالية، نظرًا لأن عمق الألوان هنا هو الأكبر - 3 قنوات كل منها 8 بت، مما يعطي إجمالي 24 بت.
وبما أن الألوان تضاف في نموذج RGB، فإنه يطلق عليه المضافة (مضافة). هذا هو النموذج الذي يستخدم لإعادة إنتاج الألوان في الشاشات الحديثة.
مساحة ألوان RGB للنموذج عبارة عن مكعب وحدة.
أرز. 1.7. نموذج مساحة اللون RGB
كمي وكميك. يستخدم نموذج CMY أيضًا ثلاثة ألوان أساسية: سماوي (أزرق)، أرجواني (أرجواني أو قرمزي) وأصفر (أصفر). تصف هذه الألوان الضوء المنعكس من الورق الأبيض من الألوان الأساسية الثلاثة لنموذج RGB. لذلك، يمكننا وصف العلاقة بين نماذج RGB وCMY على النحو التالي:
.
نموذج CMY هو مطروح نموذج الألوان (على أساس الطرح). كما ذكرنا سابقًا، يصف نموذج CMY الألوان على وسط أبيض، أي أن الصبغة المطبقة على الورق الأبيض تطرح جزءًا من الطيف من الضوء الأبيض الساقط. على سبيل المثال، تم تطبيق صبغة زرقاء (سماوية) على سطح الورقة. الآن تم امتصاص الضوء الأحمر الساقط على الورقة بالكامل. وهكذا، فإن الوسط الأزرق يطرح الضوء الأحمر من الضوء الأبيض الساقط.
يصف هذا النموذج الألوان بدقة أكبر عند طباعة الصورة، أي في الطباعة.
نظرًا لأن إنتاج اللون الأسود يتطلب ثلاثة صبغات، والمواد الاستهلاكية باهظة الثمن، فإن استخدام نموذج CMY غير فعال. هناك عامل إضافي لا يضيف إلى جاذبية نموذج CMY وهو ظهور تأثيرات بصرية غير مرغوب فيها والتي تنشأ بسبب حقيقة أنه عند رسم نقطة ما، قد تكمن الألوان الأساسية الثلاثة مع انحرافات طفيفة. لذلك، يتم إضافة اللون الأسود (blacK) إلى الألوان الثلاثة الأساسية لنموذج CMY ويتم الحصول على نموذج ألوان CMYK جديد.
للتحويل من نموذج CMY إلى نموذج CMYK، يتم أحيانًا استخدام العلاقة التالية:
ك= دقيقة( ج، م، ي);
ج = ج – ك;
م=م–ك;
ي=ي–ك.
تكون نسب التحويل لنموذج RGB إلى CMY وCMY إلى CMYK صحيحة فقط إذا لم تتقاطع منحنيات الانعكاس الطيفي للألوان الأساسية. لذلك، بشكل عام، يمكننا القول أن هناك ألوانًا موصوفة في نموذج RGB، ولكن غير موصوفة في نموذج CMYK.
يوجد أيضًا طراز CMYK256، والذي يستخدم لإعادة إنتاج الألوان بشكل أكثر دقة لطباعة صور عالية الجودة.
نماذج الألوان HSV وHLS.تركز النماذج التي تم النظر فيها على العمل باستخدام معدات نقل الألوان وهي غير مريحة لبعض الأشخاص. لذلك، تعتمد نماذج HSV وHLS على المفاهيم البديهية للتشبع ودرجة السطوع.
يستخدم نموذج مساحة اللون HSV (تدرج اللون، التشبع، القيمة)، الذي يطلق عليه أحيانًا HSB (تدرج اللون، التشبع، السطوع)، نظام إحداثيات أسطواني، ويتم تمثيل مجموعة الألوان الصالحة بواسطة مخروط سداسي يوضع في الأعلى.
تمثل قاعدة المخروط الألوان الزاهية والمطابقات الخامس= 1. ومع ذلك، الألوان الأساسية الخامس= 1 ليس لديهم نفس الشدة المتصورة. نغمة ( ح) تقاس بالزاوية المقاسة حول المحور الرأسي أو.ف.. في هذه الحالة، اللون الأحمر يتوافق مع زاوية 0 درجة، اللون الأخضر يتوافق مع زاوية 120 درجة، وما إلى ذلك. الألوان التي تكمل بعضها البعض باللون الأبيض تتعارض مع بعضها البعض، أي أن نغماتها تختلف بمقدار 180 درجة. ضخامة سيختلف من 0 على المحور أو.ف.ما يصل إلى 1 على وجوه المخروط.
