Белый свет создается путем объединения света с различными длинами волн по всему видимому цветовому спектру. Существует три основных цвета света, которые объединяются, чтобы создать белый свет: красный, зеленый и синий. Когда красный, зеленый и синий свет смешиваются в равных количествах, они производят белый свет.
Основные цвета света — красный, зеленый и синий. Это отличается от основных цветов пигмента (красок и красителей), которые являются красным, желтым и синим. В случае со светом основными цветами являются те, которые соответствуют пиковой чувствительности трех типов колбочек в наших глазах, которые позволяют нам видеть цвет.
Когда все три основных цвета света объединяются, они стимулируют все три типа колбочек в равной степени, создавая восприятие белого света. Вот краткий обзор основных цветов света:
Эти три цвета света примерно соответствуют цветам, обнаруживаемым нашими колбочками L, M и S в наших глазах. При равном смешивании они производят аддитивное смешивание, образуя белый свет.
В случае света при комбинировании цветов используется принцип аддитивного смешивания цветов. Это означает, что при смешивании разных цветных огней они производят кумулятивный эффект, и в результирующем свете присутствуют все длины волн.
Например, при смешивании красного и зеленого света получается желтый свет. Это происходит потому, что длины волн красного света около 700 нм объединяются с длинами волн зеленого света около 546 нм. Оба набора длин волн присутствуют в результирующем желтом свете.
Напротив, когда пигментные цвета, такие как краски, смешиваются вместе, пигменты поглощают определенные длины волн и вычитают части спектра. Это называется субтрактивным смешиванием цветов.
Поскольку смешивание света является аддитивным, сочетание основных красного, зеленого и синего света приводит к источнику света со всеми присутствующими видимыми длинами волн. Это стимулирует все три типа колбочек в наших глазах в равной степени и воспринимается как белый свет.
Чтобы создать белый свет из основных цветов красного, зеленого и синего, они должны присутствовать в правильных пропорциях. Каждый основной цвет вносит свой вклад в диапазон длин волн, и при правильном балансе их сумма дает белый свет.
Существует несколько распространенных соотношений смешивания, которые могут производить белый свет с использованием основных цветов:
| Красный | Зеленый | Синий |
|---|---|---|
| 1 | 1 | 1 |
| 3 | 6 | 1 |
| 7 | 4 | 1 |
Как вы можете видеть, пока пропорции сохраняют баланс между основными длинами волн, результатом является белый свет. Многие источники белого света используют разные соотношения для достижения этого баланса.
Понимание того, что объединение красного, зеленого и синего света дает белый цвет, помогает объяснить, как работают многие источники белого света. Вот несколько примеров из реального мира:
Светодиодные и ЖК-экраны, такие как те, что используются в телефонах, компьютерах и телевизорах, используют кластеры красных, зеленых и синих светодиодов (светоизлучающих диодов) для создания всех цветов на экране. При включении красных, зеленых и синих светодиодов на полную яркость экран отображается белым цветом.
В театральных, студийных и концертных постановках сценическое освещение RGB использует лампы красного, зеленого и синего цветов, которые можно смешивать для получения белого света. Художник по свету может контролировать яркость каждого цвета, чтобы создать точный оттенок белого, необходимый для сцены.
Светодиодные лампы, предназначенные для создания белого света, используют синие светодиоды, покрытые желтым люминофором. Синий светодиодный свет смешивается с желтым светом люминофора, создавая белый свет. Изменение соотношения синего света к желтому люминофору дает различные цветовые температуры белого цвета: от теплого (желтоватого) до холодного (голубоватого).
Внутри люминесцентной лампы пары ртути при электрическом возбуждении излучают ультрафиолетовый свет. Этот ультрафиолетовый свет заставляет фосфорное покрытие внутри трубки светиться и излучать видимый свет. Различные смеси люминофоров излучают красные, зеленые и синие длины волн, которые смешиваются, образуя белый свет.
Важно понимать разницу между настоящим белым светом и восприятием белого цвета, созданным путем смешивания цветов. Когда красный, зеленый и синий сочетаются в правильном балансе, они создают источник света с непрерывным спектром, который мы видим как белый. Это настоящий белый свет.
Однако также возможно смешивать цвета, которые просто кажутся белыми для наших глаз, не имея полного спектра. Например, смешивание дополнительных цветов, таких как желтый и синий, может казаться белым, но это не настоящий белый свет. Эти смеси не будут отображать цвета так же, как источник белого света полного спектра.
