Аддитивный способ смешивания цветов

Рис. 89. Кривая взаимно дополнительных цветов спектра (а), принципиальная схема аддитивного смешения цветов (б)

Если вращать с достаточной скоростью круг, составленный из секторов разного цвета, он будет казаться ровно окрашенным в новый цвет. Если рассматривать издали изображение, составленное из разных цветных точек, точки будут сливаться, создавая впечатление определенной окраски фона. Эти явления объясняются тем, что разные по цвету лучи в первом случае последовательно, а во втором — одновременно действуя на одну и ту же точку сетчатки глаза, вызывают впечатление нового, смешанного цвета.

Образование новых цветов путем смешения потоков цветных лучей называется аддитивным или слагательным (оптическим, пространственным) смешением цветов.

Примерами применения аддитивного смешения могут служить: живопись художников-пуанталистов, создающих свои произведения путем нанесения различных цветных точек; в текстильной промышленности — меланжирование, т. е. получение цветных нитей скручиванием различных по цвету волокон, цветное ткачество (из разных по цвету нитей). Смешением этого типа объясняется получение нового цвета на белом экране, если его осветить разными по цвету лучами. Аддитивное смешение положено в основу цветного телевидения; широко применяется в колориметрии. В картографии этот вид смешения цветов прямого применения не имеет (некоторые примеры его проявления приводятся в конце следующего параграфа). Однако ознакомление с его законами необходимо для правильного понимания многих явлений, связанных с цветом.

Законы аддитивного смешения цветов:

1. Ко всякому хроматическому цвету можно подобрать другой хроматический цвет, дающий при оптическом смешении с первым ахроматический. Такие два цвета называются взаимно дополнительными. На экране при смешении лучей двух взаимно дополнительных цветов можно получить белый цвет, а при вращении диска с секторами взаимно дополнительных цветов — серый.

Дополнительность цвета зависит только от его цветового тона; насыщенность взятых цветов будет влиять лишь на их количественные соотношения при смешении.

Взаимно дополнительных пар цветов множество. Пользуясь кривой типа приведенной на рис. 89, а, можно, зная цветовой тон (длину волны) какого-либо цвета, определить цветовой тон дополнительного цвета. Кривая также показывает, что цвета с длиной волны от 493 до 567 нм не имеют в спектре дополнительных (координатные линии не пересекаются с кривой). Дополнительными к ним будут пурпурные цвета.

2. При оптическом смешений не дополнительных цветов получаются цвета, промежуточные по тону между смешиваемыми. Например, на вертушке при вращении диска, составленного из зеленого и синего спектров, мы получим голубой цвет, из красного и желтого — оранжевый.

3. Результат оптического смешения не зависит от состава лучей, вызывающих ощущение участвующих в смешении цветов. Например, если взять голубой с длиной волны 490 нм и голубой, составленный из определенных количеств синих и зеленых лучей, то при оптическом смешении с другими цветами оба эти голубые дадут одинаковые результаты.

Насыщенность получаемого цвета зависит от насыщенности смешиваемых цветов и от их положения в цветовом круге. Насыщенность смеси тем больше, чем ближе друг к другу расположены смешиваемые цвета, и тем меньше, чем удаленнее они друг от друга в цветовом круге.

Светлота (яркость) смеси зависит от способа смешения. При сложении цветных световых потоков на экране их яркость суммируется, а при смешении непосредственно при восприятии глазом (например, при вращении цветного диска) регистрируется средняя яркость с учетом размера секторов.

Важно подчеркнуть, что путем смешения трех основных цветов — красного киноварного, зеленого (слегка голубоватого) и фиолетово-синего — можно получать любые цветовые тона. Эти три цвета дадут наиболее насыщенные сочетания. Могут быть использованы и другие триады, важно, чтобы дополнительный к одному из трех цветов лежал в цветовом круге между двумя другими. Принципиальная схема аддитивного смешения приведена на рис. 89, б.

