Farebný model

Farebný model opisuje základné farby a schémy miešania týchto základných farieb do výslednej farby. Farba je v prírode daná zmesou svetla rôznych vlnových dĺžok a rôzne farebné modely sa snažia vytvoriť a reprodukovať farbu čo najvernejšie. V praxi sa používajú modely, u ktorých je zvolený vhodný kompromis medzi presnosťou farebného dojmu a zložitosťou konkrétneho modelu. Niekde sa rozlišuje medzi farebným modelom (color model) a farebným priestorom (color space), keď model znamená matematické vyjadrenie farby tupletom (usporiadanou n-ticou, zvyčajne trojicou) čísiel. Tu nerozlišujeme striktne medzi modelom a priestorom, ktorý ho reprezentuje a zatiaľ obidva pojmy používame ako ekvivalenty.

Farebné modely HSB a HSL

Prvé riešenie problému kódovania farieb, ktoré sa ponúka, je zobrať celý rozsah vlnových dĺžok a rozdeliť ho na niekoľko častí a do pamäte počítača uložiť poradové číslo farby, ktorej prislúcha určitá vlnová dĺžka, ďalej jej sýtosť a jas. Kódovanie farieb takýmto spôsobom využívajú farebné modely HSB (či HSV), HSL. Oba modely uchovávajú informáciu o odtieni (Hue) a sýtosti (Saturation). Odlišujú sa iba v tom, že prvý model používa jas (B - Brightness alebo V - Value) a druhý používa svetlosť (Lightness). V prvom modeli dostaneme čiernu farbu tým, že nastavíme jas na nulu a bielu tak, že jas nastavíme na maximálnu hodnotu (nezávisle od sýtosti). V druhom modeli dosiahneme čiernu, ak je svetlosť aj sýtosť 0 a bielu, ak je svetlosť aj sýtosť maximálna. Hlavným nedostatkom tohto problému je náročnosť vyrobenia svetla so zadanou vlnovou dĺžkou. Našťastie existujú aj iné riešenia problému kódovania farieb. Model je aditívny a je reprezentáciou modelu RGB. Vytvorili ho počítačoví vedci koncom 70. rokov minulého storočia, použitím namiesto kombinácii troch farieb RGB, vlastnosti (odtieň, sýtosť a jas), ktoré sa bežne používajú pri opise farieb.

Farebný model RGB

Farebný model RGB je najčastejšie využívané kódovanie farby bodu obrázka. Empiricky sa zistilo, že takmer všetky farby sa dajú vytvoriť zmiešaním ľubovoľných troch nezávislých farieb (t. j. že pomocou zmiešania dvoch nedostaneme tretiu). Najvýhodnejšie pre výrobu svetelných lúčov (aditívny farebný systém) bolo použitie farieb červená (Red), zelená (Green), modrá (Blue). Aby sme vedeli vytvoriť 1,5 milióna farieb stačí, ak každú z týchto farieb rozdelíme na 115 odtieňov, ktorých zmiešaním v rôznych pomeroch vzniknú všetky farby. Kvôli uchovaniu v pamäti počítača, je však výhodnejšie použiť až 256 odtieňov každej farby (8 bitov), čo nám umožní vytvoriť až 16 777 216 rôznych farieb. Pri takomto kódovaní je každá farba zakódovaná 24 bitmi, čo sú tri pamäťové miesta počítača. Pričom 255 0 0 je sýta červená farba, 0 255 0 je sýta zelená farba, 0 0 255 je sýta modrá farba, 0 0 0 je čierna farba a 255 255 255 je biela farba.

Chromatický diagram  CIE 1931

Aby bolo možné farby merať a vyjadrovať bez ohľadu na subjektivitu ľudského vnímania, bol v roku 1931 vytvorený medzinárodný štandard základných farieb. Jeho súčasťou je tzv. chromatický diagram CIE 1931 (CIE je skratka Medzinárodnej komisie pre osvetlenie - Commission Internationale de l'Éclairage). V štandarde sa predpokladá, že každú farbu je možné definovať váženým súčtom troch primárnych farieb, ktoré sú vyžarované monochromatickými zdrojmi svetla s vlnovými dĺžkami R = 700nm, G =541nm a B = 436nm.

CIE 1976 Luv

Neskôr, v roku 1976 bol definovaný farebný priestor CIE 1976 Luv (Uniform Color Space), v ktorom sú farby rozložené rovnomernejšie ako v priestore z roku 1931. Rovnomernejšie rozloženie znamená, že priestorová vzdialenosť medzi dvojicou farieb v priestore CIE 1976 ešte lepšie zodpovedá subjektívne vnímaným rozdielom intenzity medzi farebnými odtieňmi. Na prevod hodnôt z farebného systému CIE 1931 do CIE 1976 (a naopak) existuje jednoduchá transformácia.