B4B39VGO Webové stránky předmětu

• Vnímání barev – tvorba barevného vjemu v lidském oku, kolorimetrický experiment, srovnávací funkce (CIE RGB), barevné prostory CIE XYZ a CIE xyY, chromatický diagram.
• Barevné modely – aditivní a subtraktivní skládání barev. Barevné modely založené na primárních barvách RGB a CMY(K). Abstraktní barevné modely HSV a HSL.
• Rastrová grafika – obraz jako signál, vzorkování, alias a antialisaing. Kvantizace barev, polotónování a dithering. Přímá reprezentace barev (direct color) a indexovaná reprezentace barev. Transformace rastrového obrazu. Komprese rastrového obrazu. Základní formáty GIF, PNG a JPEG a jejich vlastnosti.
• Vektorová grafika a reprezentace 2D objektů – reprezentace 2D objektů pomocí parametrických polynomiálních křivek - Bézierovy křivky a B-spline křivky, formát SVG.
• Reprezentace 3D objektů a principy 3D modelování – polygonální reprezentace 3D objektů a datové struktury pro jejich reprezentaci, formát OBJ. Bézierovy a B-Spline plochy. Základní modelovací operace s použitím polygonální a polynomiální reprezentace 3D objektů: blokování, bridge, extrude, loft, rotační plochy, volné modelování. Dělené plochy (subdivision surfaces), jejich reprezentace a výhody při modelování oproti B-spline plochám. Implicitní plochy a jejich reprezentace a využití při modelování. Sochání (sculpting).
• Principy mapování textur – zobrazení textury na 3D objektu s použitím UV mapování. Různé způsoby vytvoření UV mapování a k čemu jsou vhodné.

Lidské oko vnímá světlo jako elektromagnetické vlnění v rozsahu přibližně 380 až 720 nm. Každá vlnová délka odpovídá určité vnímané barvě – např. modrá (krátké vlny), zelená (střední), červená (dlouhé). Vjem barvy vzniká v mozku kombinací signálů ze tří typů světločivných buněk – čípků.

• Sítnice (retina) pokrývá ~2/3 vnitřního povrchu oka a obsahuje dva typy fotoreceptorů:
  • Tyčinky (~120 milionů) – velmi citlivé na jas (světlo/tma), ale nerozlišují barvy.
  • Čípky (~8 milionů) – rozlišují barvy, existují ve třech typech:
    • Citlivé na červenou (~560 nm),
    • zelenou (~530 nm),
    • a modrou (~420 nm).
    • 
• Největší koncentrace čípků je v oblasti zvané žlutá skvrna (makula) – zajišťuje nejostřejší vidění.
• Slepá skvrna – místo, kde z oka vystupuje optický nerv; bez fotoreceptorů, mozek chybějící obraz doplní.
• 

• Rozlišení oka odpovídá přibližně 1 megapixelu.
• Každá vnímaná barva je výsledkem kombinace signálů ze tří typů čípků ⇒ barevný vjem lze popsat jako 3D vektor (např. RGB).

• Monochromatické světlo – má jednu konkrétní vlnovou délku (např. laser).
• Polychromatické světlo – směs více vlnových délek (běžné světlo).
• Barva – není fyzikální vlastností objektu, ale vjem vznikající v mozku jako reakce na složení dopadajícího světla.
• Oko je nejcitlivější na zelené světlo, pak červené, nejméně na modré.

• Metamery – dvě různá spektra světla, která vyvolají stejný barevný vjem, protože produkují stejnou odpověď čípků.
• To je důvod, proč je možné barvy reprezentovat v trojrozměrném barevném prostoru (např. RGB), i když spektrum světla je spojité.

• Provádí se s:
  • Referenčním polem – monochromatické světlo s danou vlnovou délkou \( \lambda \),
  • Testovacím polem – kombinace tří monochromatických světel (červená, zelená, modrá).
• Účastník upravuje intenzity světel v testovacím poli, aby se výsledek opticky shodoval s referenční barvou.
• Ne každá barva je dosažitelná kombinací RGB – některé vyžadují záporné intenzity, které nelze fyzicky realizovat.

• Vznikl z kolorimetrického experimentu.
• Definuje tři srovnávací funkce \( \bar{r}(\lambda), \bar{g}(\lambda), \bar{b}(\lambda) \), které popisují vnímání jednotlivých RGB složek pro danou vlnovou délku \( \lambda \).
• Některé barvy mohou vyžadovat záporné hodnoty, což je nepraktické pro fyzickou reprezentaci.
• 

• Transformace z CIE RGB za účelem odstranění záporných hodnot.
• Vlastnosti:
  • Všechny srovnávací funkce jsou kladné.
  • Funkce Y odpovídá vnímání jasu (svítivosti) – tzv. fotopická citlivost \( V(\lambda) \).
  • Slouží k výpočtu barevného vjemu i pro spektra, která nejsou fyzikálně realizovatelná.
  • 

• Normalizovaná verze XYZ – pro eliminaci vlivu jasu.
• Definováno takto:

\[ x = \frac{X}{X + Y + Z},\quad y = \frac{Y}{X + Y + Z},\quad z = \frac{Z}{X + Y + Z} \]

• .

\[ x + y + z = 1 \]

• Pro daný jas \( Y \) lze z \( x \) a \( y \) zrekonstruovat celou barvu.
• Umožňuje znázornění barev v 2D diagramu – chromatickém diagramu.
• 

• Zobrazuje všechny barvy, které může lidské oko vnímat.
• Okraj křivky reprezentuje monochromatická světla (čisté vlnové délky).
• Přímka mezi dvěma body A a B značí všechny barvy, které lze získat směsí těchto světel.
• Trojúhelník ABC – barvy dosažitelné kombinací tří světel.
• Bod bílého světla (white point) – neutrální barva vnímána jako bílá.
• Diagram se často používá pro analýzu a porovnání barevných gamutů zobrazovacích zařízení.
•