Světlo a barvy v počítačové grafice Počítačová grafika Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. Palacký University, Olomouc
EM spektrum λ = c f, E = h f c... rychlost světla (300000 km/h) h... Planckova konstanta (6.6252 10 34 J*s) Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 1 / 38
Viditelné světlo 380nm fialová 760nm červená Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 2 / 38
Gamma záření Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 3 / 38
X záření Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 4 / 38
Ultrafialové Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 5 / 38
Infračervené Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 6 / 38
Mikrovlny Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 7 / 38
Radiové vlny Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 8 / 38
Světlo Jas intensity Sytost saturation Světlost brightness Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 9 / 38
Lidské oko Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 10 / 38
Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 11 / 38
Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 12 / 38
Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 13 / 38
Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 14 / 38
Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 15 / 38
Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 16 / 38
Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 17 / 38
Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 18 / 38
RGB Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 19 / 38
RGB I = 0.299R + 0.587G + 0.114B Matlab: I = rgb2gray(a) I = 1 3 R + 1 3 G + 1 3 B Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 20 / 38
CMY Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 21 / 38
RGB a CMY RGB CMY c 1 r m = 1 g y 1 b Icmy = 1 - Irgb Icmy = imcomplement(irgb) CMY RGB r 1 c g = 1 m b 1 y Irgb = 1 - Icmy Irgb = imcomplement(icmy) Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 22 / 38
HSV Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 23 / 38
HSV a HSL Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 24 / 38
RGB HSV r, g, b... jednotlivé barevné složky max = max(r, g, b) min = min(r, g, b) undef if max = min max min + 0o if max = r and g b h = 60 o g b max min + 360o if max = r and g < b 60 o b r max min + 120o if max = g 60 o r g max min + 240o if max = b { 0 if max = 0 s = else v = max 60 o g b max min max Ihsv = rgb2hsv(irgb) Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 25 / 38
RGB HLS r, g, b... jednotlivé barevné složky max = max(r, g, b) min = min(r, g, b) l = 1 2 (max + min) 0 if I = 0or max = min max min s = max+min if 0 < l 1 2 max min 2 (max+min) if l > 1 2 Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 26 / 38
HSV RGB h i = h 60 mod 6 f = h 60 h i p = v (1 s) q = v (1 f s) t = v (1 (1 f) s) (v, t, p) if h i = 0 (q, v, p) if h i = 1 (p, v, t) if h i = 2 (r, g, b) = (p, q, v) if h i = 3 (t, p, v) if h i = 4 (v, p, q) if h i = 5 Irgb = hsv2rgb(ihsv) Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 27 / 38
RGB a YUV y 0.299 0.587 0.114 r u = 0.141 0.289 0.437 g v 0.615 0.515 0.1 b Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 28 / 38
RGB a YCbCr RGB YCbCr y 0.299 0.587 0.114 r Cb = 0.1687 0.3313 0.5 g Cr 0.5 0.4187 0.0813 b Iycbcr = rgb2ycbcr(irgb) YCbCr RGB Irgb = ycbcr2rgb(iycbcr) Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 29 / 38
CIE 1931 R = 700nm G = 541.1nm B = 435.8nm monochromatická barva C = r R + g G + b B barevné srovnávací funkce r(λ), g(λ), b(λ) monochromatická barva o vlnové délce λ C(λ) = r(λ) + g(λ) + b(λ) souřadnice obecné barvy spektrální rozložení p(λ) r = λ p(λ) r(λ)dλ g = λ p(λ) g(λ)dλ b = λ p(λ) b(λ)dλ Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 30 / 38
CIE Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 31 / 38
CIE 1931 xyy souřadnice barvy spektrální rozložení p(λ) x = λ p(λ) x(λ)dλ y = λ p(λ) y(λ)dλ z = λ p(λ) z(λ)dλ normalizovaný tvar x = x x+y+z y = y x+y+z z = z x+y+z jelikož x + y + z = 1 stačí 2 souřadnice doplněné o jasovou hodnotu Y Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 32 / 38
Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 33 / 38
CIE sytost barvy relativní vzdálenost C 1 od standardního bílého světla C cca 25% dominantní vlnová délka pro bod C 1 je bod C 2 doplňkové barvy C a a C b Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 34 / 38
CIE Barevné rozsahy color gamut konvexní množiny Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 35 / 38
CIE Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 36 / 38
CIE 1976 - Luv Převod CIE 1931 CIE 1976 u = 2x 6y x+1.5 v = 4.5y 6y x+1.5 Převod CIE 1976 CIE 1931 x = y = 27u 4 (4.5u 12v+9) 3v 4.5u 12v+9 Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 37 / 38
CIE L*a*b Mgr. Markéta Trnečková, Ph.D. (UPOL) Světlo a barvy v počítačové grafice 38 / 38