المخروط لديه وحدة الارتفاع ( الخامس= 1) والقاعدة الموجودة في الأصل. في قاعدة المخروط الحجم حو سلا معنى له. اللون الأبيض يتوافق مع الزوج س= 1,الخامس= 1. المحور أو.ف.(س= 0) يتوافق مع الألوان اللونية (درجات اللون الرمادي).
يمكن اعتبار عملية إضافة اللون الأبيض إلى لون معين بمثابة تقليل التشبع س، وعملية إضافة اللون الأسود تشبه تقليل السطوع الخامس. تتوافق قاعدة المخروط السداسي مع إسقاط RGB للمكعب على طول قطره الرئيسي.
أرز. 1.8. مساحة لون نموذج HSV
مثال آخر لنظام مبني على المفاهيم البديهية للتدرج والتشبع والسطوع هو نظام HLS (تدرج اللون والخفة والتشبع). هنا يتم تمثيل مجموعة جميع الألوان بواسطة مخروطين سداسيين موضوعين فوق بعضهما البعض (من القاعدة إلى القاعدة).
أرز. 1.9. مساحة لون نموذج HLS
كامل الألوان والصور المفهرسة.كما رأينا، يمكن تعريف ألوان البكسل عن طريق تحديد العديد من معلمات الألوان بشكل واضح. على سبيل المثال، في نموذج RGB، يتم تحديد اللون النهائي بثلاثة مصطلحات للألوان الأساسية الثلاثة. هذا النهج يسمح لنا بتشكيل ما يسمى بالألوان الكاملة الصور.
الطريقة الثانية هي أن الجزء الأول من الملف يخزن الصور "لوحة" ، حيث يتم ترميز الألوان الموجودة في الصورة باستخدام أحد نماذج الألوان. والجزء الثاني، الذي يصف بكسلات الصورة مباشرة، يتكون في الواقع من مؤشرات في اللوحة. الصور المتكونة بهذه الطريقة تسمى الصور ذات لوحة مفهرسة .
الحالة الخاصة للصورة المفهرسة هي صورة بالأبيض والأسود. في مثل هذه الصورة يمكن أن يكون هناك لونين فقط - أبيض وأسود، مرمزين بـ 0 و1 على التوالي، وعمق الصورة في هذه الحالة هو 1 بت. هذا العمق غير مناسب جدًا لعرض الصور الواقعية ويستخدم فقط للصور المتخصصة.
ميزة اللوحة هي القدرة على تقليل حجم ملف الصورة بشكل كبير. العيب هو إمكانية فقدان اللون مع حجم لوحة محدود. عادةً ما يصل حجم لوح الألوان إلى 256 لونًا.
لوحات الألوان في أنظمة تجسيد الألوان ر ز ب , ج م ي ك و H.S.B.
كيف يدرك الناس اللون؟
يدرك الشخص الضوء باستخدام مستقبلات اللون (المخاريط) الموجودة في شبكية العين.
المخاريط حساسة للأحمر والأخضر والأزرق (الألوان الأساسية).
ينظر الشخص إلى مجموع الألوان الأحمر والأخضر والأزرق على أنه أبيض .
غيابهم - كيف أسود، ومجموعاتها المختلفة كثيرة ظلال الألوان .
بناءً على فسيولوجيا إدراك الألوان، يرى الشخص اللون بشكل أفضل من شاشة الشاشة كمجموع إشعاع ثلاثة ألوان أساسية: الأحمر والأخضر والأزرق.
يسمى نظام تجسيد الألوان هذا RGB، بعد الأحرف الأولى من أسماء الألوان الإنجليزية (الأحمر والأخضر والأزرق).
يمكن تحديد اللون من اللوحة باستخدام الصيغة:
لون = آر+ز+ب
R، G، B - الألوان الأساسية التي تأخذ القيم من 0 إلى 255
لذلك، مع عمق ألوان يبلغ 24 بت، يتم تخصيص 8 بتات لتشفير كل لون من الألوان الأساسية، ثم لكل لون N = 2 8 = 256 مستويات كثافة ممكنة.
