26. Сприйняття тривимірності людиною. Представлення тривимірності об'єктів

Іррадіація (лат. irradio - висвітлюю променями) - в оптиці - явище зорового сприйняття людиною тривимірних об'єктів плескатих фігур на контрастному тлі, при якому відбувається оптичний обман зору, який полягає в тому, що предмет спостереження здається іншого розміру, ніж насправді. Описана Германом Гельмгольцем в 1867 році.

Така ілюзія виникає при спостереженні світлих фігур або об'єктів на чорному тлі й навпаки. Ця ілюзія виникає через недосконалість аналізу людським головним мозком інформації, отриманої від органів зору.

Наочний приклад оптичної іррадіації видно на картинці справа. Вдивіться в чорний квадрат на білому тлі й білий квадрат на чорному фоні. Білий квадрат здається більшого розміру, ніж чорний. Це оптична ілюзія. Насправді квадрати однакового розміру. Також, у деяких людей при спостереженні за білим квадратом, може виникнути ілюзія "світіння" квадрата (ніби сторони квадрата захоплюють додаткову площу фону по його периметру).

Оптична іррадіація вивчена недостатьо. Всі висновки та судження вчених побудовані тільки на дослідних даних, одержаних при наукових дослідженнях явища оптичної ілюзії. Однак, через недосконалість сучасних медичних і наукових засобів вивчення, зрозуміти фізіологічну природу оптичної іррадіації наразі неможливо.

Тривимірний опис об'єкта (англ. 3D) -- представлення об'єкта в трьох просторових вимірах. Як правило, ці виміри представлені в вигляді координат X, Y, та Z. Можливо мати дані з ідентичними координатами x та y при відмінній координаті Z. Наприклад, для цифрового представлення океанічних потоків, використовують 3D.

27. Моделювання. Рендеринг

Для одержання тривимірного зображення на площині потрібні наступні кроки:

· Моделювання -- створення тривимірної математичної моделі сцени і об'єктів в ній.

· Рендеринг (візуалізація) -- побудова проекції відповідно до обраної фізичної моделі.

· Виведення отриманого зображення на пристрій виведення -- дисплей або принтер.

Моделювання. Сцена (віртуальний простір моделювання) включає в себе кілька категорій об'єктів:

· Геометрія (побудована за допомогою різних технік модель, наприклад будівля)

· Матеріали (інформація про візуальні властивості моделі, наприклад колір стін і відбиває / заломлююча здатність вікон)

· Джерела світла (налаштування напрямки, потужності, спектра освітлення)

· Віртуальні камери (вибір точки та кута побудови проекції)

· Сили та дії (налаштування динамічних спотворень об'єктів, застосовується в основному в анімації)

· Додаткові ефекти (об'єкти, що імітують атмосферні явища: світло у тумані, хмари, полум'я і пр.)

Завдання тривимірного моделювання - описати ці об'єкти і розмістити їх у сцені з допомогою геометричних перетворень відповідно до вимог до майбутнього зображення.

Рендеринг. На цьому етапі математична (векторна) просторова модель перетворюється на плоску (растрову) картинку. Якщо потрібно створити фільм, то рендериться послідовність таких картинок - кадрів. Як структура даних, зображення на екрані представлено матрицею точок, де кожна точка визначена принаймні трьома числами: інтенсивністю червоного, синього і зеленого кольору. Таким чином рендеринг перетворює тривимірну векторну структуру даних у плоску матрицю піксел ів. Цей крок часто вимагає дуже складних обчислень, особливо коли потрібно створити ілюзію реальності. Найпростіший вид рендеринга - це побудувати контури моделей на екрані комп'ютера за допомогою проекції, як показано вище. Звичайно цього недостатньо і потрібно створити ілюзію матеріалів, з яких виготовлені об'єкти, а також розрахувати спотворення цих об'єктів за рахунок прозорих середовищ (наприклад, рідини в склянці).

