Графическая интерпретация цветового синтеза и метамерии

График цветности в координатах ху позволяет наглядно отобразить аддитивный синтез цвета (рис. 9.14).

Рис. 9.14. Схема смешения двух чистых цветов К, и К₂.

К₃ — результирующий цвет

Действительно, имея два излучения с длинами волн, допустим, 490 и 570 нм, соответствующие чистым тонам, расположенным на локусе, можно, смешивая их, получить промежуточные тона.

Точки, расположенные на линии К_а и К₂, отражают соотношение стимулов К_а и К₂. Допустим, смесь состоит из 50% стимулов К_а и К₂ (точка К₃ на рис. 9.14). Стимулы К_а и К₂ расположены на локусе, т. е. представляют собой чистые цвета. Будет ли суммарный стимул К₃ представлять собой также чистый цвет. Очевидно, нет. Для доказательства обратимся к рис. 1.5 гл. 1. При суммировании двух гармонических колебаний, соответствующих монохроматическим излучениям, лежащим на локусе, получается негармоническое колебание, которое не может быть чистым, а загрязнено белым тоном. Это негармоническое колебание, тем не менее, вызывает в аппарате зрения ощущение цвета, совпадающего с цветом К₄ на локусе и характеризуемого доминирующей длиной волны.

Представим другую ситуацию: смешивается излучение, имеющее разбеленный цвет М₃ (т.е. не лежит на локусе), и излучение чистого цвета М₂ (рис. 9.15). Опять-таки, прямая MjM₂ отражает варианты соотношений между цветами. Цвету М] соответствует А_{дом Ш}. Будут ли смесевые цвета располагаться на линии Очевидно, нет, поскольку М_а — разбеленный чистый цвет А_дом-Ш. По мере замещения его цветом М₂ разбеленность его уменьшается от S до 0 (до чистого цвета, расположенного на локусе). Следовательно, точки М] и М₂ должны быть соединены не прямой, а кривой (промежуточные цвета). Иначе, точки, соответствующие промежуточным цветам между М, и М₂, должны лежать на кривой, а не на прямой, как это часто утверждают в литературе.

Третья ситуация: точки Q, и Q₂ соответствуют разбеленным цветам (рис. 9.16). В этом случае светлота S меняется от S_Q1 до Sq₂. Значит, при смешении разбеленных цветов светлота (содержание в цвете белого тона) не обладает аддитивностью, а определяется пропорционально вкладу в смесь каждого цвета и, соответственно, при переходе от цвета Qj к цвету Q₂ меняется нелинейно.

Рис. 9.15. Схема смешения чистого цвета М₂ и разбеленного Мр.

М, М₂ — кривая результирующих цветов; J — цвет, позволяющий в смеси с М₂

получить белый тон.

Рис. 9.16. Схема смешения двух разбеленных цветов Q, и Q₂

Изложенное выше мы вправе распространить и на субтрактивный синтез, иллюстрируемый на диаграмме цветности ху в виде криволинейной фигуры.

Таким образом, любые тона, не лежащие на локусе, но попадающие внутрь треугольника на диаграмме цветности, можно представить как сумму двух излучений чистых тонов, содержащих белый тон.

Зададим на локусе точку J при условии, что линия, соединяющая точки М₂ и J, проходит через точку Е, соответствующую ахроматическому белому тону (рис. 9.15). Меняя соотношения излучений М₂ и J, можно получить белый тон. Значит, для получения ахроматического белого тона достаточно смешать в определенном соотношении два монохроматических излучения. Главное, чтобы линия, соединяющая точки на локусе, соответствующие этим излучениям, проходила через точку Е.

Таким же образом можно получить ахроматический белый тон, смешивая три чистых монохроматических излучения. Например, смешивая два излучения и М₂, нельзя получить белый тон, поскольку линия, соединяющая точки М_х и М₂, не проходит через точку Е (см. рис. 9.15). Выбрав на локусе точку N, можно соединить ее с линией MjM₂ при условии, что линия NMj пройдет через точку Е. Таким образом, добавляя к определенной смеси монохроматических излучений стимул N, также можно получить ахроматическое белое излучение.

Рассмотренные примеры позволяют сделать общий вывод: белый тон можно получить смешением любых монохроматических излучений в определенных соотношениях.

Рассматривая вопрос «Источники излучения», мы выяснили, что «белый тон» — название условное. К белым тонам относятся все стимулы, не обладающие ярко выраженным оттенком и характеризуемые цветовой температурой. Какой же белый тон мы получим, смешивая монохроматические излучения? Любой заданный, в зависимости от того, через какую точку на кривой проходит отрезок прямой.

Диаграмма цветности ху может использоваться для иллюстрации явления метамерии цвета. Действительно, любой цвет можно получить смешением двух (KjK₂) (рис. 9.17), трех (N_XN₂N₄) (рис. 9.18) и т. п. цветов, при этом цвет К будет метамерен цвету N.

Рис. 9.17. Схема смешения двух чистых цветов К₁ и К₂ для получения результирующего чистого цвета К.

Рис. 9.18. Схема смешения трех чистых цветов N₁N₂N₄ для получения результирующего чистого цвета N. N₃ — промежуточный чистый цвет, образованный смешением чистых цветов N₁ и N₂

Как отмечено выше, колориметрическая система RGB не находит широкого применения в колориметрических расчетах из-за отрицательных удельных координат г (X), g (A.), b (/"), монохроматических (спектральных) стимулов для различных длин волн, усложняющих расчеты координат цвета R, G, В и последующих расчетов порога цветового различения.

Однако ничто не препятствует использованию координат цвета в системе RGB для графической интерпретации явления метамерии цвета, как это показано на рис. 9.19.

Рис. 9.19. Диаграмма цветности в колориметрической системе RGB

Смешение «синего» излучения с длиной волны 470 нм с «желтым» излучением с длиной волны 590 нм позволяет получить смесевые излучения, вызывающие в аппарате зрения человека ощущение пурпурного цвета, например, с длиной волны 520' нм. Излучение, вызывающее в аппарате зрения человека ощущение пурпурного цвета с такой же длиной волны 520' нм можно получить, смешав, например, «голубое» излучение с длиной волны 485 нм с «красным» излучением с длиной волны 650 нм. Первое и второе излучения будут метамерны по отношению друг к другу^[1].

• [1] Лютое В. П. К вопросу об установлении давности // Энциклопедия судебнойэкспертизы: науч. — практ. журнал. 2015. № 2 (6). URL: http://www.proexpertizu.ru/theory_and_practice/davnost/658/.