10. Egy internetes portál fejlesztése során együttműködik a portál arculatát tervező grafikusokkal, Ön fogja meghatározni, hogy milyen formátumban készüljenek el a grafikai megjelenéshez szükséges forrásanyagok. Foglalja össze azokat a színelméleti alapelveket, amelyek a grafikai tervezést és kivitelezést meghatározzák! Multimédia rendszerek alapfogalmai Színelméleti alapok A látható fény, spektrum. A színérzékelés A tárgyak színe. A színek tulajdonsága Szín-koordináta-rendszerek (RGB, CMY, HBS, CIE, YUV). Additív és szubsztraktív színkeverés. A CMYK színmodell. A fizikai eszközök működése színmodell szerint. Színek ábrázolása a monitoron, projektoron Színek megjelenítése a nyomtatón Színelméleti alapok: A látható fény, spektrum. A fény az elektromágneses spektrum része. Ha az összes elektromágneses sugárzást rendezzük frekvencia szerint, megkapjuk az elektromágneses spektrumot, aminek csak egy nagyon kis része esik a látható fény tartományába. (380-780nm-es hullámhossz). Az ez alatti, vagy fölötti hullámhosszú sugárzást az emberi szem már nem látja (legfeljebb érzi, pl infralámpa melegít). A színérzékelés Hogy mik is a színek, azt elsőként Isaac Newton fedezte fel pályája elején, 1666-ban, alig húsz évesen jött rá, hogy a prizma felbontja a fehér fényt a szivárvány színeire. A színes fényeket egy nyalábba gyűjtve megkapta újra a fehéret, ebből arra következtetett, hogy a fehér fény sokféle fény összessége. Mindezek alapján Newton megállapította, hogy a fény színe a hullámhosszától függ. 1
Az emberi szembe érkező elektromágneses sugárzás az úgynevezett receptorok feladata feldolgozni. A receptorok fényérzékelő idegsejtek, három csap alakú receptor nappali fényben működik (piros, zöld, kék), egy pálca alakú pedig sötétben. Ezeknek a receptoroknak a feladata a fény elektromos impulzusokká alakítása. Így képes az agyunk a színeket megkülönböztetni. A szín önmagában nem létezik, csak az agyunkban. Az elektromágneses sugárzás mint fizikai jelenség létezik, mérhető, ezt alakítja át az agyunk színérzetté. A színek digitális leképezése (számszerűsítése) abból indult ki, hogy a fényforrásokból érkező elektromágneses sugárzást elkezdték mérni, és függvényen ábrázolni azok eloszlását hullámhossz-energia szerint A tárgyak színe. A színek tulajdonsága A fényforrások színe elektromágneses sugárzásuk eloszlásfüggvényével írható le (bal oldali függvény). A tárgyak színe is ilyen eloszlás függvénnyel írható le, csak ott már reflektancia eloszlás függvénynek hívjuk ezt, mert a fényforrásról érkező fény pattan le a tárgyakról (jobb oldali függvény) Egy tárgy színét 2 dolog határozza meg: a fényforrás színe (spektrális energiaeloszlás) a tárgy színe (spektrális reflektancia eloszlás) 2
A fényforrásból érkező fény lepattan a tárgyról, eközben a tárgy bizonyos fényeket elnyel, bizonyos fényeket visszaver. Pl.: ha a fényforrás fehér (ez minden színt tartalmaz) akkor a tárgy látható színe csak a tárgyról visszaverődő színektől függ. Szín-koordináta-rendszerek (RGB, CMY, HBS, CIE, YUV). A monitorok, nyomtatók, scannerek, és más digitális képfeldolgozó eszközök számára a színeket számszerűsíteni kell. Egy adott tárgy színe leírható a spektrális reflektancia eloszlás függvényével, azonban ezekkel a függvényekkel nagyon nehéz számolni, dolgozni. Mi már megszoktuk az RGB, CMYK kódokat, de kezdetben egy adott színt nem három darab szám jellemzett, hanem egy (a fent említett) eloszlás függvény. CIE XYZ A CIE egy francia szervezet, (Commission internationale de l'éclairage) erre a célra kidolgozott egy eljárást amivel ezeket a bonyolult eloszlás függvényeket három darab számmá tudta alakítani. Vagyis egy eloszlásfüggvényhez egyértelműen hozzá tudott rendelni három számot ami megadta az adott (mért) színt. Ez volt az XYZ színtér. X: 39 Y: 28 Z: 4 Színtér: minden olyan jelenség amiben egy színt három vagy négy értékkel definiálunk (RGB, HSV, CMYK). A színtérrel vagyunk képesek az EM hullámokat számokkal leírni. Az XYZ a legelső színtér 1931-ben készült el, érdekes módon a formája nem kör, hanem patkóhoz hasonló alakú volt, ha egyben ábrázolták 2D-s vetületében. (mivel az XYZ három koordinátát jelent ezért a valódi XYZ 3D-s) az XYZ színtéren az emberi szem által láthatő összes színt képesek vagyunk ábrázolni. Később látni fogjuk hogy a mulimédiás eszközök (monitor, projektor stb..) ennek csak a töredékét képesek megjeleníteni. 3
