Barevné modely

Barevný model RGB neboli červená-zelená-modrá je aditivní způsob míchání barev používaný v barevných monitorech a projektorech (jde o míchání vyzařovaného světla), tudíž nepotřebuje vnější světlo (monitor zobrazuje i v naprosté tmě) na rozdíl např. od CMYK modelu.

Aditivní míchání barev

Jedná se o princip, kdy se při společném maximálním osvitu plochy všemi třemi barvami dosáhne bílé barvy.

Subtraktivní míchání barev

Opakem aditivního míchání barev je subtraktivní míchání barev. Což je způsob míchání barev, kdy se s každou další přidanou barvou ubírá část původního světla. Pokud například skládáme na sebe barevné filtry nebo mícháme pigmentové barvy, mícháme je subtraktivní metodou.

Základní barvy jsou: žlutá, azurová, purpurová.

Smícháním vždy dvou z těchto tří barev vznikne:

  • smícháním žluté a azurové vznikne zelená
  • smícháním žluté a purpurové vznikne červená
  • smícháním purpurové a azurové vznikne modrá

Smícháním všech tří základních barev dostaneme barvu černou. 

Tento princip je použit v tiskárnách. Z důvodu úspory pigmentu (inkoustu, toneru) při tisku tmavých odstínů se navíc používá i samostatný černý pigment (CMYK).

RGBA model

Jedná se o označení červené, zelené, modré a navíc tzv. Alpha kanálu.

Alpha kanál

Alpha kanál je použit pro průhlednost. Je to složka pixelu udávající hodnotu průhlednosti tohoto pixelu. Bitové rozlišení alfa kanálu může být jen 1 bit, potom hovoříme o masce průhlednosti – pixel je buď 100% průhledný nebo neprůhledný. Jednobitová průhlednost může být použita například v obrázku ve formátu GIF. Pro vyšší bitové rozlišení lze již spočíst průhlednost pixelu, nejčastější bitové rozlišení je 8 bitů (model RGBA) a lze definovat 28 (= 256) úrovní průhlednosti pixelu. Nejtypičtějším příkladem bitmapy s průhledností je obrázek použitý jako ukazatel polohy na obrazovce počítače (kurzor). Alfa kanál používá například grafický formát PNG.

CMY a CMYK model

CMYK je barevný model založený na subtraktivním míchání barev. Používá se hlavně u reprodukčních zařízení (tiskáren), která vytvářejí barvy mícháním pigmentů. Model CMY obsahuje jen tři základní barvy - azurovou (Cyan), purpurovou (Magenta) a žlutou (Yellow). Jejich složením by měla vzniknout černá, ale při použití běžných tiskových barev není takto vzniklá černá příliš kvalitní. Proto se používá model CMYK, kde je navíc čtvrtá barva - černá (Key black). Jejím přidáním se navíc snižují náklady na tisk (černý pigment je levnější než barevný).

Všechny barvy vyjádřené v RGB nelze zobrazit v CMYK a naopak. Důvodem jsou rozdílné barevné trojúhelníky (gamuty). Nastává tedy problém s tiskem fotografií, hlavně se ztrátou brilance barev - barvy na monitoru budou vypadat jinak, než barvy na papíře.

HSV a HSB model

HSV (Hue - barevný tón, Saturation - sytost barvy, Value - hodnota jasu), někdy také HSB (Hue, Saturation, Balance) je barevný model odpovídající lidskému intuitivnímu popisu barev.

Tento model se nepoužívá pro ukládání fotografií, ale má dobré uplatnění při jejich editaci. Podle HSV se zadávají barvy, ovládá se saturace a přebarvuje obraz.

HSL model

Model HSL (Hue - barevný tón, Saturation - sytost barev, Lightness - světlost) je velmi podobný HSV. Zavedla jej firma Tektronix a podařilo se jí odstranit některé nedostatky HSV. Sytost leží na vodorovné ose, světlost na svislé ose a barevný tón představuje úhlová hodnota. Tvar modelu odpovídá skutečnosti - schopnost rozlišování barevných odstínů skutečně klesá se ztmavováním a zesvětlováním základní čisté barvy, zvyšování a snižování světlosti barvy skutečně spočívá v přidávání světlého nebo tmavého pigmentu.

YUV model

Model YUV se používá v televizním vysílání v normě PAL a HDTV.

Y označuje jasovou složku a U a V chrominanci - barevnou složku. Vznikl, když bylo potřeba vytvořit způsob přenosu barevného signálu, který by byl kompatibilní s černobílým vysíláním. K stávající jasové složce byla přidána složka barevná. Výhodou YUV je oddělení jasové složky, kterou člověk přesněji vnímá. Pak je možné vyhradit pro chromatickou složku menší šířku přenosového pásma. Barevné složky se používají v rozsahu od −0.5 do +0.5, jasová složka má rozsah od 0 do 1.