تشكيل اللون في R G B
لون
تشكيل اللون
255 + 255 + 255
أرجواني
في نظام RGB، يتم تشكيل لوحة الألوان عن طريق إضافة الألوان الأساسية: الأحمر والأخضر والأزرق.
أرجواني
يعتمد نظام CMYK، على عكس RGB، على إدراك الضوء المنعكس بدلاً من الضوء المنبعث.
وهكذا، فإن الحبر الأزرق المطبق على الورق يمتص اللون الأحمر ويعكس اللونين الأخضر والأزرق.
يمكن تحديد ألوان اللوحة باستخدام الصيغة:
لون = ج+م+ص
C وM وY – ألوان اللوحة التي تأخذ القيم من 0% إلى 100%
تشكيل اللون في C M Y K
لون
تشكيل اللون
ج + م + ص = - ز - ب - ر
ص +ج = - ص - ب
في نظام الألوان CMYK، يتم إنشاء لوحة الألوان من خلال الجمع بين السماوي والأرجواني والأصفر والأسود.
- مسحة(ظل اللون)
- التشبع(التشبع)
- سطوع(سطوع)
لوحات الألوان في أنظمة تجسيد الألوان ر ز ب , ج م ي ك و H.S.B.
محاضرة 5
لون الترميز. لوحة
لون الترميز
لكي يتمكن الكمبيوتر من العمل مع الصور الملونة، من الضروري تمثيل الألوان في شكل أرقام - ترميز الألوان. تعتمد طريقة التشفير على نموذج الألوان وتنسيق البيانات الرقمية في الكمبيوتر.
لنموذج RGB يمكن تمثيل كل مكون بأرقام محدودة بنطاق معين، على سبيل المثال، أرقام كسرية من صفر إلى واحد أو أرقام صحيحة من صفر إلى بعض القيمة القصوى. نظام تمثيل الألوان الأكثر شيوعًا لأجهزة الفيديو هو ما يسمى بتمثيل RGB، حيث يتم تمثيل أي لون كمجموع ثلاثة ألوان أساسية - الأحمر والأخضر والأزرق - بكثافات معينة. مساحة اللون الممكنة بأكملها عبارة عن مكعب وحدة، ويتم تعريف كل لون بثلاثة أرقام (r، g، b) - (أحمر، أخضر، أزرق). على سبيل المثال، يتم تحديد اللون الأصفر كـ (1، 1، 0)، والأرجواني كـ (1، 0، 1)، والأبيض يتوافق مع المجموعة (1، 1، 1)، والأسود يتوافق مع (0، 0، 0).
عادةً، يتم تخصيص عدد ثابت من بتات الذاكرة لتخزين كل مكون لون. ولذلك يعتبر أن نطاق القيم المقبول لمكونات الألوان ليس بل .
يستطيع أي محول فيديو تقريبًا عرض عدد أكبر بكثير من الألوان من ذلك الذي يحدده حجم ذاكرة الفيديو المخصصة لبيكسل واحد. لاستخدام هذه الميزة، تم تقديم مفهوم لوحة الألوان.
لوحة - مصفوفة ترتبط فيها كل قيمة بيكسل محتملة بقيمة لون (ص، ز، ب ). يعتمد حجم اللوحة وتنظيمها على نوع محول الفيديو المستخدم.
إن أبسط طريقة هي تنظيم اللوحة
محول إيجا . يتم تخصيص 6 بتات لكل لون من الألوان المنطقية الستة عشر المحتملة (قيم البكسل)، وبتتان لكل مكون لون. في هذه الحالة، يتم تعيين اللون في اللوحة بواسطة بايت من النموذج 00 rgbRGB، حيث r، g، b، R، G، B يمكن أن تأخذ القيمة 0 أو 1. وبالتالي، لكل لون من الألوان المنطقية الستة عشر، يمكنك تعيين أي من الألوان المادية المحتملة البالغ عددها 64 لونًا.
