Работа с палитрой Channels (Каналы).

Откройте какое-либо изображение, например, уже знакомый вам документ Dune.tif из папки Samples. В заголовке окна полноцветного изображения указана цветовая модель. Как видите, это документ в модели RGB. Она имеет три канала: Red (красный), Green (зеленый), Blue (синий). Более подробно мы рассмотрим ее чуть ниже. Главная идея заключается в том, что любой цвет в модели RGB можно представить сочетанием трех перечисленных выше компонент.

Для изучения взаимодействий каналов полноцветного изображения удобно отображать их в цвете. Установите флажок Color Channels in Color (Цветовые каналы в цвете) в группе Display&Cursors (Отображение и курсоры) окна Preferences (настройка) меню Edit. Если флажок установлен, то содержимое каналов отображается в соответствующем цвете, при снятом флажке - в оттенках серого. Советую в процессе работы отображать каналы в сером цвете. Если они не являются серыми, то от высокой насыщенности цветов моментально устают глаза. Не то, что работать, смотреть на каналы в изображении будет трудно.

Откройте палитру Channels (Каналы). В палитре представлены цветовые каналы изображения, каждый своим цветом (если поставлен флажок Color Channels in Color). В верхней строке отображается результат совмещения цветовых каналов. Это условность - на самом деле в изображении только три канала. Строка совмещенного канала введена для удобства. Она позволяет переходить от просмотра отдельных каналов к просмотру суммарного изображения и редактировать все три цветовых канала одновременно.

Выбранные для просмотра или редактирования каналы называются активными. Все операции проводятся в активных каналах. В палитре Channels (Каналы) они выделены подсветкой. По умолчанию активным является совмещенный канал, и в палитре выделены все строки цветовых каналов. Редактирование, таким образом, производится для всех цветовых каналов одновременно. Щелкните на имени канала Red. Строки всех остальных каналов станут белыми, а активный канал Red будет подсвечен синим. Изображение в окне документа станет черно-красным. В заголовке окна документа будет указано название активного канала. Щелкните на названии каждого из цветовых каналов и проследите, как меняется изображение в окне.

Снова щелкните на названии совмещенного канала. Теперь активны все каналы изображения. Чтобы сделать несколько каналов активными, следует при выделении мышью последующих каналов держать нажатой клавишу Shift. Попробуйте активизировать одновременно два любых канала. Обратите внимание на указанные в строке каждого канала клавиатурные эквиваленты. Они позволяют быстро выбирать активный канал. Проверьте эти комбинации клавиш в действии. К сожалению, клавиша Shift при выборе каналов с помощью клавиатуры не действует. Пиктограмма "Глаз" определяет режим отображения канала - "видимый/невидимый". Можно любой канал сделать видимым или невидимым. В программе понятия "видимый канал" и "активный канал" не совпадают. Можно переключать только отображение, не меняя активного канала. Щелкните на пиктограмме "Глаз" у строки совмещенного канала. Изображение приобретет обычные цвета, но активным останется только канал Red, и все изменения будут производиться именно с ним.

Щелкните на названии каждого из цветовых каналов. Активность переводится с одного канала на другой, но изображение в окне документа не меняется ведь в любом случае отображается совмещенный канал.

В нижней части палитры (слева направо) располагаются три пиктограммы, которые служат для сохранения выделенной области в новом канале, для создания нового канала и, естественно, для удаления канала. Эти операции применимы только к дополнительным альфа-каналам, которые мы рассмотрели в прошлом уроке.

Можно показывать два цветовых канала одновременно. Для этого щёлкните на пиктограмме "глаз" у канала Green. Пиктограмма исчезнет, канал больше не будет виден в окне документа, соответственно будут видны только два оставшихся канала.

Возникает вопрос: сколько цветов можно отобразить с помощью какой-либо цветовой модели? Ответ на него неоднозначен - разные модели не только по-разному описывают цвета, но и могут представить разное количество цветов, недаром цветовой охват везде разный. Как же сосчитать эти цвета?

На хранение одного канала выделяется 1 байт, то есть 8 бит. Сколько цветов можно представить с помощью этих восьми бит? Число всевозможных комбинаций, а значит, и разных цветов равно 2⁸=256. Единственная знакомая нам на данный момент модель RGB имеет 3 канала. Значит, в ней можно отобразить 256³=(2⁸)³=2²⁴=16,6 млн цветов. На первое время хватит.:) Итак, давайте приступим к более подробному изучению цветовых моделей. Начнем с модели RGB.

Модель RGB.

