КГ_1глава (1024098), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Растровый характер изображения монитора на жидких кристаллах (рис. 1.10) выражен значительно четче, нежели монитора на электронно-лучевой трубке. Четкость отдельных пикселов обуславливает заметный лестничный эффект наклонных линий (рис. 1.11).

Качество печати для матричных принтеров определяется погрешностями ме­ханики и износом красящей ленты. Здесь красящая лента выработала свой ресурс наполовину, поэтому изображение получилось как бы "в градациях серого цвета". Кроме того, полутоновый характер изображение имеет и из-за того, что чернота уменьшается на краях впадин оттиска игл (рис. 1.13). Во­обще говоря, матричные принтеры могут печатать и намного лучше. Даже испытуемый принтер может печатать с разрешением 240x216 dpi. Однако драйвер для Windows позволяет установить только 240x144 dpi, а качество практически не улучшается по сравнению с 120x144 dpi (вероятно из-за из­носа механики).

Лазерные принтеры, как правило, безупречно отрабатывают свое паспортное разрешение. Немаловажным является то, что качество печати стабильно и практически не зависит от качества бумаги. Принтеры данного типа вне кон­куренции (по крайней мере, в настоящее время) по быстродействию и каче­ству черно-белой печати среди других типов принтеров. Более дорогие моде­ли лазерных принтеров обладают в несколько раз большим разрешением, при этом качество печати, как правило, возрастает соответственно паспортному разрешению. Оптического разрешения сканера в 600 dpi (2400 dpi интерпо­ляция) уже не достаточно, чтобы точно отобразить фрагмент растра в мель­чайших деталях (рис. 1.15).

Струйные принтеры достаточно редко соответствуют заявляемой паспортной разрешающей способности. Данная модель, возможно, исключение из обще­го правила. В черно-белом режиме здесь фактически продемонстрирована точность печати на уровне 600 dpi лазерного принтера (рис. 1.17). Многие другие струйные принтеры с рекламируемым разрешением более тысячи dpi работают еще хуже. И это при печати на специальной бумаге.

Достоинством струйных принтеров является то, что это относительно недо­рогое устройство для цветной печати. С приемлемым качеством для фотографии работают струйные фотопринтёры. Технология струйной печати также используется и в достаточно популярных крупноформатных (АЗ-А1) цветных растровых принтерах.

1.3. Цвет

Для изучения способов представления цвета в компьютерных системах вна­чале рассмотрим некоторые общие аспекты.

Цвет — это один из факторов нашего восприятия светового излучения. Све­том и цветом исследователи интересовались давно. Одним из первых вы­дающихся достижений в этой области являются опыты Исаака Ньютона в 1666 г. по разложению белого света на составляющие. Ранее считалось, что белый свет является простейшим. Ньютон опроверг это. Суть опытов Ньюто­на такова. Белый луч света (использовался солнечный свет) направлялся на стеклянную треугольную призму. Пройдя сквозь призму, луч преломлялся и, будучи направленный на экран, давал в результате цветную полосу — спектр. В спектре присутствовали все цвета радуги, плавно переходящие друг в друга. Эти цвета уже не раскладывались на составляющие. Ньютон разбил весь спектр на семь участков, соответствующих ярко выраженным различным цветам. Он считал эти семь цветов основными — красный, оран­жевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Почему именно семь? Некоторые объясняют это убежденностью Ньютона в мистических свойствах семерки [10].

Вторая часть опытов Ньютона такова. Лучи, прошедшие сквозь призму, на­правлялись на вторую призму, с помощью которой удалось вновь получить белый свет. Таким образом, было доказано, что белый цвет является смесью множества различных цветов. Семь основных цветов Ньютон расположил по кругу (рис. 1.18).

Ньютон предположил, что некоторый цвет образуется путем смешивания ос­новных цветов, взятых в определенной пропорции. Если в точках на границе цветового круга, соответствующих основным цветам, расположить грузы, пропорциональные количеству каждого цвета в смеси, то суммарный цвет будет соответствовать точке центра тяжести. Белый цвет соответствует цен­тру цветового круга [15].

Последующие исследования цвета выполняли Томас Юнг, Джемс Максвелл и другие ученые. Исследования человеческого цветовосприятия являлись достаточно важной задачей, но основные усилия были направлены на изуче­ние объективных свойств света. В настоящее время физики полагают, что свет имеет двойственный характер. С одной стороны, свет представляется в виде потока частиц (еще Ньютон выдвинул так называемую корпускулярную теорию). С другой стороны, свету присущи волновые свойства. С помощью волновой теории, выдвинутой Христианом Гюйгенсом в 1678 году, были объяснены многие свойства света, в частности законы отражения и прелом­ления [30].

