Obr. 1 û Rastrov², indexovan² obrßzek.

Informaci o barv∞ lze zaznamenat mnoha r∙zn²mi zp∙soby. Nap°φklad lze sestavit jednoduchou tabulku barev, ka₧dΘ z nich p°i°adit po°adovΘ Φφslo a pak pro ka₧d² pixel zaznamenat po°adovΘ Φφslo barvy, kterou mß mφt, viz Obr. 1). Obrßzek v tΘto form∞ se naz²vß indexovan² (zaznamenßvanß Φφselnß hodnota je indexem danΘ barvy v tabulce). Tato forma popisu je ·spornß, pokud je barev pom∞rn∞ mßlo. Pokud obrßzek obsahuje bohatou Ükßlu t≤n∙, nenφ p°φliÜ praktickß. Hodφ se proto spφÜ pro kreslenΘ obrßzky, ne₧ pro fotografie, obzvlßÜ¥ barevnΘ. Pro reprezentaci fotografickΘho obrazu tato reprezentace nenφ vhodnß takΘ proto, ₧e Φφsla jsou p°i°azenß barvßm nßhodn∞, nijak se nevztahujφ k jejich vlastnostem a tudφ₧ u takto reprezentovanΘho obrßzku je obtφ₧nΘ ud∞lat i ty nejzßkladn∞jÜφ ·pravy, jako ho t°eba zesv∞tlit nebo ztmavit. Aby toto bylo mo₧nΘ, je pot°eba aby Φφsla reprezentujφcφ barvy, kterΘ spolu n∞jak souvisφ, spolu takΘ souvisela.

Obr.2 - Reprezentace ΦernobφlΘho obrßzku.

Vezm∞me si pro jednoduchost nejprve Φernobφl² obrßzek. Zde pot°ebujeme v ka₧dΘm bod∞ zaznamenat to, jak je tento bod tmav² nebo sv∞tl², t.j., pot°ebujeme zaznamenat intenzitu (jas) obrazu v ka₧dΘm bod∞ rastru. K tomu nßm staΦφ jedno Φφslo. Zaznamenßvat p°esnou absolutnφ hodnotu jasu by bylo nepraktickΘ a mφsto toho se pou₧φvß jednoduchß relativnφ celoΦφselnß stupnice, nejΦast∞ji od 0 do 255, 0 = Φernß, 255 = bφlß, viz Obr. 2. Existujφ pro to hned dva pßdnΘ d∙vody. Prvnφ je, ₧e Φernß, bφlß a pod. jsou ve skuteΦnosti relativnφ pojmy. Dφvßme-li se na obraz na r∙zn²ch mΘdiφch, nap°. na obrazovce, na diapozitivu nebo na papφrech s r∙zn²mi povrchy, tomu, co vnφmßme jako Φernou, odpovφdajφ zcela odliÜnΘ absolutnφ nam∞°itelnΘ hodnoty sv∞telnΘ intenzity. NicmΘn∞, pro nßs je to stßle tß₧ Φernß. Druh² d∙vod je, ₧e zßznam obrazovΘ informace je nesmφrn∞ nßroΦn² na objem dat. Pro tisk srovnateln² kvalitou s klasickou fotografiφ je pot°eba, aby se digitßlnφ obrßzek sklßdal °ßdov∞ z mili≤n∙ pixel∙. Budou-li odstφny ÜedΘ vyjßd°enΘ cel²mi Φφsly od 0 do 255, pak co pixel, to 8 bit∙ neboli jeden byte. Hovo°φme tady tedy °ßdov∞ o megabytech dat. Pokud bychom m∞li zaznamenßvat absolutnφ hodnoty intenzity, byl by objem dat n∞kolikanßsobn∞ v∞tÜφ, co₧ je krajn∞ ne₧ßdoucφ.