Модель RGB (Red - Красный, Green - Зеленый, Blue - Синий) описывает излучаемые цвета. Базовыми компонентами модели являются три цвета лучей - красный, зеленый, синий. При восприятии цвета человеком именно они непосредственно воспринимаются глазом. Остальные цвета представляют собой смешение трех базовых в разных соотношениях. Каждая составляющая может изменяться в пределах от 0 до 255, как было рассмотрено в предыдущей главе. Такой способ предоставляет доступ ко всем 16 миллионам цветов. При сложении (смешении) двух лучей основных цветов результат оказывается светлее, чем отдельные составляющие. Цвета этого типа называются аддитивными. Эта модель используется во всех мониторах, проекторах и других устройствах, которые излучают или фильтруют свет, включая телевизоры, кинопроекторы и цветные прожекторы. Web-дизайнер в своей работе ориентируется на такое устройство вывода, как монитор, поэтому мы будем учиться работать в основном с изображениями в модели RGB. Напомню, что она является трехканальной (имеет три составляющие) и 24-битной (цвет одного пиксела представляется 24 битами - по байту на канал).

Цветовое пространство модели удобно представить в виде цветового куба. По осям координат откладываются значения цветовых каналов. Каждый из них может принимать значения от нуля (нет света) до максимального (наибольшая яркость света). Внутренняя часть образовавшегося куба содержит все цвета модели. В начале координат значения каналов равны нулю (черный цвет). В противоположной точке смешиваются максимальные значения каналов, образуя белый цвет. На линии, соединяющей эти точки, располагаются смеси равных значений каналов, образуя серые оттенки от черного до белого - серую шкалу. Три вершины куба дают чистые исходные цвета, остальные три отражают двойные смешения исходных цветов. В обычном RGB-изображении каждый цветовой канал и серая шкала имеют 256 градаций (оттенков).

Изображение, созданное в цветовой модели RGB, может быть сохранено в любом графическом формате, поддерживаемом программой Photoshop, кроме формата GIF.

Недостатком режима RGB является то, что далеко не все цвета, которые могут быть в нем созданы, можно вывести на печать. Избежать потери цветов можно, редактируя изображение в режиме CMYK.

Модели CMY и CMYK.

Модель C M Y описывает отраженные цвета (краски). Они образуются в результате вычитания части спектра падающего света и называются субтрактивными. При смешении двух цветов результат темнее обоих исходных, поскольку каждый из цветов поглощает часть спектра. Иначе говоря, чем больше краски мы положили, тем больше вычли из белого, т.е. тем ниже будет результирующая яркость.

Для начала расшифруем название этой модели. C= Cyan (бирюзовый), M= Magenta (пурпурный), Y= Yellow (желтый). Каналы CMY - это результат вычитания основных цветов модели RGB из белого цвета (то есть цвета маскимальной яркости). Запишем "формулы" получения этих цветов:

· Бирюзовый = Белый - Красный

· Пурпурный = Белый - Зеленый

· Желтый = Белый - Синий

Можно сказать, что модель CMY обратна модели RGB. Посмотрите на рисунок - базовые цвета модели CMY находятся напротив базовых цветов модели RGB. Согласно модели RGB, белый цвет представляет собой сумму трех компонент максимальной яркости, т.е. можно записать:
Белый = Красный + Зеленый + Синий.
После нехитрых математических преобразований получаем следующее представление цветов модели CMY:

· Бирюзовый = Зеленый + Синий

· Пурпурный = Красный + Синий

· Желтый = Красный + Зеленый

Сравните эти формулы с рисунком - все правильно. Желтый цвет лежит между красной и зеленой областями и т.д. Если это рисунок вас не убедил - посмотрите на рисунок модели RGB в предыдущей главе.

Развитием модели CMY является модель CMYK. Она описывает реальный процесс цветной печати на офсетной машине и цветном принтере. Пурпурная, голубая и желтая краски (полиграфическая триада) последовательно наносятся на бумагу в различных пропорциях, и таким способом может быть репродуцирована значительная часть видимого спектра. В области черного и темных цветов наносятся не цветные, а черная краска. Это четвертый базовый компонент, он введен для описания реального процесса печати. Черный компонент сокращается до буквы K (blacK или, по другой версии, Key). CMYK - четырехканальная цветовая модель. Зачем в модель вводится черная краска? Реальные краски содержат примеси, и при смешении дадут не черный, а темно-коричневый цвет. К тому же при печати очень темных и черного цвета было бы необходимо большое количество каждой краски, что ведет к переувлажнению бумаги и неоправданному расходу красок.

