Zjawisko i percepcja barwy Głębia bitowa Tryby kolorów Modele Barw Kolory specjalne Sposób odwzorowania barw CMS - system zarządzania barwą
  
   
 


Model CIE Yxy Model o przestrzeni barw zawartych w krzywoliniowym stożku, oś pionowa Y (zwana luminancją) określa atrybut - jasność. Prostopadły przekrój do osi luminancji wyznacza wykres chromatyczności, zwany też trókątem chromatyczności lub krzywoliniowym trójkątem Maxwella. Model CIE Yxy Model o przestrzeni barw zawartych w krzywoliniowym stożku, oś pionowa Y (zwana luminancją) określa atrybut - jasność. Prostopadły przekrój do osi luminancji wyznacza wykres chromatyczności, zwany też trókątem chromatyczności lub krzywoliniowym trójkątem Maxwella. Wykres chromatyczności zawiera u krawędzi części krzywoliniowej wszystkie barwy proste - widma światła białego, barwy te są nasycone.

Odcinek fal od 380 do 780 nanometrów tworzy barwy purpury, powstałe przez zmieszanie w różnych proporcjach skrajnych barw widma światła białego (380nm światła fioletowego i 780nm światła czerwonego), barwy proste i purpury tworzą barwy czyste. Wewnątrz trójkąta znajdują się barwy nienasycone, które mogą również powstać przez zmieszanie w różnych proporcjach trzech barw liniowo niezależnych znajdujących się na obrzeżu wykresu. Środek wykresu jest bielą o współrzędnych x=0,333, y=0,333. W trójkącie chromatyczności definiowalne są dwa atrybuty barwy - kolor i nasycenie. Ten pierwszy zmienia się wraz z kątem obrotu wokół środka ciężkości trójkąta, zaś nasycenie zmienia się wzdłuż linii prostych przechodzących przez ten punkt. Miarą trzeciego atrybutu -jasności - jest oś luminancji Y. W oparciu o model CIE wyprowadzone zostały inne modele barw CIE La*b*, CIE Lu*v*, HSB, HSL, HSV. Nie wszystkie modele oparte są na przestrzeni CIE. Model CMC Model CMC wykorzystuje przestrzeń CIE Lab, jednak jedynie w aspekcie oceniania różnicy barw. W odróżnieniu od przestrzeni Lab CMC skupia się na tolerancji obserwatora w zakresie różnic między doznawanymi wrażeniami barwnymi.

Z lewej zobrazowana jest górna połowa okręgu definiującego model CIE Lab, z elipsami o stosunku jasności do koloru (l do c) równym l :1,5. Rozmiar poszczególnych elips wskazujących na barwy, których postrzeganie zmienia się o stałą wartość jest różny w różnych obszarach okręgu, co spowodowane jest tolerancją oka na określone wahania atrybutów barw - nie jest ona jednakowa. Zmiana atrybutu koloru jest bardziej dostrzegalna w porównaniu z analogicznymi zmianami nasycenia. Największy rozmiar elipsy osiągają przy brzegu koła, zmniejszając się stopniowo aż do jego środka. Oznacza to, że mniej widoczne są zmiany w zakresie wysokiej saturacji, a bardziej widoczne w obszarze niekolorowym. Parametry l i c pozwalają wyregulować do określonych potrzeb zmiany w zakresie jasności i koloru. Jednocześnie wyłącznie dzięki tym parametrom możliwe jest obiektywne badanie różnic między barwami.

Opracowany przez Międzynarodową Komisję Oświetleniową (CIE) model barw CIE La*b* jest najważniejszym modelem w odniesieniu do grafiki komputerowej. Opisywane barwy mieszają się w elipsoidzie o trzech prostopadłych osiach. Wzdłuż osi a barwy przechodzą od zielonej do czerwonej, wzdłuż osi b od żółtej do niebieskiej, w punkcie zbiegu jest biel (szarość). Wzdłuż osi pionowej L określającej jasność, biegną barwy achromatyczne - od bieli do czerni. Barwy objęte w kuli CIE La*b* tworzą najszerszą gamę barw, model został opracowany na bazie modelu CIE Yxy.Zastosowana transformacja współrzędnych umożliwia łatwiejsze wyliczenie odległości pomiędzy dwoma barwami w przestrzeni.
Każdy inny model barw da się opisać we współrzędnych Lab, ale nie na odwrót. Czyni to model ten niezależnym od urządzeń wejścia/wyjścia. Model wykorzystywany jest do obliczeń na barwach przez systemy zarządzania barwami CMS. Przestrzeń HSB

