Transcript Prezentacja 1 - INF-WLF

Grafika rastrowa i wektorowa
Różnice pomiędzy grafiką
rastrową i wektorową
Monika Majewska-Dziuba
Marcin Czarnota
informatyka +
1
Grafika rastrowa
i wektorowa
Monika Majewska-Dziuba
Marcin Czarnota
2
W jaki sposób komputer zapamiętuje obraz?
Na początku zastanówmy się, w jaki sposób komputer zapamiętuje dowolny
obraz. Weźmy pod uwagę dowolny ręczny rysunek, taki obrazek może być
skomplikowanym obiektem, pełno w nim kresek, linii, fragmentów
wypełnionych kolorem, cieni itd. Jeżeli jednak podzielimy obraz siatką linii
pionowych i poziomych, to każdy kwadracik tej siatki będzie zawierał w miarę
prostą informację – kwadracik będzie zamalowany jakimś kolorem.
3
Współrzędne punktów siatki obrazu
Pamiętamy, że obszar pamięci komputera zostaje zorganizowany jako tablica
dwuwymiarowa. Współrzędne komórki tablicy (i, j) będą odpowiadały
współrzędnym punktów siatki obrazu. Wartościami w tablicy będą kolory.
Przykładowa tablica wyglądałaby następująco:
Tablica [0][0] = „Czerwony”
Tablica [0][1] = „Jasnoczerwony”
…
Tablica [100][100] = „Biały”
Oczywiście mając tablicę powyższych wartości, jesteśmy w stanie odtworzyć
na ekranie oryginalny obraz, a właściwie pewne jego przybliżenie – dzieląc
obraz siatką o skończonej gęstości, popełniamy przecież błąd, chociaż bardzo
mały. Błąd polega na tym, że cały kwadracik z jego złożonością
i różnorodnością detali zastępowany jest przez jeden (uśredniony) kolor.
Ale błąd ten jest mały dopóty, dopóki kwadraciki są odpowiednio małe.
4
Grafika rastrowa
Przedstawiona metoda jest jedną z dwóch podstawowych metod
zapisu obrazów cyfrowych. Obraz dzielony jest siatką złożoną
z małych kwadracików. Kwadraciki te noszą nazwę pikseli.
W zależności od szerokości wysokości obrazu, siatka, ma MxN
pikseli, a liczba wierszy i kolumn siatki nosi nazwę jej
rozdzielczości. Siatka nazywana jest często rastrem, stąd też
nazwa metody – jest to grafika rastrowa.
5
Definicje:
Pikselem nazywamy najmniejszy, niepodzielny punkt
obrazu, który ma przypisany jeden, określony kolor.
Raster to prostokątna siatka złożona z pikseli.
Grafika rastrowa to dział informatyki zajmujący się
przetwarzaniem obrazów rastrowych.
6
Grafika wektorowa
W przypadku prostych, regularnych obrazów możemy
spróbować zapisać obraz w inny sposób. Załóżmy, że jest on
złożony z kilku okręgów i jednego kwadratu, a wszystkie te
obiekty umieszczone są na białym tle. Zamiast zapisywać
informację o każdym pikselu obrazu, wystarczy zapamiętać
matematyczny opis figur geometrycznych. Aby podać
jednoznaczne informacje o okręgu, wystarczy określić, gdzie jest
jego środek, jaką długość ma promień i jakiego koloru jest linia
wyznaczająca obwód okręgu. Podobnie, aby jednoznacznie opisać
kwadrat, wystarczy podać długość jego boku, położenie jednego
z rogów (być może także informację o obrocie kwadratu, jeżeli
jego boki nie są skierowane poziomo i pionowo) oraz kolor
krawędzi. Pomysł ten leży u podstaw grafiki wektorowej.