Redukce spojitΘ Ükßly intenzit na omezen² poΦet odstφn∙, kterΘ mohou b²t reprezentovßny cel²mi Φφsly se naz²vß kvantizace. Vpodstat∞ se jednß o zaokrouhlovßnφ, jen v trochu obecn∞jÜφ form∞. ProΦ zrovna 0 a₧ 255? Jednak proto₧e je to prßv∞ jeden byte a druhak proto, ₧e 256 odstφn∙ ÜedΘ v∞tÜinou staΦφ. LidskΘ oko je jich stejn∞ schopnΘ rozliÜit jen mnohem mΘn∞. ProΦ jich tedy neb²vß t°eba nap°φklad jen 64, (6 bit∙ na pixel)? Je pot°eba jistß rezerva. Jak kv∙li odliÜn²m charakteristikßm nejr∙zn∞jÜφch fyzick²ch za°φzenφ, kterß se k zobrazovßnφ digitßlnφho obrazu pou₧φvajφ (n∞kterΘ t≤ny zobrazenΘ za°φzenφm mohou lidskΘmu oku spl²vat a mezi jin²mi m∙₧e b²t p°φliÜ velk² skok), tak i proto, aby obrßzky bylo mo₧no upravovat. Jakmile jsou toti₧ dva r∙znΘ odstφny jednou reprezentovßny t²m₧ Φφslem, tak p°estanou b²t r∙zn²mi odstφny a splynou v jeden. Prakticky ka₧dß transformace barev dφky zaokrouhlovßnφ na celß Φφsla sni₧uje poΦet odstφn∙ p°φtomn²ch v digitßlnφm obrßzku. Co u₧ jednou splynulo, nelze odd∞lit. Aby bylo mo₧nΘ u digitßlnφch obrßzk∙ upravovat jas, kontrast a pod. a p°itom poΦet t≤n∙ v obrßzku z∙stal dostateΦn², aby na obrßzku nevznikaly viditelnΘ kontury, ale p°echody t≤n∙ se stßle jevily lidskΘmu oku jako plynulΘ, je pot°eba, aby digitßlnφ data byla kvantizovßna jemn∞ji. Ve skuteΦnosti i 256 ·rovnφ je dost mßlo. Proto t°eba skenery Φasto alespo≥ intern∞ pracujφ s dvanßcti nebo i vφce bitov²mi daty (4096 ·rovnφ) a °ada program∙ pro editaci obrßzk∙ dnes vφce ne₧ osmibitovß data alespo≥ ΦßsteΦn∞ podporuje.

Obr. 3 - ╚φselnß reprezentace zßkladnφch barev v RGB systΘmu.

Pro vyjßd°enφ barvy ale pouhΘ jedno Φφslo nestaΦφ. Jsou k tomu zapot°ebφ Φφsla t°i. Je tomu tak dφky tomu, ₧e lidskΘ oko je citlivΘ na t°i vlnovΘ dΘlky sv∞tla, odpovφdajφcφ ΦervenΘ, modrΘ a zelenΘ barv∞. VÜechny barvy, kterΘ vnφmßme, vznikajφ sklßdßnφm t∞chto t°φ primßrnφch barev. (Podrobn∞ji je tato problematika diskutovanß v Φlßnku Teorie barevnΘho vid∞nφ, kter² pro PALADIX napsal Petr Dzik.) SystΘm reprezentace barev na zßklad∞ t°φ primßrnφch barev b²vß zkrßcen∞ oznaΦovßn jako RGB. Tato zkratka je odvozenß z anglick²ch nßzv∙ primßrnφch barev: Red (Φervenß), Green (zelenß) a Blue (modrß). ╚φselnou reprezentaci zßkladnφch barev v RGB systΘmu vidφme na Obr. 3. VÜimn∞te si, ₧e azurovß barva vznikß slo₧enφm stejnΘho mno₧stvφ barvy zelenΘ a modrΘ, purpurovß slo₧enφm stejnΘho mno₧stvφ ΦervenΘ a modrΘ a ₧lutß slo₧enφm stejnΘho mno₧stvφ ΦervenΘ a zelenΘ. Neutrßlnφ Üedß vznikß slo₧enφm stejnΘho mno₧stvφ vÜech t°φ primßrnφch barev. Reprezentace skuteΦnΘho barevnΘho obrßzku v RGB systΘmu je zachycena na Obr. 4.

Obr. 4 - RGB reprezentace barevnΘho obrßzku.

╚asto je ale u₧iteΦnΘ na RGB obrßzek nahlφ₧et trochu jinak a separovat Φervenou, zelenou a modrou slo₧ku vÜech pixel∙. Hovo°φme potom o ΦervenΘm, zelenΘm a modrΘm kanßlu obrßzku (anglicky channel). Ka₧d² z kanßl∙ je svojφ strukturou podobn² Üedot≤novΘmu obrßzku û t.j., co pixel, to jedno Φφslo. Toto je zachyceno na Obr. 5, kter² ukazuje Φerven² kanßl barevnΘho obrazu na Obr. 4 jako Φernobφl² obrßzek. Programy pro upravovßnφ digitßlnφch obrßzk∙ urΦenΘ pro seri≤zn∞jÜφ prßci s obrßzky dovolujφ ka₧d² z kanßl∙ zvlßÜ¥ zobrazit a editovat ho nezßvisle na zbyl²ch kanßlech. Na Obr. 6 je menu kanßl∙, jak ho nabφzφ pro RGB obrßzky Photoshop. RGB kanßl ve skuteΦnosti nenφ zvlßÜtnφm kanßlem, tato polo₧ka je v menu pouze proto, aby bylo mo₧nΘ editovat vÜechny kanßly souΦasn∞, tak jak to obvykle chceme d∞lat. V menu pak vidφme navφc jeÜt∞ tzv. alfa kanßl. Takov²ch kanßl∙ tam m∙₧e b²t libovoln∞ mnoho. Slou₧φ k zachycenφ r∙zn²ch pomocn²ch informacφ, nap°φklad selekcφ vytvo°en²ch p°i editovßnφ obrßzku.

