Barevný model

Barevný model je model popisující základní barvy a určující způsob mísení těchto základních barev do barvy výsledné.V přírodě je barva dána směsí světla různých vlnových délek a různé druhy barevných modelů se snaží napodobit barvu co nejvěrněji.
V praxi používaných modelů je třeba volit mezi dvěmi limitujícími parametry a to mezi přesností podání barevného dojmu a složitostí modelu.

Základní dělení

Aditivní míchání barev

- barevný model pracující se světelnými zdroji barev (např. monitor nebo projektor)

Subtraktivní míchání barev

- barevný model pracující s odrazem světla - bílého (např. různé druhy tiskových technik, viz tiskárna)

RGB

Model RGB vychází z faktu, že lidské oko obsahuje tři základní druhy buněk citlivých na barvu. Tyto buňky jsou citlivé na elektomagnetické záření vlnové délky, které zhruba odpovídají červenému světlu (630 nm), zelenému (530 nm) a modrému (450 nm). Kombinací těchto tří barev lze získat téměř všechny barvy barevného spektra.

RGB model je součtový a lze jej vyjádřit pomocí jednotkové krychle, kdy v počátku (0,0,0) leží černá barva a v protilehlém vrcholu (1,1,1) barva bílá. Libovolný bod se souřadnicemi (r,g,b) v této krychli udává hodnotu výsledné barvy. Výsledná barva je tím světlejší čím větší je šoučet mohutností jenotlivých souřadnic. Odstíny barev vznikají skládáním barev v intervalu <0,1>. V počítačové grafice se používá dělení intervalu 0 až 1 na 256 dílů (0-255) (1bajt). Barvu pak můžeme udávat 24 (3x8) bity. 24bit. barvy označujeme jako true colors. True colors umí zobrazit 2na24 barev , tzn. 16 777 216 barev. K vyjádření se často používá hexadecimální číselná soustava, konkrétně hodnoty 00-FF, červená tedy např: (FF0000) .
Základní barvy:

CMY(K)

Barevný model CMY lépe odpovídá lidské zkušenosti s mícháním barev. Postup zobrazení barev je typický pro míchání malířských nebo tiskařských barev - proto je tento model používán především v tiskařské technice. Podíl jednotlivých barevných složek je definován v rozmezí 0 až 255 nebo v procentech.

Problémem je nedokonalé krytí jednotlivých barevných složek. Proto smícháním tří základních barev nevznikne ve skutečnosti dokonale černá barva, ale jakási směs hnědé a černé. Proto se používá ještě čtvrtá, černá barva, která zároveň slouží k ztmavení odstínů. Tak vzniká barevný model často používaný v polygrafii - CMYK.

Základní barvy: - azurá (Cyan) - purpurová (Magenta) - žlutá (Yellow) - černá (black), označovanou také jako klíčovou (Key)

RGB -> CMYK

Před tiskem RGB obrázku je tedy nutné ho převést do barevného modulu CMYK. O tento proces se stará buď ovladač tiskárny, v profesionálním tisku pak tzv. RIP. Model CMYK bohužel není dokonalý a tak určitou část barevného spektra zařízení pracující ve CMYKu nejsou schopna zobrazit. To je patrné z následujícího srovnání barevného spektra RGB a CMYK:

Tisk některých barev (sytá červená, sytá zelená a sytá modrá) je téměř nemožný. Je to způsobeno zejména právě tím, že monitor přímo vyzařuje světlo, kdežto výtisk světlo odráží. Naštěstí v případě fotografií jde o jev, který není ve výsledku skoro patrný. Jinak řečeno, když vyfotíme předmět, který světlo odráží, tak přestože jej na monitoru vidíme "jinak", výsledná vytištěná fotografie bude stejně barevná.

Díky podobnosti modelů RGB a CMYK můžeme snadno převádět barvy mezi oběma barevnými modely. Barvu vyjádřenou v modelu CMY získáme odečtením stejné barvy vyjádřené v RGB od jednotkové matice. Nevýhodou obou doplňkových barevných modelů je obtížná změna barevného tónu při zachování jasu.

HSV, HSB

Zatímco předchozí modely vycházely z technické praxe, model nazývaný HSV lépe odpovídá popisu barev, na který je člověk zvyklý (intuitivnímu popisu barev).
Model HSV má tři základní parametry: barevný tón (Hue), sytost (Saturation) a jas (Value).
Barevný tón určuje převládající spektrální barvu, sytost příměs jiných spektrálních barev a jas příměs bílé barvy (bílého světla). V některých případech se model HSV označuje jako HSB

Pro popis zobrazení barev v modelu HSV se používá šestiboký jehlan umístěný do souřadnicového systému takovým způsobem, že vrchol jehlanu je v počátku a osa jehlanu je shodná se svislou osou, která zároveň znázorňuje změny úrovně jasu. Jas i sytost, které jsou umístěny na vodorovné ose, se mění v intervalu <0,1> - na obvodu podstavy se nachází čisté barvy. Barevný tón je definován jako velikost úhlu, která se měří od osy S proti směru hodinových ručiček - barevný tón může nabývat hodnot 0-360°.
HSV model má ovšem bohužel nedostatky: přechod mezi černou a bílou barvou není plynulý a pohyb barevného tónu se neodehrává po kružnici, ale po šestiúhelníku (změna barevného tónu není plynulá).

HLS

Nedostatky barevného modelu HSV odstraňuje model zavedený firmou Tektronix - HLS. Model je velice podobný modelu HSV - sytost - vodorovná osa, světlost - svislá osa, barevný tón - úhel. Tvar modelu odpovídá více skutečnosti - schopnost rozlišovat barevný odstín klesá ke ztmavování a zesvětlování základní čisté barvy, zvyšování a snižování světlosti spočívá v přidávání světlého nebo tmavého pigmentu.
Modely HSV a HLS bývají také nazývány modely psychologickými a psychofyzikálními.
Model HLS i HSV, na rozdíl od RGB a CMY, umožňují měnit i jen jeden parametr barvy, zatímco ostatní dva zůstanou zachovány - to je důležité pro počítačové grafiky, tiskaře i kartografy.