7
Zastosowania i cechy grafiki rastrowej
Grafika rastrowa służy do przechowywania i obróbki
złożonych, nieregularnych obrazów, takich jak fotografie. Obraz
zapisany w formacie grafiki rastrowej wiernie i dokładnie oddaje
wszystkie szczegóły. Obrazy rastrowe można poddawać złożonej
obróbce, filtrując ja i wzbogacając o efekty.
Niestety są one tylko siatką pikseli. Oznacza to, że powiększenie
obrazu zawsze pociąga za sobą zniekształcenia.
Jak przebiega powiększenie obrazu rastrowego? Algorytmy dzielą
się na dwie grupy – albo piksele są powiększane, albo piksele są
rozsuwane, a przestrzeń pomiędzy nimi wypełniana jest nowymi
pikselami. Niestety obie metody prowadzą do znacznej utraty
jakości. Z uwagi właśnie na utratę jakości nie należy korzystać ze
zbyt dużych powiększeń obrazów rastrowych.
8
Co to jest DPI?
Określając rozdzielczość obrazu cyfrowego, podajemy jego
szerokość i wysokość w pikselach. Dopóki obraz jest
wykorzystywany tylko w komputerze, dopóty jest to informacja
w pełni wystarczająca. Obraz można oczywiście powiększyć,
mając pełną świadomość konsekwencji tego zabiegu. Można go
również wydrukować. Jakość obrazów drukowanych mierzy się
jednak inaczej – wydrukowany obraz nie ma już pikseli jako
takich. Rozdzielczość druku mierzy się liczbą punktów na cal
(ang. inch), a miarę te oznacza się jako DPI (ang. Dots Per Inch).
Jeden cal to 2,54 cm. Zatem, aby przeliczyć rozdzielczość obrazu
w pikselach na DPI, należy znać rozmiar obrazu po wydrukowaniu.
9
Głębia bitowa
Ważnym pojęciem dla obrazów bitowych jest głębia bitowa.
Wielkość ta określa, ile różnych kolorów może mieć piksel.
Dokładniej, głębia bitowa to liczba bitów poświęconych na
zapamiętanie koloru jednego piksela. Jeśli głębia bitowa wynosi 1,
to na jeden piksel poświęcony jest tylko jeden bit, a zatem piksel
może
mieć
tylko
dwie
wartości,
np.
biały
lub czarny. Inne popularne wartości głębi bitowej
to 6 (tzw. tryb High-Color, około 262 tysiące kolorów) oraz
8 (tzw. tryb True Color, około 16 milionów kolorów).
10
ALIASING
Innym problemem obrazów rastrowych jest ich niedokładność, nazywana
potocznie efektem schodków (ang. aliasing).
Linia prosta w grafice rastrowej i jej powiększenie. Linia złożona jest z pikseli.
Obiekty ciągłe – linie proste, krzywe, okręgi – są zamieniane na zbiór pikseli
najlepiej odwzorowujący dany obiekt. Niestety skończona rozdzielczość
rastra powoduje, że nigdy nie będzie to przybliżenie doskonałe. W praktyce,
jeśli rozdzielczość ta jest wystarczająco duża, to obraz zlewa się i nie
widzimy wspomnianych schodków. Niemniej czasem może być to efekt
widoczny i irytujący. Dlatego opracowano algorytmy przeciwdziałające jego
powstawaniu, zwane antyaliasingiem.
11
ANTYALIASING
Metody antyaliasingu wykorzystują zjawisko percepcji wzrokowej
polegające na uśrednieniu szczegółów. Jeżeli pokolorujemy kartkę
papieru w biało-czarną szachownicę, to z odpowiedniej dużej
odległości nie dostrzeżemy już oddzielnych pól białych i czarnych,
lecz cała kartka wyda nam się jednolicie szara. Podobnie, jeżeli
narysujemy linię o grubości wielu pikseli zamiast jednego,
a pikselom znajdującym się dalej od środka linii nadamy coraz
bledszy odcień, to linia wyda nam się gładka.