Описанные цветовые модели являются аппаратно-зависимыми. При выводе одного и того же изображения на различных устройствах (например, на двух разных мониторах) вы, скорее всего, получите разный результат. То есть цвет зависит как от значений базовых составляющих, так и от параметров устройств: качества и марки данной печатной краски, свойств использованной бумаги, свойств люминофора и других параметров конкретного монитора, принтера или печатного пресса. Кроме того, существование разных моделей описания для излучаемых и отраженных цветов весьма неудобно при компьютерной подготовке цветных изображений. В полиграфический процесс входят системы, работающие как в модели RGB (сканер, монитор), так и в модели CMYK (фотонабор и печатная машина). В процессе работы приходится преобразовывать цвет из одной модели в другую. Поскольку эти модели имеют разный цветовой охват, преобразование часто сопряжено с потерей части оттенков. Поэтому одной из основных задач при работе с цветными изображениями становится достижение предсказуемого цвета. Для этого создана система цветокоррекции (Color Management System, СMS). Это программная система, цель которой, во-первых, достичь одинаковых цветов для всех этапов полиграфического процесса, от сканера до печатного станка, а во-вторых - обеспечить стабильное воспроизведение цвета на всех выводных устройствах (например, на любом мониторе). Пространство этой модели аналогично пространству модели RGB, в которой перемещено начало координат. Смешение максимальных значений всех трех компонентов дает черный цвет. При полном отсутствии краски (нулевые значения составляющих) получится белый цвет (белая бумага). Смешение равных значений трех компонентов даст оттенки серого.

Модель CMYK предназначена специально для описания печатных изображений. Поэтому ее цветовой охват значительно ниже, чем у RGB (ведь она описывает не излучаемые, а отраженные цвета, интенсивность которых всегда меньше). Кроме того, как прикладная модель, CMYK жестко привязана к параметрам печати (краски, тип печатной машины и т. д.), которые очень разнятся для каждого случая. При переводе в CMYK нужно задать массу технологических характеристик - указать, какими конкретно красками и на какой бумаге будет отпечатано изображение, некоторые особенности печатного оборудования и т. д. Для разных заданных значений вид изображения на печати и на экране будет разным. Еще одной особенностью модели является теоретически не обоснованное введение дополнительного черного канала. Он предназначен для исправления недостатков современного печатного оборудования. В темных областях особенно хорошо видны погрешности совмещения, возможно переувлажнение бумаги, кроме того, смесь CMY-красок не дает глубокого черного тона. Все эти "узкие места" можно устранить применением дополнительной черной краски. При переводе в CMYK программа заменяет в темных областях триадные краски на черную. Эта замена производится по разным алгоритмам, в зависимости от состава изображения (черный цвет подчеркивает контуры предметов, визуально усиливая резкость), особенностей печати и других причин. Таким образом, в зависимости от установок перевода вид изображения меняется. Неудачный перевод в CMYK (цветоделение) может привести к серьезным потерям качества. Цветоделение обычно предполагает печать тиража (иначе зачем CMYK), а это, в свою очередь, связано с большими финансовыми вложениями. Поэтому, если вам приходится выполнять подготовку файлов для типографии, необходимо изучить специальную литературу по предпечатной подготовке.

Рассмотрим каналы в CMYK-изображении. Для эксперимента нам потребуется файл photo.jpg из папки graphics этого урока. Как видите, в области заголовка окна также показана модель изображения. Сейчас это RGB. Чтобы перевести изображение в цветовой режим CMYK, выберите в меню Image команду Mode > CMYK. Откройте палитру Channels. Там присутствует пять строк - четыре строки цветовых каналов и одна строка совмещенного канала. Активизация и регулирование видимости каналов производятся точно так же, как для RGB - изображения.

Отключите видимость всех каналов, кроме голубого. Заметьте, что изображение стало много светлее. Каналы CMYK складываются так же, как краски, положенные на бумагу. Практически сейчас перед вами голубая форма для печати файла. Именно таким образом будет распределяться краска на отпечатке. Насыщенность цвета максимальна в голубой и синей областях. Они окрашены насыщенным голубым цветом. Голубой есть также в областях оттенков серого. Это означает, что в CMYK оттенки серого формируются из смеси равного количества всех компонентов модели. Область черного и очень темных оттенков изображается на печати черной краской, поэтому она пока остается белой.

