Grafika

Svetlost i boje

Na zemlji sunčeva svetlost predstavlja konstantni izvor energije. Ona je deo zračenja spektra elektromagnetnih talasa koji se kreču pravoliniski svuda oko nas brzinom od 300000 km/s. Pri tom kretanju svetlosna energija ima vrednos koja se menja periodično i predstavlja neprekidnu (analognu) promenu u vremenu (sinusna kriva). Talasi koji se sferno kreću odbijaju se od objekata u našem okruženju i dolaze do našeg oko, odakle se očnim živcem tj. nervom prenose do mozga, gde se stvara slika.

Glavne karakteristike talasa elektromagnetnog spektra su: talasna dužina, učestalost ili frekvencija (broj oscilacija u jedinici vremena) i intenzitek, tako da različiti delovi spektra imaju različite karakteristike.

Vidljiva svetlost je elektromagnetni talas čije su talasne dužine približno od 380 do 740 nm. To je samo mali deo svih postojećih talasnih dužina elektromagnetnog spekrta a svetlost koju mi vidimo sastavljena iz kombinacija više različitih talasnih dužina.

Sledeča tabela predstavlja elektromagnetni spektar

Informacije o svetu koji nas okružuje mi dobijamo koristeči naša čula: dodira, ukusa, mirisa, sluha i vida, međutim, kako je ljudski svet, svet opažanja mi 90% informacija o tom svetu dobijamo putem slika. Kako slika nastaje zahvaljujući svetlosti ona predstavlja analognu veličinu i da bi se mogla obradjivati na računaru mora se pretvoriti iz analognog u digitalni oblik (binarni). Ono što mi registrujemo na tim slika je boja.

Deo elektromagnetnog spektra koji ljudsko oko vidi veoma je mali. Njegov sastav tj. sastav vidljivog dela sunčeve svetlosti, najjednostavnije je registrovati, kada se sunčeva svetlost propusti kroz staklenu prizmu. Sunčeva svetlost koja je inače bele boje, kada se propusti kroz staklenu prizmu, vidi se kao čitav spektar boja iz kojih je sasavljena. Ovo je posledica činjenice da svaka boja ima svoju različitu talasnu dužinu i prolaskom kroz sredinu druge gustine (staklenu prizmu) prelamaju se pod različitim uglovima.

Vidljivi deo spektra boja kreče se u intervalu talasnih dužina približno od 380 do 740 nm, a uz upotrebu odgovarajučih filtera u mogučnosti smo da vidimo i jedan manji deo infracrvenih talasa i to talasnih dužina od 740 do 1000 nm.

1. crvena 740 – 620 nm2. narandžasta 620 – 590 nm3. žuta 590 – 570 nm4. zelena 570 – 495 nm5. plava 495 – 450 nm6. ljubičasta 450 – 380 nm

Kako je čovek u stanju da razlikuje oko 350000 boja, njegov biološki sastav oka, omogučava različit doživljaj vidljivosti pojedinih boja, postoje dve jedinice koje to registruju, fizička jedinice vat (Watt) i fiziološka jedinica lumen (lm).

Ako je neka svetlost jačine npr. 1 lumen, onda čovek ima isti osećaj vidljivosti svih boja vidljivog spektra.

Ali u fizičkom smislu, svetlost jačine 1 vat, doživljava se različito u zavisnosti od boje.

Talasna dužina (nm) Vidljivost

400 0,0004480 0,139540 0,954580 0,870600 0,631700 0,004

Na osnovu prikazanih podataka može se zaključiti, da su najvidljivije boje talasnih dužina u intervalu od 540 do 580 nm, a to su talasne dužine zelene i žute boje. To je razlog, zašto se za signalna svetla semafora koriste zelena, žuta i crvena boja.

Funkcija svetlosne efikasnosti ljudskog oka

Odziv ljudskog oka na dnevnu svetlost

Aditivan način dobijanja boja

Sve boje koje čine vidljivi spektar mogu se dobiti mešanjem različitih količina triju boja – crvene, zelene i plave. U modelu boja za monitore RGB crvena, zelena i plava boja predstavljaju primarne odnosno osnovne boje.

Mešanjem ovih triju boja istog intenziteta na crnoj podlozi na mestu preklapanja dobija se bela boja a samim tim njihovim odsustvom imamo crnu boju.

Ukoliko se preklope dve osnovne boje istog intenziteta dobijaju se takozvane komplementarne boje i to

─ preklapanje crvene i plave dobija se ljubičasta (magenta)─ preklapanjem plave i zelene donija se indigo plava (cijan)─ preklapanjem zelene i crvene dobija se žuta

Ukoliko intenziteti osnovnih boja nisu jednaki na mestima preklapanja dobijaju se i sve ostale boje iz vidljivog spektra boja.

Aditivan model boja (RGB)

Suptraktivan način dobijanja boja

Ova metoda dobijanja spektra boja podrazumeva oduzimanje primarnih boja od bele boje. Tako se dobijaju primarne suptraktivne ( CMYK ) boje i to

─ oduzimanjem crvene dobija se indigo plava (cijan)─ oduzimanjem zelene dobija se ljubičasta (magenta)─ oduzimanjem plave dobija se žuta

Ako se od bele boje oduzimaju dve primarne suptraktivne boje njihovim preklapanjem dobijaju se sledeče boje

Suptraktivan model boja (CMYK)

─ oduzimanjem ljubičaste i žute dobija se crvene─ oduzimanjem indigo plave i žuta dobija se zelene─ oduzimanjem ljubičaste i indigo plave dobija se plave

Ovaj model koristi se kod štampanja ali kako se mešanjem primarnih suptraktivnih boja nedobija puna crna boja ovom modelu kao četvrta boja pridodata je crna boja.