Obr. 5 - ╚erven² kanßl barevnΘho obrßzku Obr. 4.

Obr. 6 - Okno s kanßly ve Photoshopu.

RGB systΘm ale nenφ jedin²m zp∙sobem jak reprezentovat barvy. RGB systΘm je v²hodn² pro editovßnφ obrßzk∙ a jejich zobrazovßnφ na monitoru poΦφtaΦe, ale v jin²ch situacφch, jako je nap°φklad p°enos digitßlnφho obrazu na dßlku nebo tisk digitßlnφho obrßzku je z mnoha d∙vod∙ nepraktick². Existuje proto celß °ada jin²ch systΘm∙. Dφky tomu, jak lidskΘ oko vnφmß barvy, mß pro nßs barva t°i rozm∞ry. Proto prakticky vÜechny systΘmy popisu barev charakterizujφ ka₧dou barvu t°emi Φφsly. Nemusφ to b²t ale intenzita ΦervenΘ, modrΘ a zelenΘ slo₧ky. Barvu m∙₧eme popsat takΘ t°eba tφm, ₧e udßme jejφ barevn² t≤n (Φervenß vs. oran₧ovß, fialovß,...), to jak je sytß neboli saturovanß (Φervenß vs. r∙₧ovß) a jak je tmavß (sv∞tlß Φervenß vs. tmav∞ Φervenß). Tento systΘm se oznaΦuje jako HSI, z anglickΘho Hue, Saturation a Intensity. HSI systΘm vidφme na ukßzce okna pou₧φvanΘho pro v²b∞r barvy ve Photoshopu, viz Obr. 7. èoupßtko u duhovΘho obdΘlnφku uprost°ed nßm umo₧≥uje m∞nit barevn² t≤n. Posouvßnφm krou₧ku ve ΦtvercovΘm barevnΘm okn∞ sm∞rem doleva a doprava volφme saturaci barvy, zatφmco jeho posouvßnφm sm∞rem nahoru a dol∙ m∞nφme jejφ jas. ╚φselnΘ hodnoty pro zvolenou barvu v HSI systΘmu se objevujφ v okΘncφch oznaΦen²ch H, S a B. Photoshop toti₧ pou₧φvß Brightness vyjßd°enou v procentech mφsto Intensity. Existujφ i dalÜφ varianty tohoto systΘmu, HSV kter² jako t°etφ komponentu mß Value, HSL , kter² pou₧φvß Luminance a pod. Rozdφl je pouze v tom, jak se Φφslem charakterizuje jas, v principu jde stßle o tent²₧ systΘm.

DalÜφm p°φkladem systΘmu reprezentace barev je t°eba Lab systΘm zaloΦen² na Munsellov∞ systΘmu barev. Zde kanßl L reprezentuje jas (Luminance), kanßl a zachycuje, kde se barva pohybuje ve Ükßle mezi Φervenou a zelenou, a kanßl b, kde je mezi modrou a ₧lutou. V okn∞ zachycenΘm na Obr. 7 jsou hodnoty barvy v Lab systΘmu rovn∞₧ uvedenΘ. P°φbuzn² Lab systΘmu je tzv. Luv systΘm. Dßle existujφ tΘ₧ systΘmy jako YUV a YIQ pou₧φvanΘ p°i p°enosu barevnΘho televiznφho obrazu v systΘmech PAL a SECAM, respektive NTSC, a mnoho dalÜφch.

Obr 7. - Okno v²b∞ru barvy ve Photoshopu.

