Farbe in der Computergrafik. Verwendung von Farbe in der Computergrafik. Prinzipien der Farbbildung in der Computergrafik

Farbeäußerst wichtig in Computergrafik als Mittel zur Verbesserung des visuellen Eindrucks und zur Erhöhung des Informationsgehalts des Bildes. Die Farbwahrnehmung wird vom menschlichen Gehirn als Ergebnis der Analyse gebildet Lichtstrom, die durch emittierende oder reflektierende Objekte auf die Netzhaut des Auges fallen. Es wird angenommen, dass Farbrezeptoren (Zapfen) in drei Gruppen eingeteilt werden, von denen jede nur eine einzige Farbe wahrnimmt – Rot, Grün oder Blau. Störungen in der Arbeit einer der Gruppen führen zu diesem Phänomen Farbenblindheit - verzerrte Farbwahrnehmung.

Der Lichtstrom wird durch Strahlung gebildet, die eine Kombination aus drei „reinen“ Spektralfarben ist (rot, grün, blau - KZS) und ihre Derivate (in der englischen Literatur wird die Abkürzung RGB verwendet – Red, Green, Blue) . Es ist typisch für emittierende Objekte additive Farbwiedergabe (Lichtemissionen werden summiert), bei reflektierenden Objekten - subtraktive Farbwiedergabe (Lichtemissionen werden subtrahiert) . Ein Beispiel für ein Objekt des ersten Typs ist Kathodenstrahlröhre Monitor, der zweite Typ ist ein gedruckter Ausdruck.

Die physikalischen Eigenschaften des Lichtstroms werden durch die Parameter bestimmt Leistung, Helligkeit Und Erleuchtung .

Die visuellen Parameter der Farbempfindung werden charakterisiert durch Helligkeit, also die Unterscheidbarkeit von Bereichen, die Licht mehr oder weniger stark reflektieren. Der minimale Unterschied zwischen der Helligkeit von Objekten, die durch Helligkeit unterscheidbar sind, wird als bezeichnet Schwelle. Der Schwellenwert ist proportional zum Logarithmus des Helligkeitsverhältnisses. Die Reihenfolge der optischen Eigenschaften eines Objekts (in aufsteigender oder absteigender Reihenfolge angeordnet), ausgedrückt in optischen Dichten oder Logarithmen der Helligkeit, ist Gradation und ist ein unverzichtbares Werkzeug für die Bildanalyse und -verarbeitung.

Für eine genaue Farbwiedergabe von Bildern auf einem Monitorbildschirm ist das Konzept Farbtemperatur . In der klassischen Physik wird davon ausgegangen, dass jeder Körper eine andere Temperatur hat 0 Grad auf der Kelvin-Skala, sendet Strahlung aus. Mit steigender Temperatur verschiebt sich das Strahlungsspektrum vom Infrarot- in den Ultraviolettbereich und durchläuft den optischen Bereich.

Für einen idealen schwarzen Körper lässt sich der Zusammenhang zwischen der Strahlungswellenlänge und der Körpertemperatur leicht ermitteln. Basierend auf diesem Gesetz wurde beispielsweise die Temperatur der Sonne aus der Ferne berechnet - ca. 6500 K. Für eine korrekte Farbwiedergabe ist das umgekehrte Problem typisch. Das heißt, ein Monitor mit einer auf 6500 K eingestellten Farbtemperatur sollte das Strahlungsspektrum eines idealen, auf den gleichen Grad erhitzten schwarzen Körpers möglichst genau wiedergeben. Daher werden Standardfarbtemperaturen als universeller Standard verwendet, um eine konsistente Farbwiedergabe über verschiedene emittierende Geräte hinweg sicherzustellen.

In der Praxis wird das menschliche Sehvermögen kontinuierlich an das Spektrum angepasst, das für die Farbtemperatur der Strahlungsquelle charakteristisch ist. Beispielsweise beträgt die Farbtemperatur draußen an einem hellen, sonnigen Tag etwa 7000 K. Wenn Sie einen Raum betreten, der nur von Glühlampen von der Straße beleuchtet wird (Farbtemperatur etwa 2800 K), erscheint das Licht der Lampen zunächst gelb. Weiße Liste Außerdem nimmt das Papier einen Gelbstich an. Dann passt sich das Sehvermögen dem neuen GLC-Verhältnis an, das für eine Farbtemperatur von 2800 K charakteristisch ist; das Licht der Lampe und des Blattes Papier wird als weiß wahrgenommen.