Теперь активизируйте изображение черного канала, не отключая голубой. Вы видите форму, в соответствии с которой будет наноситься черная краска. Отключите видимость черного канала, добавьте к голубому отображение желтого канала. Как видите, смешение красок в модели происходит по гораздо более понятному принципу - при сложении голубой и желтой составляющих получаются оттенки зеленого. Зеленый цвет получили также серые участки, поскольку они состоят из равных количеств каждого из базовых компонентов. Отметьте, что изображение тем темнее, чем больше каналов видно на экране. Сделайте видимым и пурпурный канал. Изображение в средних и светлых тонах уже приобрело нормальный вид. В тенях же остались белые участки - все они будут напечатаны черным, а не смесью трех цветных красок.

Модель Lab.

Для правильного отображения цвета удобно определить стандартную модель, к которой бы приводились цвета на всех этапах процесса. Успешной попыткой создания аппаратно-независимой модели цвета, основанной на человеческом восприятии цвета, является Lab. Любой цвет в Lab определяется яркостью (Lightness) и двумя хроматическими компонентами: параметром a, который изменяется в диапазоне от зеленого до красного, и параметром b, изменяющимся в диапазоне от синего до желтого. Яркость в модели Lab полностью отделена от цвета. Это делает модель Lab удобной для регулировки контраста, резкости и других тоновых характеристик изображения. Модель Lab является трехканальной. Ее цветовой охват чрезвычайно широк и соответствует видимому цветовому охвату для стандартного наблюдателя. Охват Lab включает охваты всех других цветовых моделей, используемых в полиграфическом процессе.

Изображение каждого из цветовых каналов имеет свою яркость. При одинаковой интенсивности глаз человека воспринимает зеленый цвет лучей наиболее ярким, несколько менее ярким - красный, и совсем темным - синий цвет. Подчеркнем, что яркость является характеристикой восприятия, а не самого цвета.

В модели RGB цвет точки и ее яркость связаны между собой. Например, насыщенные синие цвета будут очень темными, а насыщенные желтые-оч ень светлыми. Каждая точка на RGB-изображении воспринимается глазом как более или менее яркая. В образовании этой точки принимают участие все три цветовых канала изображения. Если бы все три цвета воспринимались как одинаково яркие, то каждый вносил бы в суммарную яркость третью часть:

Y = R/3 + G/3+B/3

Именно так рассчитывается яркость в цветовой модели HSB, которую мы рассмотрим далее. Поскольку, как мы уже выяснили, разные базовые цвета имеют разную воспринимаемую яркость, этот расчет не отражает реального положения вещей, поэтому, в частности, модель HSB нельзя считать корректной. Для расчета реальной яркости используется следующая эмпирическая формула, учитывающая вклад каждого цветового канала:

Y= 0.2125R+0.7154G + 0,0721В

Непосредственно наблюдать яркость можно при переводе изображения в полутоновое (Grayscale). Единственный канал такого документа хранит только яркость точек, не учитывая их цвет. В модели CMYK наиболее яркой является белая бумага, на которой ничего не напечатано. Поэтому для компонентов этой модели удобнее использовать параметр, обратный яркости, -нейтральную оптическую плотность краски. Она наибольшая для черного цвета (он самый темный) и убывает в следующем порядке: пурпурный, голубой, желтый. При печати первой наносят краску с наименьшей оптической плотностью, то есть самую светлую. В моделях RGB и CMYK яркость и цвет связаны, то есть при изменении одного параметра изменяется и другой. Это иногда неудобно при проведении коррекции - изменяя яркость изображения, вы зачастую не можете избежать изменения его цветов.

Существует интерсный прием, позволяющий увидеть спектр Lab-цветов.

1. Для этого создайте новое изображение в режиме Lab, заполненное белым цветом. (Если не помните, как это сделать, обратитесь к первому уроку.)
2. Откройте палитру Channels. Она выглядит следующим образом:
3. Затем залейте каналы a и b черно-белым градиентом так, как показано на следующем изображении. Переключитесь в совмещенный канал Lab. Теперь вы видите весь спектр цветов модели Lab максимальной яркости, ведь канал яркости L залит белым цветом.
4. Как объяснить то, что мы увидели? Дело в том, что черный цвет в канале соответствует минимальной яркости составляющей этого канала. Белый цвет соотвтествует максимальной яркости. Значит, в канале a черный цвет соответствует зеленому цвету изображения, белый - красному. Черно-белый градиент отобразит плавный переход зеленого цвета в красный. Хотите это проверить - отключите видимость канала b и посмотрите на изображение. Итак, все цвета, находящиеся в канале a, переходят друг в друга по горизонтали, по вертикали - все цвета канала b. В совмещенном канале они смешиваются во всех возможных сочетаниях - мы получили спектр модели Lab.
5. Попробуем теперь увидеть разницу в отображении цветов в моделях Lab и CMYK. Эта разница довольно велика, т.к. модель Lab обладает максимальным цветовым охватом, а CMYK - минимальным. Создайте дубликат изображения в помощью команды Duplicate меню Image. Чтобы перевести полученное изображение в цветовой режим CMYK, выберите в меню Image команду Mode > CMYK. Цвета стали более темными и тусклыми, хотя в модели Lab была задана максимальная яркость!