Warto się o tym przekonać, wykonując ćwiczenie 1:
Przy pomocy wybranego programu graficznego (np. artweaver) narysuj linię metodą
antyaliasingu. Powiększ obraz, na przykład korzystając z przeglądarki obrazów lub
programu Microsoft Paint. Obejrzyj linie. Jakie są grubości? Czy potrafisz wyjaśnić ten
efekt?
12
Zastosowania i cechy grafiki wektorowej
Pliki grafiki wektorowej są z reguły dużo mniejsze niż pliki zawierające
ten sam obraz zapisany rastrowo, ponieważ obiekty są opisane za
pomocą formuł matematycznych, a nie za pomocą tablicy pikseli.
Różnica w objętości może być znaczna – ten sam obraz
przedstawiający rysunek budynku może zajmować w pamięci
komputera
kilkadziesiąt
kB
lub
kilkadziesiąt
MB
w zależności od sposobu prezentacji.
Poza tym obrazy grafiki wektorowej można dowolnie powiększać.
Przykładowo okrąg opisany przez położenie środka i długość
promienia zostanie tak samo dobrze narysowany w powiększeniu 10krotnym, jak i 1000-krotnym. Równie łatwe są transformacje
geometryczne obrazów grafiki wektorowej, na przykład obrót
kwadratu. Nie jest natomiast łatwym zadaniem obrót wielobarwnej
fotografii, czyli obrazu rastrowego. Oczywiście algorytmy takie istnieją
i nie są skomplikowane, ale każdy obrót obrazu rastrowego wiąże się
z utratą jakości.
13
Wektoryzacja obrazów rastrowych
Względnie mały rozmiar plików grafiki wektorowej stanowił
inspirację do opracowania specjalnych algorytmów kodowania
obrazów rastrowych. Obraz rastrowy dzielony jest na niewielkie
bloki, w których wyszukuje się regularne wzorce – kontury,
krawędzie, jednolite obszary itp. Wzorce te opisuje się
za pomocą formuł matematycznych. Dzięki temu obraz rastrowy
zapisywany jest częściowo przy użyciu metod grafiki wektorowej,
co redukuje jego rozmiar. Ta metoda sprawdza się w przypadku
obrazów zawierających dużo regularnych wzorców, które można
opisać wektorowo.
14
Pojęcie koloru
Widzenie kolorów to wyłącznie subiektywne wrażenie
psychiczne powstające w mózgu człowieka (a także części
zwierząt). W fizyce mamy jedynie do czynienia z pewnym
zakresem
promieniowania
elektromagnetycznego, które
do odbiorcy dociera najczęściej w postaci mieszaniny fal
o różnych częstotliwościach. W szczególności – ten sam kolor
obserwator może odczuwać poprzez odbiór wielu różnych
kombinacji ilościowych fal o różnych częstotliwościach,
i odwrotnie: ta sama mieszanina fal może u obserwatora
wywołać odmienne wrażenia kolorystyczne w zależności
od wielu czynników dodatkowych, takich jak np..: rodzaj
oświetlenia czy obecność innych kolorów w polu widzenia.
15
Pojęcie koloru – parametry fizyczne
Lecz kolor przekłada się także na fizyczne parametry, takie jak
długość fali świetlnej i kształt widma. Podobnie jak dźwięk
charakteryzowany jest przez wielkości fizyczne opisujące fale –
częstotliwość i kształt widma.
Te parametry fizyczne fali dźwiękowej postrzegamy jako wysokość
dźwięku i jego barwę (w sensie muzycznym). Nie inaczej jest ze
światłem i kolorem. To, czy kolor jest czerwony czy niebieski,
nasycony czy blady, zależy od długości fali świetlnej i kształtu
widma.
16
Promieniowanie elektromagnetyczne
17
Barwa jako wielkość mierzalna
Konkretną barwę (kolor) można zmierzyć w zastanych
warunkach
za
pomocą
odpowiednich
urządzeń
(np. spektrofotometrem) i przedstawić w postaci liczbowej
umieszczając ją w określonej przestrzeni barw. Żaden pomiar nie
jest jednak w stanie oddać subiektywnego odczucia barwy przez
oko ludzkie.