Sättigung Farbe gibt an, wie unterschiedlich eine bestimmte Farbe von monochromatischer („reiner“) Strahlung desselben Farbtons ist. In der Computergrafik wird die Farbsättigung der Spektralstrahlung als Einheit betrachtet.

Unbunte Farben (Weiß, Grau, Schwarz) zeichnet sich nur durch Leichtigkeit aus. Chromatische Farben verfügen über Parameter für Sättigung, Helligkeit und Farbton.

Farbe in der Computergrafik

Farbe ist sowohl für die Physik als auch für die Physiologie ein äußerst komplexes Problem, da sie sowohl psychophysiologischer als auch physikalischer Natur ist. Die Wahrnehmung von Farbe hängt von den physikalischen Eigenschaften des Lichts, also der elektromagnetischen Energie, von seiner Wechselwirkung mit physikalischen Substanzen sowie von deren Interpretation durch das menschliche visuelle System ab. Mit anderen Worten: Die Farbe eines Objekts hängt nicht nur vom Objekt selbst ab, sondern auch von der Lichtquelle, die das Objekt beleuchtet, und vom menschlichen Sehsystem. Darüber hinaus reflektieren einige Gegenstände Licht (Karton, Papier), während andere es durchlassen (Glas, Wasser). Wird eine Oberfläche, die nur blaues Licht reflektiert, mit rotem Licht beleuchtet, erscheint sie schwarz. Wenn eine grüne Lichtquelle durch Glas betrachtet wird, das nur rotes Licht durchlässt, erscheint sie ebenfalls schwarz.

Am einfachsten ist die achromatische Farbe, also die Art, die wir auf einem Schwarz-Weiß-Fernsehbildschirm sehen. In diesem Fall erscheinen Objekte, die mehr als 80 % des Lichts einer weißen Quelle achromatisch reflektieren, weiß und weniger als 3 % schwarz. Zwischenwerte erzeugen unterschiedliche Grautöne. Das einzige Merkmal einer solchen Farbe ist Intensität oder Quantität. Die Intensität kann einem Skalarwert zugeordnet werden, der Schwarz als 0 und Weiß als 1 definiert. Dann entspricht der Wert 0,5 der durchschnittlichen Graufarbe.

Wenn das wahrgenommene Licht Wellenlängen in beliebig ungleicher Menge enthält, spricht man von chromatischem Licht. Bei der subjektiven Beschreibung einer solchen Farbe werden üblicherweise drei Werte verwendet: Farbton, Sättigung und Helligkeit. Mit dem Farbton können Sie Farben wie Rot, Grün, Gelb usw. unterscheiden. Die Sättigung charakterisiert die Reinheit, d. h. den Grad, in dem eine bestimmte Farbe durch weißes Licht abgeschwächt (verdünnt) wird, und ermöglicht es Ihnen, Rosa von Rot und Smaragd von zu unterscheiden B. helles Grün usw. Mit anderen Worten: Die Sättigung beurteilt, wie weich oder hart eine Farbe erscheint. Helligkeit spiegelt die Idee der Intensität als einem von Farbton und Sättigung unabhängigen Faktor wider.

Normalerweise gibt es keine reinen monochromatischen Farben, sondern Mischungen daraus. Die Dreikomponententheorie des Lichts basiert auf der Annahme, dass es im zentralen Teil der Netzhaut drei Arten farbempfindlicher Zapfen gibt. Der erste nimmt Grün wahr, der zweite Rot und der Dritte Blau. Die relative Empfindlichkeit des Auges ist für Grün maximal und für Blau minimal. Werden alle drei Zapfenarten der gleichen energetischen Helligkeit ausgesetzt, erscheint das Licht weiß. Gefühl Weiß kann durch Mischen dreier beliebiger Farben erhalten werden, solange keine davon eine Linearkombination der anderen beiden ist. Diese Farben werden Primärfarben genannt.

