Про адитивне та субтрактивне змішування кольорів
Змішування кольорів відбувається за двома принципово різними фізичними механізмами залежно від того, поєднуєте ви світло чи пігменти. Адитивне змішування стосується джерел світла: червоне, зелене та синє (RGB) світло додають свої довжини хвиль, і при повній інтенсивності всіх трьох виходить білий колір. Субтрактивне змішування стосується фарб і чорнил: пігменти блакитного, пурпурного та жовтого (CMY) поглинають по третині видимого спектру, і їх сукупність поглинає майже все світло, даючи темно-коричневий або чорний колір. Саме ця різниця пояснює, чому телевізійний екран (адитивний) і друкована сторінка (субтрактивна) потребують зовсім різних кольорових моделей.
У цій симуляції ви можете перетягувати повзунки RGB для змішування кольорового світла та повзунки CMY для змішування пігментів, спостерігаючи результуючий колір у реальному часі. Досліджуйте, чому червоне і зелене світло дають жовтий, чому доповнювальні пари скасовують одна одну при субтрактивному змішуванні та як три типи колбочок ока (S, M, L) лежать в основі нашого сприйняття кольору.
Часті запитання
Чому червоне і зелене світло змішуються в жовтий колір?
Людське око має три типи колбочок: S-колбочки, чутливі до синього (~420 нм), M-колбочки до зеленого (~530 нм) і L-колбочки до червоного (~560 нм). Жовте світло (~580 нм) сильно збуджує як L, так і M колбочки. Разом червоне і зелене світло викликають точно такий самий патерн збудження L і M колбочок, як і чисто жовте світло, тому мозок сприймає суміш як жовтий навіть без 580 нм фотонів — це називається метамеризмом.
Чому змішування всіх фарб дає темно-коричневий/чорний?
Кожен пігмент поглинає частину спектру: блакитний поглинає червоний діапазон, пурпурний — зелений, жовтий — синій. При змішуванні всіх трьох вони разом поглинають майже всі видимі довжини хвиль, залишаючи мало світла для відображення — звідси майже чорний колір. Оскільки реальні чорнила поглинають не ідеально, суміші CMY дають темно-брудно-коричневий, а не справжній чорний, — саме тому принтери додають окреме чорне (K) чорнило в CMYK.
Що таке доповнювальні кольори?
Два кольори є доповнювальними, якщо їх адитивна суміш дає білий (для світла) або майже чорний (для пігментів). У моделі RGB червоний і блакитний є доповнювальними, як і зелений і пурпурний, і синій і жовтий. Якщо дивитися на насичений колір 30 секунд, а потім на білу поверхню, виникне доповнювальний колір як залишкове зображення — результат адаптації колбочок.
Яка різниця між кольоровими моделями RGB і CMYK?
RGB (червоний, зелений, синій) — адитивна модель для самосвітних дисплеїв: кольори створюються додаванням світла на трьох довжинах хвиль. CMYK (блакитний, пурпурний, жовтий, чорний) — субтрактивна модель для друку: фарби поглинають світло, а не випромінюють його. Перетворення між ними нетривіальне, оскільки гами (діапазони відтворюваних кольорів) різні: CMYK, як правило, не може відтворити яскраво насичені синьо-зелені кольори, які показує RGB-дисплей.
Чому телевізор використовує червоний, зелений і синій первинні кольори?
Вибір первинних кольорів RGB обумовлений трихроматичною природою людського зору: три типи колбочок можна стимулювати незалежно для створення будь-якого кольору в межах трикутника кольорового охоплення. Червоні, зелені та сині світлодіоди чи люмінофори обрані тому, що вони охоплюють широку гаму при ефективному виробництві. Точні хроматичності визначаються стандартами, такими як sRGB (Rec. 709) та ширший Rec. 2020 для HDR-дисплеїв.
Що таке кольорова гама?
Гама кольорового пристрою — це діапазон кольорів, які він може відтворити. На хроматичній діаграмі CIE людська зорова гама являє собою підковоподібну область; гама будь-якого дисплея чи принтера — трикутник або багатокутник всередині неї. sRGB охоплює близько 35% видимих кольорів, DCI-P3 (для кінотеатрів) — близько 45%, Rec. 2020 — близько 76%.
Як змішування кольорів працює в акварелі проти олійних фарб?
Акварель є прозорим середовищем: шари пігменту пропускають світло, яке відбивається від білого паперу і проходить назад крізь шари — справжнє субтрактивне змішування. Олійна фарба є напівпрозорою: товсто нанесені кольори можуть фізично змішуватися і також розсіювати світло, поєднуючи субтрактивне змішування з теорією розсіювання Кубелки-Мунка. Тому правила змішування менш точні для непрозорих фарб, ніж для чорнил або фільтрів.
Що таке метамеризм?
Метамеризм — це явище, при якому дві поверхні з різними спектральними характеристиками відображення виглядають однаково за одного освітлення, але по-різному за іншого. Це виникає тому, що людське сприйняття кольору залежить лише від інтегральних відгуків трьох типів колбочок, а не від повного спектру. Промислове узгодження кольорів має враховувати метамеризм, вказуючи джерело освітлення (наприклад, D65 денне світло).
Чому небо блакитне, а захід сонця червоний?
Розсіювання Релея — розсіювання світла частинками, меншими за довжину хвилі — пропорційне 1/λ⁴, розсіюючи синє світло (450 нм) приблизно в 5,5 разів сильніше, ніж червоне (700 нм). Небо виглядає блакитним, оскільки розсіяне сонячне світло, що досягає нас, є переважно синього кінця спектру. На заході сонця світло проходить через більшу товщу атмосфери, синій розсіюється, і лише червоні та помаранчеві хвилі досягають ока напряму.
Що таке система кольорів Манселла?
Система Манселла організовує кольори за трьома перцептивно рівномірними осями: відтінок (100 ступенів), значення (яскравість, 0–10) і хрома (насиченість). На відміну від куба RGB, шкала Манселла розроблена так, щоб однакові числові різниці відповідали однаковим сприйманим різницям — властивість, яка називається перцептивною рівномірністю. Сучасна колористика використовує простір CIE L*a*b*, що базується на подібних принципах і широко застосовується для вимірювання різниці кольорів (ΔE).