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.