Герман Грассман (Grassmann (1809-77), немецкий математик, физик и филолог. Дал первое систематическое построение учения о многомерном евклидовом пространстве. Труды по акустике, цветоведению и электромагнетизму.) определил три законе природы цвета:
1. Трехтсерность природы цвета. Глаз реагирует на три различных цветовых составляющих. Примеры: красный, зеленый и синий цвета; цветовой тон (доминирующая длина волны), насыщенность (чистоту) и яркость (светлость).
2. Четыре цвета всегда линейно зависимы, то есть сС = rR + gG + bB , где с, r, g, b≠ 0 .
Для смеси двух цветов (сС)1 и (сС)гимеет место равенство:
то есть, если цвет С, равен цвету С и цвет С2 тоже равен цвету С , то отсюда следует,
что цвет С, равен цвету С2независимо от структуры спектров энергии С, С, , С, .
3. Цветовое пространство непрерывно. Если в смеси трех цветов один непрерывно изменяется, а другие остаются постоянными, то цвет смеси будет меняться непрерывно.
Как уже говорилось выше, человеческий глаз в состоянии регистрировать три основных цветовых полосы в диапазоне волн от 380 до 770 нм. Мы привыкли отождествлять их с названиями следующих цветов: красный (R), зеленый(G) и синий(В).
Забудьте, если Вы слышали от художников, что существует три основных цвета, - красный, желтый, синий. Такой подход актуален только для красителей. Хотя мы и поговорим о такой модели при рассмотрении моделей цвета.
Причина в наличии только трек основных цветов кроется не только в физических теориях, но и в химическом составе органической материи сетчатки глаза, способном реагировать только на определенные длины волн, соответствующие этим цветам. Все не основные цвета, такие, как желтый или розовый - это просто комбинации основных цветов.
Именно поэтому эти цвета используются в телевидении и выводе изображений на экран монитора. Эти три цвета дают возможность воспроизвести большинство цветов, которые можно видеть. Еще раз повторимся - большинство, но не все. Цвета, производимые монитором, не являются абсолютно чистыми, поэтому и все производимые ими оттенки не могут быть воспроизведены с точностью.
Более того, яркостный диапазон мониторов сильно ограничен. Человеческий глаз в
состоянии различать гораздо больше градаций яркости. Максимальная яркость монитора едва ли соответствует и половине максимальной яркости, которую наш глаз способен различить. Это
часто может привести к сложностям при отображении сцен из реального мира, которые содержат широкие вариации яркости. Например, фотография пейзажа с фрагментом неба и участками земли находящимися в полной тени (есть, однако, ряд приемов, позволяющих решить эту проблему, но об этом мы поговорим ниже).
При моделировании света на компьютере все три цвета обрабатываются отдельно, за исключением каких-либо нестандартны ситуаций, когда цвета не влияют друг на друга. Иногда полноцветные изображения получают путем последовательного просчета красного, зеленого и синего изображений и их дальнейшим комбинированием.
Все цветовые оттенки можно визуально представить в виде куба, где началу осей координат соответствует черный цвет, а по осям координат будут отложены соответствующие величины трех исходных цветов. Это и есть трехцветная цветовая модель (RGВ Моdel).
Красный, зеленый и синий называют аддитивными или порождающими цвета путем сложения (additive primaries), то есть бесконечное множество цветов может быть создано путем добавления различны степеней насыщенности красного, зеленого и синего света. Так, если сложить вместе красный, зеленый и синий, - получится белый цвет. Путем сложения двух основных
цветов из трек, получают еще три цвета: циан (суan), пурпурный (magenta) и желтый (уе11оw). Эти три цвета и белый цвет определяют оставшиеся четыре вершины цветового куба.
Полученные цвета (кроме белого) называют дополнительными, поскольку их можно рассматривать как разность между белым и основным: желтый — это белый без синего.
Если рассмотреть в качестве основных цветов циан, пурпурный и желтый, то окажется, что из них тоже могут быть созданы другие цвета.
Например, когда точки желтой печатной краски перекрывают точки пурпурной печатной
краски, получается красный. Когда две печатные краски комбинируются, они поглощают зеленые и синие спектральные составляющие световых волн и пропускают красный. Причем, этот процесс повторяется дважды, сначала до отражения от белой бумаги, затем после отражения, то есть они создают другие цвета путем поглощения (вычитания) цветов, имеющих обратный спектр. Поэтому их называют цветами на основе вычитания или субтрактивными (subtractive primaries). Такая модель является основой большей части процесса печати.
Есть еще целый ряд цветовых моделей света, которые могут быть даже более понятны для некоторых людей. Вот, например, модель НSV или НSВ (от английских: - Нuе - оттенок, Saturation - насыщенность, Va1ue — количество или Brightness — яркость).
Снова мы видим три значения, значит, все возможные цветовые оттенки можно опять заключить внутрь куба. Эта модель также иногда известна как НЕ, где L - Luminance, слово другое, а суть та же.
Нuе: Цвет, цветовой оттенок
Saturation: Цветовая насыщенность. Эквивалент соотв.органу управления на многих телевизорах и мониторах.
Va1ue: Интенсивность (яркость). Ноль - значит черный, более высокие значения характеризуют более яркие значения.
Существует мнение, что следует различать цветовые модели света с моделями цветопередачи, такими, как СМУК, например. Модели цветопередачи применимы в основном для смешения красителей и сфера их применения - цветная печать и полиграфия. В связи с этим часто возникают разночтения в специальной литературе.
Именно поэтому эти цвета используются в телевидении и выводе изображений на экран монитора. Эти три цвета дают возможность воспроизвести большинство цветов, которые можно видеть. Еще раз повторимся - большинство, но не все. Цвета, производимые монитором, не являются абсолютно чистыми, поэтому и все производимые ими оттенки не могут быть воспроизведены с точностью.
Все цветовые оттенки можно визуально представить в виде куба, где началу осей координат соответствует черный цвет, а по осям координат будут отложены соответствующие величины трех исходных цветов. Это и есть трехцветная цветовая модель (RGВ Моdel).