Когда большинство людей впервые узнают о смешивании цветов на уроках рисования, их учат, что основные цвета — красный, желтый и синий. Им часто говорят, что если смешать основные цвета, то получатся вторичные цвета: смешав красный и желтый, получится оранжевый, красный и синий — фиолетовый, а синий и желтый — зеленый. Однако многие удивляются, обнаружив, что если смешать все три основных цвета, то вместо черного, как ожидают некоторые, получится коричневый. Сначала это может показаться нелогичным, так почему же сочетание основных цветов — красного, желтого и синего — на самом деле дает коричневый?
Чтобы понять, почему смешивание основных цветов дает коричневый, полезно рассмотреть некоторые основы цвета и света. Основные цвета называются основными не просто так — это цвета, которые нельзя получить путем смешивания других цветов. Вместо этого все остальные цвета получаются из некоторой комбинации основных цветов.
Это связано с природой света. Свет, видимый человеческому глазу, содержит длины волн по всему видимому спектру, от красных длин волн около 700 нм до фиолетовых длин волн около 400 нм. Наши глаза имеют рецепторы, которые чувствительны к трем основным областям этого спектра — длинным волнам, которые мы видим как красный, средним волнам, которые мы видим как зеленый, и коротким волнам, которые мы видим как синий. Когда свет содержит комбинацию этих длин волн, наши глаза и мозг интерпретируют его как смешанный цвет.
Таким образом, в теории, все возможные цвета могут быть созданы путем смешивания соответствующих количеств красного, зеленого и синего света. Это известно как аддитивная цветовая модель. Пигменты, такие как краски или красители, работают, поглощая определенные длины волн и отражая остальные обратно к нашим глазам. Таким образом, с пигментами вы начинаете с белой поверхности, которая отражает весь свет одинаково, а цвет создается путем избирательного поглощения длин волн. Основные цвета пигмента красный, желтый и синий соответствуют поглощению синего/зеленого, синего и красного света соответственно.
Учитывая природу света и цвета, почему красный, желтый и синий считаются основными цветами? Разве красный, зеленый и синий не имели бы большего смысла на основе светового спектра?
Причина связана с историей теории цвета и пигментов. Когда впервые была разработана теория цвета, в картинах использовались пигменты, а не излучаемый свет. Не было доступных синих пигментов. Большинство синих красок изготавливались из редкого лазурита, что делало их чрезвычайно дорогими. Из-за отсутствия легкодоступной синей краски теоретики цвета 18 века, такие как Томас Янг и Герман фон Гельмгольц, обозначили красный, желтый и синий в качестве основных цветов, поскольку они были наиболее распространенными и доступными пигментами.
Эти основные цвета хорошо согласуются с субтрактивной цветовой моделью. Комбинирование красок выборочно поглощает больше длин волн, двигаясь к черному. Красная краска поглощает зеленый и синий, желтая поглощает синий, а их сочетание поглощает в основном синий и зеленый, оставляя красный и давая коричневый.
Хотя красный, зеленый и синий могут быть более точными основными цветами, красный, желтый и синий остаются традиционными основными цветами, используемыми большинством художников и для образования. Традиция сохраняется, несмотря на то, что современные краски сделали другие пигменты широко доступными.
Часть причины, по которой красный, желтый и синий выдержали испытание временем как основные цвета, сводится к их уникальным свойствам как пигментов. Каждый пигмент поглощает различную часть видимого спектра света:
При объединении вместе красный, желтый и синий пигменты поглощают большинство видимых длин волн света, удаляя большую часть цвета и отражения и в результате получая темно-коричневый или почти черный цвет.
Напротив, зеленый пигмент отражает зеленый и желтый свет, поглощая синий и фиолетовый. Это значительно перекрывается с желтым пигментом. Фиолетовый пигмент используется редко, поскольку синий поглощает оранжевые/красные длины волн. Итак, красный, желтый и синий обладают уникально широким поглощением по всему спектру.
Теперь давайте рассмотрим процесс смешивания красной, желтой и синей краски шаг за шагом, чтобы увидеть, как смешивание пигментов дает коричневый цвет:
Мы можем видеть, что по мере смешивания большего количества основных цветов краски поглощается все больше и больше видимого спектра. Увеличивающееся смешение поглощает больше длин волн, пока большая часть света не будет поглощена, давая цвет коричневый.
Другой фактор, который способствует смешиванию основных цветов, дающих коричневый цвет, связан с присущими пигментам предубеждениями. Краски и красители не отражают свет равномерно по всему спектру, даже если они кажутся нам красными, желтыми или синими. Многие имеют предубеждения в сторону определенных длин волн.
Например, обычные синие пигменты, такие как ультрамарин или фталоцианиновый синий, отражают некоторые фиолетовые и зеленые предубеждения. Это усиливает их синий вид. Но при смешивании с красными и желтыми пигментами эти дополнительные отражения быстро поглощаются, что приводит к мутному темно-коричневому цвету.
Аналогично, многие красные и желтые пигменты отражают немного дополнительного зеленого и оранжевого света соответственно. Эти отражения также поглощаются при смешивании, усиливая восприятие коричневого. Пигменты с более чистыми, более узкими отражениями будут смешиваться по-другому. Но имеющиеся в продаже краски используют пигменты с нечистыми отражениями, которые при смешивании искажают коричневый цвет.