Das menschliche Auge ist in der Lage, etwa 350.000 verschiedene Farben zu unterscheiden. Diese Zahl wurde als Ergebnis zahlreicher Experimente ermittelt. Ungefähr 128 Farbtöne sind deutlich sichtbar. Wenn sich nur die Sättigung ändert, ist das visuelle System nicht mehr in der Lage, so viele Farben zu unterscheiden: Wir können zwischen 16 (für Gelb) und 23 (für Rot und Violett) solcher Farben unterscheiden. Die experimentellen Ergebnisse sind in den Grassmannschen Gesetzen zusammengefasst:

• Das Auge reagiert auf drei verschiedene Reize, was die dreidimensionale Natur der Farbe bestätigt. Als Reize kommen beispielsweise die dominante Wellenlänge (Farbhintergrund), Reinheit (Sättigung) und Helligkeit (Helligkeit) oder die Farben Rot, Grün und Blau in Betracht.
• Die vier Farben sind immer linear abhängig, also cC = rR + gG + bB, wobei c, r, g, b ungleich 0 sind. Daher gilt für eine Mischung zweier Farben die Gleichheit (cC)1 + (cC)2 = ( rR)1 + (rR)2 + (gG)1 + (gG)2 + (bB)1 + (lbB)2. Wenn Farbe C1 gleich Farbe C und Farbe C2 gleich Farbe C ist, dann ist Farbe C1 gleich Farbe C2, unabhängig von der Struktur der Energiespektren c, C1, C2.
• Wenn sich in einer Mischung aus drei Farben eine kontinuierlich ändert, während die anderen konstant bleiben, ändert sich die Farbe der Mischung kontinuierlich, d. h. der dreidimensionale Farbraum ist kontinuierlich.

In der Computergrafik werden zwei Systeme zum Mischen von Primärfarben verwendet: additiv – Rot, Grün, Blau (RGB) und subtraktiv – Cyan, Magenta, Gelb (CMY). Die Farben eines Systems sind komplementär zu den Farben eines anderen: Cyan steht für Rot, Magenta steht für Grün und Gelb steht für Blau. Eine Komplementärfarbe ist der Unterschied zwischen Weiß und einer bestimmten Farbe.

Das subtraktive Farbsystem CMY wird für reflektierende Oberflächen wie Druckfarben, Folien und nicht leuchtende Bildschirme verwendet.

Das additive RGB-Farbsystem eignet sich für leuchtende Oberflächen wie CRT-Bildschirme oder Farblampen.

Basierend auf Materialien aus dem Buch von Y. Tikhomirov „Programming 3D Graphics“

Farbe in der Computergrafik.

Bei der Arbeit mit Farbe werden die folgenden Konzepte verwendet: Farbtiefe (auch Farbauflösung genannt) und Farbmodell.
Zur Kodierung der Farbe eines Bildpixels kann eine unterschiedliche Anzahl von Bits zugewiesen werden. Dadurch wird bestimmt, wie viele Farben gleichzeitig auf dem Bildschirm dargestellt werden können. Je länger der binäre Farbcode ist, desto mehr Farben können im Design verwendet werden. Farbtiefe ist die Anzahl der Bits, die zum Codieren der Farbe eines Pixels verwendet werden. Um ein zweifarbiges Bild (Schwarzweiß) zu kodieren, reicht es aus, ein Bit zur Darstellung der Farbe jedes Pixels zuzuweisen. Durch die Zuweisung eines Bytes können Sie 256 verschiedene Farben kodieren. Mit zwei Bytes (16 Bit) können Sie 65536 verschiedene Farben definieren. Dieser Modus wird High Color genannt. Wenn drei Bytes (24 Bit) zur Farbkodierung verwendet werden, können 16,5 Millionen Farben gleichzeitig angezeigt werden. Dieser Modus wird True Color genannt. Die Größe der Datei, in der das Bild gespeichert wird, hängt von der Farbtiefe ab.

Farben in der Natur sind selten einfach. Die meisten Farbtöne entstehen durch Mischen von Primärfarben. Die Methode, einen Farbton in seine Bestandteile zu zerlegen, heißt Farbmodell. Da sind viele verschiedene Arten Farbmodelle, aber in der Computergrafik werden in der Regel nicht mehr als drei verwendet. Diese Modelle sind unter den Namen RGB, CMYK, HSB bekannt.

