Barwa i światło w grafice komputerowej

Zagadnienie barwy i światła w grafice komputerowej jest bardzo ważne. Niezmiernie trudno jest przygotować  kolorowy materiał do druku w taki sposób aby wiernie odzwierciedlał rzeczywiste kolory. Niemniej jest to możliwe. 

Światło jest promieniowaniem elektromagnetycznym rejestrowanym przez oko ludzkie. Zawiera fale elektromagnetyczne o długości fali od 380nm (fiolet) do 780 nm (czerwień). Każdy z nas w inny sposób odbiera bodźce wzrokowe. Barwa natomiast jest wrażeniem wzrokowym wywołanym w mózgu przez promienie padające na receptory wzrokowe.
Barwa posiada specyficzne dla siebie atrybuty:

• odcień (ton)

• nasycenie (mieszanie z barwą białą)

• jasność (luminacja)

Następnym bardzo ważnym zagadnieniem jest mieszanie barw. Istnieje mieszanie addytywne oraz subtraktywne. Mieszanie addytywne to mieszanie świateł, natomiast subtraktywne-farb. Mieszanie addytywne polega na tym, że jeżeli do oka docierają dwa rodzaje promieniowania to wrażenie końcowe jest widzeniem obu zmieszanych promieni.
W mieszaniu subtraktywnym farba pochłania składowe promieniowania o określonej długości fali np. farba niebieska pochłania wszystkie składowe oprócz niebieskiej i jeśli zostanie ona oświetlona białym światłem to odbije tylko promieniowanie niebieskie i właśnie taka barwę postrzegamy. Wypadkowa mieszania subtraktywnego dąży do czerni. W związku z powyższym pojawia się pojęcie barw dopełniających.
Barwy dopełniające więc są dwoma takimi barwami, których mieszanie addytywne daje biel, a subtraktywne czerń.
Przez lata naukowcy wyodrębnili ze spectrum światła widzialnego trzy kolory składowe: czerwony (Red), zielony (Green) i niebieski (Blue). Mieszając ze sobą te trzy barwy można uzyskiwać inne kolory. Dzięki temu udało się zawrzeć kolor w pewnych granicach i określić go za pomocą liczb. Ten model nazywa się RGB.
Człowiek może rozróżnić maksymalnie 256 odcieni koloru składowego, z tego powodu więc poszczególne kolory modelu RGB opisuje się wartościami od 0 do 255.
Ze względu na brak możliwości jednoznacznego opisu przestrzeni barw tak aby było to użyteczne we wszystkich zastosowaniach  powstało wiele modeli barw:

• kojarzone ze sprzętem – RGB, CMY-CMYK

• kojarzone z użytkownikiem – HLS, HLV

• niezależne – CIE XYZ, CIE Lab

Dla grafika komputerowego najważniejszy jest model RGB, używany przy projektowaniu grafiki wyświetlanej na monitorach tzn. jest doskonały do definiowania kolorów trafiających ze źródła światła bezpośrednio do oka; oraz model CMYK- wykorzystywany w poligrafii.
Znajomość tych modeli w zupełności wystarczy do przygotowania większości prac graficznych. W modelu CMY poszczególne kolory uzyskuje się poprzez nałożenie na papier odpowiedniej farby pochłaniającej światło. Model CMY opiera się na kolorach: cyan (niebieskozielony), magenta (purpurowy), yellow (żółty).
W tym modelu kolory definiujemy inaczej niż w modelu RGB, określamy w procentach poszczególne składowe np: C80, M50, Y100. Zgodnie z tymi założeniami kolor czarny powinno się uzyskać poprzez pokrycie papieru farbami cyan, magenta i yellow. Jednakże tak uzyskany kolor nie jest w pełni czarnym i dlatego dodano jeszcze jedną farbę -karbon (czarny) a model nazywany jest CMYK.