Рис. 90. Схематические диаграммы получения различных цветов из трех основных (С — синий, 3 — зеленый, К — красный) при аддитивном смешении: — белого (все цветные лучи представлены в одинаковой степени), 2 — серого (то же, но интенсивность излучения меньше), 3 — черного (отсутствие всяких лучей), —красного чистого (нет примеси лучей других зон), но темного (небольшая интенсивность лучей), 5 —красною малонасыщенного (чистоту понижает большая доля ахроматического) светлого, Г— желтого, 7 — пурпурного, 8 — голубого, Р — оранжевого (красный и зеленый в одинаковых количествах дают желтый, но здесь красного больше), 10 — коричневого (оранжевый, но очень темный)

На рис. 90 приводятся диаграммы, наглядно объясняющие цвет излучения в зависимости от участия в нем лучей трех основных зон спектра. Столбики означают синюю, зеленую и красную зоны спектра; высота столбиков соответствует интенсивности лучей.

Эти диаграммы следует понимать как очень упрощенные, схематизированные спектральные кривые, поясняющие принципы получения различных цветов путем аддитивного смещения трех основных.

Источник

Аддитивное смешение цветов

Аддитивное смешение цветов — это способ синтеза цвета, основанный на сложении цветов двух или нескольких излучающих объектов. В театре такими объектами являются осветительные приборы.

Метод основан на особенностях человеческого зрения: сетчатка человеческого глаза содержит три вида нейронов-колбочек, воспринимающих фиолетово-синие, зелёно-жёлтые и жёлто-красные цвета. Точно так же, смешивая три основных цвета — красный (red), зелёный (green) и синий (blue) — можно получить другие оттенки спектра.

Например, при равной интенсивности всех трёх лучей там, где они попарно пересекаются, получаются пурпурный (magenta), жёлтый (yellow) и голубой (cyan) цвета, а в середине — там, где перекрываются все три луча, мы видим белое пятно. Единственный цвет, который недоступен при аддитивном цветосмешении, — это чёрный.

Аддитивное цветосмешение может быть реализовано не только с помощью источников цветного света, но и чисто оптически. Например, наши зрительные анализаторы сами смешивают мельчайшие разноцветные штрихи в картинах пуантилистов или сливают несколько изображений в одно, когда мы надеваем очки со стёклами разных цветов.

Жорж Сёра «Сена в Гранд-Жатт», весна

Кадр из 3D-фильма «Аватар»

Известны четыре закона аддитивного цветосмешения, сформулированные ещё Исааком Ньютоном:

Для каждого цвета существует единственный дополнительный цвет, при смешении с которым получается ахроматический серый цвет.
Субъективно одинаково воспринимаемые цвета при смешении с другими цветами дают тоже одинаково воспринимаемые цвета независимо от их спектрального состава.
При смешении двух разных цветов получается промежуточный цвет. Смешивая его с одним из исходных цветов, нельзя получить второй исходный цвет.
При смешении двух разных цветов результирующий цвет всегда менее насыщен, чем любой из исходных цветов.

Эти законы послужили основой для Международной системы спецификации цвета, а впоследствии — Международной колориметрической системы.

Источник

Синтез цвета

Процесс получения различных цветов с помощью нескольких основных (первичных) излучений или красок называется цветовым синтезом. Существует два принципиально различных метода цветового синтеза: аддитивный и субтрактивный синтезы.

Аддитивный синтез

В аддитивном синтезе смешиваются первичные излучения. В качестве первичных могут быть использованы два, три и более различных по цвету излучений, но наиболее распространен трехцветный аддитивный синтез. Первичные цвета и создающие их излучения называются основными. Основные излучения аддитивного синтеза — синие, зеленые и красные, т.е. излучения трех основных зон спектра. Аддитивный синтез цвета — воспроизведение цвета в результате оптического смешения излучений базовых цветов (красного, зелёного и синего — R, G, B). Используется в мониторах издательских систем при создании цветных изображений на экране, а также на экране телевизора.

Последовательное смешение или образование различных цветов при быстрой смене излучений вне глаза, например, на диске типа волчка или на экране цветного телевизора. При быстром вращении окрашенного в разные цвета диска цвета суммируются вследствие рассмотренных выше явлений инерционности зрения.

Пространственное смешение — это разновидность аддитивного способа.

Пространственное смешение основано на том, что глаз не различает очень близко расположенные друг к другу мелкие разноцветные участки, а воспринимает их слитно, как одно целое. Если эти мелкие участки имеют различную окраску, то мы видим только их обобщенный цвет — цвет аддитивной смеси.

Если ряд очень мелких разноцветных пятнышек, лежащих близко одно от другого, рассматривать на достаточно большом удалении, то эти пятнышки в отдельности зрительно не различаются. Вместо разноцветных мелких пятнышек мы видим одинаковые по цвету участки. Например, отдельные песчинки на берегу мы различаем лишь на близком расстоянии. Листы бумаги, слегка покрытые угольной пылью, на удалении мы видим серыми, не различая на них отдельных пылинок и просвечивающую между ними бумагу.