1. RGB-Farbmodell.

Das einfachste und offensichtlichste Modell ist RGB. Dieses Modell funktioniert mit Monitoren und Haushaltsfernsehern. Jede Farbe besteht aus drei Hauptkomponenten: rot (Red), grün (Green) und blau (Blue). Diese Farben werden Primärfarben genannt.

Es wird auch angenommen, dass die Helligkeit der Gesamtfarbe zunimmt, wenn eine Komponente mit einer anderen überlagert wird. Die Kombination der drei Komponenten ergibt eine neutrale Farbe (Grau), die bei hoher Helligkeit zu Weiß tendiert. Das entspricht also dem, was wir auf dem Monitorbildschirm sehen dieses Model Wird immer verwendet, wenn ein Bild für die Wiedergabe auf dem Bildschirm vorbereitet wird. Wird das Bild einer Computerbearbeitung in einem Grafikeditor unterzogen, sollte es auch in diesem Modell dargestellt werden.
Die Methode zum Erhalten eines neuen Farbtons durch Summieren der Helligkeit der Bestandteile wird aufgerufen additive Methode. Es wird überall dort eingesetzt, wo ein Farbbild im Durchlicht („Durchlicht“) betrachtet wird: in Monitoren, Diaprojektoren usw. Es ist nicht schwer zu erraten, dass der Farbton umso dunkler ist, je geringer die Helligkeit ist. Daher hat im additiven Modell der zentrale Punkt, der null Komponentenwerte (0,0,0) hat, eine schwarze Farbe (kein Leuchten des Monitorbildschirms). Weiße Farbe entspricht den Maximalwerten der Komponenten (255, 255, 255). Das RGB-Modell ist additiv und seine Komponenten werden Rot (255,0,0), Grün (0,255,0) und Blau (0,0,255) genannt Grundfarben.

2. CMYK-Farbmodell.

Dieses Modell wird zur Erstellung gedruckter Bilder anstelle von Bildschirmbildern verwendet. Sie unterscheiden sich dadurch, dass sie nicht im Durchlicht, sondern im reflektierten Licht sichtbar sind. Je mehr Tinte Sie auf das Papier auftragen, desto mehr Licht absorbiert es und desto weniger reflektiert es. Die Kombination der drei Grundfarben absorbiert fast das gesamte einfallende Licht und von außen erscheint das Bild fast schwarz. Anders als beim RGB-Modell führt eine Erhöhung der Farbmenge nicht zu einer Erhöhung der visuellen Helligkeit, sondern vielmehr zu einer Verringerung.

Daher wird zur Erstellung gedruckter Bilder kein additives (summierendes) Modell verwendet, sondern subtraktives (subtraktives) Modell. Die Farbkomponenten dieses Modells sind nicht die Primärfarben, sondern diejenigen, die sich aus der Subtraktion der Primärfarben von Weiß ergeben:
blau (Cyan)= Weiß - Rot = Grün + Blau (0,255,255)
lila (lila) (Magenta)= Weiß - Grün = Rot + Blau (255,0,255)
Gelb= Weiß - Blau = Rot + Grün (255.255,0)
Diese drei Farben werden aufgerufen zusätzlich, weil sie die Grundfarben zu Weiß ergänzen.
Eine erhebliche Schwierigkeit beim Drucken ist die Farbe Schwarz. Theoretisch kann es durch die Kombination von drei Grund- oder Zusatzfarben erreicht werden, in der Praxis erweist sich das Ergebnis jedoch als ungeeignet. Daher wurde dem CMYK-Farbmodell eine vierte Komponente hinzugefügt – Schwarz. Ihm verdankt dieses System den Buchstaben K in seinem Namen (schwarz).