RGB systΘm reprezentuje barvy pomocφ jejich slo₧ek v aditivnφm systΘmu sklßdßnφ primßrnφch barev. P°i tisku, kdy₧ se mφchajφ barevnΘ inkousty nebo pigmenty, dochßzφ ovÜem k subtraktivnφmu mφchßnφ barev a zßkladem jsou zde dopl≥kovΘ barvy primßrnßrnφch barev û azurovß (Cyan), kterß je dopl≥kovou barvou k ΦervenΘ, purpurovß (Magenta), dopl≥kovß k zelenΘ, a ₧lutß (Yellow), dopl≥kovß k modrΘ. DalÜφm pou₧φvan²m systΘmem reprezentace barev je proto CMY systΘm, zalo₧en² na dopl≥kov²ch barvßch. Daleko b∞₧n∞jÜφ ne₧ CMY je ale CMYK. Od vÜech v²Üe uveden²ch se liÜφ tφm, ₧e mß Φty°i, nikoli t°i kanßly. Je tomu tak proto, ₧e p°i tisku je technologicky velmi obtφ₧nΘ namφchat z azurovΘ, purpurovΘ a ₧lutΘ barvy Φernou. Proto je p°idßn Φtvrt², Φern² kanßl (blacK, B je ji₧ vyhra₧eno pro modrou). Tento kanßl je sice teoreticky nadbyteΦn², ale v praxi velmi v²znamn². Podobn∞ jako je obtφ₧nΘ namφchat Φernou, je t∞₧kΘ p°i tisku vyprodukovat takΘ velmi sv∞tlΘ barvy, ani₧ by bylo patrnΘ teΦkovßnφ. N∞kterΘ modernφ inkoustovΘ tiskßrny proto pou₧φvajφ jeÜt∞ dalÜφ barvy, konkrΘtn∞ Üestibarevn² systΘm, kter² zahrnuje jeÜt∞ sv∞tlou azurovou a sv∞tlou purpurovou (₧lutß je sama o sob∞ dostateΦn∞ sv∞tlß).

Pro editovßnφ digitßlnφch obrßzk∙ na poΦφtaΦi je nejvhodn∞jÜφ RGB systΘm a prakticky vÜechny obrßzky, se kter²mi se kdy setkßte budou automaticky v RGB systΘmu. Jen obΦas se setkßte s indexovan²m nebo Üedot≤nov²m obrßzkem. Pokud byste nßhodou p°ipravovali podklady pro tisk, m∙₧ete pot°ebovat p°evΘst obrßzek do CMYKu. NicmΘn∞ t°eba pro tisk na inkoustov²ch tiskßrnßch je lepÜφ ponechat obrßzek v RGB a nechat tiskßrnu, aby si ho do CMYKu nebo svΘho ÜestibarevnΘho sytΘmu zkonvertovala intern∞ sama. Konverzφm do jin²ch systΘm∙ se obecn∞ pokud mo₧no vyh²bejte, specißln∞ opakovan²m konverzφm tam a zpßtky. To znamenß, budete-li nap°φklad pot°ebovat pro tisk obrßzek ve CMYKu, nap°ed ud∞lejte vÜechny ·pravy a teprve na zßv∞r ho zkonvertujte (a pokud mo₧no si jeÜt∞ ulo₧te i nezkonvertovanou RGB verzi pro p°φpad, ₧e by byly t°eba dalÜφ ·pravy). Dφky kvantizaci mß toti₧ ka₧d² systΘm svoji vlastnφ trochu odliÜnou paletu barev, kterΘ je schopen vyjßd°it. P°i konverzi z jednoho systΘmu do druhΘho tak dochßzφ ke ztrßt∞ n∞kter²ch barev a barevn²m posun∙m. O tom vÜak vφce n∞kdy jindy.

Na zßv∞r se podφvejme jeÜt∞ na jednu v∞c a tou jsou vrstvy (anglicky layers). Aby p°i prßci s digitßlnφmi obrßzky bylo mo₧nΘ snadno obrßzky navzßjem kombinovat, p°idßvat text a pod., seri≤znφ editaΦnφ programy umo₧≥ujφ, aby se obrßzek sklßdal z vφce vrstev. Ka₧dß vrstva je sama o sob∞ kompletnφ obrßzek. Krom∞ barvy mß ale ka₧d² pixel jeÜt∞ jednu charakteristiku a tou je jeho pr∙svitnost (opacity). Ta se uplatnφ, kdy₧ jsou vrstvy sklßdßny do jednoho obrazu. Na Obr. 8 vlevo naho°e vidφme digitßlnφ obrßzek editovan² ve Photoshopu, kter² se sklßdß ze t°φ vrstev. Seznam vrstev obrßzku je na Obr. 9. Dolnφ vrstva (pozadφ) je fotografie psa, viz Obr. 8 vpravo naho°e. Nad nφ jsou dv∞ dalÜφ vrstvy, jedna s t°etφm okem a druhß s textem, viz Obr. 8 dole. èedß Üachovnice oznaΦuje ty oblasti vrstvy, kterΘ jsou zcela pr∙hlednΘ.

Obr. 8 - Obrßzek slo₧en² ze t°φ vrstev. Slo₧en² obrßzek je vlevo naho°e, zbylΘ t°i obrßzky jsou jednotlivΘ vrstvy.

Obr. 9 - Okno vrstev ve Photoshopu

1    2    3    4    5 1 - v²born² ... 3 - pr∙m∞rn² ... 5 - Üpatn²