Існує декілька технологій візуалізації, часто комбінованих разом. Наприклад:

· Z-буфер (використовується в OpenGL і DirectX 10);

· Сканлайн (scanline) - він же Ray casting ("кидання променя", спрощений алгоритм зворотного трасування променів) - розрахунок кольору кожної точки картинки побудовою променя з точки зору спостерігача через уявне отвір в екрані на місці цього пікселя "в сцену "до перетину з першою поверхнею. Колір пікселя буде таким же, як колір цієї поверхні (іноді з урахуванням освітлення і т. д.);

· Трасування променів (рейтрейсінг, англ. raytracing) - те ж, що і сканлайн, але колір пікселя уточнюється за рахунок побудови додаткових променів (відображених, заломлених і т. д. ) від точки перетину променя погляду. Незважаючи на назву, застосовується тільки зворотний трасування променів (тобто саме від спостерігача до джерела світла), пряма вкрай неефективна і споживає занадто багато ресурсів для отримання якісної картинки;

· Глобальне освітлення (англ. global illumination,radiosity) - розрахунок взаємодії поверхонь і середовищ у видимому спектрі випромінювання за допомогою інтегральних рівнянь.

Грань між алгоритмами трасування променів в наш час^[Коли?] практично стерлася. Так, в 3D Studio Max стандартний візуалізатор називається Default scanline renderer, але він вважає не лише внесок дифузного, відбитого та власного (кольори самосвеченія) світла, але і згладжені тіні. З цієї причини, частіше поняття Raycasting відноситься до зворотної трасуванні променів, а Raytracing - до прямої.

Найпопулярнішими системами рендеринга є: PhotoRealistic RenderMan (PRMan),Mental ray, V-Ray, FinalRender, Brazil R / S, BusyRay, Turtle та ін.

Внаслідок великого обсягу однотипних обчислень рендеринг можна розбивати на потоки (распараллелівать). Тому для візуалізації вельми актуальне використання багатопроцесорних систем. Останнім часом активно ведеться розробка систем візуалізації використовують GPU замість CPU, і вже сьогодні їх ефективність для таких обчислень набагато вище. До таких систем відносяться: Refractive Software Octane Render, AAA studio FurryBall, RandomControl ARION (гібридна).

Багато виробників систем візуалізації для CPU також планують ввести підтримку GPU (LuxRender, YafaRay, mental images iray).

Найпередовіші досягнення та ідеї тривимірної графіки (і комп'ютерної графіки загалом) доповідаються і обговорюються на щорічному симпозіумі SIGGRAPH, традиційно проводиться в США.

28. Застосування 3D графіки та її недоліки

Комп'ютерне проектування: швидке вирішення задач проектування інтер'єрів; вбудовування вигаданої сцени у зображення реального світу. Тривимірна графіка звільнює від необхідності створення макета і забезпечує гнучкі можливості синтезу зображення сцени для любої погоди і під любим кутом зору; вбудовування зображення реального об'єкта у тривимірну сцену як складової (віртуальна галерея);

Автоматизоване проектування: синтез зовнішнього вигляду складних деталей, що виготовляються методами штампування токарних та фрезерних операцій, візуальний вигляд автомобілів, літаків, пароплавів, cтворення тривимірних образів деталей та конструкцій, хоча й є складною задачею, але простішою, ніж створення масштабних або повнорозмірних макетів.

Комп'ютерні ігри: найпопулярніша ділянка використання тривимірної графіки. По мірі удосконалення програмних засобів моделювання, зросту продуктивності та збільшення ресурсів пам'яті комп'ютерів віртуальні світи стають більш складними й подібними до реальності.

Комбіновані зйомки: тривимірну графіку застосовують там, де зробити реальні фотографії просто неможливо, або потребує великих витрат (внутрішність працюючого двигуна, науково-фантастичні сюжети, нереальні світи, відеомонтаж, реклама тощо). Практично застосовується у книжковій та журнальній графіці і є популяризацією науки, реклами, художньої творчості.

Комп'ютерна мультиплікація: спрощує роботу розробників у сотні та тисячі разів.