Barevný model Stupně šedé

Barevný model Stupně šedé definuje barvu prostřednictvím jediné komponenty, světlosti, které se udává v rozsahu hodnot od 0 do 255. Každá z barev stupňů šedé má stejné hodnoty pro složky červená, zelená a modrá z barevného modelu RGB. Převedením barevné fotografie do stupňů šedé vytvoříte černobílou fotografii.

Barevná schémata

Nejen při návrhu webových stránek, ale čehokoli, kde se používají barvy (počítačové aplikace, návrh interiéru atd.), potřebujeme najít vhodné barevné schéma — tedy sadu barev, které mají produkovat co nejlepší celkový dojem. Ne všechny barvy však mohou koexistovat, některé kombinace působí nepříjemně či rušivě.

V praxi se nejčastěji používají tyto barevná schémata:

  • černobílé
  • monochromatické - používají jednu barvu, ale různé její odstíny
  • analogové barevné schéma - toto schéma tvoří základní barva a její barvy sousední, ideálně hodnoty mezi 15-30°
  • kontrastní barevné schéma - základní barva je doplněna o svůj doplněk (barvu přesně na opačné straně barevného kola).
  • triadické barevné schéma - schéma je tvořeno odstíny rovnoměrně rozmístěnými kolem barevného středu
  • Dvojkontrast - tetráda - schéma je tvořeno dvojicí barev a jejich doplňky. Vychází z tzv. tetrády — tedy čtveřice barev rozmístěných rovnoměrně na čtvrtinách kruhu (po 90°).

Barevná hloubka

Barevná hloubka popisuje počet bitů použitých k popisu určité barvy pixelu v bitmapovém obrázku nebo rámečku videa. Jinak také počet bitů na pixel, zejména je-li uvedeno spolu s počtem použitých pixelů. Větší barevná hloubka zvětšuje škálu různých barev a přirozeně také paměťovou náročnost obrázku či videa.

Používané barevné hloubky

  • 1bitová barva (21 = 2 barvy) - také označováno jako Mono Color (nejpoužívanější je, že bit 0 = černá a bit 1 = bílá)
  • 4bitová barva (24 = 16 barev)
  • 8bitová barva (28 = 256 barev)
  • 15bitová barva (215 = 32 768 barev) také označováno jako Low Color
  • 16bitová barva (216 = 65 536 barev) také označováno jako High Color
  • 24bitová barva (224 = 16 777 216 barev) také označováno jako True Color
  • 32bitová barva (232 = 4 294 967 296 barev) také označováno jako Super True Color (někdy také jako True Color)
  • 48bitová barva (248 = 281 474 976 710 656 = 281,5 biliónů barev) také označováno jako Deep Color

Lidské oko je velmi kvalitní orgán a údajně dokáže od sebe odlišit až čtyři miliardy různých odstínů. Na základě toho jsou už barvy True Color („pravé“ barvy) považovány za vhodné pro kvalitní tisk fotografií v barevných časopisech.

Zápisy barev

Barvy je možné v informatice zapisovat v několika podobách. Většina z těchto způsobů je použitelná i na webových stránkách:

  • jménem v angličtině - např. red. (seznam tzv. pojmenovaných barev se stále rozšiřuje)
  • procentuálním RGB zápisem - např. rgb(100%,0%,0%)
  • desetinným RGB zápisem - např. rgb(255,0,0)
  • desetinným RGBA zápisem - např. rgba(255,0,0,0.3), stejné, jako předešlé, ale doplněné o alfa kanál - průhlednost
  • šestnáctkovým (hexadecimálním) RGB zápisem - např. #FF0000 (tento způsob je nejpoužívanější)
  • zkráceným šestnáctkovým (hexadecimálním) RGB zápisem - např. #F00 (pouze v případě, že se všechny dvojice cifer shodují)
  • HSL zápis - např. hsl(0,100%,50%)
  • HSLA zápis - např. hsla(0,100%,50%,0.8) - stejné jako předešlé, ale doplněné o alfa kanál, tedy průhlednost
  • šestnáctkovým (hexadecimálním) RGBA zápisem - např. #FF00007A (doplněn ještě alfa kanál - průhlednost) - nové

Barevná věrnost a kalibrace

Již víme, že monitory vytvářejí barvy v režimu RGB a tiskárny v režimu CMYK, navíc všechna zařízení jsou nedokonalá. Výsledkem je to, že obrázek na monitoru se liší od snímané předlohy a výtisk na tiskárně bude mít opět trochu jiné barvy.

Zajistit co nejlepší barevnou věrnost můžeme např. kalibrací monitoru a tiskárny. K tomuto účelu slouží např. výtisk kalibračního obrázku, který máme v "papírové" podobě. Dále si stáhneme soubor se stejným obrázkem. Potom se pomocí ovládacích prvků monitoru pokusíme zajistit co nejlepší barevnou shodu. Profesionálové používají přesnou kalibraci pomocí měřicích sond a barevné profily jednotlivých zařízení (tzv. ICC profily).