О природе света и цвета

Основные цвета

Свет как физическое явление представляет собой поток электромагнитных волн различной длины и амплитуды. Глаз человека, будучи сложной оптической системой, воспринимает эти волны в диапазоне длин приблизительно от 350 до 780 нм. Свет воспринимается либо непосредственно от источника, например, от осветительных приборов, либо как отраженный от поверхностей объектов или преломленный при прохождении сквозь прозрачные и полупрозрачные объекты. Цвет — это характеристика восприятия глазом электромагнитных волн разной длины, поскольку именно длина волны определяет для глаза видимый цвет. Амплитуда, определяющая энергию волны (пропорциональную квадрату амплитуды), отвечает за яркость цвета. Таким образом, само понятие цвета является особенностью человеческого «видения» окружающей среды.

Рис. 1.Три функции выравнивания цветов для отображения спектральных частот из диапазона примерно от 400 до 700 нм.

При объединении света от нескольких источников с различными преобладающими частотами интенсивность света от каждого источника можно менять, что позволит получить диапазон дополнительных цветов. На основе данного наблюдения была сформирована одна модель цвета. Оттенки, выбранные для источников, называются в ней основными цветами, а цветовой гаммой модели называется набор всех цветов, которые можно получить из основных цветов. Два основных цвета, дающих в сумме белый цвет, называются дополнительными. Примеры пар дополнительных цветов — красный и голубой, зеленый и пурпурный, синий и желтый.

Ни один конечный набор действительных основных цветов не даст всех возможных видимых цветов. Тем не менее, для большинства задач трех основных цветов достаточно, а, используя расширенные методы, можно описать и цвета, не входящие в цветовую гамму для данного набора основных цветов. Имея набор из трех основных цветов, любой четвертый цвет можно описать с помощью процедур смешивания цветов. Следовательно, смесь одного или двух основных цветов с четвертым цветом можно представить некоторой комбинацией остальных основных цветов. В этом расширенном смысле можно считать, что набор из трех основных цветов описывает все цвета. На рис. 1. показан набор функций выравнивания цветов для трех основных цветов и указано, какая «величина» каждого основного цвета требуется для получения любого спектрального цвета. Кривые, изображенные на рис. 1. получены усреднением мнений большого числа наблюдателей. Цвета в окрестности 500 нм можно подобрать, только «вычитая» некоторую долю красного света из комбинации синего и зеленого. Это означает, что для описания цвета, близкого к 500 нм, можно только так объединить этот цвет с долей красного, чтобы получить указанную на диаграмме комбинацию синего и зеленого. Из сказанного, в частности, следует, что RGB-монитор не может отображать цвета в окрестности 500 нм.