3d 2

Natura barw: Obiekty grafiki bitmapowej funkcjonują wyłącznie w Œwiecie wirtualnym (monitory, telefony, aparaty). Z fizycznego punktu widzenia barwy to widzialna część promieniowania elektromagnetycznego.
Zakres fal widzialnych: Mieści się w przedziale od $380\,nm$ do $780\,nm$ .
Spektrum promieniowania: * Promieniowanie gamma: ok. $10^{-4}\,nm$ . * Promieniowanie UV (ultrafioletowe): ok. $1\,nm$ . * Řwiatło widzialne: $380\,nm$ do $700-780\,nm$ . * Podczerwień (promieniowanie podczerwone). * Fale radiowe: od $10\,cm$ do $1\,km$ .
Definicja modeli barwnych: Są to sposoby reprezentacji barw wraz z ich odcieniami, co umożliwia ich zapis i odczyt. Brak jednej uniwersalnej teorii opisującej wszystkie barwy dostrzegane przez ludzkie oko wynika z konieczności różnych zastosowań praktycznych (np. systemy telewizyjne).

Modele uniwersalne (niezależne od urządzenia): * CIE XYZ. * CIE OXY. * CIE Lab ( $L^{\star}a^{\star}b^{\star}$ ).
Modele kojarzone ze sprzętem: * Monitorowe: $RGB$ , $RGBA$ . * Drukarskie: $CMY$ , $CMYK$ , Heksagonalny.
Modele kojarzone z użytkownikiem: * $HSV$ . * $HLS$ .

Założenia: Dowolną barwę można uzyskać poprzez mieszanie barw podstawowych: czerwonej ( $R$ ), zielonej ( $G$ ) i niebieskiej ( $B$ ).
Doświadczenia z lat 30. XX wieku: Wartości składowych trójchromatycznych wybrano eksperymentalnie. Wykorzystano możliwość wydzielenia prążkłów ze światła łuku rtęciowego.
Problem ujemnej składowej: Okazało się, że aby pokryć pełny zakres barw widmowych, składowa czerwona ( $r(\lambda)$ ) musi przyjmować w pewnym zakresie wartości ujemne. Ponieważ ujemne natężenie światła nie ma interpretacji fizycznej, praktyczna realizacja takiego mieszania jest niemożliwa.

Powstanie: W $1931$ roku Międzynarodowa Komisja Oświetleniowa (CIE – Commission Internationale de l'Eclairage) zaproponowała składowe $x$ , $y$ , $z$ , których wartości są zawsze większe od zera.
Definicje matematyczne: * $X = k \int P(\lambda) \bar{x}(\lambda) d\lambda$ * $Y = k \int P(\lambda) \bar{y}(\lambda) d\lambda$ * $Z = k \int P(\lambda) \bar{z}(\lambda) d\lambda$ * Gdzie $P(\lambda)$ to rozkład energetyczny strumienia świetlnego, a $k$ to współczynnik dobierany tak, aby maksymalna wartość $Y$ wynosiła $100$ .
Właściwości składowych: * Składowa $y$ została zdefiniowana tak, aby odpowiadać krzywej czułości oka na światło o stałej luminancji. Odpowiada ona za informacje o strumieniu światła. * Składowe $x$ i $z$ odpowiadają wyłącznie za barwę. * Barwy podstawowe w tym modelu są teoretyczne i leżą poza zakresem widzialnym (są niefizyczne). * Składowa $x$ posiada dwa maksima lokalne.

Normalizacja składowych: Przejście z przestrzeni trójwymiarowej na płaszczyznę odbywa się przez równania: * $x = \frac{X}{X + Y + Z}$ * $y = \frac{Y}{X + Y + Z}$ * $z = \frac{Z}{X + Y + Z}$ * Suma składowych wynosi zawsze $x + y + z = 1$ .
Interpretacja wykresu: * Jest to rzut płaszczyzny w przestrzeni barw na płaszczyznę $xy$ . * Na obwodzie (brzegu "podkowy") znajdują się barwy nasycone (widmowe) przypisane do konkretnych długości fal. * Przestrzeń jest liniowa – obowiązuje prawo dodawania wektorłów i mnożenia przez skalar, co ułatwia wyznaczanie barw wynikowych.
Punkt bieli: * Barwa biała jest w pełni nienasycona. * Biel równoenergetyczna ( $CE$ lub $E$ ): punkt, w którym $x = y = z = \frac{1}{3} \approx 0,333$ . * Iluminat $C$ (biel $C$ ): przybliżenie światła dziennego o temperaturze barwowej $6774\,K$ . Współrzędne: $x = 0,310$ ; $y = 0,316$ ; $z = 0,374$ . * Wspominany jest również punkt bieli $D6500$ .

Nasycenie i barwa dominująca: Odcinek łączący punkt bieli ( $CE$ ) z punktem na obwodzie ( $P_{\lambda}$ ) wyznacza zmianę nasycenia. Dla dowolnego punktu $P$ wewnątrz wykresu można wyznaczyć barwę dominującą na obwodzie.
Barwy niespektralne: Purpury i magenty znajdują się w dolnej części wykresu (oznaczonej linią przerywaną). Nie mają one przypisanej jednej długości fali. Dla punktu $N$ z tego obszaru barwą dominującą jest dopełnienie barwy $N_{\lambda}$ .
Barwy dopełniające: Punkty leżące na linii przechodzącej przez punkt bieli (np. $D1$ i $D2$ ).
**O