In Druckereien werden Farbbilder in mehreren Schritten gedruckt. Durch abwechselndes Platzieren von Cyan-, Magenta-, Gelb- und Schwarzdrucken auf Papier entsteht eine vollfarbige Illustration. Daher wird das am Computer erhaltene fertige Bild vor dem Drucken in vier Komponenten eines einfarbigen Bildes unterteilt. Dieser Vorgang wird Farbseparation genannt. Moderne Grafikeditoren verfügen über Tools, um diesen Vorgang auszuführen.
Im Gegensatz zum RGB-Modell ist der Mittelpunkt weiß (keine Farbstoffe auf weißem Papier). Zu den drei Farbkoordinaten wurde eine vierte hinzugefügt – die Intensität der schwarzen Farbe. Die schwarze Achse sieht isoliert aus, aber das macht Sinn: Das Hinzufügen der farbigen Komponenten zu Schwarz führt immer noch zu Schwarz. Jeder kann die Hinzufügung von Farben im CMYK-Modell überprüfen, indem er zu blauen, grauen und gelben Bleistiften oder Filzstiften greift. Eine Mischung aus Blau und Gelb auf Papier ergibt Grün, Lila und Gelb ergibt Rot usw. Wenn alle drei Farben gemischt werden, entsteht eine unbestimmte dunkle Farbe. Daher wurde bei diesem Modell zusätzlich die Farbe Schwarz benötigt.

3. HSB-Farbmodell.

Bei einigen Grafikeditoren können Sie mit dem HSB-Farbmodell arbeiten. Wenn das RGB-Modell für Computer am bequemsten ist und das CMYK-Modell für Druckereien am praktischsten ist, dann ist das HSB-Modell für Menschen am praktischsten. Es ist einfach und intuitiv. Das HSB-Modell besteht außerdem aus drei Komponenten: Farbton (Hue), Farbsättigung (Sättigung) Und Farbhelligkeit (Helligkeit). Durch die Anpassung dieser drei Komponenten können Sie genauso viele individuelle Farben erstellen wie bei anderen Modellen. Der Farbton einer Farbe gibt die Nummer einer Farbe in der Spektralpalette an. Die Farbsättigung charakterisiert ihre Intensität – je höher sie ist, desto „reiner“ ist die Farbe. Die Helligkeit einer Farbe hängt von der Zugabe von Schwarz zu einer bestimmten Farbe ab – je mehr Schwarz vorhanden ist, desto geringer ist die Helligkeit der Farbe. Das HSB-Farbmodell eignet sich für die Verwendung in Grafikeditoren, deren Schwerpunkt nicht auf der Verarbeitung vorgefertigter Bilder, sondern auf deren Erstellung mit eigenen Händen liegt. Es gibt Programme, mit denen Sie verschiedene Künstlerwerkzeuge (Pinsel, Stifte, Filzstifte, Bleistifte), Malmaterialien (Aquarell, Gouache, Öl, Tinte, Kohle, Pastell) und Leinwandmaterialien (Leinwand, Karton, Reispapier, usw.). Wenn Sie Ihr eigenes Bildmaterial erstellen, können Sie bequem mit dem HSB-Modell arbeiten. Sobald Sie fertig sind, können Sie es in ein RGB- oder CMYK-Modell konvertieren, je nachdem, ob es als Bildschirm- oder gedruckte Illustration verwendet wird. Der Farbwert wird als Vektor gewählt, der vom Mittelpunkt des Kreises ausgeht. Der Punkt in der Mitte steht für weiße (neutrale) Farbe und die Punkte um den Rand herum für reine Farben. Die Richtung des Vektors bestimmt den Farbton und wird im HSB-Modell in Winkelgraden angegeben. Die Länge des Vektors bestimmt die Farbsättigung. Die Farbhelligkeit wird auf einer separaten Achse eingestellt, deren Nullpunkt Schwarz ist.

Um viele Fehler und Misserfolge zu vermeiden, ist es notwendig, die Farbtheorie sowie die Prinzipien der Reproduktion und Synthese von Farben mithilfe von Paletten und Dialogfeldern zu verstehen Grafikeditoren. Farbe und Licht Die Wirkung von Farbe auf den Menschen ist vielfältig. Die richtigen Farben können entweder die Aufmerksamkeit auf das gewünschte Bild lenken oder es ablenken.

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Farbe kann in Multimediasystemen als Code oder als Gestaltungsmittel eingesetzt werden. Ein Farbcode wird verwendet, um verschiedene Arten von Informationen zu trennen, die auf dem Bildschirm angezeigt werden. Beispielsweise werden Alarmmeldungen des Betriebssystems normalerweise auf einem roten Hintergrund angezeigt.

