Jak je to s barvami v obrázcích

Informace o barvě nám přináší světlo dopadající do oka. Viditelné světlo je z fyzikálního hlediska elektromagnetické vlnění o vlnové délce λ=380 až λ=760 nm. Barvy, které jsou dány vlněním jen jedné vlnové délky, jako jsou např. červená, žlutá, zelená, modrá a fialová, jsou tzv. spektrálně čisté barvy, taktéž barvy z duhy. Vedle toho máme například nesyté barvy (třeba hnědá, což je nesytá oranžová) nebo barvy purpurové, které ve spektru vůbec nejsou.

Barvy, které ve spektru nejsou, se skládají z více složek. Rozlišujeme přitom:

Aditivní (sčítací) skládání barev

Subtraktivní (odečítací) skládání barev

---

 

Způsoby přiřazování barev v počítači

RGB systém a barevná hloubka

Jak bylo výše uvedeno, RGB systém se používá především u barevných obrazovek a počítačových monitorů, kde obraz skládáme ze složek Red, Green a Blue. Každá ze složek má přitom přiřazenou určitou mohutnost, která se udává buď v procentech v rozsahu 0-100 nebo podle počtu bitů přiřazených každé barvě, což je např. pro 8 bitů na barvu rozsah 0-255. Při nulové mohutnosti jednotlivých složek máme černou barvu, při maximální mohutnosti všech složek bychom pak měli dostat bílou.

V úvodní kapitole jsme si uvedli, že pro popis barvy jednoho pixelu nám slouží určitý počet bitů, kterému říkám barevná hloubka. U počítačových monitorů to v minulosti byly či v současnosti jsou nejčastěji tyto barevné hloubky resp. režimy zobrazení:

 

1 bit - 2 barvy

V tomto případě je každému pixelu přiřazen jediný bit, takže bod může být pouze ve stavu zhasnuto/rozsvíceno, typicky tedy černá/bílá. Jeden bajt má u tohoto typu zobrazení "na starosti" 8 sousedních bodů. Tento režim se hodí pro zobrazení černobílé grafiky bez stupňů šedi, podkladů pro černobílý tisk nebo zaslání faxem, případně pro OCR rozpoznávání.

 

4 bity - 16 barev

Barva každého bodu je ve 4 bitech, tudíž jeden bajt obsahuje barevnou informaci dvou bodů. Barevná paleta obsahuje 2⁴= 16 barev. Hodí se pro nejjednodušší barevnou grafiku.

 

8 bitů - 256 barev

Zde má každý bod pro sebe jeden bajt, tedy 8 bitů. Vyplývá z toho možnost zobrazení 2⁸= 256 různých barev nebo stupňů šedi. I tento režim se hodí pro jednodušší grafiku, a to barevnou nebo černobílou se stupni šedi, jako jsou schémata, grafy, mapy apod.

 

16 bitů - 65536 barev

Tento režim, nazývaný High Color, je již vhodný pro zobrazování složitější grafiky a fotografií, neboť barva každého bodu je popsána dvěma bajty, tedy šestnácti bity, což skýtá 2¹⁶=65536 barev. Každé barvě z RGB je zpravidla přiřazeno 5 bitů (32 úrovní), přičemž šestnáctý bit je použit buď na řízení průhlednosti nebo bývá přiřazen jako šestý bit k zelené.

 

24 bitů - 16,7 milionu barev

Nejčastější pro popis barev v internetové prezentaci. Tento režim nazýváme True Color (pravá barva), přičemž barevnému popisu každého bodu jsou přiřazeny tři bajty, tedy 24 bitů. Celkový počet barev je zde 2²⁴= 16 777 216. Každá barva je popsána osmi bity, takže může mít 256 různých úrovní. Opět vhodné na fotografie a bohatou barevnou grafiku s barevnými přechody.

Barva se zadává jako trojice parametrů v desítkové nebo šestnáctkové soustavě.

Např. tento obdélník má barvu RGB (15,189,212) v desítkové resp. RGB (0F, BD, D4) v šestnáctkové soustavě.

 

Základní RGB barvy a kombinace jsou uvedeny v tabulce níže:

 

32 bitů - 4,3 miliardy barev

Režim se někdy nazývá Super True Color, kde každý bod je popsán čtyřmi bajty, tedy 32 bity. Zpravidla je pro každou RGB barvu vyhrazeno opět 8 bitů, a zbylých 8 bitů je vyhrazeno pro tzv. alfa kanál, který řídí průhlednost. Na rozdíl od některých předchozích formátů, kde je průhlednost řízena jedním bitem (bod je průhledný nebo není) zde můžeme stupeň průhlednosti řídit ve 256 úrovních. Jsou i varianty tohoto režimu, kdy má každá RGB barva 10 bitů a na alfa kanál zbývají jen dva bity.

 

---

 

Systémy CMY a CMYK

Tyto systémy se používají v počítačové oblasti u tisku na barevné tiskárně nebo plotteru. Zatímco u systému RGB přidáváme různobarevná světla k černé, až můžeme nakonec získat bílou, tak u systému CMY od původně bílé barvy (papíru) odebíráme různé odstíny nanášením barev, až můžeme nakonec dostat černou.

Za ideálních okolností by systém CMY pro určení barvy postačoval, jelikož subtraktivním složením všech by vznikla černá barva, jenže při použití reálných inkoustů či tonerů ve skutečnosti dostaneme místo černé spíše hnědou či tmavě šedou. Z toho důvodu se k této trojici přidává ještě černá barva, zastoupená tím "správně černým" inkoustem či tonerem. Vznikne nám pak systém CMYK, což značí Cyan-Magenta-Yellow-Key, kde černá je označována jako Key (klíč) proto, že se při soutisku CMYK barev typicky barvy zarovnávají na klíčovací značky, které jsou tištěny klasickou černou barvou. Důvodů pro použití černé je ovšem více:

• text je většinou tištěn černě a mnohdy s jemnými detaily, což by při tvorbě černé ze tří barev vyžadovalo precizní soutisk

• použití tří inkoustů na jednom místě může způsobit prosáknutí papíru tak, že by to způsobilo dlouhé schnutí či jiné problémy

• jak již bylo řečeno, ze tří barevných inkoustů nikdy nevyrobíme ideální černou

• černý inkoust je méně nákladný než trojice barevných inkoustů použitá současně

V případě tisku samozřejmě nemůžeme přímo používat různé mohutnosti či intenzity jednotlivých barev, jako tomu bylo u monitorů. Zde si vypomáháme různými triky jako je třeba rastrování, kdy drobné tečky barvy tiskneme ve velmi jemném rastru, který může být více či méně zaplněn, čímž na pozadí bílého papíru získáváme iluzi, že barva má nižší intenzitu, než kdyby souvisle pokrývala celou plochu.

---

 

Na závěr příklad zadání barev u loga Evropské unie a Evropského sociálního fondu, kdy jednotlivé složky jsou vyjádřeny v RGB i ve CMYKu

 

 

.