Dekompozycja barwna obrazu

Michał GruszczyńskiGerard Kosiński

rozkład na składowe barwne model RGB model CMY (CMYK) model YIQ model HSV model HLS Przestrzeń L*a*b

obrazy HDR/DRI

Agenda

Modele barwne

Model barwny RGB opiera się na trójchromatycznej teorii widzenia. Zakłada ona iż każdą barwę można uzyskać mieszając trzy barwy podstawowe: czerwony, zielony, niebieski.

Model RGB

Model RGB cd.

Rys. 1. Sześcian reprezentujący model RGB

Model RGB cd.

Rys. 2. Łączenie barw podstawowych w modelu RGB

Model ten opiera się na zasadzie substraktywnego mieszania barw (odejmowania lub absorpcji). Nakładając barwnik na papier uzyskuje się efekt filtrowania odbijanego światła białego – stąd zastosowanie w drukarstwie.

Model CMY (CMYK)

Model CMY (CMYK) cd.

Rys. 3. Sześcian reprezentujący model CMY

Model CMY (CMYK) cd.

Rys. 4. Substraktywne mieszanie barw

W monitorach komputerowych, do wygenerowania koloru potrzebna jest znajomość trzech podstawowych składowych barwy w modelu RGB. W telewizyjnych monitorach stosuje się natomiast pojedynczego sygnału chrominancji oraz luminancji.

Model YIQ

Konwersja z modelu RGB na model YIQ, realizowanego przez koder NTSC

HSV (HSI,HSB,HIS,HLS) – powstanie tych modeli było związane z ułatwieniem wyboru interaktywnego barw, w tym modelu określa się model barwy (hue), nasycenie (saturation) i wartość (value, w odmianach: B – jasność, brithness; I - intensywność, intensity).

Model HSV

Model HSV cd.

Rys. 5. Reprezentacja trójwymiarowa modelu HSV

Model ten oparty jest na intuicyjnej definicji barwy.Trzy parametry oznaczają odpowiednio: H (Hue - spektrum), L (Lightness - jasność), S (Saturation - nasycenie).

Model HLS

Model HLS cd.

Rys. 6. Reprezentacja trójwymiarowa modelu HLS

W swoich założeniach jest to model niezależny od sprzętu, co oznacza, że w modelu tym można określić barwę bez względu na rodzaj urządzenia, dla którego barwa jest definiowana (monitora, drukarki, komputera, skanera itp.).

Model L*a*b

Rys. 7. Przestrzeń barw L*a*b*

Model L*a*b cd.

Model L*a*b cd.

Rys. 8. Zakres osiągalnych kolorów w różnych przestrzeniach RGB i w przestrzeni LAB względem widzialnego widma

Zastosowanie rozkładu na składowe barwne

Drukowanie

Rys. 9. Kolorowa fotografia po separacji CMY

Rys. 10. Kolorowa fotografia po separacji CMYK

Regulacja balansu bieli na fotografiach

Rys. 11. Fotografia ze złym balansem bieli.

Rys. 12. Fotografia po retuszu.

Rys. 13. Fotografia ze złym balansem bieli.

Rys. 14. Animacja histogramu obrazka oraz zmian balansu bieli.

Rys. 15. Fotografia po retuszu.

Obrazy HDR/DRI

Obraz HDR (ang. High Dynamic Range image) – Szeroki Zakres Tonalny - obraz o zakresie jasności (ang. luminance) porównywalnym do zakresu jasności widzianego przez człowieka. Zakres jasności definiowany jest jako stosunek najjaśniejszego punktu na obrazie do punktu najciemniejszego.

Obraz HDR

Metoda uzyskania obrazu o zakresie tonalnym znacznie szerszym od zarejestrowanego przez aparat na pojedynczej klatce polegająca na tworzeniu pliku, zazwyczaj o 32 bitowej głębi koloru, powstałego na skutek połączenia kilku obrazów tej samej sceny naświetlanych w różny sposób, tak, aby na poszczególnych klatkach zarejestrować poprawnie wszystkie zakresy, od świateł do cieni. 

High Dynamic Range Imaging

High Dynamic Range Imaging cd.

Rys. 15. To samo zdjęcie wykonane z różnymi parametrami naświetlenia.

High Dynamic Range Imaging cd.

Rys. 15. Wynikowy obraz HDR.

Rys. 16. Zdjęcia o różnej ekspozycji: F8 1/40sec, 1/10sec, 1/2sec, 1sec, 6sec, 25sec

Rys. 17. Uzyskane zdjęcie wykonane w technice HDR.

DRI (ang. Dynamic Range Increase) - Zwiększenie Zakresu Tonalnego - metoda polegająca na odpowiednim nałożeniu na siebie i zamaskowaniu kilku warstw zawierających tą sama scenę naświetlonych w różny sposób. 

Obrazy DRI

Obrazy DRI cd.

Rys. 18. Przykład wymiany prześwietlonego widoku za oknem

Dziękujemy za uwagę!