Недоліки тривимірної графіки підвищені вимоги до апаратної частини комп'ютера (об'єм оперативної пам'яті, наявність вільного місця на твердому диску, швидкодія комп'ютера); велика підготовча робота по створенню моделей всіх об'єктів сцени та призначенню їм матеріалів; обмежена свобода у формуванні зображення (потрібно враховувати об'єм об'єктів); жорсткий контроль за взаємним розташуванням відносно базису (об'єкт може втілюватись у інший об'єкт); необхідність додаткових зусиль для надання синтезованому зображенню реалістичносто, часто результати візуалізації виглядають дуже правильно, чітко, що позбавляє сцену життєвості. У складі програм тривимірної графіки міститься набір фільтрів, що дозволяють імітувати глибину різкості зображень, зернистість віртуальної фотоплівки, змазування контуру при русі у момент зйомки.

29. Трикомпонентний колірний простір. Подання кольору у комп'ютері

Людина є трихроматом -- сітківка очей має 3 види рецепторів світла, відповідальних за кольоровий зір. Кожен вид колбочок реагує на певний діапазон видимого спектру. Відгук, що викликається в колбочці світлом певного спектру, називається колірним стимулом, при цьому світло з різними спектрами може мати один і той же кольоровій стимул і, таким чином, сприйматися людиною однаково. Це явище називається метамерією -- два випромінювання з різними спектрами, але однаковими колірними стимулами, не будуть розрізнятися людиною. Можна визначити колірний простір стимулів як лінійний простір, якщо задати координати x, y, z в якості значень стимулів, відповідних відгуку колб довгохвильового (L), середньохвильового (M) і короткохвильового (S) діапазону оптичного спектру. Початок координат (S, M, L) = (0, 0, 0) представлятиме чорний колір. Білий колір не матиме чіткої позиції в даному визначенні діаграми всіляких кольорів, а буде визначатися, наприклад, через кольорова температуру, певний баланс білого або яким-небудь іншим способом. Повний колірний простір людини має вигляд конуса у формі підкови. Принципово дане подання дозволяє моделювати кольору будь-якої інтенсивності -- починаючи з нуля (чорного кольору) до нескінченності. Однак, на практиці, людські рецептори можуть перенасититься або навіть бути пошкоджені випромінюванням з екстремальною інтенсивністю, тому дана модель не застосовна для опису кольору в умовах надзвичайно високих інтенсивностей випромінювань і також не розглядає опис кольору в умовах дуже низьких інтенсивностей (оскільки у людини задіюється інший механізм сприйняття через палички).

Будучи лінійним простором, простір кобльорових стимулів має властивість адитивного змішування -- сума двох колірних векторів буде відповідати кольору, рівному отриманому змішанням цих двох кольорів (див. також: Закон Грассмана). Таким чином, можна описувати будь-які кольори (вектора колірного простору) через лінійну комбінацію кольорів, обраних у якості базиса. Такі кольори називають основними (англ. primary colors). Найчастіше в якості основних кольорів вибирають червоний, зелений і синій (модель RGB), проте можливі інші варіанти базису основі кольорів. Вибір червоного, зеленого і синього оптимальний по ряду причин, наприклад, бо при цьому мінімізується кількість точок колірного простору, для представлення яких використовуються негативні координати, що має практичне значення для передання кольору (не можна відтворювати колір випромінюванням з негативною інтенсивністю). Цей факт випливає з того що піки чутливостей L, M і S колб припадають на червоний, зелений і синій частині видимого спектру.

30. Колірні моделі - загальні визначення і терміни

Комлірна модель -- абстрактна модель опису представлення кольорів у вигляді кортежів (наборів) чисел, зазвичай з трьох або чотирьох значень, званих колірними компонентами або колірними координатами. Разом з методом інтерпретації цих даних (наприклад, визначення умов відтворення та / або перегляду -- тобто завдання способу реалізації), безліч кольорів колірної моделі визначає колірний простір.

