Смешивание путем сложения и вычитания

Основные цвета красный, желтый и синий, верно? Ну не совсем. Люди науки напоминают нам, что это утверждение основано скорее на привычке, чем на неопровержимых фактах.

Вкратце дело обстоит так: когда мы говорим, например, о живописи, то основными цветами на самом деле являются: красный, желтый i голубой. Однако если мы начнем двигаться в сфере физики и света, то основными цветами станут: красный, зеленый i голубой. Откуда это несоответствие? Существуют две разные теории цвета или синтеза.

Первый вид — аддитивный синтез — это явление смешения цветов путем суммирования лучей видимого света разной длины (1). Аддитивный синтез трех противоположных цветов из цветового круга дает белый свет (теоретически при условии, что цвета точно противоположны и все три потока имеют одинаковую интенсивность). Такого рода синтез имеет место, например, при проецировании света от источников разного цвета на белый экран. В месте, освещенном разными цветами одновременно, человеческий глаз видит отраженный поток, представляющий собой сумму всех попадающих туда цветов (в видимом нами отраженном потоке одновременно проявляются все длины волн, соответствующие отдельным потокам падающего света).

1. Аддитивное смешение цветов

Мониторы и другие цветные дисплеи работают на основе аддитивного синтеза, испуская световые лучи (красный), (зеленый), (синий) — короче RGB. Черный экран — это результат отсутствия светового излучения, а белый экран — это результат того, что R, G, B лампочки собраны с максимальной яркостью.

Второй тип смешения, субтрактивный синтез (2), представляет собой явление смешивания цветов путем вычитания видимых лучей разной длины. — чаще всего за счет поглощения определенных длин волн поверхностью, от которой отражается белый свет, или последовательностью светопропускающих фильтров. Такой синтез происходит, например, при смешивании красок разного цвета: в месте, покрытом краской, созданной смешением красок разного цвета, человеческий глаз видит отраженный пучок света, представляющий собой ту часть белого света, которая останется после того, как все цветовые компоненты были поглощены отдельными красками в смеси. Субтрактивный синтез двух противоположных (дополнительных) цветов из цветового круга дает визуальное впечатление ахроматического цвета (теоретически при условии, что цвета точно противоположны и все компоненты цвета, кроме отраженного, полностью поглощаются).

Этот метод используется, в том числе, в в печати: выполняется на подложке определенного цвета — для простоты пусть это будет белая бумага. Печатная краска, покрывая бумагу, создает фильтр, и непоглощенные длины волн света достигают глаза, создавая впечатление определенного цвета.

2. Субтрактивное смешение цветов

Чем CMYK отличается от RGB?

Мы видим, потому что свет попадает в наши глаза, и делает это двумя путями — непосредственно от источника и отражаясь от предметов. Это приводит к двум видам смешивания цветов: сложению и вычитанию. Обе системы выполняют одну задачу — стимулируют три типа ответов. колбочковые фоторецепторы в наших глазах, чувствительных, грубо говоря, либо к красному, либо к зеленому, либо к синему свету.

В возрасте 23 лет Исаак Ньютон сделал революционное открытие: с помощью призм и зеркал ему удалось объединить красный, зеленый и синий (RGB) свет в белый. Логически он считал эти три цвета «первичными», потому что они были основными ингредиентами, необходимыми для создания чистого белого света. Большинство источников говорят вслед за Ньютоном, что основными цветами являются красный, зеленый и синий, но современные исследователи отмечают, что это несколько более сложная проблема.

Это правильно (хотя и неточно, как мы увидим ниже) для света разных цветов. Субтрактивный синтез имеет дело с материальными объектами, такими как книги и картины. Субтрактивные цвета отражают меньше света при смешивании. Когда краски смешиваются, свет поглощается, делая цвета более темными и тусклыми, чем исходные цвета. Основными цветами печатных красок являются ранее упомянутые красный, желтый и синий (FISH). Почему? Потому что они не могут быть сделаны из смесей других пигментов. Ни теория Ньютона, ни физиология зрительных рецепторов здесь неприменимы.

Но реальность еще сложнее. Оказывается, на практике лучше всего использовать три основных цвета: не синий, а голубой, не красный, а пурпурный и желтый. Именно эти цвета традиционно используются для синтеза цветовых гамм, например, в полиграфии. Их английские названия образуют известную аббревиатуру CMYK (букве К соответствует черный цвет). Однако они не красные, желтые и синие. Также ошибочно полагать, что голубой и пурпурный — это просто причудливые названия синего и красного. Скорее, именно использование названий «красный» и «синий» остается ошибкой.

О чем это? В субтрактивном синтезе эти цвета отвечают не за излучение света, а за его поглощение. Желтый регулирует количество синего света — чем больше света, тем меньше синего света. Аналогичным образом пурпурный цвет управляет количеством зеленого света, а голубой — количеством красного. Основные субтрактивные элементы «работают», поглощая разное количество красного, зеленого и синего, а не испуская, как при синтезе аддитивного количества.

Как видите, RGB из аддитивного синтеза не согласуется с теоретическим субтрактивным набором цветов — RYB. Как постоянно повторяют ученые, на вопрос «почему?» правильного ответа нет, и, кроме того, красный, желтый и синий вовсе не являются истинными субтрактивными основными цветами — это пурпурный, желтый и голубой. Использование набора RYB привело бы к значительному обеднению цветовой палитры и образованию матовых смесей с низкой степенью насыщенности цвета. Следовательно, диапазон цветов, которые могут быть получены, будет небольшим.

Таким образом, Если голубой, пурпурный и желтый цвета являются истинными основными цветами материальных объектов, то почему почти все до сих пор считают, что честь быть основными цветами принадлежит красному, синему и желтому? Возможно, виновато неточное образование, увековечивающее заблуждения.

Забудьте о чистых цветах

Стивен Вестленд (3), профессор науки о цвете в Университете Лидса в Англии, предпринял шаги, чтобы опровергнуть неправильные представления о цвете. По его мнению, представление о том, что три чистых основных цвета могут создавать все остальные, в корне неверно. Если мы используем три основных цвета, мы можем получить все цветовые оттенки, но не все цвета, утверждает он.

Его мнение можно доказать так: мы открываем графическую программу на своем компьютере и создаем на экране красное пятно, которое печатаем на принтере CMYK.

— объясняет Вестленд. —

Как указывает британский профессор, основные цвета Ньютона в субтрактивном синтезе создаются по трем схемам: синий — это B = M + C, зеленый — G = C + Y, красный — R = Y + M.

Однако, поскольку это субтрактивное смешивание цветов касается «реального», мира осязаемых вещей, то, пожалуй, нам не стоит беспокоиться, потому что наша жизнь среди светящихся экранов и излучений все больше охватывается аддитивным синтезом, т.е. ньютоновскими цветами, RGB.