لوحة قياسية مكونة من 16 لونًا لأوضاع الفيديو EGA، VGA. تنفيذ لوحة لأوضاع المحول ذات 16 لونًا VGA أكثر صعوبة. بالإضافة إلى دعم لوحة المحول E.G.A. ، محول الفيديو يحتوي بالإضافة إلى ذلك على 256 خاصًالجنة المساعدة الإنمائية -السجلات، حيث يتم تخزين تمثيل 18 بت لكل لون (6 بتات لكل مكون). في هذه الحالة، مع رقم اللون المنطقي الأصلي باستخدام سجلات لوحة 6 بت E.G.A. تتم مقارنة القيمة من 0 إلى 63، كما كان من قبل، لكنها لم تعد كذلك RGB - تحليل الألوان، والعددلجنة المساعدة الإنمائية -سجل يحتوي على اللون المادي.
256 لونًا لـ VGA. ل256-VGA يتم استخدام قيمة البكسل مباشرة لفهرسة المصفوفةسجلات DAC.
حاليًا، التنسيق شائع جدًااللون الحقيقي ، حيث يتم تمثيل كل مكون كبايت، مما يعطي 256 تدرجًا للسطوع لكل مكون:ص =0…255، ج =0…255، ب =0…255. عدد الألوان 256×256×256=16.7 مليون (224).
يمكن أن تسمى طريقة الترميز هذه بترميز المكونات. رموز الصور على الكمبيوتراللون الحقيقي يتم تمثيلها على شكل ثلاثة توائم من البايتات، أو يتم تجميعها في عدد صحيح طويل (أربعة بايت) - 32 بت (على سبيل المثال، يتم ذلك فيواجهة برمجة تطبيقات ويندوز):
ج = 00000000 ببببب ججججج ررررررررررررررررررررر
لوحات الفهرس
عند العمل مع الصور في أنظمة رسومات الكمبيوتر، غالبًا ما يتعين عليك التوفيق بين جودة الصورة (تحتاج إلى أكبر عدد ممكن من الألوان) والموارد المطلوبة لتخزين الصورة وإعادة إنتاجها، محسوبة، على سبيل المثال، في سعة الذاكرة (تحتاج إلى لتقليل عدد البايتات لكل بكسل). بالإضافة إلى ذلك، قد تستخدم الصورة نفسها عددًا محدودًا فقط من الألوان. على سبيل المثال، للرسم، قد يكون لونان كافيين، بالنسبة لوجه الإنسان، تعتبر ظلال اللون الوردي والأصفر والأرجواني والأحمر والأخضر مهمة، وبالنسبة للسماء، فإن ظلال اللون الأزرق والرمادي مهمة. في هذه الحالات، يعد استخدام الترميز اللوني الكامل أمرًا زائدًا عن الحاجة.
عند تحديد عدد الألوان، استخدم لوحة توفر مجموعة من الألوان المهمة لصورة معينة. يمكن اعتبار لوحة الألوان بمثابة جدول ألوان. تحدد لوحة الألوان العلاقة بين رمز اللون ومكوناته في نموذج الألوان المحدد.
توفر أنظمة الفيديو الحاسوبية عادةً القدرة للمبرمج على ضبط لوحة الألوان الخاصة به. يتم تمثيل كل ظل لون برقم واحد، وهذا الرقم لا يعبر عن لون البكسل، بل مؤشر اللون (رقمه). يتم البحث عن اللون نفسه بواسطة هذا الرقم في لوحة الألوان المرفقة بالملف. تسمى لوحات الألوان هذه لوحات الفهرس.
لوحة الفهرس عبارة عن جدول بيانات يخزن معلومات حول الكود الذي تم ترميز لون معين به. يتم إنشاء هذا الجدول وتخزينه مع الملف الرسومي.
قد تحتوي الصور المختلفة على لوحات ألوان مختلفة. على سبيل المثال، في إحدى الصور، قد يتم ترميز اللون الأخضر عند الفهرس 64، بينما في صورة أخرى قد يتم تعيين هذا الفهرس إلى اللون الوردي. إذا قمت بإعادة إنتاج صورة باستخدام لوحة ألوان "أجنبية"، فقد تتحول الشجرة الخضراء الموجودة على الشاشة إلى اللون الوردي.