Також під колірною моделлю необхідно розуміти спосіб відображення колірної гами в дискретному вигляді, для представлення її в обчислювальних, цифрових системах.

Колірні моделі можна класифікувати за їх цільової спрямованості:

1. XYZ -- опис сприйняття; LAB | L * a * b * -- те ж простір в інших координатах.

2. Аддитивні моделі -- рецепти одержання кольору на моніторі (наприклад, RGB).

3. Поліграфічні моделі -- отримання кольору при використанні різних систем фарб та поліграфічного обладнання (наприклад, CMYK).

4. Моделі, не пов'язані з фізикою обладнання, які є стандартом передачі інформації.

5. Математичні моделі, корисні для будь-яких способів корекції кольору, але не пов'язані з обладнанням, наприклад HSV.

31. Колірний простір CIE XYZ

CIE XYZ - лінійна 3-компонентна колірна модель, заснована на результатах вимірювання характеристик людського очі. Побудована на основі зорових можливостей "стандартного спостерігача", тобто гіпотетичного глядача, можливості якого були ретельно вивчені і зафіксовані в ході тривалих досліджень людського зору, проведених комітетом CIE ( фр. Commission Internationale de l'Eclairage ).

Як відомо, колірний зір людини обумовлено наявністю трьох видів световоспріімчівих рецепторів на сітківці ока, максимуми спектральної чутливості яких локалізовані в області 420, 534 та 564 нм, ^[1] що відповідає синього, зеленого і жовтого (хоча в літературі зазвичай пишуть "червоному") квітам. Вони є базовими, всі інші тони сприймаються як їх змішання в певній пропорції. Наприклад, щоб отримати жовтий спектральний колір, зовсім необов'язково відтворювати його точну довжину хвилі 570-590 нм, достатньо створити такий спектр випромінювання, який збуджує рецептори ока подібним чином. Це явище називається метамерією.

Комітет CIE провів безліч експериментів з величезною кількістю людей, пропонуючи їм порівнювати різні кольори, а потім за допомогою сукупних даних цих експериментів побудував так звані функції відповідності кольорів (color-matching functions) і універсальне колірний простір (universal color space), в якому був представлений діапазон видимих ??квітів, характерний для середньостатистичної людини.

Опції відповідності квітів - це значення кожної первинної складової світла - червоною, зеленою і синій, які повинні бути присутніми, щоб людина з середнім зором міг сприймати всі кольори видимого спектру. Цим трьом первинним складовим були поставлені у відповідність координати X, Y і Z.

Основна властивість, властиве цій системі - позитивна визначеність - будь-який фізично відчутний колір представляється в системі XYZ тільки позитивними величинами. З іншого боку, не всі точки в просторі XYZ відповідають реальні кольори в силу неортогональних функцій відповідності кольорів.

Говорячи про "еталонних" відтінках, часто говорять тільки про пару x, y, вважаючи z = 1-xy.

Говорячи про "яскравості" кольору (наприклад, для перекладу зображення в чорно-біле), часто мають на увазі величину Y.

32. Особливості кольорового зору. Основні поняття кольору

Будучи трихроматами, людина має три типи світлочутливих рецепторів або, іншими словами, зір людини Трикомпонентний. Кожен тип детекторів (колб) має розрізняється чутливість до різних довжинах хвиль спектра, що описується функцією спектральної чутливості (яка безпосередньо визначається видом конкретних молекул фотопсінів, використовуваних даним типом колб). Можна сказати, що око, як детектор, видає три види сигналу (нервовий імпульс | нервові імпульси). З математичної точки зору, із спектру (описуваного безконечномірним вектором) шляхом множення на функції спектральної чутливості колбочок виходить трикомпонентний вектор, що описує детектується оком колір. У колориметрії дані функції прийнято називати функціями кольорової відповідності (англ. color matching functions).

