رنگی را به تنهایی نمی‌توان قرمز‌، آبی و یا سبز نامید‌. بنابراین داشتن سه طول موج رنگی مشخص و استاندارد بدین معنا نیست که سه مؤلفه ثابت RGB به تنهایی می‌توانند تمام رنگ‌های طیف را تولید کنند‌. این نکته مهمی است‌، زیرا در بسیاری از موارد به هنگام استفاده از کلمه اولیه‌، این گمان رفته است که اگر سه رنگ اولیه استاندارد در نسبت‌های مختلف با هم مخلوط شوند‌، می‌توانند تمام رنگ‌های مرئی را تولید نمایند‌. این تعبیر درست نیست مگر این که طول موج هم امکان تغییر داشته باشد ]۱[.
با مخلوط کردن رنگ‌های اولیه می‌توان رنگهای ثانویه بنفش روشن (قرمز به اضافه آبی)‌، آبی فیروزه‌ای (سبز به اضافه آبی) و زرد (قرمز به اضافه سبز) را تولید نمود‌. با مخلوط کردن سه رنگ اولیه با هم و یا یک رنگ ثانویه با رنگ اولیه متضادش‌، البته با شدت‌‌‌های صحیح‌، نور سفید تولید می‌شود این نتیجه در تصویر ۱- ۳ (الف) قابل مشاهده است. این سه رنگ اولیه و ترکیبات آنها را نمایش می‌دهد ]۱[.
شکل ۱-۳- رنگهای اولیه و ثانویه ]۱ .[
تفکیک بین رنگ‌های اولیه نوری و رنگ‌های اولیه مادی۲ مهم است‌. در مورد اخیر رنگ اولیه به عنوان رنگی تعریف می‌شود که رنگ اولیه نوری را جذب یا تفریق می‌کند و دو رنگ دیگر را انعکاس یا عبور می‌دهد‌. بنابراین رنگ‌های اولیه مادی بنفش‌، ابی فیروزه‌ای و زرد بوده و رنگ‌های ثانویه مادی قرمز‌، سبز و ابی هستند‌. این رنگ‌ها در تصویر۱- ۳ (ب) مشاهده می‌شود‌. ترکیب مناسب سه رنگ اولیه مادی‌، یا یک رنگ ثانویه با رنگ اولیه متضادش‌، رنگ سیاه تولید می‌شود ‌]۱٫[
برای تشخیص یک رنگ از سایر رنگها می‌توان از سه پارامتر روشنی۱ اصل رنگ ۲و اشباع ۳استفاده نمود . روشنی‌، بخش رنگی شدت را مجسم می‌کند‌. اصل رنگ صفت مرتبط با طول موج غالب در ترکیب امواج نوری است‌. بنابراین اصل رنگ بیانگر رنگ غالب که بیننده دریافت می‌کند‌، است؛ وقتی شی ‌ای را قرمز‌، نارنجی یا زرد می‌خوانیم‌، در واقع اصل رنگ آن را مشخص می‌کنیم‌. اشباع به خلوص نسبی یا مقدار نور سفید مخلوط با اصل رنگ مربوط می‌شود‌. رنگ‌های طیفی خالص کاملاً اشباع شده هستند‌. رنگ هایی نظیر صورتی (قرمز به اضافه سفید) و بنفش کمرنگ (بنفش به اضافه سفید) کم اشباع‌تر هستند‌. درجه اشباع با نور سفید اضافه شده نسبت معکوس دارد .اصل رنگ و اشباع روی هم‌، رنگینگی نامیده می‌شوند‌. بنابراین هر رنگ را می‌توان با روشنی و رنگینگی آن توصیف نمود‌. مقادیر قرمز‌، سبز و آبی مورد نیاز برای تشکیل یک رنگ خاص‌، مقادیر محرکه سه گانه ۴نامیده می‌شوند و به ترتیب با X‌، Yو Z نشان داده می‌شوند‌. هر رنگ با ضرایب سه گانه رنگینگی آن که به صورت زیر تعریف و مشخص می‌گردد ]۱[.
