Аддитивная цветовая система — это способ смешивания цветного света для создания других цветов. В аддитивной системе основными цветами являются красный, зеленый и синий (RGB). При комбинировании этих цветов в разных пропорциях можно получить широкий спектр цветов. Аддитивные цветовые системы используются для освещения, видеодисплеев, фотографии и других приложений, в которых используется излучаемый свет.
Аддитивная цветовая система основана на том, как наши глаза воспринимают цвет. Сетчатка человеческого глаза содержит три типа цветовых рецепторов, называемых колбочками. Эти колбочки реагируют на красный, зеленый и синий свет. Когда вы смотрите на объект, колбочки в разной степени стимулируются длинами волн света, которые объект отражает или испускает. Сочетание стимуляций создает восприятие разных цветов.
При аддитивном смешивании цветов чем больше света добавляется, тем ярче и светлее становится цвет. Начиная с темноты, по мере увеличения интенсивности красного, зеленого и синего света конечный результат станет белым. Это происходит потому, что белый свет содержит равномерную смесь всех цветов видимого спектра.
Основными цветами в аддитивной системе являются красный, зеленый и синий, поскольку они соответствуют пиковой чувствительности трех типов колбочек в наших глазах. Смешивая различные уровни этих трех цветов, мы можем стимулировать глаз воспринимать любой цвет.
Существует два основных типа цветовых моделей: аддитивная и субтрактивная. Обе включают смешивание ограниченного набора основных цветов для создания диапазона цветов. Однако они работают дополнительными способами.
В субтрактивной системе, такой как живопись, чернила или краситель, основными цветами являются голубой, пурпурный и желтый. Это дополнительные цвета (противоположности) красного, зеленого и синего. Субтрактивный цвет начинается с белого света и выборочно поглощает (вычитает) определенные длины волн, отражая оставшийся свет как цвет. По мере смешивания большего количества цветов поглощается больше белого света, поэтому цвет становится темнее и мутнее.
Напротив, аддитивный цвет начинается с темноты и складывает длины волн света вместе, чтобы сформировать цвет. Аддитивное смешивание включает свет, излучаемый непосредственно из источника. Субтрактивное смешивание включает в себя свет, отраженный от поверхности.
| Аддитивный цвет | Субтрактивный цвет |
|---|---|
| Начинается с темноты | Начинается с белого света |
| Складывает свет | Вычитает свет путем выборочного поглощения |
| Свет становится ярче/светлее по мере добавления большего количества цвета | Цвет становится темнее/мутнее по мере добавления большего количества цвета |
| RGB — основные цвета | CMY — основные цвета |
| Используются для источников света и дисплеев | Используются для отражающих поверхностей и печати |
Таким образом, хотя принципы смешивания цветов применимы к обеим моделям, аддитивный и субтрактивный цвета работают в противоположных направлениях, начиная с разных точек.
Основными цветами в аддитивной цветовой модели RGB являются красный, зеленый и синий. Комбинируя эти три цвета в разных пропорциях, можно создать все остальные оттенки.
Красный (R) — Красный свет сильнее всего стимулирует красные колбочки в наших глазах, не стимулируя сильно зеленые или синие колбочки. В видимом спектре красный свет имеет самую длинную длину волны.
Зеленый (G) — Зеленый свет избирательно активирует зеленые колбочки, с относительно небольшой стимуляцией красных или синих колбочек. В спектре зеленый находится по длине волны между красным и синим.
Синий (B) — Синий свет вызывает сильную реакцию только в синих колбочках, без особой активации красных или зеленых колбочек. Из трех основных цветов синий имеет самую короткую длину волны в видимом спектре.
Красный, зеленый и синий являются основными, потому что их нельзя создать путем смешивания других цветов в аддитивной системе. Все остальные цвета можно получить путем комбинирования красного, зеленого и синего света.
Когда вы смешиваете два основных аддитивных цвета вместе в равных количествах, вы получаете вторичный цвет. Вторичные цвета в модели RGB — это голубой, пурпурный и желтый.
Голубой (G + B) — Голубой — это равномерное сочетание зеленого и синего света. Поскольку зеленый стимулирует зеленые колбочки, а синий стимулирует синие колбочки, голубой стимулирует обе колбочки равномерно, создавая восприятие голубого.
Пурпурный (R + B) — при смешивании красного и синего света получается пурпурный. Этот цвет сильно стимулирует красные и синие колбочки сетчатки, минимально активируя зеленые колбочки.