Для середньостатистичної людини, що має нормальне кольоровий зір, зелений буде сприйматися яскравіше синього. Мабуть, це обумовлено еволюційними причинами розвитку зорової системи -- в спектрі Сонця більшого всього "зеленого" кольору. У той же час, хоча чистий синій колір сприймається як дуже неяскравий (якщо розглядати напис синього кольору з великої відстані, то його колір буде важко відрізнити від чорного), в суміші з зеленим або червоним сприйнята яскравість значно підвищується.

При певних формах дальтонізму, зелений колір може сприйматися еквівалентно-яскравим синьому, а червоний як дуже темний, або взагалі як нерозрізнений. Люди з діхроміей -- порушенням сприйняття червоного, наприклад, не здатні бачити червоний сигнал світлофора при яскравому сонячному денному світлі. При дейтеранопія -- порушення сприйняття зеленого, в нічних умовах зелений сигнал світлофора стає не відрізняємим від світла вуличних ліхтарів.

33. Колірна модель RGB

RGB (скорочено від англ. Red, Green, Blue -- червоний, зелений, синій) -- адитивна колірна модель, що описує спосіб синтезу кольору, за якою червоне, зелене та синє світло накладаються разом, змішуючись у різноманітні кольори. Широко застосовується в техніці, що відтворює зображення за допомогою випромінення світла.

У даній моделі колір кодуєтся градаціями складових каналів (Red, Green, Blue). Тому за збільшення величини градації котрогось каналу -- зростає його інтенсивність під час синтезу.

Кількість градацій кожного каналу залежить від бітового значення RGB. Зазвичай використовують 24-х бітну модель, у котрій визначаєтся по 8 біт на кожен канал, і тому кількість градацій дорівнює 255, що дозволяє закодувати 255³=16.5 млн кольорів.

Колірна модель RGB призначена сприймати, представляти та відображати зображення в електронних системах, таких як телебачення та комп'ютери, хоча її також застосовували у традиційній фотографії. Вже до електронного віку, модель RGB мала за собою серйозну теорію, засновану на сприйнятті кольорів людиною.

RGB -- апаратно-залежний простір кольорів

Типово приладами із RGB-входом є кольоровий телевізор і відеокамера, сканер і цифровий фотоапарат.

Переваги: апаратна близкість із монітором, сканером, проектором, іншими пристроями; велика кольорова гамма, близька до можливостей людського зору; доступність багатьох функцій обробки зображення (фільтрів) у програмах растрової графіки; невеликий (порівняно до моделі CMYK) обсяг, проте ширший спектр кольорів. Недоліки: з береження імовірності помилки відображення кольорів на екрані монітора -- невідповідно до кольорів, отриманих у результаті кольоропроби.

34. Колірна модель CMY. Колірна модель CMYK

Коли необхідно роздрукувати створене на екрані комп'ютера зображення на допомогу приходить субтрактивна система кольору. Прикладом такої колірної моделі є CMY, назва якої відповідає першим буквам трьох основних кольорів: блакитного (Cyan), пурпурного (Magenta), і жовтого (Yellow). Змішавши три основних кольори передбачається одержання чорного кольору, але чистий чорний не виходить, тому у сучасній поліграфії використовують чотирикольоровий друк з чорним кольором - чому буде відповідати колірна модель СМУК, black - чорний (у назві К за останньою літерою). Простір моделі CMY аналогічно простору моделі RGB, але система координат перевернута: 0,0,0 - буде відповідати білому кольору, а 1,1,1 - чорному. У результаті змішування трьох рівних компонентів отримаємо сірий колір.

35. Колірна модель Lab

Модель була створена в 1976 році Міжнародною комісією з освітленості. Це успішна спроба створення апаратно-незалежної моделі кольору. Модель заснована на сприйнятті кольору людським оком. Будь-який колір визначається яскравістю й двома хроматичними компонентами параметрами а й в, що змінюються в різних діапазонах. Перший від зеленого до червоного, другий - від синього до жовтого (рис. 5.6). Яскравість моделі незалежна від спектральних кольорів. Це робить модель зручною для регулювання контрасту, різкості й ін. тонових характеристик зображення. Наприклад, при редагуванні фотографії, можна змінювати яскравісний канал як при роботі з чорно-білою фотографією незалежно від кольору.

