Аддитивные цветовые модели

Аддитивный цвет получается на основе законов Грассмана путем соединения лу­чей света разных цветов. В основе этого явления лежит тот факт, что большинство цветов видимого спектра могут быть получены путем смешивания в различных пропорциях трех основных цветовых компонент. Этими компонентами, которые в теории цвета иногда называются первичными цветами, являются красный (Red), зеленый (Green) и синий (Blue) цвета (рис. 1.1). При попарном смешивании пер­вичных цветов образуются вторичные цвета: голубой (Cyan), пурпурный (Magenta) и желтый (Yellow). Следует отметить, что первичные и вторичные цвета относят­ся к базовым цветам.

Базовыми цветами называют цвета, с помощью которых можно получить практи­чески весь спектр видимых цветов.

Для получения новых цветов с помощью аддитивного синтеза можно использовать и различные комбинации из двух основных цветов, варьирование состава которых приводит к изменению результирующего цвета. На рис. 1.2 приведена схема полу­чения новых цветов на базе двух первичных путем использования источников зе­леного и красного цветов, интенсивностью каждого из которых можно управлять с помощью фильтра. Можно увидеть, что равные пропорции первичных цветов дают желтый цвет (1, 2); снижение в смеси интенсивности зеленого цвета при той же интенсивности красного позволяет синтезировать оранжевый цвет (3, 4); по­добные колометрические схемы позволяют создать желтый и оранжевый цвета в виде геометрического места цветовых точек — локуса (2, 4). Однако таким спосо­бом нельзя получить некоторые цвета, например, голубой, для создания которого требуется наличие третьего первичного цвета — синего (рис. 1.3).

Аддитивные цвета нашли широкое применение в системах освещения, видеосисте­мах, устройствах записи на фотопленку, мониторах, сканерах и цифровых камерах.

Используемые для построения RGB-модели первичные, или аддитивные, цвета имеют еще одно название. Иногда, чтобы подчеркнуть тот факт, что при добавле­нии света интенсивность цвета увеличивается, эту модель называют добавляющей, слагательной. Такое обилие терминов, используемых для описания RGB-модели, связано с тем, что она возникла задолго до появления компьютера и каждая область ее примене­ния внесла свой вклад в терминологию.

Рис. 1.1. Принцип действия аддитивной цветовой модели RGB. Путем проекции трех цветов: красного, синего и зеленого на светлую поверхность можно получить большинство цветов видимой области спектра. При одновременном смешивании трех чистых цветов получается белый цвет

Рис. 1.2. Аддитивный синтез новых цветов на базе разного процентного соотношения двух первичных цветов: красного и зеленого

Рис. 1.3. Цветовая (слева) и колориметрическая (справа) схемы получения цветового пространства RGB-модели с помощью трех первичных цветов. Стороны треугольника образуют множество спектрально-чистых цветов (локус)

В графических пакетах цветовая модель RGB используется для создания цветов изоб­ражения на экране монитора, основными элементами которого являются три элект­ронных прожектора и экран с нанесенными на нее тремя разными люминофорами. Точно так же, как и зрительные пигменты трех типов колбочек, эти люми­нофоры имеют разные спектральные характеристики. Но в отличие от глаза они не поглощают, а излучают свет. Один люминофор под действием попадающего на него электронного луча излучает красный цвет, другой — зеленый и третий — синий. Мельчайший элемент изображения, воспроизводимый компьютером, называется пикселом (pixel от pixture element). При работе с низким разрешением отдельные пикселы не видны. Однако если вы будете рассматривать белый экран включенно­го монитора через лупу, то увидите, что он состоит из множества отдельных точек красного, зеленого и синего цветов, объединенных в RGB-элементы в виде триад основных точек. Цвет каждого из воспроизводимых кинескопом пик­селей (RGB-элементов изображения) получается в результате смешивания крас­ного, синего и зеленого цветов, входящих в него трех люминофорных точек. При просмотре изображения на экране с некоторого расстояния эти цветовые состав­ляющие RGB-элементов сливаются, создавая иллюзию результирующего цвета.

Для назначения цвета и яркости точек, формирующих изображение монитора, нужно задать значения интенсивностей для каждой из составляющих RGB-элемента (пиксела). В этом процессе значения интенсивностей используются для уп­равления мощностью трех электронных прожекторов, возбуждающих свечение соответствующего типа люминофора. В то же время число градаций интенсивно­сти определяет цветовое разрешение, или, иначе, глубину цвета, которые характе­ризуют максимальное количество воспроизводимых цветов.