18
Ciekawostka
W potocznym języku polskim określenie barwa i kolor to synonimy.
W piśmiennictwie specjalistycznym oraz wydawnictwach leksykalnych częściej
stosowany jest termin barwa (funkcjonujący w językach słowiańskich
od XV w., a będący razem ze słowem farba zapożyczeniem niemieckiego Farbe) niż kolor (będący znacznie późniejszym zapożyczeniem
łacińskim). W literaturze poligraficznej zaznacza się tendencja do stosowania
pojęcia barwa (jako pojęcia poprawnego) zamiast kolor, traktując barwę nie
tylko jako wrażenie psychologiczne, ale też jako wielkość mierzalną
o określonych danych liczbowych w przestrzeniach barwnych. Dzięki temu
barwa określa rzeczywistość obiektywną w odróżnieniu od jej zindywidualizowanej, subiektywnej percepcji, a w konsekwencji możliwa jest obiektywna
kontrola barwy, tworzenie norm jakościowych druku wielobarwnego,
zawieranie umów handlowych z uwzględnieniem warunków co do druku
barwy.
Pojęcie kolor odnoszone jest do farb: farbą danego koloru można otrzymać
wydruk o różnej barwie (choćby drukowanie różną grubością farby).
19
Trzy współrzędne koloru
Siatkówka oka ludzkiego zawiera komórki światłoczułe trzech typów – reagują
one na barwę czerwoną, niebieską i zieloną. W zależności od natężenia
poszczególnych długości fal, czyli poszczególnych barw, mózg ludzki postrzega
światło jako określony kolor. Z tą ciekawostką biologiczną wiąże się
stwierdzenie nazywane prawem Grassmana. Mówi ono, że każdą barwę
można przedstawić jako złożenie trzech niezależnych barw. Barwy niezależne
to takie, których nie można otrzymać z innych. Na przykład barwę żółtą
można otrzymać jako złożenie światła o barwie czerwonej i zielonej.
Lecz żadne składanie światła niebieskiego i zielonego nie da światła
czerwonego. Dlatego trójka kolorów czerwony-zielony-żółty nie jest
niezależna, ale już trójka czerwony- zielony-niebieski – tak.
Z prawa Grassmana wynika także, że każdy model kolorów
wykorzystywany w grafice komputerowej musi mieć co najmniej
3 współrzędne. Cyfrowy zapis obrazu będzie zawierać informacje o kolorze
w postaci trójek liczb.
20
Model kolorów RGB
Najpopularniejszym modelem kolorów stosowanym w grafice
komputerowej jest model RGB. Trzy współrzędne określające
kolor w tym modelu to R, G i B – skrót od Red, Green i Blue.
Jest to model najbliższy właściwościom sprzętu elektronicznego.
Otóż dawniej pierwsze kolorowe monitory zawierały elementy
świecące w trzech kolorach – czerwonym, zielonym i niebieskim.
Odpowiednio sterując natężeniem świecenia tych składowych,
uzyskiwano różne kolory. Pierwsze kineskopy zawierały trzy
rodzaje luminoforu, czyli warstwy emitującej światło. Strumień
elektronów, uderzając w luminofor, powodował jego świecenie.
Kolejne generacje monitorów, w tym także nowoczesne matryce
LCD, również konstruowane są z wykorzystaniem zasad trzech
rodzajów elementów emitujących światło.
21
Przykładowe kolory i ich współrzędne RGB
Współrzędne R, G i B zmieniają się zazwyczaj w zakresie od 0 do 255,
ponieważ na każdą składową przypada jeden bajt. Wartość 0 oznacza brak
światła, a 255 to światło o maksymalnej jasności. Kolor odpowiadający
wartościom RGB = (255, 0, 0) to oczywiście czysta czerwień, RGB = (0, 255,
0) to czysty zielony, a RGB = (0, 0, 255) to czysty niebieski.