Digitalna slika i računarska paleta boja

Digitalna slika je udedjena struktura znakova predstavljenih matricom tačaka (piksela). Pixel (tačka) je najmanji deo slike i na monitoru je obično izražen kao odredjena količina R, G i B boje. Sliku karakterišu dva parametra rezolucija i dinamički raspon.

Rezolucija je mera preciznosti predstavljanja slike, može biti definisana kao relativna ili apsolutna. Relativna rezolucija predstavlja broj piksela po jedinici dužine a apsolutna rezolucija je ukupan broj piksela posmatrane slike. Rezolucija se izražava u jedinici piksel po inču (ppi - pixel per inch) ili kao broj tačaka po inču (dpi – doth per inch) prva se koristu za definisanje slika na monitoru (72-150 ppi a slike za web su obično 72 ppi) a druga prilikom štampanja (100-600 dpi a najčešće 300 dpi, za štampanje fotografije u boji na laserskim štampačima vrednost je obično 180 dpi).

Dinamički raspon odredjuje preciznost predstavljanja piksela. Izražava se brojem različitih nijansi boja prilikom definisanja svakog piksela.

Postoje dva oblika digitalnog zapisa slike vektorski i bitmapirani (rasterski).

Vektorska grafika definiše način crtanja slike pomoću vektorskih linija (linija kod kojih su odredjena tri podatka dužina, smer i podatak o boji a kod vektorskih objekata i boja ispune). Vektorski objekat je spoj jedne ili više zatvorenih linija odredjenim jednostavnim matematičkim formulama pa se za njihovo čuvanje pamte samo četiri podatka i veličina datoteke je mala.

Bitmapirana (rasterska) grafika je slika definisana pomoću matrice tačaka – piksela. Kako svaka tačka nosi informaciju o svim bojama (mada prikazuje samo jednu) fajlovi mogu biti izuzetno veliki (zavise od rezolucije i dimenzija slike) a samim tim i nepraktični za manipulaciju. Rasterska slika imaju prednost u odmosu na vektorsku sliku jer mogu da se definišu prelivi tj fotorealilističke slike i slike sa finim detaljima.

Dubina boje je broj bitova kojim se predstavlja svaki piksel. U tabeli je data dubina boja izraženih u bitima i broj dostupnih boja za prikaz na ekranu i

Dubina boje Dostupne boje1 – bit Crna i bela (bilo koje 2 boje)4 – bita 16 boja8 – bita 256 boja16 – bita 65 536 boja24 – bita 16 777 216 boja

Računarsko mešanje boja naziva se interpolacija i kod prikazivanja boje u modelu boja RGB gde se koristi 24-bitni zapis (za svaku boju 8 bita) svaka boja može imati 256 nijansi predstavljene brojevima od 0 do 255 ili heksadecimalnom vrednošću od 00 do FF (heksadecimalni sistem koristi 16 znakovnih oznaka 10 cifara i 6 slova A, B, C, D, E i F) i to:

Boja R G B Heksadecimalni korcrna 0 0 0 000000crvena 255 0 0 FF0000zelena 0 255 0 00FF00plava 0 0 255 0000FFžuta 255 255 0 FFFF00ljubičasta(magenta) 255 0 255 FF00FFindigo plava(cijan) 0 255 255 00FFFFbela 255 255 255 FFFFFF

Zašto predmeti imaju odredjenu boju

Predmeti u prirodi koji su izloženi dnevnoj ili veštačkoj svetlosti imaju odredjenu boju, to je zato što se sastoje od materijala, recimo zelenog, koji odbija zelenu boju, a ostale boje iz spektra upija (apsorbuje) pa nam zelena boja odbijena od predmeta daje utisak da je on zelen.

Ukoliko je posmatrani predmet beo, taj predmet odbija gotovo sve boje iz paleta boja i mi imamo utisak belog predmeta. Ukoliko je predmet crn, on apsorbuje gotovo sve boje iz paleta boja i mi imamo utisak crnog predmeta. Izmedju ove dve krajnosti su sve ostale boje.

Kontrasne i skladbe boje

Kontrasne boje su boje koje nisu susedne na prstenu palete boja. Koristimo ih kada želimo da istaknemo neki motiv na slici u odnosu na okolinu

Skladne boje su susedne boje na prstenu palete boja. Koristimo ih kada želimo na slici da naglasimo da su dva objekta u skladu, kada se nadopunjuju

Tople i hladne boje

Boje kod ljudi izazivaju različita osećanja. Ponekad posmatrajuči sliku imamo osečaj da zrači toplinu, a nekada posmatrajuči sliku imamo osečaj da je hladna, to zavisi od upotrebljenih boja. Na prstenu palete boja boje u rasponu od ljubičaste do žute spadaju u grupu toplih boja a boje u rasponu od plave do zelene spadaju u grupu hladnih boja