Истинный белый свет может быть создан только источниками, излучающими сбалансированную комбинацию длин волн красного, зеленого и синего света. Это равномерно стимулирует колбочки наших глаз, давая восприятие белого цвета, а также обеспечивая непрерывный спектр для правильной передачи цветов.
Наша способность воспринимать белый свет при смешивании основных цветов сводится к биологии нашей зрительной системы. Цветовое зрение человека зависит от трех типов колбочек фоторецепторных клеток в сетчатке наших глаз:
Эти колбочки посылают сигналы в зрительную кору нашего мозга, которая интерпретирует различные уровни стимуляции как разные цвета. Когда все три типа колбочек стимулируются примерно одинаково, наш мозг воспринимает это как белый свет.
Вот почему сочетание красного, зеленого и синего света создает белый цвет — смесь длин волн стимулирует S, M и L-колбочки одинаково. Другие животные с другим зрением могут не воспринимать ту же смесь как белый.
В фотографии и кино управление цветом и светом имеет решающее значение для получения правильного изображения. Принципы смешивания красного, зеленого и синего света применяются и здесь.
В пленочных и цифровых камерах фотоэлементы на датчике определяют количество красного, зеленого и синего света. Цветная пленка работает аналогичным образом, со слоями красителя, реагирующими на длины волн красного, зеленого и синего цвета.
При съемке при источниках белого света или дневном свете все три цвета сбалансированы и смешиваются, создавая белый цвет. Но для творческих цветовых эффектов фотографы используют такие методы, как цветные фильтры, чтобы сместить баланс цветов RGB, или гели на источниках света, чтобы тонировать сцены.
Понимание того, как камеры определяют цвет, подтверждает, что смешивание красного, зеленого и синего делает белый свет видимым на фотографиях.
Система основных цветов красного, зеленого и синего, используемая для освещения и компьютерных дисплеев, не является единственной аддитивной цветовой моделью. Вот еще несколько примеров использования основных цветов света для создания белого цвета:
Цветовая модель RYB использует красный, желтый и синий в качестве основных цветов. Смешивание длин волн из этих источников также может производить белый свет, хотя и не так эффективно, как RGB.
Модель CMY использует голубой, пурпурный и желтый в качестве основных цветов. Это субтрактивный цвет, используемый для пигментов, но дополнением CMY является RGB, поэтому смешивание света CMY создает белый цвет.
Некоторые светодиодные лампы добавляют белые светодиоды вместе с RGB-диодами. Белый помогает создать более качественный и естественный белый свет по сравнению с одним только RGB.
Хотя эти другие системы также могут смешиваться с белым, первичная система красного, зеленого и синего цветов лучше всего соответствует человеческому зрению и наиболее широко используется для освещения, дисплеев и фотографии.
Для цифровой работы с цветом на экранах файлы изображений используют значения цвета RGB. Каждому основному цвету назначается значение яркости от 0 (нет света) до 255 (максимальная яркость).
Любой цвет можно создать путем смешивания красного, зеленого и синего света. Преобразование реальных цветов в значения RGB выполняется путем измерения уровней красного, зеленого и синего света, отраженного от цвета:
| Цвет | Значение R | Значение G | Значение B |
|---|---|---|---|
| Красный | 255 | 0 | 0 |
| Желтый | 255 | 255 | 0 |
| Зеленый | 0 | 128 | 0 |
Белый в RGB равен R255, G255, B255 – полная яркость для всех трех основных цветов. Черный — это отсутствие света, R0, G0, B0.
Понимание того, как реальные цвета преобразуются в комбинации красного, зеленого и синего, улучшает обработку цифровых изображений с помощью программного обеспечения для редактирования фотографий или инструментов дизайна.
Хотя сочетание красного, зеленого и синего света является основным способом создания белого света, технология RGB имеет некоторые ограничения:
Это привело к разработке более продвинутых инноваций в области отображения и освещения, таких как технология квантовых точек и OLED, для улучшения смешивания цветов RGB.
Существуют также другие факторы, такие как цветовая температура, которые влияют на качество белого света для визуальных задач. RGB сам по себе не может гарантировать идеально естественный белый свет.
При смешивании в правильных пропорциях красный, зеленый и синий свет объединяются, чтобы произвести то, что мы воспринимаем как белый свет. Это связано с тем, как колбочки наших глаз реагируют на длины волн по всему видимому цветовому спектру.
Понимание принципов аддитивного смешивания цветов RGB помогает объяснить, как многие технологии отображения, освещения и фотографии производят белый свет. Хотя RGB имеет ограничения, он остается основным способом получения белого света путем смешивания основных цветов.