Hardwareorientierte Farbmodelle
.
Einleitung
Farbmodell
- Abstrakter Raum zur Farbdarstellung (3-Dimensional) eines bestimmten Farbbereiches (Gamuts)
- Zweck:
- einfache Spezifikation von Farben
- Namensgebung wäre aufgrund der Anzahl unmöglich
- Unterscheidung zwischen
- Hardwareorientierte Farbmodelle
- Wahrnehmungsorientierte Farbmodelle
Hardwareorientierte Farbmodelle
- Beschreiben Farbe als Mischung von drei Primärfarben
- Bedingung für Primärfarbe: keine der drei Farben darf sich aus den anderen beiden zusammenmischen lassen
- Unterschiedliche Farbmischungen:
- Subtraktive Farbmischung
- Additive Farbmischung
- Modelle unterscheiden sich durch die Primärfarben und die Art der Farbmischung
.
Körperfarbe
Subtraktive Farbmischung
- Entspricht den Körperfarben
- Farbeindruck eines Körpers entsteht dadurch, dass ein Teil des Lichts reflektiert und ein Teil absorbiert wird
- Das reflektierte Licht entspricht der Körperfarbe
- Wird kein Licht reflektiert ist der Körper schwarz
- Wird das gesamte Licht reflektiert ist der Körper weiß
- Körperfarben = Subtrakionsfarben
- Farbe ist dadurch definiert, was von weiß subtrahiert/entfernt werden muss (Filter)
 Subtraktive Farbmischung |
 |
.
Lichtfarbe
Additive Farbmischung
- Entspricht den Lichtfarben (dem Licht selbst)
- Bilder am Monitor (Lichtquelle) entstehen durch Lichtfarben
- Drei Phosphorarten (rot, grün, blau)
- Elektronen bewirken Aufleuchten von rot, grün und blau mit unterschiedlichen
- Intensitäten => Farbmischung
- Keine Lichtemission: schwarz
- Starke Lichtemission mit gleichen Anteilen: weiß
- Farbe ist dadurch definiert, was zu schwarz addiert werden muss
| Additive Farbmischung |
 |
.
RGB Farbmodell
- Additives Farbmodell mit Primärfarben rot, grün, blau (RGB)
- Darstellung als Einheitswürfel (Kantenlänge=1)
- Jede Koordinaten-Achse entspricht einer Primärfarbe
- Jede Farbe ist durch die Anteile von Rot, Grün und Blau definiert (z.B. (0, 0, 0) = Schwarz; (1, 1, 1) = Weiß)
- Grauwerte auf der Hauptdiagonalen zwischen Schwarz und Weiß
- Wird auf Monitoren verwendet
| RGB Einheitswürfel |
 |
.
CMY und CMYK Farbmodell
- Subtraktives Farbmodell mit Primärfarben Zyan, Magenta, Gelb (Cyan, Magenta, Yellow)
- Darstellung als Einheitswürfel (Kantenlänge=1)
- Jede Koordinaten-Achse entspricht einer Primärfarbe
- Jede Farbe ist durch die Anteile von Zyan, Magenta und Gelb definiert (z.B. (1, 1, 1) = Schwarz; (0, 0, 0) = Weiß)
- Wird auf Druckern verwendet
- Probleme
- Schwarz (als Farbmischung) ist nicht dunkel genug
- Ressourcenverschwendung (Tinte)
- Erweitung des CMY-Modells um Schwarz
- Beseitigt Probleme des CMY-Modells Schwarz wird für gleiche Anteile von cyan, magenta und gelb verwendet => Ressourcenschonung
Umrechnung zwischen RGB und CMY-Modell
[ C M Y ] = [ 1 1 1 ] - [ R G B ]
[ R G B ] = [ 1 1 1 ] - [ C M Y ]
Umrechnung CMY und CMYK-Modell
K = min ( C 0 , M 0 , Y 0 )
C = C 0 - K
M = M 0 - K
Y = Y 0 - K
.
Vergleich von CMY- und CMYK-Farbmodell
(helle Teile im Bild entsprechen hoher Tintenmenge)
| CMY Farbzerlegung |
 |
| CMYK Farbzerlegung |
 |
.
YIQ Farbmodell
- YIQ Modell: NTSC Fernsehen (USA)
- Ist eine Variante der RGB Codierung für effiziente Übertragung
- Kompatibilität zum S/W Fernsehen (nutzt nur Y-Komponente)
- Auge ist für Helligkeitswerte empfindlicher als für Farbwerte
- Y-Komponente: Helligkeitsinformation (hohe Bandbreite)
- die anderen tragen Farbinformation (geringe Bandbreite)
- Umrechnung zu RGB durch Matrizen
.
YUV Farbmodell
- YUV Modell: PAL/SECAM Norm (Europa)
- Ist eine Variante der RGB Codierung für effiziente Übertragung
- Kompatibilität zum S/W Fernsehen (nutzt nur Y-Komponente)
- Auge ist für Helligkeitswerte empfindlicher als für Farbwerte
- Y-Komponente: Helligkeitsinformation (hohe Bandbreite)
- die anderen tragen Farbinformation (geringe Bandbreite)
- Umrechnung zu RGB durch Matrizen
.
YCbCr Farbmodell
- YCbCr Modell: JPEG, MPEG
- Ist eine Variante der RGB Codierung für effiziente Übertragung
- Kompatibilität zum S/W Fernsehen (nutzt nur Y-Komponente)
- Auge ist für Helligkeitswerte empfindlicher als für Farbwerte
- Y-Komponente: Helligkeitsinformation (hohe Bandbreite)
- die anderen tragen Farbinformation (geringe Bandbreite)
- Umrechnung zu RGB durch Matrizen