Модель Lab є триканальною. Її кольорове охоплення надзвичайно широке і наближене до кольорового охоплення людського ока. Кольорова гама включає кольорові простори всіх інших моделей, використовується в поліграфії. Модель не залежнить від перегляду на моніторі чи при друкуванні. Її також можна використовувати як модель-посередника при будь-якому конвертуванні з моделі в модель.



36. Колірна модель HSB (HSV)

В основу перцепційних моделей закладене роздільне визначення яскравості й кольоровості. Загальним для всіх моделей є те, що колір задається не у вигляді суміші трьох основних кольорів, а визначається шляхом указівки двох компонентів: кольоровості (насиченості, кольорового тону) і яскравості. Модель HSB (Hue - колірний тон, Saturation - насиченість, Brightness - яскравість) чи її аналог HSL представлені в більшості сучасних графічних пакетів. З усіх використовуваних у даний час моделей ця модель найбільш точно відповідає способу сприйняття кольорів людським оком.

Спектральні кольори чи кольорові тони (Hue), що визначаються довжиною світлової хвилі відбиті від непрозорого об'єкта чи які пройшли через прозорий об'єкт, характеризуються положенням на кольоровому колі і визначаються величиною кута в діапазоні від 0 до 360 ?. Ці кольори мають максимальну насиченість (чистоту).

Простір, обумовлений моделлю, можна представити у вигляді шестигранного конуса. Верхня частина конуса відповідає значенню В=1 і кольори виражені з максимальною інтенсивністю. Додаткові кольори розташовані один проти одного, тобто відрізняються на кут Н=180?. Цей кут відраховується від вертикальної осі, причому початок відліку збігається з червоним кольором. Значення S змінюється в діапазоні від 0 на осьовій лінії (вісь В) до 1 на трикутних бічних гранях конуса. Висота конуса складає 1 по координаті В, а вершина конуса може на початку координат де знаходиться чорний колір (В=0). Крапка з координатами В=1, S=0 відповідає білому кольору. Наприклад, чистому червоному кольору відповідають координати Н=0, S=1, В=1.

Колір зі зменшеною насиченістю стає пастельним, бляклим, розмитим, тому змінювати насиченість - це по суті додавання білого кольору.

Зменшення яскравості означає його зачорніння чи додавання чорного кольору.

Будь-який колір виходить зі спектрального шляхом додавання чорного чи білого. Ця модель набагато ближче до традиційного розуміння роботи картографа з кольором. Необхідно спочатку визначити колірний тон, потім насиченість і яскравість.

Недолік цієї моделі є необхідність перетворення її в модель RGB для відображення на екрані монітора чи в іншу модель для одержання поліграфічного відбитка.

37. Колірна модель HSL

HSL (скорочено від англ. Hue, Saturation, Lightness) - колірна модель, з якою часто працюють комп'ютерні художники, яка є найбільш близькою до людського ока. Будь-який колір у цій моделі визначається: кольоровим тоном (англ. hue), тобто кольором -- синім, червоним, жовтим тощо; насиченістю (англ. saturation), або інтенсивністю, тобто частиною чистого кольору, без домішки чорної та білої фарб; яскравістю (англ. lightness), тобто частиною доданої білої фарби.

Практично, те саме, що й HSB (від англ. Hue, Saturation, Brightness). Це аналог попередньої моделі HSB, вона виходить у результаті модифікації HSB моделі: білий колір витягається нагору з площини В=1, щоб утворити верхній шестигранний конус.

