Яркостная и цветовая информация

Как уже отмечалось, излучаемый источником цвет, как правило, представляет со­бой смесь световых волн различной длины (рис. 5.5). Единственным исключе­нием являются так называемые монохроматические источники света, примерами которых могут служить различные типы лазеров и широко распрост­раненные натриевые лампы. Последние излучают свет только одной длины волны в оранжевой области спектра.

Рис. 5.5. Источники света: 1 - в виде смеси длин волн, воспринимаемой как голубой цвет в соответствии с цветом доминирующей длины волны; 2 - монохроматический красный цвет

Длина световых волн выражается в нанометрах (нм), представляющих собой мил­лиардные доли метра (10^-9). Наш глаз может воспринимать электромагнитные волны с длинами в диапазоне от 400 до 700 нм, что составляет ничтожно малую часть всего спектра электромагнитных волн (от 10⁴ до 10^{-14 м).}

В действительности человеческий глаз может воспринимать цвет в более широ­ком диапазоне длин волн — от 380 до 780 нм. Однако воздействие, оказываемое светом за пределами диапазона 400-700 нм, пренебрежимо мало.

Как уже отмечалось, энергия, переносимая электромагнитной волной, связана с длиной волны обратно пропорциональной зависимостью. Поэтому фиолетовая область видимого спектра, являясь коротковолновой, обладает более высокой энер­гией по сравнению с красной областью спектра.

С физической точки зрения свет можно охарактеризовать двумя параметрами: энергией (интенсивностью) и длиной волны. Однако в теории цвета, живописи, телевидении и компьютерной графике наибольшее распространение получили два производных от них параметра: яркость и цветность.

Яркость (или интенсивность) пропорциональна сумме энергий всех составля­ющих цветового спектра света.

Цветность, наоборот, связана с доминирующими длинами волн в этом спектре, Ахроматические цвета, то есть белые, серые и черные, характеризуются только яркостью. Это проявляется в том, что одни цвета темнее, а другие светлее. В отли­чие от них хроматические цвета для своего описания требуют задания и яркости, и цветности.

Распространенность указанных параметров обусловлена физиологическими особенностями нашего зрения, связанными с наличием в сетчатке глаза уже упоми­навшихся ранее двух типов нервных клеток: палочек, реагирующих на яркостную составляющую света, и колбочек, воспринимающих цветовую информацию.

Яркость является количественной характеристикой цвета. С ее помощью мы мо­жем сравнивать интенсивность излучения различных источников между собой. В отличие от нее цветность имеет качественный характер. Поэтому для того, что­бы сравнить два цвета по цветности, желательно было бы отделить их от яркости. Практически это невозможно, но теоретически вполне доступно с помощью имею­щейся всех графических пакетах цветовой модели Lab. Присутствующие в ней абстрактные цветовые компоненты (собственно цветности) а и b обладают нуле­вой яркостью, а канал L содержит только яркостную информацию.