CIE LAB Az XYZ színtérrel az volt a legnagyobb probléma hogy a függvényen belül azonos méretű elmozdulás nem feltétlenül jelentett azonos méretű színváltozást. Emiatt 1976- ban létrehozták a LAB színteret, ahol szintén minden színt három értékkel definiáltak, L, A, B. L tengely: fényesség A tengely: zöld-piros B tengely: kék-sárga Ebben a színtérben már minden azonos méretű elmozdulás a téren belül ugyanakkora színváltozást eredményezett. Ez a színtér a referencia, ehhez mérték az összes további színteret. RGB színtér Az RGB a digitális megjelenítő eszközökben használt színrendszer. Additív színkeverésnek is nevezik, mert a három alapszín (piros-zöld-kék) összeadásával tudunk színt keverni ha RGB-t használunk. A digitális eszközök mind ezen az elven alapulnak, tehát ha egy piros, zöld, és kék lámpa intenzitását változtatjuk, így ki tudjuk keverni a kívánt színt (az alapszínek összegzésével). Így működik a monitor is. A monitoron egy darab pixel (Picture Element) három darab subpixelből áll (piros, zöld, kék). A subpixelek intenzitásának változtatásával lehet kikeverni az adott pixel színét. Az RGB színtér eszközfüggő, nem egyértelmű színrendszer, ahhoz hogy eszközfüggetlenné tegyük minden eszköznek rendelkeznie kell egy úgynevezett színprofillal, ami az adott RGB értékekhez LAB értékeket rendel. Az RGB monitorok színprofilja és a nyomtatók színprofilja eltér egymástól, ezért a monitoron lévő színeknek csak egy töredékét vagyunk képesek megjeleníteni nyomtatón 4
CMYK színtér A CMYK a nyomtatók, nyomdai gépek színredszere. Alapvetően csak CMY, azaz cián, bíborvörös, és sárga színekből áll a K betű utólag került bele mivel a nyomtatók sűrűn használják a fekete színt, ezért sokkal gazdaságosabb ha van egy külön fekete színű tintapatron a nyomtatókban, valamint a CMY színeket összekeverve nem állítható elő a tökéletes fekete szín. A CMYK-t kivonó színkeversének nevezik, mert ha minden színt egyenlő arányban vegyítünk az eredmény fekete lesz. Azért ezt használják a nyomtatásban mert ott az alap (papírlap) általában fehér, ezért az arról visszatükröző színeket elnyelni kell. RGB monitor esetében az alap a fekete, ezért ott RGB-t használnak. YUV színtér Az európai és az észak-amerikai televíziók szabványos színrendszere. (PAL, SECAM, NTSC). Y a világosságkód (luminancia) U és V a színkód (krominancia) Sajátossága hogy a világosságkód egy darab különálló kód, a színt pedig a másik kettő adja, így tudták megoldani hogy a fekete-fehér TV-k és a színes tv-k is tudjanak működni ugyanazt a színrendszert használva. (a fekete-fehér TV-k egyszerűen figyelmen kívül hagyták az U, V színkódokat) HSB színtér Hue színárnyalat (0-360) Saturation telítettség (0-100%) Brightness fényesség (0-100%) Az RGB egy transzormációja. Színválasztáshoz sokkal praktikusabb használni mint az RGB vagy egyéb színrendszereket. (Photoshopban is ezt használjuk színválasztáshoz) A színárnyalat 0 és 359 közötti értékben egy színt határoz meg a színkeréken, a telítettség és a fényesség megadása százalékban történik. A telítettség jelentése: mennyire keskeny sávot határoz meg a színkerékből. Nagyobb érték esetén a megadott szín távolabbi szomszédjai is részt vesznek a szín kikeverésében, a szín pasztell, majd szürkés árnyalatú lesz. Minimális érték esetén a szín "tiszta". 5
Színek ábrázolása a monitoron: A TFT monitorok az RGB színskála alapján jelenítik meg a színeket: minden pixel egy zöld, egy vörös és egy kék subpixelből áll, amelyek külön-külön beállított fényereje együttesen határozza meg, hogy szemünk az adott képpontot milyennek látja. A hagyományos monitorok 8 bitet használnak az árnyalatok megkülönböztetésére, egy subpixel 256 árnyalatot vehet fel, egyetlen pixel tehát 256x256x256 állapot képes felvenni. Ez összesen 16 777 216 szín. Ezt a 24 bites (3x8bites) színképzést hívjuk TrueColornak. Hogy az adott pixel milyen technológiával állítja elő a színét, az már a monitor működésétől függ, ez lehet katódsugárcsöves, plazma, tft vagy egyéb technológia is. Színek megjelenítése nyomtatón: Az elv a következő: minden szín kikeverhető a Cyan, Magenta, Yellow, Black (CMYK) színekből oly módon, hogy egymás mellé nyomtatjuk a különböző színű pontokat. Ekkor az emberi szem (kellően távolról nézve) úgy érzékeli, mintha egy negyedik szín lenne. A színes nyomtatásnál fontos tehát a minél kisebb pontok felvitele, ennek következtében a legjobb nyomatot a lézernyomtató biztosítaná. Itt 3+1 festékréteget visznek fel a már ismert eljárással, így nemcsak lassabb, de jóval drágább és költségigényesebb lesz a nyomtató. A színes tintasugaras nyomtatók a legelterjedtebbek. Ezek ára 4-10%-al drágább, mint a fekete változatoké, és nyomtatási képük is elfogadható minőségű. Jellemzők A felbontás a legfontosabb tulajdonsága egy nyomtatónak, amelyet az inchenkénti pontok számával, vagyis dpi-vel mérünk. Általánosan elterjedt a 300x300, illetve a 600x600. Egyes lézernyomtatók képesek 1200-2400 dpi-re is. Sebesség, a percenként nyomtatott oldalak száma, amelyek telitettsége feketében 5-6%, színesben 75-85%. Tűs mátrixnál megadják a karakterek számát másodpercenként (cps) A nyomtató memóriája. Ez a memória tárolja az adatokat, míg a nyomtató ki nem nyomtatja azt. Ez mátrixnál 16-128kB, tintasugarasnál 512kB-4Mb, és lézernél 1-16Mb-ig terjedhet. Ez a nyomat minőségét nem, csak a számítógép nyomtatás alatti gyorsaságát befolyásolja. 6