Змішування кольорів: Чому світло та фарба не змішуються… |…

Два абсолютно різні способи створення нових кольорів

Змішування кольорів відбувається одним способом з світлом і зовсім іншим – з фарбами, і причина цього майже ніколи не пояснюється чітко: змішування світла є аддитивним, а змішування фарб (приблизно) від’ємне, а ці два слова описують протилежні фізичні процеси, а не просто різні колірні кола.

жива демонстрація · пов'язана симуляція● LIVE

Додавання: починаючи з темряви та додаючи світло

Піксель екрану починається повністю чорним (немає жодного світла) і додає червоне, зелене та блакитне світло один на одному. Кожен колірний канал додає власні довжини хвиль світла до того, що вже є, тому комбінуючи всі три на повну потужність, ви отримуєте максимальну кількість світла – білий колір. Це точно так само працює у вашому телефоні або моніторі: перекриття червоного та зеленого світла дає жовтий колір, а перекриття червоного, зеленого та синього світла дає білий, оскільки ваші три типи колбочкових клітин стимулюються в комбінації, яка сприймається як ці кольори.

additive (light):     red + green = yellow
                       red + green + blue = white
                       no light at all = black

Від’ємне змішування: починаючи з білого та віднімаючи світло

Лист білого паперу відбиває приблизно всі довжини хвиль світла назад до вашого ока — тому він і виглядає білим спочатку. Розмальовка не додає власного світла; вона поглинає (віднімає) певні довжини хвиль від світла, що потрапляє на неї, та відбиває решту. Змішування двох фарб означає комбінування двох різних наборів поглинених довжин хвиль, тому чим більше кольорів фарби ви змішуєте, тим більше довжин хвиль поглинається, і тим менше світла доходить до вашого ока — саме тому змішування багатьох кольорів фарби зазвичай сходиться до темного, кашоподібного коричневого або чорного, а не білого.

subtractive (paint):  yellow pigment absorbs blue, reflects red+green
                       cyan pigment absorbs red, reflects green+blue
                       mix them: only green survives being reflected by both
                       mix many pigments = absorb almost everything = near-black

Чому уроки образотворення використовують червоний-жовтий-синій, і чому це спрощення

Традиційне образотворення використовує систему RYB (червоний, жовтий, синій) як "первинні кольори" для фарб, і вона досить добре працює для інтуїтивного змішування фарб вручну з реальними пігментами. Але це практичне спрощення, а не фундаментальний фізичний закон — модель RYB існувала до того, як було отримане глибоке розуміння спектрів поглинання пігментів, і вона не пояснює або не передбачає точного відбитого кольору будь-якої пігментної суміші так, як це робить безпосереднє врахування спектрів поглинання пігментів. Сучасний друк з високою точністю кольорів використовує CMY(K) — блакитний, пурпурний та жовтий, а також окремий чорний колір – оскільки ці три конкретні пігменти (кожен майже повністю поглинаючи один з червоного, зеленого або синього), комбінуються набагато передбачуванішими чином і забезпечують ширший та більш точний діапазон кольорів, які можна надрукувати, ніж традиційний набір RYB.

Чому ваші очі є справжнім двигуном змішування кольорів

Жодне з цього змішування не відбувається "там", у фізичному сенсі – воно відбувається у вашому оці. Людське сприйняття кольору базується на трьох типах колбочок, кожен з яких найбільш чутливий до приблизно червоного, зеленого або синього довжин хвиль, і колір, який ви сприймаєте, насправді є інтерпретацією вашим мозком конкретної пропорції сигналів, які відправляють ці три типи колбочок. Додавання кольорів відбувається шляхом безпосереднього стимулювання комбінацій цих колбочок за допомогою фактичного світла; віднімання кольорів – шляхом контролю довжин хвиль навколишнього світла, які все ще доступні для стимуляції тих самих колбочок після того, як пігмент поглинув решту. Це різні фізичні процеси, але під ними лежить однакова три-рецепторна біологія.

Frequently asked questions

Чому змішування червоного та зеленого світла створює жовтий колір, а змішування червоного та зеленого фарби не дає жовтого?

Червоне та зелене світло безпосередньо стимулюють палимеци в вашому оці у комбінації, яку мозок інтерпретує як жовтий – це додавальне змішування. Червону та зелену фарби замість цього кожен поглинає різні довжини хвиль і відбиває те, що залишилося; змішуючи їх, зазвичай отримують туманно-коричневий колір, оскільки кожен поглинає частину того, що інша б відбила, що є віднімальним змішуванням – фундаментально різний фізичний процес, а не просто інша кольорова палітра.

Чому змішування всіх кольорів світла дає білий колір, а змішування всіх фарб кольорів дає чорний або коричневий?

Додавальне змішування світла додає довжини хвиль поверх темряви, тому об'єднання всіх трьох основних світлових кольорів забезпечує максимальну можливу кількість світла, яку ви бачите, що інтерпретується як білий. Змішування фарб видаляє довжини хвиль з білого світла, тому поєднання пігментів поглинає все більше і більше довжин хвиль, залишаючи менше світла для відбиття – саме тому змішування багатьох фарб сходяться до чорного або кавового кольору, а не білого.

Який набір основних фарб – RYB чи CMY (K) – є "правильним"?

Ні той, ні інший не є фундаментальним законом фізики – обидва є практичними моделями. RYB – це традиційне спрощення для художніх класів, яке працює досить добре для інтуїтивного змішування вручну. CMY(K), що використовується в професійному друку, більш точний, оскільки пігменти блакитного, пурпурового та жовтого поглинають майже точно одну з червоних, зелених або синіх довжин хвиль, що робить їх комбінації набагато передбачуванішими у широкому діапазоні кольорів.

Спробуйте наживо

Усе, що вище, працює прямо у вашому браузері — відкрийте Colour Mixing і змінюйте параметри під час роботи. Нічого не встановлюється, нічого не завантажується на сервер, уся модель живе в одній вкладці.

▶ Відкрити симуляцію Colour Mixing

Змішування кольорів: Чому екрани та палітри грають за різними правилами