На этом шаге мы рассмотрим. недостатки этой цветовой модели.

    Теперь рассмотрим другие аспекты. Цвет, создаваемый смешиванием трех основных компонент, можно представить вектором в трехмерной системе координат R, G и В, изображенной на рисунке 1.

Рис.1. Трехмерные координаты RGB

    Черному цвету соответствует центр координат - точка (0, 0, 0). Белый цвет выражается максимальным значением компонент. Пусть это максимальное значение вдоль каждой оси равно единице. Тогда белый цвет - это вектор (1, 1, 1). Точки, лежащие на диагонали куба от черного к белому, соответствуют равным значениям: R_i= G_i= B_i. Это градации серого - их можно считать белым цветом различной яркости. Вообще говоря, если все компоненты вектора (r, g, b) умножить на одинаковый коэффициент (k = 0...1), то цвет (kr, kg, kb) сохраняется, изменяется только яркость. Поэтому, для анализа цвета важно соотношение компонент. Если в цветовом уравнении

  Ц = rR + gG + bВ

r' = r/(r+g+b),  g' = g/(r+g+b), b' = b/(r+g+b),

  Ц = r'R + g'G + b'В.

    Это уравнение выражает векторы цвета (r', g', b'), лежащие в единичной плоскости r'+g'+b' = 1. Иными словами, мы перешли от куба к треугольнику Максвелла.

    В ходе колориметрических экспериментов были определены коэффициенты (r', g', b'), соответствующие чистым монохроматическим цветам. Простейший колориметр можно представить как призму из белого гипса, грани которой освещают источниками света. На левую грань направлен источник чистого монохроматического излучения, а правая грань освещается смесью трех источников RGB. Наблюдатель видит одновременно две грани, что позволяет фиксировать равенство цветов (рисунок 2).

Рис.2. Схема уравнивания цветов

    Результаты экспериментов можно изобразить графически (рисунок 3).

Рис.3. Трехцветные коэффициенты смешивания RGB

    Как видим, коэффициенты r', g' и b' могут быть и положительными, и отрицательными. Что это означает? То, что некоторые монохроматические цвета не могут быть представлены суммой компонент R, G и В. Но как отнять то, чего нет? Для уравнивания цвета пришлось добавить к монохроматическому излучению одну из компонент R, G или В. Например, если монохроматическое излучение для некоторого значения X разбавлялось красным, то это можно выразить так:

  Ц(λ) + r'(λ)*R = g'(λ)*G + b'(λ)*В.

    Как оказалось, ни один цвет монохроматического излучения (за исключением самих цветов R, G и В) не может быть представлен только положительными значениями коэффициентов смешивания. Это наглядно можно изобразить с помощью цветового графика, построенного на основе треугольника Максвелла (рисунок 4).

Рис.4. Цветовой график RGB

    Верхняя часть кривой линии соответствует чистым монохроматическим цветам, а нижняя линия - от 400 до 700 нм - представляет так называемые пурпурные цвета (смесь синего и красного), которые не являются монохроматическими. Точки, лежащие внутри контура кривой, соответствуют реальным цветам, а вне этого контура - нереальным цветам.

    Точки внутри треугольника соответствуют неотрицательным значениям коэффициентов r', g' и b' и представляют цвета, которые можно получить смешиванием компонент RGB.

    Таким образом, система RGB имеет неполный цветовой охват - некоторые насыщенные цвета не могут быть представлены смесью указанных трех компонент. В первую очередь, это цвета от зеленого до синего, включая все оттенки голубого - они соответствуют левой ветви кривой цветового графика. Еще раз подчеркнем, что речь здесь идет о насыщенных цветах, поскольку, например, ненасыщенные голубые цвета смешиванием компонент RGB получить можно. Несмотря на неполный охват, система RGB широко используется в настоящее время - в первую очередь, в цветных телевизорах и дисплеях компьютеров. Отсутствие некоторых оттенков цвета не слишком заметно.

    Еще одним фактором, способствующим популярности системы RGB, является ее наглядность - основные цвета находятся в трех четко различимых участках видимого спектра.

    Кроме того, одной из гипотез, объясняющих цветовое зрение человека, является трехкомпонентная теория, которая утверждает, что в зрительной системе человека есть три типа светочувствительных элементов. Один тип элементов реагирует на зеленый, другой тип - на красный, а третий тип - на синий цвет. Такая гипотеза высказывалась еще Ломоносовым, ее обоснованием занимались многие ученые, начиная с Юнга. Впрочем, трехкомпонентная теория не является единственной теорией цветового зрения человека.

    На следующем шаге мы рассмотрим цветовые модели CMY и CMYK.

Предыдущий шаг Содержание Следующий шаг