38. Галузі використання розповсюджених колірних моделей

Кольоровий друк все частіше використовується як у корпоративному середовищі, так і в малих підприємствах та домашніх офісах. Поява недорогих кольорових струминних принтерів, розрахованих на масовий ринок, відкриває перед величезною кількістю користувачів нові перспективи та, водночас, нові проблеми. До звичайних споживачів зараз не ставляться вимоги наявності вузько спеціальних знань. З одного боку, це стосується суто технічних максимально спрощених питань, з іншого -- стосується роботи у колірному просторі, і, на жаль, у більшості випадків призводить до негативних результатів. Цьому є багато прикладів із сучасної поліграфічної продукції: зовнішньої реклами, сувенірної продукції, поштових листівок, ділової графіки та презентаційних матеріалів.

Основна сфера застосування колірної моделі CMYK -- повноколірний друк, оскільки у разі її використання за допомогою чотирьох фарб можна отримати на папері повноколірне зображення. Це стає можливим завдяки властивості людського ока "усереднювати" колір маленьких і близько розташованих об'єктів. Тому якщо, наприклад, дуже близько або з накладанням нанести на папір пурпурні та жовті крапки, око сприйматиме їх як область червоного кольору. Друкуючи у такий спосіб крапки чотирьох базових кольорів, можна отримати більшість існуючих кольорів. Новітня тенденція у настільному друкуванні -- використання додаткових картриджів Light Cyan і Light Magenta. Це дозволяє отримати значно більшу кількість відтінків. Таким чином, колірних каналів 6 та позначаються вони CMYKLcLm. З'явилась і нова 8-колірна система друку пігментними чорнилами Ultra Chrome Hi-Gloss. Їх світлостійкість 100 років, що значно перевершує аналогічний фотодрук. Колірна модель розширена за рахунок нових фарбників -- синього та червоного. Чорний колір тепер може бути стандартним (для глянсових паперів) та матовим чорним (для матових паперів). Кожна частинка пігменту в чорнилах міститься у полімерній оболонці. При попаданні на поверхню паперу полімер скріплює частинки пігменту між собою та папером, створюючи рівний кольоровий шар.

Перцептивна Модель HSB вільна від цих обох недоліків і більш відповідає людському зоровому сприйняттю. Будь-який колір тут утворюється із спектрального з додаванням білого, сірого і чорного за основними характеристиками кольору -- колірним тоном, тобто спектральним кольором, насиченістю та яскравістю (світлістю), яка визначає ступінь затемнення чорним. Модель HSB, як і RGB -- триканальна. Вона не залежить від обладнання, але в подальшому у процесі роботи кольори все одно перетворюють на модель RGB для показу на екрані монітора або на модель CMYK -- для друку на принтері.

39. Колірні кола

Колірні кола - це зручна модель, яка описує взаємини основних колірних координат в наочній графічній формі. Кожен користувач, що систематично працює з кольором, повинен ясно представляти основні правила поводження з цією моделлю. Вона дозволяє вирішити багато завдань колірного синтезу, її часто використовують як навігатор, що дозволяє упевнено орієнтуватися в колірному просторі і визначати напрям пошуку відтінків в будь-якій колірній моделі.

Розглянемо пристрій колірного круга. У нім на рівній відстані один від одного розміщені аддитивні і субтрактівниє кольори. Пари квітів, розташовані під кутом 180 градусів, називаються компліментарними або додатковими. Такими є зелений і пурпурний, синій і жовтий, блакитний і червоний. Цю назву підкреслює не тільки розташування в крузі, але і суть фізичних процесів. Блакитний колір протилежний червоному, тому що блакитні фарбники поглинають червоний колір і відображають синій і зелений. Блакитний колір - це відсутність червоного.

У різних джерелах приводяться відмінні зображення колірного круга. Ці відмінності не мають принципового значення і не впливають на прогностичні властивості моделі. При необхідності круг можна відновити по наступних простих правилах. Представимо координати систем RGB і CMY крапками на колі, хай кольори однієї моделі отстоят один від одного на 120 градусів. Для завершення побудови досить розташувати кольори R (червоний) і З (блакитний) на одній діагоналі, а решту всіх координат упорядкувати по вартовий або проти годинникової стрілки. Приведемо основні положення колірного синтезу по круговій моделі:

· Додаткові кольори (діаметрально протилежні на колірному крузі) є в деякому розумінні взаємовиключними. Це твердження можна виразити у вигляді наступних залежностей: 100% Cyan = 0 Red, 100% Magenta = 0 Green, 100 % Yellow = 0 Blue.