Przykładowe kolory i ich współrzędne RGB.
22
RGB
Współrzędne RGB tworzą prostokątny układ współrzędnych. Każdy punkt
w tak określonej trójwymiarowej przestrzeni odpowiada jednemu kolorowi.
W środku układu współrzędnych znajduje się kolor czarny o współrzędnych (0,
0, 0). Wszystkie kolory opisane przez model RGB tworzą sześcian o długości
krawędzi równej 255. Przeciwległy wierzchołek sześcianu o współrzędnych
(255, 255, 255) to kolor biały. Na głównej przekątnej, łączącej kolor biały
i czarny, leżą wszystkie odcienie szarości. Jest ich w modelu RGB 255 i są to
wszystkie barwy, w których wartości R, G i B są sobie równe, na przykład (201,
201, 201).
Sześcian RGB.
23
Model kolorów RGB
Model RGB jest bardzo naturalny dla komputera, ponieważ
jak już widzieliśmy, odpowiada sposobowi, w jaki kolory są
zapisywane i wyświetlane na monitorach. Jest to też najczęściej
stosowany model kolorów w grafice komputerowej. Bardzo
często używa się go wprost, na przykład podając wartości
kolorów w kodzie HTML (podaje się wartości szesnastkowe).
W modelu tym zależność pomiędzy kolorem a jego
współrzędnymi nie jest jednak oczywista. Wyobraźmy sobie, że
webmaster chce zmienić kolor tła strony internetowej na
bardziej nasycony. Jaka wartość RGB spełni jego oczekiwania?
To bardzo trudne pytanie. Mówiąc inaczej, nie jest łatwo
przewidzieć, jak zmiany wartości RGB wpłyną na zmiany koloru.
Z tego oraz z innych powodów zdefiniowano także inne modele
kolorów.
24
Inne modele kolorów i ich zastosowania
Składając światło czerwone, zielone i niebieskie (RGB), możemy otrzymać
różne inne kolory światła. Światło padając na kartkę papieru jest częściowo
pochłaniane, a częściowo odbijane. Przypuśćmy, że kartkę oświetlamy światłem
białym. Jak wiemy z fizyki, światło białe zawiera wszystkie kolory wymieszane
razem; możemy się o tym przekonać, przepuszczając je przez pryzmat. Co się
dzieje, gdy taka mieszanka różnych barw, widziana jako światło białe, pada na
kartkę pokrytą, na przykład, niebieską farbą? Wszystkie barwy oprócz
niebieskiej są pochłaniane. Jedynie barwa niebieska, czyli, mówiąc ściśle, światło
o długości fali odpowiadającej barwie niebieskiej, jest odbijana, dociera do oka
obserwatora, który postrzega ją jako niebieską właśnie.
Jak te zjawiska fizyczne odpowiadające za powstanie kolorów wiążą się
z modelami kolorów w grafice komputerowej? Określając kolor na monitorze
komputera podajemy tylko trzy współrzędne, np. RGB, czyli natężenia trzech
świateł, które złożone razem dadzą zadany kolor. Maksymalne natężenia
składowych RGB sumują się, dając światło białe. W druku jest zupełnie inaczej,
dodawanie coraz więcej farb w różnych barwach powoduje, że farba staje się
coraz bardziej ciemna, a w końcu czarna. Nie dodajemy zatem świateł, lecz ich
dopełnienie do czerni.
25
CMY
Podstawowymi współrzędnymi w modelu kolorów najlepiej
nadającym się do opisu procesu druku są więc kolory będące
dopełnieniami współrzędnych w modelu RGB.
Jakie to kolory? Ponieważ R + G + B = MAX, gdzie MAX to
złożenie maksymalnych intensywności R, G i B, czyli najjaśniejsza
biel, zatem dopełnieniem R jest G+B, dopełnieniem G jest R + B,
a dopełnieniem B jest R + G. Kolor G + B to barwa
przypominająca kolor wody morskiej, nazywamy ją cyjanem (ang.