Als Gestaltungsmittel dient Farbe dazu, Aufmerksamkeit zu erregen, eine psychologische Wirkung auf den Nutzer auszuüben: eine bestimmte Stimmung zu erzeugen, die richtigen Emotionen zu wecken, den Bildschirm auszubalancieren und einfach zur Dekoration.

Bei der Arbeit mit Farbe verwenden Designer ein spezielles Werkzeug – Farbkreis, das die Beziehungen zwischen verschiedenen Farben zeigt und ihre Beziehung zueinander verdeutlicht. Mithilfe des Farbkreises können Sie Farben auswählen, die gut zueinander passen und für eine stilistische Einheit sorgen Dokument erstellt wird. Die Farben im Farbkreis sind wie folgt angeordnet: Rot 0 Grad; gelb - 60; grün - 120; Cyan - 180; blau - 240; Magenta - 360.

Die Natur der Farbe wurde von I. Newton und M.V. enthüllt. Lomonossow. Ihre Experimente fanden in einem abgedunkelten Raum statt, in dessen Wand ein Schlitz geschnitten war, durch den ein Sonnenstrahl eindrang. Im Strahlengang wurde ein Glasprisma eingebaut. Beim Durchgang durch das Prisma wurde der Sonnenstrahl in seine Bestandteile zerlegt: Rot, Orange, Gelb, Grün, Blau, Indigo und Violett, die auf dem Bildschirm beobachtet werden konnten. Sie schoben den Schirm beiseite und setzten an seiner Stelle ein zweites Glasprisma auf, das dem ersten zugewandt war, und ein weißer Strahl fiel wieder auf den Schirm. Dies bewies, dass weiße Farbe aus besteht große Menge andere Farben. Indem sie Papierstreifen zwischen die Prismen legten, begannen die Forscher, einzelne Farben zu überlappen, und beobachteten, wie sich die Farbe des Strahls am Ausgang des zweiten Prismas änderte. Somit wurde festgestellt, dass verschiedene Farben in ihren Fähigkeiten nicht gleich sind. Es wurden Gruppen von Primärfarben identifiziert, deren Mischung es ermöglichte, andere Farben zu erhalten. Das größte Potenzial hatte die Gruppe bestehend aus den Farben Rot (Red), Grün (Green) und Blau (Blue). Die Gruppe wurde nach den Anfangsbuchstaben der englischen Namen dieser Blumen benannt. RGB. Durch das Mischen dieser Farben in unterschiedlichen Anteilen konnten beliebige andere Farbtöne, einschließlich Weiß, erhalten werden. Diese Farbgruppe wurde später zur Hauptfarbgruppe bei der Herstellung von Farbfernsehern und elektronischen Computermonitoren.

Eine andere Gruppe von Primärfarben verfügt über ähnliche Fähigkeiten: CMYK - C Yan, M Agenta, Y gelb, schwarz K(Blau oder Türkis; Kirsche oder Lila oder Purpur; Gelb; und Schwarz). Diese Farbgruppe hat sich im Druck und bei Künstlern weit verbreitet. Es ist auch das wichtigste in Geräten zur Ausgabe von Informationen von einem Computer – Farbdruckern, beispielsweise kann die CMYK-Gruppe aus RGB gewonnen werden, da Rot und Grün in Abwesenheit von Blau Gelb, Grün und Blau bilden Das Fehlen von Rot ergibt Cyan, Rot und Blau ergeben bei Fehlen von Grün Magenta, und das völlige Fehlen aller Farben ergibt Schwarz.

Triade der primären Druckfarben: Cyan, Magenta und Gelb ( CMY, ohne Schwarz) ist in der Tat der Erbe der drei Grundfarben der Malerei (Blau, Rot und Gelb). Die Farbtonveränderung der ersten beiden ist auf die unterschiedliche chemische Zusammensetzung von Druckfarben im Vergleich zu künstlerischen Farben zurückzuführen, das Mischprinzip ist jedoch das gleiche. Sowohl künstlerische als auch Druckfarben können trotz ihrer angeblichen Selbstgenügsamkeit nicht sehr viele Farbtöne liefern. Daher verwenden Künstler zusätzliche Farben auf Basis reiner Pigmente und Drucker fügen mindestens schwarze Tinte hinzu (schwarze Farbe entsteht bei Computerausgabegeräten durch). Abwesenheit von R, G und B bzw. C, M und Y).