Lab - модель, в которой яркость пикселов отделена от их цвета. Эта модель очень непривычна. В отличие от RGB и CMYK, основанных на реальных процессах, Lab представляет собой чисто математическую модель. Ей трудно найти аналогию в реальном мире. Однако эта модель имеет несколько серьезных преимуществ. Во-первых, она основана именно на восприятии человека и ее цветовой охват соответствует человеческому глазу - он включает в себя охваты RGB и CMYK и превышает их. Во-вторых, Lab является аппаратно-независимой моделью. Эти два достоинства сделали Lab стандартом при переводе изображений из одного цветового пространства в другое в процессе их подготовки.

Этим, однако, трудно объяснить, зачем о свойствах Lab знать пользователю. Ведь большинство из нас не волнует, скажем, устройство файлов изображений (хотя это тоже очень важно) - мы просто поручаем файловые операции компьютеру. Однако Lab имеет и сугубо практические области применения. В этой модели легко выполнять многие распространенные операции. В их числе повышение резкости, тоновая коррекция (повышение контраста, исправление погрешности тоновых диапазонов) и удаление цветного шума (в том числе размывка растра и удаление регулярной структуры изображений в формате JPEG). Профессионалы используют это пространство даже для создания сложных масок и кардинальных изменений цветов документа. Поскольку модель имеет огромный цветовой охват, перевод в нее не связан с потерями. Вы можете в любой момент перевести изображение из RGB в Lab и обратно, и при этом его цвета не изменятся.

Определение каналов Lab основано на том, что точка не может быть одновременно черной и белой, одновременно красной и зеленой, одновременно синей и желтой. Первый канал - это канал яркости. Яркость измеряется от самой тёмной (чёрной) до самой яркой (белой). Каналы a и b отображают только цвета. Каждый хроматический канал содержит информацию о двух противоположных цветах (см. первый рисунок главы).

Модель HSB (Цветовой круг).

Многие художники пользуются цветовой моделью HSB. Эта математическая модель очень удобна для подбора оттенков и цветов. Модель HSB основана на модели RGB, но имеет другую систему координат. Любой цвет в модели HSB определяется своим цветовым тоном (оттенком), насыщенностью (то есть процентом добавленной к цвету белой краски) и яркостью (процентом добавленной черной краски). Из перечисленных трех составляющих менее всего понятна насыщенность. Можно определить насыщенность как "живость" цвета. Чем более цвет насыщен, тем дальше он от серого. Белый, черный цвета, все оттенки серого имеют минимальную насыщенность. Посмотрите на изображение. Верхний образец спектра имеет высокую насыщенность, нижний - низкую. При этом оттенок и яркость двух образцов одинаковые.

Трехканальная модель HSB получила название по первым буквам английских слов Hue (Оттенок), Saturation (Насыщенность) и Brightness (Яркость). Модель HSB универсально применяется для цветокорреции - в этом она незаменима. Во всех графических приложениях эта модель присутствует в том или ином виде. Достоинство этой модели состоит в том, что она создавалась не для мониторов или принтеров, а для людей. Ведь человек интуитивно воспринимает цвет, разделяя его на оттенок, насыщенность и яркость.

Модель HSB удобно представлять в виде цветового круга. Значение цвета выбирается как точка на круге (или вектор, выходящий из центра окружности и указывающий на данную точку). Различные оттенки располагаются по окружности, состоящей из 360 градусов. Красный цвет соответствует 0, желтый - 60, зеленый - 120, бирюзовый - 180, синий - 240 и пурпурный - 300 градусам. Точки на самой окружности соответствуют чистым (максимально насыщенным) цветам. Точка в центре соответствует нейтральному цвету минимальной насыщенности (белый, серый, черный - это зависит от яркости). То есть можно сказать, что угол наклона вектора определяет оттенок, длина вектора - насыщенность цвета. Яркость цвета задают на отдельной оси, нижняя точка которой имеет минимальную яркость, а верхняя - максимальную.

Модель HSB имеет довольно широкий цветовой охват. Он не так велик, как у Lab, но больше охвата CMYK. На изображении серым цветом залиты цвета модели HSB, выходящие за границы охвата CMYK.