Cyan, oznaczenie C). Kolor R + B to barwa pośrednia między
różem a fioletem, nazywamy ją magentą (ang. Magenta,
oznaczenie M). Natomiast kolor R + G to barwa żółta (ang.
Yellow, oznaczenie Y). Model ten, stosowany do opisu kolorów
w druku, nazywany jest CMY – od nazw współrzędnych.
26
Sześcian CMY
Ponieważ modele RGB i CMY to modele dopełniające, można je zobrazować
graficznie w ten sam sposób. Wszystkie kolory opisywane przez model CMY
to te same kolory, co opisywane przez model RGB. Jest to zatem ten sam
sześcian RGB, tylko widziany od przeciwległego wierzchołka – w modelu CMY
współrzędne (0, 0, 0) to kolor biały, a (255, 255, 255) to kolor czarny, czyli
dokładnie odwrotnie niż w modelu RGB.
Sześcian RGB z zaznaczonymi
współrzędnymi CMY.
27
CMY
Jak przeliczać współrzędne pomiędzy modelami? Większość programów do
grafiki komputerowej robi to automatycznie. Warto jednak wiedzieć, że możemy
przeliczyć te współrzędne sami, korzystając z faktu, że CMY jest dopełnieniem
RGB. A zatem, aby obliczyć wartość współrzędnych RGB, należy odjąć
współrzędne CMY od maksymalnej wartości w obu modelach, czyli od 255.
Wzory na przeliczenie współrzędnych CMY na RGB wygląda następująco:
R = 255 – C
G = 255 – M
B = 255 – Y
Często jednak w praktyce spotykamy nie tyle model CMY, co raczej model
CMYK. W modelu tym dodano jeszcze kolor czarny, oznaczany jako K (ang. Key,
czyli barwa kluczowa). Podyktowane jest to względami czysto praktycznymi –
najczęściej w druku pojawia się właśnie kolor czarny, dlatego obok trzech
pojemników z atramentami w kolorach C, M, Y stosuje się dodatkowo pojemnik
z czarnym atramentem. Dzięki temu nie trzeba zużywać atramentów CMY do
otrzymania koloru czarnego (a pamiętamy, że czarny = C + M + Y). Dodatkowo
również w druku kolorowym można wspomóc się czarnym atramentem,
ponieważ większość barw zawiera szary komponent.
28
Model HSV
W modelu RGB trudno jest odgadnąć, jaki kolor reprezentowany jest przez zadane
współrzędne. Artysta malarz raczej nie użyłby współrzędnych RGB, chcąc określić
potrzebny mu kolor do pomalowania na przykład fasady Zamku Królewskiego.
Malarz zazwyczaj korzysta z palety, która zawiera farbki standardowych barw –
niebieską, czerwoną, żółtą, cyjan, zieloną itd. Oprócz tego posiada farbkę białą
i czarną. Dobierając kolor, miesza farbkę z farbką białą i czarną, dzięki temu
odpowiednio rozmywając i ewentualnie przyciemniając kolory podstawowe.
W ten sposób może otrzymać szeroki zestaw kolorów.
Przykład ten jest fundamentem modelu kolorów HSV, który miał być łatwym
sposobem określenia kolorów w grafice komputerowej. W modelu tym określamy
barwę koloru (ang. Hue, oznaczenie H), czyli czy jest to kolor niebieski, zielony, żółty
itp. Następnie stwierdzamy, jakie jest nasycenie danej barwy (ang. Saturation,
oznaczenie S), tzn. czy jest to barwa czysta, czy może mniej lub bardziej rozmyta.
Nasycenie barwy najlepiej wyobrazić sobie, posługując się przykładem soku
owocowego – ciemny, intensywnie czerwony sok wiśniowy to barwa nasycona. Jeżeli
dolejemy do niego mleka, stanie się coraz bardziej rozmyta, a w końcu szara. Można
powiedzieć obrazowo, że barwa nienasycona to taka, która zawiera dużo mleka, czyli
dużo składowych szarości. Na końcu określamy jasność koloru (ang. Value,
oznaczenie V). Oczywiście jasność zero odpowiada czerni.