Farben, die durch Mischen von Primärfarben entstehen, werden als Derivate bezeichnet. Farben, die sich im Farbkreis gegenüberstehen, werden Komplementärfarben genannt.

Manchmal werden im Grafikdesign andere Farbmodelle verwendet, die nicht auf der Zusammensetzung von Primärfarben basieren, beispielsweise dem Modell H.S.B.- Farbton, Sättigung, Helligkeit oder HSL- Farbton, Sättigung, Helligkeit (Beleuchtungsstärke). Als Helligkeit wird üblicherweise der Grad der Nähe einer bestimmten Farbe zu Weiß oder Schwarz bezeichnet. Es wird als der Prozentsatz an Schwarz oder Weiß gemessen, der mit einer bestimmten Farbe gemischt wird. (Beim Rastern wird ein reiner Farbton mit Schwarz gemischt. Beispielsweise weist eine blaue Farbe mit 40 % Schwarz die doppelte Helligkeit auf wie die gleiche blaue Farbe mit 80 % Schwarz.)

Der Farbton (Farbe) bestimmt den Grad, in dem sich eine bestimmte Farbe von anderen unterscheidet. Sie wird durch die Größe des Winkels in Grad auf dem Farbkreis bestimmt.

Die Sättigung ist ein Maß für die Intensität einer Farbe. Je höher die Sättigung, desto lebendiger erscheint die Farbe. Bei geringer Sättigung wirkt die Farbe dunkel und matt. Die Sättigung wird (sowie Helligkeit und Beleuchtung) in Prozent gemessen. Eine Sättigung von 100 % definiert eine reine Farbe. Eine Sättigung von 0 % definiert Weiß, Schwarz oder Grau.

Indem Sie verschiedene Farbtöne kombinieren und deren Helligkeit und Sättigung verändern, können Sie mit nur wenigen Farben vielfältige Effekte erzielen.

Das HSB-System (HSL) hat gegenüber anderen Systemen einen wichtigen Vorteil: Es stimmt besser mit der Natur der Farbe überein und stimmt gut mit dem menschlichen Farbwahrnehmungsmodell überein. Viele Farbtöne können schnell und bequem in HSB oder HSL erstellt und anschließend in RGB oder CMYK umgewandelt werden.

Aufgrund ihrer emotionalen Wirkung lassen sich die meisten Farben in eine von zwei Kategorien einteilen – warme oder kühle Farben.

Warme Farben wirken wie eine Bewegung auf den Betrachter zu, wirken näher, erregen Aufmerksamkeit und wirken spannend. Dazu gehören die Farben Rot, Orange und Gelb.

Kühle Töne scheinen zurückzutreten, erzeugen ein Gefühl der Abkehr vom Betrachter, können ein Gefühl der Entfremdung und Isolation hervorrufen, können aber auch beruhigen und ermutigen. Zu den kalten Farben gehören Blau, Indigo und Violett.

Grün ist eine neutrale Farbe.

Der durch warme und kühle Farben erzeugte Bewegungseffekt wird von Designern häufig genutzt, wenn sie kühle Farbtöne für den Hintergrund und warme Farbtöne für Objekte im Vordergrund wählen. In Dokumenten, in denen warme Töne vorherrschen, können kühle Farben verwendet werden, um Akzente zu setzen und den Kontrast zu verstärken, und umgekehrt. Durch die Verwendung kühler Farbtöne können Sie die Frivolität, Eleganz oder Strenge der Publikation betonen. Tiefe, warme Farben wirken anregend oder vermitteln ein Gefühl von Intimität.

Es sollte auch berücksichtigt werden, dass die Hintergrundfarbe den Farbton der Hauptfarbe und den damit verbundenen Eindruck verändern kann.

Aber Farben haben viele verschiedene Variationen: Kalte Farben haben warme Varianten und warme Farben haben kühle Varianten. Daher ist die Farbauswahl ein kreativer Prozess, bei dem es keine klaren Empfehlungen gibt.

Bei der Verwendung von Farbcodes (sog. „Visual Guides“) ist zu berücksichtigen, dass sich ein ungeschulter Mensch nicht mehr als sieben Codes merken kann. Daher sollten Sie sich nicht von der Verwendung von Farbcodes verleiten lassen. Darüber hinaus muss die Farbcodierung konsistent sein – innerhalb eines Dokuments, einer elektronischen Informationssystem Es sollten dieselben Farbcodes verwendet werden, um dieselben Phänomene und Prozesse anzuzeigen.