لوحة ثابتة
في الحالات التي يتم فيها ترميز لون الصورة ببايتين (الوضعلون عالي )، ويمكن للشاشة عرض 65 ألف لون. بالطبع، هذه ليست كل الألوان الممكنة، ولكنها جزء واحد فقط من 256 من إجمالي الطيف المستمر للألوان المتوفرة في الوضعاللون الحقيقي . في مثل هذه الصورة، يعبر كل رمز ثنائي البايت أيضًا عن بعض الألوان من الطيف العام. لكن في هذه الحالة، من المستحيل إرفاق لوحة فهرس بالملف، والتي من شأنها تسجيل الكود الذي يتوافق مع أي لون، لأن هذا الجدول سيحتوي على 65 ألف إدخال وسيبلغ حجمه مئات الآلاف من البايتات. ليس من المنطقي إرفاق جدول بملف قد يكون حجمه أكبر من الملف نفسه. في هذه الحالة، يتم استخدام مفهوم لوحة ثابتة. لا يلزم تضمينه مع الملف، لأنه في أي ملف رسومي يحتوي على ترميز ألوان 16 بت، يعبر نفس الرمز دائمًا عن نفس اللون.
لوحة آمنة
يتم استخدام مصطلح اللوحة الآمنة فيويب -الرسومات. نظرًا لأن سرعة نقل البيانات على الإنترنت لا تزال تترك الكثير مما هو مرغوب فيه للتسجيلويب -لا تستخدم الصفحات رسومات ذات ترميز ألوان أعلى من 8 بت.
في هذه الحالة، تنشأ مشكلة بسبب حقيقة أن الخالقويب - ليس لدى الصفحة أدنى فكرة عن طراز الكمبيوتر وتحت سيطرة البرامج التي سيتم عرض عمله. إنه غير متأكد ما إذا كانت "شجرته الخضراء" ستتحول إلى اللون الأحمر أو البرتقالي على شاشات المستخدمين.
وفي هذا الصدد تم اتخاذ القرار التالي. جميع برامج المشاهدة الأكثر شعبيةويب -الصفحات (المتصفحات) تم تكوينها مسبقًا على لوحة ثابتة معينة. إذا كان المطورويب سيستخدم -page هذه اللوحة فقط عند إنشاء الرسوم التوضيحية، ثم يمكنه التأكد من أن المستخدمين في جميع أنحاء العالم سيرون الرسم بشكل صحيح. لا تحتوي هذه اللوحة على 256 لونًا، كما قد يتوقع المرء، بل تحتوي على 216 لونًا فقط. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه ليست كل أجهزة الكمبيوتر المتصلة بالإنترنت قادرة على إعادة إنتاج 256 لونًا.
تسمى هذه اللوحة، التي تحدد بشكل صارم مؤشرات ترميز 216 لونًا، باللوحة الآمنة.
الرسومات النقطية والمتجهة.
الغالبية العظمى من رسومات الكمبيوتر هي من نوعين: النقطية والمتجهة.
في الرسومات النقطية، العنصر الرئيسي هو بكسل(اختصار للكلمات الإنجليزية عنصر الصورة، عنصر الصورة). يعد ¾ بكسل عنصرًا مربعًا أساسيًا للصورة النقطية، حيث يظل اللون والسطوع والخصائص الأخرى دون تغيير. تتكون الصورة بأكملها من مربعات صغيرة بنفس الحجم، ولكل منها لون وسطوع معين، ويتم تسجيل ذلك في الملف.
بمعنى آخر، المبدأ هو كما يلي: نأخذ الواقع المستمر المحيط، ونقسمه إلى مربعات صغيرة وندخله في الكمبيوتر مربعًا مربعًا. إذا كانت البكسلات المربعة غير مرئية للعين، فإن الصورة الرقمية تبدو طبيعية تمامًا.
تقريبًا جميع أجهزة إدخال الرسومات وإخراجها من جهاز كمبيوتر شخصي مبنية على مبدأ النقطية، حيث يتم ترقيم الصورة فيها على شكل نقاط نقطية. الرسومات أو الصور الفوتوغرافية التي يتم إدخالها إلى جهاز الكمبيوتر، على سبيل المثال من الماسح الضوئي أو عبر الإنترنت، ستكون من النوع النقطي.
