Podręcznik Grafika komputerowa i wizualizacja
Rozdział 10. ŚWIATŁO I BARWA W GRAFICE KOMPUTEROWEJ
10.1. Wprowadzenie, pojęcia podstawowe
Światło — promieniowanie elektromagnetyczne rejestrowane przez oko. Zakres promieniowania odpowiadający przedziałowi widma od ok. 380nm (fiolet) do ok. 700nm (czerwień).
Rys.10.1. Promieniowanie widzialne jest częścią promieniowania elektromagnetycznego.
Barwa to wrażenie wzrokowe wywołane w mózgu przez padające na receptory oka promieniowanie.
Atrybuty barwy
- Odcień barwy (ton, walor) to wrażenie związane z konkretną długością fali,
- Nasycenie to „mieszanie” (0 – 100%) barwy czystej z barwą białą,
- Jasność (luminancja) to wrażenie związane z wielkością strumienia świetlnego (umowna skala 0 – 1).
Rys.10.2. Atrybuty barwy.
Aby uniknąć problemów z nazewnictwem, w dyscyplinach takich jak kolorymetria, technika świetlna i grafika komputerowa zaproponowano używanie pojęcia barwa na określenie wrażeń wzrokowych. Powszechnie używane określenie kolor jest kalką językową i prowadziłoby do nieporozumień ( np. w przypadku barw achromatycznych).
Biel, czerń oraz wszystkie barwy występujące między nimi nazywane są barwami achromatycznymi. Są one w pełni nienasycone. Wszystkie pozostałe (o nasyceniu większym od zera) to barwy chromatyczne.
Mieszanie barw
Rys.8.3. Mieszanie barw: a) addytywne, .b) subtraktywne.
Mieszanie
addytywne jest mieszaniem świateł. Mieszaniem promieniowania.
Oznacza to, że
jeśli do oka padają dwa rodzaje promieniowania o różnych odcieniach, to wrażenie
sumaryczne jest wypadkową obu. Przykładem takiego mieszania jest oświetlenie
sceny teatralnej reflektorami z różnymi filtrami.
Wypadkowa mieszania addytywnego dąży do bieli.
Z drugiej strony barwa biała (np. światła słonecznego) zawiera wszystkie składowe barwne. I jest efektem addytywnego mieszania tych wszystkich składowych.
Mieszanie subtraktywne jest mieszaniem farb. Farba jest substancją pochłaniającą składowe promieniowania o określonej długości fali. Np. farba niebieska pochłania wszystkie składowe oprócz niebieskiej. A więc jeśli oświetlimy niebieską powierzchnię światłem białym to odbije ona tylko promieniowanie niebieskie i taką barwę postrzegamy.
Wypadkowa mieszania subtraktywnego dąży do czerni. (Znany z przedszkola eksperyment: co powstanie ze zmieszania wszystkich farb z palety?)
Barwy dopełniające to dwie takie barwy, których mieszanie addytywne daje biel, a subtraktywne czerń.
Terminologia
Kolorymetria jest dyscypliną zajmującą się barwami: definiowaniem i opisywaniem barw oraz ich właściwościami. Istnieją różnice terminologiczne między określeniami potocznymi i określeniami definiowanymi w kolorymetrii.
Percepcja, określenia potoczne Kolorymetria
kolor, odcień barwy dominująca długość fali
nasycenie czystość pobudzenia
jasność
(obiekty odbijające) luminancja
jaskrawość
(obiekty świecące) luminancja