Unterschiedliche Farbkombinationen wirken sich stark auf die Lesbarkeit von Text aus. Text und Hintergrund sollten einen Kontrast zueinander bilden. Je stärker der Kontrast, desto besser wird der Text gelesen. Gute Kombinationen sind neben dem standardmäßigen schwarzen Text auf weißem Hintergrund auch schwarzer Text auf gelbem Hintergrund und orangefarbener Text auf weißem Hintergrund.

Farbe ist ein sehr wirkungsvolles Designwerkzeug, das dabei hilft, Aufmerksamkeit zu erregen, den Blick in die richtige Richtung zu lenken und das Interesse des Benutzers aufrechtzuerhalten. Die Farbgestaltung sollte den Nutzer jedoch keinesfalls vom Hauptinhalt ablenken oder mit diesem in Konflikt geraten.

Filme in Hollywood-Qualität bieten die Möglichkeit, etwa 20 Millionen verschiedene Farben gleichzeitig auf dem Bildschirm darzustellen. Das Pixelattribut mit einer Länge von 1 Byte ermöglicht die Kodierung von 256 verschiedenen Farben (VGA – Video Graphic Array Standard). Das 15-Bit-SVGA-Kartenattribut (Super VGA) ermöglicht die gleichzeitige Anzeige von 32.768 Farben (5 Bit für jede Farbkodierung – 32 verschiedene Schattierungen für Rot, Blau und Grün, also 32 × 32× 32 = 32768). Das 24-Bit-Attribut spezieller Grafikkarten (Silicon Graphic, Indy R4000, Targa usw.) ermöglicht die gleichzeitige Anzeige

256× 256× 256 = 16777216 Farben.

Hierbei handelt es sich um Funktionen, die von Anzeigeadaptern (Grafikkarten) bereitgestellt werden. Um jedoch so viele Farben gleichzeitig auf dem Bildschirm anzuzeigen, muss für jede Farbe auf dem Bildschirm mindestens ein Pixel vorhanden sein. Und bei Standardauflösung enthält der Monitorbildschirm 640 × 480 = 307200 Pixel. Mehr Quantität Es ist physikalisch unmöglich, auf einem solchen Bildschirm Farben zu erhalten.

Wenn der Adapter das Arbeiten mit 24-Bit-Farbcodierung ermöglicht, der Monitorbildschirm jedoch nicht so viele Farben wahrnehmen kann, müssen Sie damit arbeiten Palette- eine begrenzte Auswahl an Farben, die den Möglichkeiten des Bildschirms entsprechen. Die Farben auf der Palette können geändert werden. Sie müssen jedoch bedenken, dass es beim Spielen auf einem anderen Computer zu Farbverzerrungen kommen kann, wenn eine andere Palette in die Farbtabelle dieses Computers geladen wird.

Bei der korrekten Farbwiedergabe von Computergrafiken auf verschiedenen Computern (z. B. bei der Nutzung des erstellten Multimediasystems im WWW) treten Probleme mit Paletten auf. Wenn Sie ein Bild haben, das Millionen von Farben enthält, müssen Sie für eine korrekte Farbwiedergabe unter WWW-Bedingungen die Anzahl der Farben auf 256 reduzieren.

Das Internet verwendet immer noch das Index Color-Farbmodell, das auf dem Prinzip der 8-Bit-Farbe basiert. Es funktioniert durch die Erstellung einer Farbpalette. Alle Farbtöne in der Datei werden durch 256 geteilt Möglichkeiten, denen jeweils eine Nummer zugeordnet ist. Als nächstes wird basierend auf der resultierenden Farbpalette eine Tabelle erstellt, in der jeder Zellennummer ein Farbton in RGB-Werten zugewiesen wird.

Die Farbreduktion wird mithilfe der Dithering-Operation durchgeführt. Unter Farbklischee versteht man den Prozess, bei dem der Farbwert jedes Pixels mithilfe eines bestimmten Algorithmus auf den nächstgelegenen Farbwert aus der vorhandenen (etablierten) Palette geändert wird.