Рассмотрим цвет с позиций волновых свойств. Одной из волновых характе­ристик света является длина волны — расстояние, которое проходит волна в течение одного периода колебания. Монохроматическим называется излуче­ние, спектр которого состоит из единственной линии, соответствующей единственной длине волны. Радуга, полученная Ньютоном, состоит из бес­численного множества монохроматических излучений (равно как и радуга, наблюдаемая нами после дождя). Достаточно качественным источником мо­нохроматического излучения является лазер — именно поэтому его луч легко сфокусировать. Цвет монохроматического излучения определяется длиной волны. Диапазон длин волн для видимого света простирается от 380—400 нм (фиолетовый) до 700—780 нм (красный). В указанном диапазоне чувстви­тельность человеческого зрения непостоянна. Наибольшая чувствительность наблюдается для длин волн, соответствующих зеленому цвету (рис. 1.19).

Как показал Ньютон, белый цвет можно представить смесью всех цветов ра­дуги. Иными словами, спектр белого является непрерывным и равномер­ным — в нем присутствуют излучения всех длин волн видимого диапазона. Для характеристики цвета используются следующие атрибуты:

• Цветовой тон. Можно определить преобладающей длиной волны в спек­тре излучения. Цветовой тон позволяет отличать один цвет от другого — например, зеленый от красного, желтого и других.

• Яркость. Определяется энергией, интенсивностью светового излучения. Выражает количество воспринимаемого света.

• Насыщенность или чистота тона. Выражается долей присутствия белого цвета. В идеально чистом цвете примесь белого отсутствует. Если, напри­мер, к чистому красному цвету добавить в определенной пропорции бе­лый цвет (у художников это называется разбелом), то получится светлый бледно-красный цвет.

Указанные три атрибута позволяют описать все цвета и оттенки. То, что ат­рибутов именно три, является одним из проявлений трехмерных свойств цве­та. Как мы увидим далее, имеются и другие трехмерные системы описания цвета.

Мы попытались объяснить цвет с помощью длин волн и спектра. Как оказы­вается, это неполное представление о цвете, а вообще говоря, оно неправиль­но. Во-первых, глаз человека — это не спектроскоп. Зрительная система че­ловека, скорее всего, регистрирует не длину волны и спектр, а формирует ощущения иным способом. Во-вторых, без учета особенностей человеческого восприятия невозможно объяснить смешение цветов. Например, белый цвет действительно можно представить равномерным спектром смеси бесконеч­ного множества монохроматических цветов. Однако тот же белый цвет мож­но создать смесью всего двух специально подобранных монохроматических цветов (такие цвета называются взаимно дополнительными). Во всяком слу­чае, человек воспринимает эту смесь как белый цвет. А можно получить бе­лый цвет, смешав три или более монохроматических излучений. Излучения, различные по спектру, но дающие один и тот же цвет, называются метамерными [15].

Необходимо также уточнить, что понимается под цветовым тоном. Рассмот­рим два примера спектра (рис. 1.20).

Анализ спектра, изображенного на рис. 1.20 (а), позволяет утверждать, что излучение имеет светло-зеленый цвет, поскольку четко выделяется одна спектральная линия на фоне равномерного спектра белого. А какой цвет (цветовой тон) соответствует спектру варианта (б)? Здесь нельзя выделить в спектре преобладающую составляющую, поскольку присутствуют красная и зеленая линии одинаковой интенсивности. По законам смешения цветов это может дать оттенок желтого цвета, однако в спектре нет соответствующей линии монохроматического желтого. Поэтому под цветовым тоном следует понимать цвет монохроматического излучения, соответствующего суммар­ному цвету смеси. Впрочем, как именно "соответствующего" — это также требует уточнения.

Наука, которая изучает цвет и его измерения, называется колориметрией. Она описывает общие закономерности цветового восприятия света челове­ком [1, 10, 15].

Одними из основных законов колориметрии являются законы смешивания цветов. Эти законы в наиболее полном виде были сформулированы в 1853 году немецким математиком Германом Гроссманом:

1. Цвет трехмерен — для его описания необходимы три компоненты. Лю­бые четыре цвета находятся в линейной зависимости, хотя существует неограниченное число линейно независимых совокупностей из трех цветов.

Иными словами, для любого заданного цвета (Ц) можно записать такое цве­товое уравнение, выражающее линейную зависимость цветов:

где Ц₁, Ц₂, Ц₃ — некоторые базисные, линейно независимые цвета, коэффи­циенты К₁, К₂ и лез указывают количество соответствующего смешиваемого цвета. Линейная независимость цветов Ц₁, Ц₂, Ц₃ означает, что ни один из них не может быть выражен взвешенной суммой (линейной комбинацией) двух других.

Первый закон можно трактовать и в более широком смысле, а именно, в смысле трехмерности цвета. Необязательно для описания цвета применять смесь других цветов, можно использовать и другие величины — но их обязательно должно быть три.

2. Если в смеси трех цветовых компонент одна меняется непрерывно, в то время, как две другие остаются постоянными, цвет смеси также меняется непрерывно.

Характеристики

Список файлов книги