این سه پارامتر نسبی بوده، در نتیجه، جمع این کسرها باید یک باشد:
بنابراین با توجه به روابط فوق، درجه آزادی بیان یک رنگ برابر با ۲ خواهد بود، یعنی برای هر رنگ کافی است، دو پارامتر x و y را داشته باشیم، پارامتر z را می توان از رابطه z = 1- (x+y) به سادگی به دست آورد ]۱[.
۱-۴- نمودار رنگینگی۵
به نمودارهایی که پارامترهای تشکیل دهنده رنگها در هر مدل رنگی در آن نمایش داده شده است، نمودارهای رنگینگی گفته می شود. یکی از متداولترین این نمودارها، نمودار CIE می باشد. (نمودار ۱- ۱)
محل رنگ‌های گوناگون طیف (از بنفش در ۳۸۰ نانومتر تا قرمز در ۷۸۰ نانومتر) حول مرز زبانه‌ای شکل نمودار رنگینگی نشان داده شده‌اند‌. این‌ها‌ رنگ‌های خالصی هستند که در تصویر ۱ – ۲ دیده می‌شوند‌. هر نقطه که روی مرز نباشد اما درون نمودار باشد‌، بیانگر مخلوطی از رنگ‌های طیف است‌. در نقطه تساوی انرژی‌ها که در نمودار ۱-۱- دیده می‌شود‌، سهم سه رنگ اولیه با هم برابر است‌. این نقطه در استاندارد CIE نمایانگر نور سفید است‌. هر نقطه‌ای که روی مرز نمودار رنگینگی باشد‌، کاملاً اشباع شده خوانده می‌شود‌. هرچه از مرز دورتر شده و به نقطه تساوی انرژی‌ها نزدیک می‌شویم‌، نور سفید بیشتری به رنگ افزوده می‌شود‌. اشباع در نقطه تساوی انرژی‌ها (نور سفید)‌، صفر است‌ ]۳[.
نمودار رنگینگی برای ترکیب رنگ‌ها نیز مفید است‌، زیرا هر پاره خط راست که دو نقطه دلخواه از نمودار را به هم وصل کند‌، تمام رنگ‌های متفاوتی که می‌توان با ترکیب جمعی آن دو رنگ بدست آورد‌، را شامل می‌شود‌. برای مثال خط راستی را که از نقطه قرمز به نقطه سبز کشیده شده است و نمودار ۱- ۱- دیده می‌شود‌، در نظر بگیرید‌. اگر در رنگی نسبت نور قرمز به سبز بیشتر باشد‌، نقطه متناظر با آن رنگ روی پاره خط خواهد بود‌، اما به نقطه قرمز نزدیک‌تر است‌. به طور مشابه‌، خطی که از نقطه تساوی انرژی‌ها به نقطه دلخواهی روی مرز نمودار کشیده شود‌، تمام سایه‌های آن رنگ طیفی خاص را شامل می‌شود ‌]۳٫[
نمودار۱-۱- نمودار رنگینگی
تعمیم این روال به سه رنگ ساده است‌. برای تعیین محدوده رنگ‌هایی که می‌توان از هر سه رنگ معین شده در نمودار رنگینگی‌ بدست اورد‌، کافی است خطوطی بین آن یک نقطه رسم کنیم‌. حاصل یک مثلث است و هر رنگ درون این مثلث را می‌توان با ترکیب جمعی سه رنگ اولیه تولید کرد‌. یک مثلث دلخواه که رئوس آن سه نقطه رنگی ثابت در نمودار ۱ – ۱ باشند‌، نمی‌تواند تمام ناحیه رنگی را بپوشاند‌. مشاهده این موضوع به طور گرافیکی بر این نکته که نمی‌توان تنها با سه رنگ اولیه تمام رنگ‌ها را بدست آورد‌، تایید می‌کند ‌ ]۳ .[
۱-۵- مدل رنگی
برای نمایش تصویر‌ها و رنگ‌ها روی کاغذ و صفحه نمایش یا چاپ رنگ‌ها توسط چاپگر‌ها، مدل‌های رنگی متفاوتی تعریف شده است. مدل رنگی در واقع یک مدل ریاضی برای بیان رنگ براساس اعداد می باشد. معمولاً این سیستم به صورت سه عددی یا چهار عددی می باشد. ارائه مدل رنگی به همراه زاویه و شرایط دید، را فضای رنگی ۱می‌نامند ]۴[.