· Додавання будь-якої фарби колірного круга компенсує додаткову фарбу, як би розбавляє її в результуючому кольорі. Наприклад, щоб змінити колірне співвідношення у бік зелених тонів, слід знизити зміст пурпурного кольору, який є додатковим до зеленого. Підвищення змісту компонентів RGB спричиняє за собою зниження концентрації параметрів CMY і навпаки.

· Кожен субтрактівний (аддитивний) колір знаходиться між двома аддитивними (субтрактівнимі). Складання будь-яких двох квітів RGB дає колір CMY, лежачий між ними. Справедливо і зворотне твердження. Наприклад, змішуючи зелений і синій, отримаємо блакитний, а суміш жовтого і пурпурного утворює червоний. Перерахуємо всі можливі співвідношення такого вигляду: Red + Green = =Yellow, Blue + Green = Cyan, Red + Blue = Magenta, Cyan + Magenta = Blue, Cyan + Yellow = Green, Magenta + Yellow = Red.

· Освітлення або затемнення кольору граничної насиченості спричиняє за собою зниження його насиченості.

40. Проектування за допомогою ЕОМ

Сучасні ЕОМ дозволяють розв'язувати логічні задачі (оптимального управління, розпізнавання зразків, постановки діагнозу і т.д.). Майбутній розвиток техніки пов'язаний з автоматизованим виробництвом, заснованим на широкому використанні ЕОМ.

Автоматизоване проектування являє собою оптимальне проектування шляхом синтезу математичних моделей (рис.3.1). Оптимальне проектування має на увазі пошук найкращого в певному значенні варіанта проекту. Внаслідок автоматизованого проектування створюється ескізний проект виробу, що містить його основні параметри, характеристики, скелетну схему конструкції, математичну модель виробу.

Автоматизоване конструювання здійснює оптимальний синтез конструктивних елементів за допомогою ЕОМ. При конструюванні за основу приймають скелетну схему конструкції, отриману на етапі автоматизованого проектування. Схему доповнюють конструктивною і технологічною розробкою окремих елементів (з'єднувальних і перехідних елементів, ущільнень), визначають розміри, допуски, посадки і т.д.

З автоматизованого конструювання випускається технічна документація, необхідна для технологічної підготовки виробництва. Вона містить креслення, які отримують на креслярських автоматах за розробленими програмами, і технічні умови (умови збирання, контролю). У виробництво передається "машинний образ" конструкції у вигляді пакета програм, що містить необхідну інформацію для виготовлення виробу.

Автоматизована технологія являє собою оптимальну технологію, що здійснюється за допомогою ЕОМ. На цьому етапі розробляють оптимальний технологічний процес (вибирають обладнання, інструмент, оснащення, режими обробки тощо). Створюють програму для верстатів, інформаційних і керуючих систем виробництва.



Література

1. Антонович Є. А., Василишин Я. В., Шпільчак В. А. Російсько-український словник-довідник з інженерної графіки, дизайну та архітектури: Навч. посібник. - Львів: Світ, 2001. - 240 с.

2. Блінова Т.О., Порєв В.М. Компютерна графіка / За ред. В.М. Горєва. - К.: Видавництво "Юніор", 2004. - 456с.

3. Збірник практичних завдань з основ інформатики. Методичні рекомендації. - Черкаси, 2005. - 77с.

4. Основи комп'ютерної графіки: [навч. посіб.] / В.С. Березовський, В.О. Потієнко, І.О. Завадський; за заг. ред. А.М. Гуржія. - К. : BHV, 2009. - 400 с.

5. Шишкін О. В., Боресков А. В. Комп'ютерна графіка. М.: Диалог-МИФИ, 1995. - 288 с.

Размещено на Allbest.ru