Dispozitivele de afisare monocrome folosesc în general convertoare digital/anlogic de 8 biti/pixel, generând semnalul video care comanda stralucirea pixelilor pe ecran. Pentru dispozitivele de afisare monocrome numarul nivelelor de gri este în acest caz de maxim 256.
Dispozitivele de afisare în culori folosesc în general un triplet de 8 biti pentu cele trei culori fundamentale, convertorul furnizând trei semnale prin care se controleaza atât stralucirea cât si crominanta imaginii afisate.
Paleta de culori este un tabel cu tripleti R 333j96d GB care specifica culoarea fiecarui pixel afisat.
Modelul RGB se poate reprezenta printr-un cub în 3D, R, G si B fiind colturile fiecarei axe (Figura 5.11.).
Fig. 5.11. Cubul modelului RGB
Negrul (Black) este originea, iar albul (White) este vârful lui opus, scala nivelelor de gri reprezentându-se prin linia Black-White.
Într-o paleta de culori de 8 biti pe culoare, Rosu (Red) este reprezentat prin (255, 0, 0), iar în cubul de culori prin (1, 0, 0).
Tratarea RGB este costisitoare ca timp de calcul si spatiu de memorare, de aceea se pune problema ca tinând cont de caracteristicile perceptiei vizuale umane color bazata pe modelul HSI sa se poata face o conversie într-un nou model. Ca si nou model folosit putem avea modelul YIQ, YUV sau YCbCr (între ele fiind diferente de forma nesemnificative).
În cadrul acestor modele se foloseste semnalul Y ca fiind semnalul de luminanta, fiind de fapt stralucirea pancromatica a unei imagini monocrome care urmeaza sa fie afisata cu ajutorul unui tub monocrom (alb-negru).
Y combina semnalele R, G, B într-o proportie specifica senzitivitatii ochiului uman. Practic Y ne da intensitatea nuantei de gri si se calculeaza prin:
Y = 0.299·R + 0.587·G + 0.114·B
Ecuatia provine de la standardul NTSC care permite pe baza acestei relatii calculul luminantei.
Uneori pentru anumite aplicatii se foloseste o pondere egala pe fiecare componenta si putem avea urmatoarea definitie:
Y = 0.333·R + 0.333·G + 0.333·B
Marimile I si Q (respectiv U si V sau Cb, Cr) sunt componente ale semnalului color si sunt alese pentru compatibilitate cu echipamentele hardware de afisare.
I este în esenta Red - Cyan si e datǎ de relatia:
I = 0.596·R - 0.274·G - 0.322·B
Q este în esenta Magenta - Green si e datǎ de relatia:
Q = 0.211·R - 0.523·G + 0.312·B
U sau Cb corespunde aproximativ lui Green - Magenta fiind definitǎ prin:
Cb = - 0.16874·R - 0.33126·G + 0.5·B
V sau Cr corespunde aproximativ lui Blue - Yellow, fiind definitǎ prin:
Cr = 0.5·R - 0.41869·G - 0.08131·B
Conversia inversa de la YCbCr la RGB este data de relatiile:
R = 1.0 Y + 1.402 Cr
G = 1.0 Y - 0.34414 Cb - 0.71414 Cr
B = 1.0 Y + 1.772 Cb
Modelele RGB, YIQ, YUV sau YCbCr sunt folosite din considerente hardware.
RGB este orientat spre senzorii pentru camerele TV si tuburile video de afisare, iar YIQ, YUV sau YCbCr sunt considerate datorita standardelor de televiziune care le-au impus. Sunt si alte modele de codare mai utile procesarii de imagini care sunt mult mai legate de perceptia vizuala umana.
Modelul CIE (Commision Internationale de l'Eclairage) este cel mai vechi standard pentru diagramele cromatice (Figura 5.12.).
Fig. 5.12. Diagrama cromatica CIE
În aceasta diagrama se definesc:
-culorile vizibile în cadrul conturului extern închis, ele fiind complet saturate pe acest contur extern,
-numerele, precizeaza lungimile de unda în nm,
-triunghiul înscris reprezinta culorile care sunt tipice tuburilor video de afisare care folosesc mixajul RGB.
Spatiul color CMY (Cyan-Magenta-Yellow) este spatiul complementar lui RGB. CMY sunt cunoscute ca fiind culori substractive primare fiind definite pornind de la alb, de unde sunt substrase pentru a obtine culoarea dorita:
C = 1.0 - R R = 1.0 - C
M = 1.0 - G G = 1.0 - M
Y = 1.0 - B si B = 1.0 - Y
caz în care culorile sunt normalizate, ele fiind între 0.0 si 1.0 . Într-un spatiu de 24 de biti color, C = 255 - R, celelalte valori determinându-se în acelasi mod.
Modelul CMYK reprezinta un model folosit în procesul de tiparire si desktop publishing. El provine din modelul CMY la care se adauga negru (Black). Trecerea din CMY în CMYK se face prin:
K= min(C, M, Y)
C = C - K
M = M - K
Y = Y - K
Cum perceptia color umana se poate descrie cu componentele:
nuanta de culoare (Hue),
saturatie (Saturation)
claritatea culorii-luminozitate (Intensity, Lightness, Value), putem avea modelele color HSI, HSV, HSL. Aceste modele sunt foarte apropiate unul de altul trecerea de la un model la altul facându-se relativ usor.
In general pornind de la un pigment pur se adauga alb pentru a obtine o tenta de culoare si negru pentru a obtine o tonalitate.
Spatiul în care sunt plotate aceste 3 valori poate fi afisat ca un con (HSV) sau dublu-con (HSI,HSL) circular sau hexagonal (Figura 5.13.).
Figura 5.13. Reprezenarea bi-conica a spatiului HSI
(Nuanta de Culoare - Saturatie - Intensitate)
În aceasta reprezentare biconica a spatiului HSI, Intensitatea I (Grey) variaza în lungul axei centrale. Distanta dintre axe ne da S (Saturatia) în timp ce directia specifica ne da H (nuanta de culoare).
Trecerea din spatiul RGB în HSI se face pe baza relatiilor:
Daca B este mai mare decat G atunci:
H = 360o - H
Pentru conversia inversa din HSI în RGB, procesul depinde de sectorul în care este H, (Crane, 1997). Modelele HLS si HSV sunt prezentate detaliat în (Russ, 1999) si (Moldoveanu si col., 1996).
|