هدف از یک مدل رنگی تسهیل در بیان یک رنگ بخصوص در وسایل تصویری نظیر نمایشگرها، چاپگرها، اسکنرها و دوربین ها می باشد. در اصل مدل رنگی یک محور مختصات سه بعدی می باشد که البته می‌توان سیستمهای مختصات مختلفی را از آنها نتیجه‌گیری کرد ]۵ .[
شرکتهای مختلف سازنده وسایل تصویری برای خود مدلهای رنگی مناسب را ابداع و استفاده می‌کنند. برای مثال، مدل رنگی RGB برای گرافیک کامپیوتری، نمایشگرهای رنگی و طیف وسیعی از دوربین‌های ویدیویی رنگی،YUV یا YCbCr برای سیستمهای ویدیویی، photoYCC برای سی‌دی‌های تصویری و فضای رنگ CMY برای پرینترهای رنگی، فضای رنگ YIQ برای استاندارد پخش تلویزیون رنگی و … استفاده می‌شوند. می توان توسط الگوریتمهای خاص، یک رنگ از یک مدل به مدل دیگر انتقال داد. برای اینکار از توابع مختلفی که عموما توسط شرکتهای ابداع کننده معرفی شده اند، استفاده می‌شود ]۴[.
۱-۶- مقادیر محرکه سه گانه
چشم انسان دارای سلولهایی است که به عنوان گیرنده نوری برای نورهای ناحیه مرئی با شدت متوسط و زیاد می‌باشد. این گیرنده‌های نوری دارای بیشینه حساسیت در طول موج کوتاه (این طول موج را با S نشان می دهیم که دارای محدوده ۴۴۰ – ۴۲۰ نانومتر می‌باشد)، طول موج متوسط (با M نشان داده که دارای محدوده ۵۳۰ – ۵۴۰ نانومتر است ) و طول موج بلند (L دارای طول موج ۵۶۰ تا ۵۸۰ نانومتر) می‌باشد. بنابراین مطابق شکل زیر، می‌توان سیستم رنگی چشم انسان را حاوی سه مقدار برای سه رنگ اولیه دانست. این سیستم رنگی سه مقداری، تحت نام فضای رنگی CIE 1931 شناخته می‌شود که هر رنگ با مختصات سه بعدی X, Y و Z مشخص می‌شود ]۴[.
اغلب سیستمها و مدلهای رنگی براساس مقدار سه گانه کار می‌کنند. از جمله متداولترین این سیستمهای رنگی می‌توان به CIE XYZ، RGB، CMYK، HSL، HIS و HSV اشاره کرد که کاربردهای گسترده‌ای در سیستمهای رنگی یافته‌اند ]۴[.
۱-۷- اصول مدلهای رنگی
۱-۷-۱- اصول مدل رنگی CIE XYZ
یکی از اولین مدل های رنگی که برای درک بهتر فضاهای رنگی ارائه شد، سیستم رنگی CIE 1931 XYZ بود. این سیستم در سال ۱۹۳۱ توسط کمیته بین المللی روشنایی ایجاد و معرفی گردید ]۴، ۶ .[ این مدل رنگی در پی آزمایشهای زیادی که در دهه ۱۹۲۰ میلادی توسط دیوید رایت ]۴[ و جان گولید ]۷[ به نتیجه رسید. در این سیستم، Y نشان دهنده مقدار روشنایی۱، X و Z نشان دهنده مختصات در طیف رنگی می‌باشد.
در واقع می توان در این سیستم رنگی، X، Y و Z را معیاری از سه رنگ قرمز، سبز و آبی به عنوان رنگهای اولیه دانست. در این سیستم رنگی، دو منبع نوری با پارامترهای رنگی مختلف ممکن است دارای رنگ ظاهری یکسان باشند، این اثر را متامریزم۱ می‌نامند ]۴[. به منظور برطرف کردن این پدیده در سیستم XYZ، یک مشاهده‌گر استاندارد تعریف می‌شود، مشاهده‌گری که در یک زاویه خاص به منبع تابش نگاه می‌کند. معمولاً از زاویه ۲ درجه در نظر گرفته می‌شود. به این سیستم رنگی با مشاهده‌گر استاندارد سیستم رنگی CIE 1931 2o گفته می‌شود. یک سیستم براساس زاویه ۱۰ درجه نیز معرفی شد که امروزه کاربرد چندان زیادی ندارد ]۷، ۴[.