Точный оттенок и светлота коричневого цвета, полученного путем смешивания основных цветов, также зависят от конкретных пропорций используемых красной, желтой и синей краски. Смешивание равных количеств дает самый темный коричневый цвет, приближающийся к черному. Но изменение пропорций приводит к более светлым, более красочным коричневым цветам.
Например, использование большего количества желтого дает золотисто-коричневый тон. Больше синего придает более холодный, серо-коричневый цвет. Более высокие пропорции красного создают более теплые, оранжево-оттеночные коричневые цвета. В таблице ниже приведены некоторые примеры коричневых цветов, созданных с помощью различных соотношений основных красок:
| Красный | Желтый | Синий | Смешанный цвет |
|---|---|---|---|
| 1 часть | 1 часть | 1 часть | Темно-угольно-коричневый |
| 3 части | 1 часть | 1 часть | Красноватый, теплый светло-коричневый |
| 1 часть | 3 части | 1 часть | Золотисто-коричневый |
| 1 часть | 1 часть | 3 части | Холодный серо-коричневый |
Таким образом, определенный оттенок коричневого можно настроить, изменив пропорции смешивания, хотя любая комбинация в конечном итоге стремится к грязно-коричневому, поскольку поглощаются все длины волн.
Чтобы еще больше продемонстрировать эти принципы смешивания цветов, вот несколько реальных примеров смешивания обычных красных, желтых и синих пигментов краски:
Как уже было сказано, добавление увеличивающегося количества основных красного, желтого и синего пигментов поглощает больше световых длин волн, постепенно темнея в сторону коричневого. Смешивание всех трех поглощает так много спектра, что в результате получаются в основном коричневые цвета.
Теперь, когда мы изучили смешивание пигментов, что насчет смешивания света вместо краски? Как упоминалось ранее, основными цветами света являются красный, зеленый и синий, а не красный, желтый и синий.
Смешивание лучей чистого красного, зеленого и синего света действительно дает белый, а не коричневый. Это связано с тем, что смешивание света является аддитивным, поэтому объединение длин волн по всему спектру дает белый свет, а не затемненные цвета.
Однако реальные источники света, такие как светодиодные наборы, часто имеют нечистые цветовые смещения, как и пигменты. Смешение нечистых красных, зеленых и синих сценических огней все равно часто приводит к тусклому желто-коричневому тону. Поэтому даже при излучаемом свете основные смещения все еще могут смешиваться аддитивно в коричневатые тона.
Современное цифровое смешение цветов использует модель RGB или аддитивную модель красного, зеленого и синего. Цифровые форматы изображений и пиксели экрана объединяют компоненты R, G и B для отображения полного спектра цвета.
Смешивание чистых цветов RGB правильно дает оттенки серого от белого до черного. Но опять же, реальные цветовые представления RGB имеют присущие им смещения в их спектральном распределении. Например, определение RGB «синего» имеет значительные зеленые и красные компоненты. Это приводит к тому, что нечистые основные цвета RGB также смешиваются в сторону коричневого.
Посмотрите на смешивание чистых шестнадцатеричных цветов RGB FF0000 красного, FFFF00 желтого и 0000FF синего:
| Красный | Зеленый | Синий | Смешанный цвет |
|---|---|---|---|
| FF0000 | FFFF00 | 0000FF | #7F2F0F – Средне-коричневый |
Примеси и наложения в определениях R, G и B по-прежнему смешиваются в сторону грязно-коричневого по сравнению с теоретически идеальными основными цветами. Но смешивание чистого света или пигментов с идеальным узким спектральным поглощением не даст коричневого цвета.
Помимо технической стороны смешивания цветов, культурные ассоциации также способствуют тому, что коричневый кажется «уродливым» и неискушенным цветом. Коричневый очень распространен в природе — почве, коре деревьев, камнях — но не распространен в ярких цветах, животных или продуктах питания. Аналогично, многие синтетические коричневые цвета получаются из смешанных отходов и грязи — смешивания всех красок вместе в детстве, темной мутной воды и т. д.
Эти обыденные и грязные ассоциации приводят к тому, что коричневый цвет считают скучным цветом, особенно по сравнению с яркими основными цветами по отдельности. Коричневый — это цвет градиентов между другими более насыщенными оттенками. Он имеет коннотации разбавления цвета и смешивания чистоты. Это еще больше усиливает ощущение коричневого цвета как цвета смешанной мутности.
При смешивании основных цветов красного, желтого и синего, объединение их светопоглощающих свойств дает темный, мутно-коричневый. Этот коричневый цвет получается в результате увеличивающегося смешивания пигментов, поглощающих более широкие диапазоны видимого светового спектра. Врожденные смещения и примеси в реальном пигменте и светлых основных цветах усиливают восприятие коричневого при смешивании. Таким образом, в то время как идеализированные основные цвета могут смешиваться аддитивно, реальные пигменты и световые смешивания имеют тенденцию к коричневому. Эта практическая реальность помогает объяснить коричневый цвет, который получается в результате смешивания основных цветов краски красного, желтого и синего вместе.