Цветовые модели

В 1676 году сэр Исаак Ньютон с помощью трёхгранной призмы разложил белый солнечный свет на цветовой спектр. Подобный спектр содержал все цвета за исключением пурпурного. Ньютон ставил свой опыт следующим образом :солнечный свет пропускался через узкую щель и падал на призму. В призме луч белого цвета расслаивался на отдельные спектральные цвета. Разложенный таким образом он направлялся затем на экран, где возникало изображение спектра. Непрерывная цветная лента начиналась с красного цвета и через оранжевый, жёлтый, зелёный, синий кончалась фиолетовым. Если это изображение затем пропускалось через собирающую линзу, то соединение всех цветов вновь давало белый цвет. Эти цвета получаются из солнечного луча с помощью преломления.Каждый цвет спектра характеризуется своей длиной волны, то есть он может быть совершенно точно задан длиной волны или частотой колебаний. Световые волны сами по себе не имеют цвета. Цвет возникает лишь при восприятии этих волн человеческим глазом и мозгом. Каким образом он распознаёт эти волны до настоящего времени ещё полностью не известно. Мы только знаем, что различные цвета возникают в результате количественных различий светочувствительности.Деление спектра на семь цветов, введенное Ньютоном - чистая условность. Леонардо да Винчи считал, что основных цветов пять, Михайло Ломоносов положил начало трехкомпонентной теории цветового деления. В соответствии с ней световые волны, длина которых соответствует красному, зеленому и синему цветам, составляют основу всех цветов в природе, поэтому красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) - основные, первичные цвета. При наложении попарно трех первичных цветов, образуются вторичные цвета: голубой (Cyan), пурпурный (Magneta), желтый (Yellow). Так, например, вторичный желтый цвет образуется путем сложения первичных красного и зеленого, а синий в формировании желтого не участвует. Если объединить красный, зеленый и синий свет, то длины волн суммируются и в результате получится луч белого света. А если объединить первичный синий и вторичный желтый, то так же получится белый свет. Такие цвета (желтый - синий, красный - голубой ... ) называются комплементарными или взаимодополняющими, комплементарные цвета располагаются друг против друга на цветовом круге. Цвета при смешении которых образуется белый свет называются аддитивными (суммирующими).Цвет предметов возникает, главным образом, в процессе поглощения волн. Красный сосуд выглядит красным потому, что он поглощает все остальные цвета светового луча и отражает только красный. Когда мы говорим: "эта чашка красная", то мы на самом деле имеем в виду, что молекулярный состав поверхности чашки таков, что он поглощает все световые лучи, кроме красных. Чашка сама по себе не имеет никакого цвета, цвет создаётся при её освещении. Все объекты вокруг нас выборочно поглощают часть спектра белого света, падающего на них и отражают оставшееся излучение. В зависимости от того в какой области спектра происходит поглощение, объекты отражают разные цвета, определяющие окраску этих объектов. Цвета, которые используют белый свет, вычитая из него определенные участки спектра, называются субтрактивными (вычитательными).

Цветовая модель RGB

Свет остается тем же самым независимо от источника - солнечный свет, свет ламп накаливания, компьютерные мониторы. Монитор является растровым устройством (растром можно назвать мозаику, каждый элемент которой самостоятелен). Его экран покрыт прямоугольной сеткой из точек люминофора (мониторы с электронно-лучевыми трубками). Каждой точке изображения ставится в соответствие точка люминофора, называемая пикселем. На мониторах с электронно-лучевыми трубками цвета создаются в результате бомбардировки люминофора тремя электронными лучами.При этом каждая точка изображения (пиксель) состоит из трех точек на которые попадают электронные лучи различного цвета и интенсивности. Точки очень близко расположены друг к другу, так что три точки разных цветов воспринимаются глазом как один пиксель. Электронные лучи различной яркости высвечивают разные точки и картинка приобретает цвет в результате сложения трех составляющих. Таким образом система получения цветов на мониторе основана на физических свойствах естественного освещения.Черный цвет получается, когда интенсивность всех трех составляющих равна нулю, белый - при сложении всех цветов максимальной интенсивности. Это называется аддитивной (суммирующей) моделью Red (красный), Green (зеленый), Blue (синий).В современных компьютерах воспроизводится 256 (от 0 до 255) значений каждого из трех цветов, следовательно общее количество возможных цветов на мониторе = 256 в третьей степени = 16,7 млн. Суммарный цвет зависит от того, какое количество каждой из цветовых компонент присутствует в изображении. Красный: R = 255, G = 0, B = 0; желтый: R = 255, G = 255, B = 0; оттенки серого (от черного к белому) при равных значениях всех трех составляющих. Белый цвет, если все значения равны 255.

Цветовая модель HSB

В основе модели Hue (тон), Saturation (насыщенность), Brightness (яркость) лежит модель RGB. Модель HSB призвана упростить работу с цветами, так как она максимально приближена к принципу восприятия цвета человеческим глазом.

• Тон - спектральные цвета (чистые цвета солнечного спектра) или цветовые тона (Hue) располагаются по цветовому кругу и характеризуются положением на нем, которое определяется величиной угла в диапазоне от 0 до 360°:- 0° соответствует красному- 120° - зеленому- 240° - синемуЭти цвета обладают максимальной насыщенностью и яркостью (100%).
• Насыщенность (Saturation) изменяется в горизонтальной плоскости от 0 до 100%. При значении насыщенности 0% любой цвет становится белым.
• Яркость (Brightness) - параметр определяющий затеммненность или освещенность тона, изменяется в вертикальной плоскости. При значении яркости 0% любой цвет становится черным.

Модель HSB более удобна для создания гармоничных сочетаний цветов, оставаясь при этом (в сущности) моделью RGB.

Цветовая модель CMYK

При печати на бумагу наносится краска - материал, который поглощает и отражает световые волны различной длины; иными словами краску можно рассматривать как фильтр, который пропускает строго определенные лучи света, вычитая их, и отражая все остальные. При выводе цветного изображения на печать используется субтрактивная цветовая модель CMY: Cyan (голубой), Magneta (пурпурный), Yellow (желтый). В этой модели основные цвета образуются путем вычитания из белого цвета основных аддитивных цветов модели RGB. В таком случае и основных субтрактивных цветов тоже будет три: голубой - Cyan (белый минус красный), пурпурный - Magneta (белый минус зеленый), желтый - Yellow (белый минус синий).Таким образом модель CMY обратна модели RGB и при нулевых значениях составляющих (отсутствии краски) образуется белый цвет. Смешение равных значений трех компонентов даст оттенки серого. При смешении максимальных значений трех составляющих (Cyan+Magneta+Yellow) должен получиться черный цвет. Но в природе не существует чистых красок (в них присутствуют примеси) и при смешении основных субтрактивных цветов получается грязно-коричневый цвет, поэтому для получения черного цвета и оттенков серого необходимо добавлять черную краску. Именно она добавила последнюю букву в название модели CMYK. Черный компонент сокращается до буквы K (blacK), чтобы не перепутать с синим (Blue).Данная модель - основная модель для полиграфии. Для типографского воспроизведения цветного рисунка компьютерное изображение делится на составные компоненты модели CMYK. Каждый цвет печатается на отдельной странице-пленке (соответственно, всего их четыре).

Источник : fireworks.verno.ru