Желтый (R + G) — при смешивании красного и зеленого света получается желтый цвет. Это аддитивно стимулирует красные и зеленые колбочки, создавая ощущение желтого цвета, без особой стимуляции синих колбочек.
Вторичные цвета имеют длины волн между основными. Голубой находится между синим и зеленым, пурпурный — между красным и синим, а желтый — между красным и зеленым.
Смешивая первичный цвет с соседним вторичным цветом, вы получаете третичные цвета. К ним относятся оранжевый, шартрез, весенне-зеленый, лазурный, фиолетовый и розовый.
Например:
Оранжевый — смешивание красного с желтым дает оранжевый, который находится между красным и желтым.
Шартрез — добавление зеленого к желтому дает шартрез, желтовато-зеленый оттенок.
Весенне-зеленый — сочетание зеленого и голубого дает весенне-зеленый, яркий, живой зеленый.
Лазурный — смешивание синего и голубого дает лазурный, светло-голубовато-голубой.
Фиолетовый — Красный плюс пурпурный дает фиолетовый, между красным и пурпурным.
Розовый — Добавление красного к пурпурному дает розовый, мягкий красноватый тон.
Варьируя пропорции первичных смесей, можно получить множество градаций этих третичных оттенков.
Когда вы объединяете все три основных цвета RGB в аддитивной системе, цвета смешиваются, чтобы получить белый свет. Это происходит потому, что белый свет содержит примерно равные части всех видимых длин волн.
Например, на экране компьютера или телевизора, отображающем белый цвет, красные, зеленые и синие субпиксели подсвечиваются с максимальной интенсивностью, аддитивно сливаясь в белый свет. Отключение всех трех субпикселей дает черный цвет, что означает полное отсутствие света.
Регулируя интенсивность отдельных основных цветов RGB, можно воспроизвести на экране любой цвет. Если вы включите красный полностью, выключив зеленый и синий, вы получите чистый красный. Если включить только зеленый, вы увидите зеленый. А синий сам по себе дает синий. Равные части красного, зеленого и создают оттенки серого от черного до белого.
Цвета компьютерных мониторов и телевизоров откалиброваны таким образом, что смешивание различных значений RGB дает точные оттенки. Цифровые изображения и видео хранят цветовую информацию в виде комбинаций данных красного, зеленого и синего. Затем эти данные отображаются на дисплеях для воспроизведения этих цветов.
То, как цвета смешиваются аддитивно для получения различных оттенков в модели RGB, соответствует тому, как мы воспринимаем цвет через колбочки сетчатки. Основные цвета соответствуют пиковой чувствительности трех типов колбочек. Смешивание света этих цветов стимулирует комбинации колбочек для создания всех других цветов.
Однако восприятие аддитивного смешивания цветов сложнее, чем простое срабатывание колбочек. Наши зрительные системы адаптируются к общему уровню и типу стимуляции. Окружающие цвета также влияют на то, как воспринимается цвет. Поэтому одни и те же значения RGB могут восприниматься немного по-разному в зависимости от контекста.
Несмотря на эти факторы, аддитивные цветовые модели RGB эффективно приближают цветовое зрение человека. Это делает их основой для цветных видеокамер, фотографии, телевизоров, компьютерных мониторов, сканеров и других устройств, которые визуально захватывают или воспроизводят цвет.
Аддитивная цветовая модель RGB широко используется для любых приложений, где цвета будут излучаться, а не отражаться. Вот некоторые из основных применений аддитивного цвета:
Таким образом, от захвата изображений до их отображения многие цветовые технологии полагаются на аддитивное смешение цветов RGB. Любое приложение, в котором цвет исходит непосредственно от источника света, требует аддитивной системы. Наши глаза интегрируют комбинированный красный, зеленый и синий свет для восприятия полного спектра цветов.
Аддитивная цветовая модель использует красный, зеленый и синий свет для создания широкого спектра оттенков. Изменяя интенсивность основных цветов, различные рецепторы в наших глазах стимулируются для создания цветного зрения. Все современные цветные дисплеи и устройства формирования изображений используют цвет RGB для кодирования цвета. Аддитивное смешивание также согласуется с физикой, поскольку свет можно рассматривать как спектр длин волн или фотонов. Объединение RGB-света по сути объединяет их спектры. Это делает аддитивный цвет как интуитивным, так и техническим способом создания цвета из источников света. Хотя аддитивная система сложнее этого резюме, она обеспечивает фундаментальную модель цвета, основанную на физиологии человеческого зрения.