۱-۷-۲- اصول مدل رنگی RGB (Red, Green and Blue)
مدل رنگی RGB یک مدل افزایشی می‌باشد که در آن سه رنگ اولیه قرمز، سبز و آبی با مقادیر مختلف با هم جمع می‌شوند تا رنگهای مختلف ایجاد شود. این سه پارامتر رنگی معادل طول موج‌های ۷۰۰، ۵۴۶ و۴۳۶ نانومتر می‌باشد. در این مدل رنگی، هر کدام از پارامترهای قرمز، سبز و آبی مقادیری از ۰ تا ۲۵۵ به خود می‌گیرد. نتیجه‌گیری اینکه در این مدل رنگی می‌توان به اندازه ۲۵۶ به توان سه عدد رنگ یعنی معادل ۱۶۷۷۷۲۱۶ رنگ را تولید کرد. در این مدل رنگی، رنگ مشکی وقتی به وجود می‌آید که هیچ پارامتر رنگی وجود نداشته باشد، یعنی وقتی که هر سه پارامتر رنگی صفر باشد. اما رنگ سفید وقتی حاصل می شود که مقدار این سه پارامتر ماکسیمم یعنی ۲۵۵ باشد ]۱[.
در نمودار ۱ – ۲ طیف رنگی حاوی سه طول موج معادل این سه پارامتر رنگی مشاهده می‌شود .
نمودار ۱- ۲- طیف رنگی RGB ]1[.
۱-۷-۳- اصول مدل رنگی CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Black)
این مدل رنگی، یک مدل نتیجه شده از مدل رنگی RGB می ‌باشد. در واقع این مدل زیر گروه مدل مذکور می‌باشد. مدل CMYK یک مدل کاهشی (تفریقی) می‌باشد. این مدل عموماً برای ترکیب رنگها روی بستر کاغذ مناسب می‌باشد. بنابراین در سیستمهای چاپگر از این مدل استفاده می‌شود. برخلاف مدل RGB، در این مدل، رنگ سفید وقتی به وجود می‌آید که هر چهار پارامتر رنگی صفر باشند. همچنین رنگ مشکی وقتی حاصل می‌شود که تمام پارامترهای رنگی در مقدار بیشینه خود یعنی ۲۵۵ قرار داشته باشند. در شکل زیر تفاوت دو مدل رنگی RGB و CMYK مشاهده می‌شود ]۴، ۵، ۸[.
شکل ۱-۴- فضای رنگی RGB و CMYK ]5[
شکل۱- ۵- مقایسه سه سیستم XYZ (پهنای اصلی رنگی)، RGB (مثلث با خط پر) و CMYK (شکل خط چین) ]۶[.
مقایسه مدل رنگی RGB وCMYK:
۱- فایل‌های مدل رنگی RGB کوچکتر از مدل CMYK می‌باشد.
۲- محدوده رنگی مدل RGB بزرگتر از مدل CMYK می‌باشد.
۳- برای نمایش مانیتوری از مدل رنگی RGB و برای کار چاپ در انتها مدل آن به CMYK تبدیل می شود.
در یک مقایسه بین این مدل رنگی باید گفت، مدل رنگی RGB دارای پهنای رنگی بیشتری نسبت به CMYK می‌باشد ]۶[.
۱-۷-۴- اصول مدل رنگی HSL، HSI و HSV
دو فضای رنگی که بیشتر در دامنه پردازش تصویر برای پردازش رنگ به کار می‌روند، فضای رنگ HSI و HSV هستند. این دو مدل از مختصات هندسی استوانه‌ای پیروی می کند. (شکل ۱ – ۷ ) پارامتر۱H مشخص کننده نوع رنگ است، این پارامتر برحسب زاویه، در صفر درجه، نشا

  پایان نامه با کلید واژه هایحقوقی، میل، طیب
دسته بندی : No category

دیدگاهتان را بنویسید