قياس حجم البكسل هو إذن. الدقة ¾ هي عدد البكسل لكل وحدة طول - بوصة واحدة. يتم قياس الدقة بالنقاط في البوصة (نقاط في البوصة). البوصة الواحدة تساوي 2.54 سم.
في الرسومات المتجهة، العنصر الرئيسي هو الخط. أكثر دقة شريحة: قطعة خطية محدودة بنقطتين مرجعيتين. تتم كتابة كافة أجزاء الرسم في الملف في شكل صيغ رياضية معينة. تتم أيضًا كتابة اللون والسمك والخصائص الأخرى للقطاعات ونقاط الربط بطريقة معينة. تتشكل الأجزاء، التي تتصل ببعضها البعض من خلال نقاط الدعم ملامح. يمكن ملء المسارات المغلقة بالألوان والتدرج والملمس وما إلى ذلك.
الغرض من الرسومات المتجهة هو إنشاء الرسومات والشعارات والرسومات التجارية وما إلى ذلك؛ بسيطة وفقيرة من حيث التصوير، ولكن محددة بدقة. مثل هذا الرسم ليس انعكاسا دقيقا للواقع، فهو يعبر عن بعض المعاني والصور التي يفهمها الآخرون. بالمناسبة، النص هو أيضًا رسومات متجهة، حيث يتم إنشاء جميع الحروف من خطوط محيطية متجهة.
تمثيل الألوان في الكمبيوتر.
كما ذكرنا سابقًا، يتم التعبير عن كل شيء في الكمبيوتر كمجموعة من الأصفار والواحدات، بما في ذلك اللون. هناك خيارات مختلفة لوصف اللون، وأكثرها شيوعًا مذكورة أدناه.
أ) وضع الصورة النقطية.هذا هو التمثيل الأساسي - من حيث البت، يتم ترميز لون البكسل أو الكائن المتجه في بت واحد. بهذه الطريقة يمكنك ترميز خيارين فقط - الأسود والأبيض (أو أي مجموعة أخرى من لونين، على سبيل المثال، الأحمر والأخضر). يعرض الوضع النقطي عادةً النص بالإضافة إلى الرسومات الخطية — وهي رسومات سوداء على خلفية بيضاء.
ب) وضع التدرج الرمادي.لترميز سطوع درجات الرسوم التوضيحية بالأبيض والأسود، يتم استخدام بايت واحد (8 بتات)، مما ينتج عنه 2 8 = 256 ظلًا من اللون الرمادي لكل نقطة. وهذا يكفي تمامًا للرسومات ذات الألوان السوداء والبيضاء، وليست هناك حاجة لمزيد من التفاصيل.
ج) وضع الفهرس- هنا يتم ترميز اللون ببايت واحد، ويمكن الحصول على نفس 256 لونًا في المجمل. بالطبع، مثل هذا العدد الصغير من رموز الألوان يقلل من جودة الصورة.
يحدث أنه عند إنشاء الصور، يتم استخدام وضع الفهرس. يتم استدعاء لوحة الفهرس المتوفرة في البرنامج ويتم تحديد اللون المناسب. إذا لم تكن هناك حاجة أو رغبة في إجراء تحديد أكثر تفصيلا، فإن التلوين ينتهي هنا.
غالبًا ما يتم استخدام وضع الفهرس على الإنترنت، حيث يلعب وقت تحميل صفحة الويب دورًا مهمًا. كلما كان حجم الصفحة أصغر، كان الوقت أقصر. يؤدي حفظ أوصاف الألوان أيضًا إلى توفير حجم لافتات الإنترنت.
ز)وضع اللون الحقيقيأو نموذج اللون RGBيشير مصطلح True Color فقط إلى الشاشات، ومصطلح RGB أوسع بكثير، ويعتمد هذا النموذج على ثلاثة ألوان: الأحمر والأخضر والأزرق. الأحمر، الأخضر، الأزرق، تم تسمية الموديل على اسم الحروف الأولى من الأسماء الإنجليزية لهذه الألوان (الشكل 1). تم تصميم رؤيتنا بحيث يمكن الحصول على أي لون مرئي للعين البشرية عن طريق مزج هذه الألوان الأساسية الثلاثة.