29
UWAGA!
Model HSV nazywany jest też często HSL lub HLS, gdzie
współrzędną V zastąpiono oznaczeniem L, czyli Light (światło,
natężenie światła).
Model HSV (HSL) reprezentowany jest przez stożek. Wybór
odcienia odpowiada wyborowi punktu na okręgu będącego
podstawą stożka. Zmiana jasności od bieli do czerni odpowiada
poruszaniu się wzdłuż wysokości stożka, natomiast nasycenie
powiązane jest z odległością od osi stożka. Na tejże osi znajdują
się wszystkie odcienie szarości.
30
Współrzędne HSV a parametry fizyczne fali świetlnej
Trzy współrzędne modelu HSV (ang. Hue, Saturation, Value – barwa,
nasycenie, jasność) łączą się bezpośrednio z fizycznymi parametrami fali
świetlnej. Dominująca długość fali, tzn. taka długość, dla której w widmie
światła występuje maksimum, odpowiada za barwę (H) światła. Widmo może
być wąskie lub szerokie, co decyduje o nasyceniu barwy (S). Jest to dość
intuicyjne – barwa ostra będzie mieć bardziej spiczasty kształt widma. Z kolei
wartość natężenia światła w maksimum decyduje o jasności (V).
Widma dwóch fal świetlnych: obie fale mają
maksimum natężenia dla tej samej długości fali,
czyli ich barwy będą mieć ten sam odcień (H).
Światło o widmie reprezentowanym przez
krzywą czerwoną ma wyższe natężenie
w maksimum, a zatem jego kolor będzie
jaśniejszy (V). Poza tym widmo światła
oznaczonego czerwoną krzywą jest węższe, co
odpowiada barwie bardziej nasyconej (S). Dla
odmiany światło oznaczone krzywą niebieską
jest ciemniejsze i bardziej rozmyte (mniej
nasycone).
31
Model CIE XYZ
W praktyce można spotkać się z jeszcze innymi modelami kolorów. Jednym z nich jest
model CIE XYZ (XYZ to nazwy współrzędnych, z kolei CIE pochodzi od francuskiego
Commission Internationale de l'Eclairage – Międzynarodowa Komisja
Oświetleniowa). Model ten ma na celu najbardziej ogólne opisanie kolorów. Wiemy już,
że model RGB jest opisywany przez sześcian. Okazuje się jednak, że nie wszystkie
kolory występujące w przyrodzie są opisane przez model RGB, tzn. nie wszystkie
znajdują się wewnątrz sześcianu RGB. Dlatego zdefiniowano ogólny model, w którym
podstawowymi współrzędnymi są X, Y i Z – trzy składowe nieodpowiadające wprost
żadnej barwie. Innymi słowy, są to jakieś fale świetlne o zadanym rozkładzie
widmowym, nie należy ich jednak wiązać wprost z kolorami, jak to ma miejsce
w modelu RGB, gdzie pierwsza współrzędna odpowiada barwie czerwonej itd.
Z punktu widzenia użytkownika narzędzi grafiki komputerowej ważne są dwie
informacje. Po pierwsze model XYZ opisuje możliwości odwzorowania kolorów przez
poszczególne urządzenia. Przestrzeń barw opisanych współrzędnymi XYZ będzie inna
dla drukarki atramentowej, dla monitora LCD i dla wyświetlacza telefonu
komórkowego, ponieważ każde z tych urządzeń potrafi wyświetlić inny podzbiór
kolorów. Model ten pozwala więc scharakteryzować możliwości sprzętowe w zakresie
kolorów. Po drugie, współrzędne XYZ można przeliczać na współrzędne RGB
i odwrotnie. Formuły przeliczające współrzędne są zależne od konkretnego urządzenia.
32