Do opisywania barw w przestrzeni HSB wykorzystuje się pojęcia: kolor (hue), nasycenie (saturation, intensity, chroma) i jasność {Hghtness, value, brightness). Występują sytuacje, kiedy wygodniejsza jest praca na kanałach H, S i B niż na R, G i B. W odróżnieniu od systemu RGB (opierającego się na addytywnym mieszaniu świateł barwnych), przestrzeń HSB umożliwia definiowanie barw za pomocą operowania intuicyjnymi pojęciami charakteryzującymi ich atrybuty. Zarówno model RGB jak i HSB służą do definiowania barw świateł w addytywnej syntezie. Pewne obrazy w porównaniu z zawartością kanałów reprezentujących podstawowe barwy addytywne przejawiają wyraźniejsze w określonych atrybutach barw tworzących je pikseli. HSB opisuje kolor w stopniach od prawego poziomego promienia tarczy barwnej w kierun­ku odwrotnym do ruchu wskazówek zegara, nasycenie i jasność natomiast opisywane są procentowo. Aplikacje obsługujące HSB pozwalają zdefiniować do 360 wartości atrybutu koloru oraz 256 wartości atrybutu nasycenia i jasności, co w umożliwia otrzymanie 23 592 960 różnych barw, jednak w zależności od programu zakres barw możliwych do określe­nia za pomocą tych wartości może być mniejszy. Model RGB

Model oparty został na barwach addytywnych - czerwonej, zielonej i niebieskiej. To typowy model używany do manipulowania barwami na monitorach, skanerach, aparatach. Barwy zawarte zostały w sześcianie, którego prostopadłymi osiami są różne poziomy jasności świateł podstawowych.
W punkcie wierzchołkowym trzech osi znajduje się czerń, wzdłuż każdej osi rośnie poziom jasności barw składowych, osiągając maksymalną wartość na końcu osi.
Jeśli urządzeniem wyświetlającym obraz jest monitor, wtedy układ trzech luminoforów wytwarza barwy składowe tworzące złudzenie rozbarwienia, widzimy wtedy jedną barwę wynikową. Równomierność emisji światła da złudzenie odcieni chromatycznych. Jednakże właściwościami luminoforów jest różnica w maksymalnej jasności wynikająca z różnych standardów produkcyjnych, wskutek czego na różnych monitorach obserwujemy różne odcienie barw. Rozbieżności te doprowadziły do stosowania kalibracji oraz systemów zarządzania barwą - CMS. Obrazy zapisane w modelu RGB posiadają 3 kanały, każdy z nich umożliwia uzyskanie 256 poziomów jasności każdej z barw składowych RGB, więc maksymalnie w modelu tym możemy operować gamą ok 16,8 mln odcieni. Obrazy RGB nazywane są również True Color.

Model ten oparty jest na trzech subtraktywnych barwach: Cyjanie(niebieskozielony), Magencie(purpura) i Yellow(żółta), a dopełnieniem do gamy CMYK jest czerń. Model trzech farb CMY zwany jest subtraktywnym modelem barw. Kolorową reprodukcję możemy otrzymywać za pomocą farb o trzech barwach komplementarnych ze światłami podstawowymi, w reprodukcjach wielobarwnych użyjemy dodatkowo czwartej farby - czarnej. Model CMY jest, podobnie jak RGB sześcianem, którego trzema prostopadłymi osiami są osie barw składowych. Poszczególne poziomy jasności farb składowych uzyskujemy na podstawie tzw. rastra, którego efektem są punkty rastrowe, farby triadowe CMYK nakładane na podłoże w postaci punktów dają efekt mieszania subtraktywnego.
Barwy opisane w tym modelu są również zależne od standardu użytych farb składowych, np Europa, SWOP, Toyo. Kolorystyka będzie także zależna od rodzaju zadrukowywanego podłoża. Wynikowy obraz cyfrowy utworzony w modelu CMYK utworzony jest w czterech kanałach mających po 256 poziomów jasności danej barwy. Do tworzenia wyciągów barw zawartości kanałów są uśredniane przez programy graficzne, na ogół do 1%, czyli dają sto różnych wielkościowo punktów rastrowych. Mimo tego, iż model CMYK zawiera 32-bitowe informacje o barwie, a RGB 24, to nie wszystkie barwy RGB zostaną zreprodukowane w modelu CMYK, należy być zatem przygotowanym na zmianę informacji, lub częściową ich utratę przy konwersji RGB - CMYK. Przestrzeń Munsella

Purpura, niebieska, zielona, żółta i czerwona to podstawowe barwy przestrzeni Munsella. Albert Munsell, zauważając podobieństwa barw występujących na końcach widma, połączył je tak, aby utworzyły koło barw, które zostało uproszczone poprzez wyznaczenie pięciu barw głównych. Nieregularność graficznej prezentacji tej przestrzeni jest spowodowana tym, że pewne komórki modelu pozostały niezapełnione.

Oko ludzkie nie we wszystkich obszarach widma jest jednakowo czułe, a więc w określonych przedziałach jest zdolne do rozróż­nienia większej ilości kolorów, podczas gdy w innych mniejszej.

Przestrzeń ta nie jest przeliczalna na wartości CIE. Przestrzeń Munsella jest o tyle nietypowa, że nie jest w niej brany pod uwagę techniczny aspekt definiowania barw, ale kładzie ona nacisk na to, jak opisywać najprościej kolory tak, aby był to system praktyczny i łatwo przyswajalny dla każdego.