هذا النموذج مناسب تمامًا للأشياء التي ينبعث منها الضوء، وخاصة شاشات المراقبة. تعمل الماسحات الضوئية والكاميرات الرقمية والأجهزة الأخرى لإدخال الرسومات في الكمبيوتر أيضًا في نموذج RGB، لأنه في النهاية يرى الشخص صورة إلكترونية على شاشة العرض.
لترميز سطوع كل لون من الألوان الأساسية، يتم استخدام 256 قيمة، أي بايت واحد أو 8 بت. في المجموع، يجب إنفاق 24 بت على ترميز لون نقطة واحدة. في المجمل، يوفر نظام الترميز تعريفًا لا لبس فيه لـ 2 24 ≈ 16.8 مليون لون مختلف.
في الواقع، ليس هناك حاجة إلى مثل هذا العدد الهائل من الألوان على الشاشة، ويميز الشخص حوالي 200000 لون من ظلال الألوان. ولكن هذا هو نظام التشفير - يتم تخصيص ما لا يقل عن بايت واحد لكل قناة. وعند معالجة الملفات، يحدث أن الفائض من الظلال يمكن أن يكون مفيدا وحتى ضروريا.
أرز. 1. نموذج الألوان RGB.
ه) نموذج الألوان CMYK(الشكل 2) الألوان الرئيسية هنا هي السماوي (السماوي)، والأرجواني (الأرجواني)، والأصفر (الأصفر)، والأسود (الأسود). في تعيين نموذج الألوان للون الأسود، لم يتم أخذ الحرف الأول، بل الأخير، حتى لا يكون هناك ارتباك مع الحرف B لنظام RGB.
أرز. 2. نموذج الألوان CMYK.
يستخدم هذا النموذج لوصف اللون المنعكس، وخاصة في الطباعة. تتم معظم الطباعة الملونة في CMYK (تتوفر الطباعة بستة ألوان وطباعة بانتون، ولكن النظر في هذه التفاصيل خارج نطاق هذه الدورة). عند طباعة صورة إلكترونية ملونة، حتى على طابعة مكتبية، يتم تحويل RGB تلقائيًا إلى CMYK.
عندما ينعكس الضوء من السطح، يتم امتصاص بعض الضوء، ويتحدد اللون من خلال موجات الضوء التي لا يمتصها السطح. كلما زاد استخدام الدهانات المختلفة، كلما زاد الامتصاص، وقل الانعكاس، وظهر السطح أغمق. خلط جميع الألوان سيعطي اللون الأسود. وغياب أي امتصاص سيعطي انعكاساً كاملاً كما في المرآة. إذا سقط اللون الأبيض على المرآة، فهذا يعني عدم وجود تلطيخ.
عند انبعاث الضوء، فإن العكس هو الصحيح - فكلما زاد عدد موجات الضوء المنبعثة، زاد سطوع الضوء. يتوافق الانبعاث الموحد لجميع موجات الضوء مع اللون الأبيض. وغياب الانبعاث (نهمل الانعكاس هنا) يتوافق مع اللون الأسود.
كما يلي مما سبق، يصف نموذجا RGB وCMYK العمليات المعاكسة. لذلك، في RGB، تتوافق جميع المؤشرات الصفرية مع اللون الأسود، وجميع المؤشرات تتوافق مع اللون الأبيض. في CMYK، يكون الأمر على العكس من ذلك: جميع الأصفار بيضاء، وجميع الآحاد سوداء.
من الناحية النظرية، تعد نماذج RGB وCMY (بدون K) بمثابة مرآة متضادة: الألوان الأساسية لأحد النماذج مكملة للآخر والعكس صحيح (الشكلان 1 و 2). لماذا تم تقديم اللون الأسود أيضًا؟
والحقيقة أنه عند الانتقال إلى الأحبار المستخدمة فعلا في الطباعة، فإن النظرية لا تعمل. يؤدي خلط الدهانات السماوية والأرجوانية والصفراء إلى الحصول على لون بني غامق بدلًا من الأسود. وفي الوقت نفسه، فإن اللون الأسود هو اللون الرئيسي في الطباعة: تتم طباعة النص عادة باللون الأسود، ويتم إنتاج العديد من المنتجات غير الملونة بالأبيض والأسود. لذلك، هناك حاجة لإدخال إحداثيات سوداء منفصلة في نموذج الألوان.
تحميل...