Смешение цветов

Смешение цветов мелких разноокрашенных участков с образованием единого для них цвета происходит по правилам аддитивного синтеза, т. е. оптическим смешением излучений. Это объясняется тем, что при взгляде на какой- либо предмет его изображение непрерывно перемещается по сетчатке глаза. Если отдельные цветные элементы малы в сравнении с непрерывными колебаниями глаза, то на одни и те же рецепторы попадают последовательные излучения от рядом расположенных разноцветных элементов.

Пространственное смешение разноцветных мелких окрашенных участков имеет место при синтезе цвета на оттисках высокой и офсетной (плоской) печати, на картинах живописи, особенно, направление «пуантилизм».

Французские художники изобрели в живописи подобный автотипному синтезу художественный прием, назвав его пуантилизмом.

Он был изобретен для создания ярких и чистых цветов на полотне. Суть приема состоит в нанесении на холст четких раздельных мазков (в виде точек или мелких прямоугольников) чистых красок в расчете на их оптическое смешение в глазу зрителя, в отличие от механического смешения красок на палитре. Изобрел пуантилизм французский живописец Жорж Сёра на основе теории дополнительных цветов.

Было замечено, что оптическое смешение трех чистых основных цветов:

и пар дополнительных цветов:

красный — зеленый,
синий — оранжевый,
желтый — фиолетовый,

дает значительно большую яркость, чем механическая смесь красок. Пуантилистическая техника помогла создать яркие, контрастные по колориту пейзажи П. Синьяку и тонко передающие нюансы цвета полотна Ж. Сёра, а также повысить декоративность картин многим их последователям, например итальянскому живописцу Дж. Балла.)

Субтрактивный синтез

В субтрактивном синтезе новый цвет получают наложением одного на другой красочных слоев — желтого, пурпурного и голубого. Синие, зеленые и красные излучения поглощаются этими красками (т.е. последовательно вычитаются из белого света). Поэтому цвет окрашенного участка определяется теми излучениями, которые проходят через все три слоя и попадают в глаз наблюдателя.

Желтая, пурпурная и голубая краски — основные (первичные) для субтрактивного синтеза. Субтрактивный синтез цвета — получение цвета в результате вычитания отдельных спектральных составляющих из белого.

Такой синтез наблюдается при освещении белым светом цветного оттиска.

Свет падает на цветной участок; при этом часть его поглощается (вычитается) красочным слоем, а остальная часть, отражаясь, в виде окрашенного потока попадает в глаз наблюдателя. Этот синтез используется при смешении окрашенных сред, например, красок вне машины, для получения нужных цветов или оттенков на оттиске при печати дополнительной краской, при наложении слоев разных красок на оттиске в глубокой печати, а также при наложении разнокрасочных растровых элементов на оттиске в высокой и плоской печати.

Само название цветового синтеза указывает на принцип образования различных цветов.

Слово «аддитивный» — слагательный. Субтрактивный способ — вычитательный. При аддитивном синтезе цвета меняются от изменения соотношения интенсивности основных излучений, а при субтрактивном синтезе — от толщины слоев или концентрации в них красящих веществ.

Поэтому помимо понятия о первичных цветах и красках для характеристики синтеза вводят понятие о количестве первичных излучений или красок. Эти величины, которые характеризуют количества первичных излучений или основных красок, называют аддитивными или субтрактивными координатами цвета.

Аддитивные координаты цвета указывают на относительные мощности смешиваемых (слагаемых) излучений при аддитивном синтезе. Субтрактивные координаты цвета указывают на относительные количества желтой, пурпурной и голубой красок, которыми воспроизводятся все другие цвета на оттиске.

Как и в аддитивном, в субтрактивном синтезе новый цвет может быть образован меньшим или большим, чем три, числом основных красок. На практике для субтрактивного синтеза часто используют большее число красок. Например, к трем цветным добавляют четвертую — черную.

В цветных репродукциях, изготовленных способом высокой и плоской печати, образование цветов происходит путем изменения относительной площади мелких, не видимых невооруженным глазом растровых элементов, закрашенных желтой, пурпурной и голубой красками.

Цветовой синтез, при котором разные цвета на запечатанных поверхностях образуются изменением относительной площади закрашенных растровых элементов, называется автотипным (растровым) синтезом.

Автотипный синтез

Автотипный синтез может быть однокрасочным, когда печать ведется с одной растровой печатной формы и на бумагу переносится только одна краска. Черно-белые иллюстрации, изготовленные способами высокой и плоской печати, — это однокрасочные изображения, полученные автотипным синтезом. Для изготовления цветных иллюстраций применяется иногда двухкрасочный автотипный синтез (дуплекс).

Чаще применяется трехкрасочный и четырехкрасочный синтез.

Наиболее распространен четырехкрасочный автотипный синтез, когда, помимо трех основных однокрасочных изображений, на бумагу наносится еще черно-белое изображение.

В некоторых случаях печать ведется и большим числом красок. (В последнее время после 1995 г. практическое применение находит технология Hi — Fi.) Однако в основе всех видов автотипного синтеза лежит принцип смешения излучений, отраженных от мелких разноокрашенных участков. Поэтому для выяснения закономерности автотипного синтеза необходимо рассматривать процесс наложения красок с трех растровых изображений. При трехкрасочном автотипном синтезе на бумагу последовательно накладываются слои желтой, пурпурной и голубой красок.

Допустим, что первой печатается желтая краска. При нанесении пурпурной краски на бумаге запечатываются не только неокрашенные, но и уже окрашенные первой краской участки. Таким образом, на единице площади, ограниченной рядом расположенными линиями растровой решетки, получаются не только желтые и пурпурные однокрасочные участки, но также и двухкрасочные, полученные вследствие перекрывания некоторых из разноокрашенных растровых элементов.

В рассмотренном примере двухкрасочные участки в результате наложения на желтый слой пурпурной краски имеют красный цвет. При наложении третьего растрового изображения голубая краска ложится на желтые, пурпурные и красные участки, в результате образуются новые двухкрасочные участки синего и зеленого цвета, а также трехкрасочные черного цвета. Таким образом, цвета двухкрасочных и трехкрасочных участков образуются субтрактивным синтезом.

Краски для автотипного синтеза выбирают с тем расчетом, чтобы цвета при автотипном синтезе получались не только насыщенными, но и достаточно светлыми, яркими.

Таким образом, автотипный синтез цвета — это воспроизведение цвета в полиграфии на оттисках высокой и плоской печати. При автотипном синтезе цветное полутоновое изображение формируется разноцветными растровыми элементами (точками или микроштрихами). Растровые элементы отдельных печатных красок на оттиске имеют одинаковую светлоту, но различные размеры, частоты и формы, а также разный характер наложения (смешанный аддитивно-субтрактивный синтез цвета).

Статьи по теме

Красящие пигменты

Сегодня лакокрасочная продукция является достаточно распространенной. Она предназначена не только для нанесения декоративного слоя на различные виды поверхностей, но и для защиты отдельных видов материалов от появления ржавчины или коррозии.

Краска серебрянка

В современном мире имеется большое количество разновидностей лакокрасочной продукции, которая предназначена для нанесения на различные поверхности. Серебряные краски получили широкое распространение.

Покраска порошковой краской

В современном мире для окраски различных предметов и объектов используются самые разные виды красящих материалов. Сегодня помимо всем привычных лакокрасочных продуктов применяют еще и продукция в виде порошка.

Покраска авто своими руками

Сегодня с такой проблемой, как появление неприглядного внешнего вида авто в результате облупившейся краски сталкиваются многие автомобилисты. В таких случаях необходимо принять меры по устранению всех дефектов, чтобы ездить на автомобиле было приятней.

Эпоксидная эмаль

Современный рынок предоставляет огромный выбор различных лакокрасочных материалов. Выбор краски зависит от цели ее применения. Эмаль эпоксидная или краска изготавливается на основе эпоксидной смолы.

Краскопульт для покраски

С развитием науки и техники возникли некоторые изменения и в процессе окрашивания готовых изделий. Если еще некоторое время назад окрашивание производилось вручную, то сейчас используются различные технологические новинки, которые уменьшают расход краски, при этом делая процесс окрашивания более быстрым и качественным.

Метод абляции

Вообще физический термин «абляция» имеет ряд значений, выражающих процесс отделения вещества с поверхности твердого тела под воздействием излучений и обтекающего потока горячего газа.

Источник