В чем заключается суть аддитивного синтеза цветов. Физиология цветоощущения

В любом цветофотографическом процессе можно выделить три стадии: цветоделение,промежуточные (градационные) стадии и синтез цвета.

В процессе цветоделителъной съемки цветной объект с помощью зональных светофильтров: синего, зеленого и красного или других приемов можно разделить на три оптических изображения, содержащих синюю, зеленую и красную информацию. На первом этапе развития цветной фотографии цветоделительную съемку производили на черно-белую изопанхроматическую пленку и после ее химико-фотографической обработки получали три чернобелых цветоделенных негатива.

Цветоделение осуществлялось несколькими способами, например последовательной съемкой объекта одной фотокамерой за тремя зональными цветными светофильтрами. При этом фотокамера и объект должны быть неподвижны. Такой способ цветоделительной съемки имеет недостаток — временной параллакс и применяется в основном в полиграфической промышленности. Еще один способ цветоделительной съемки — съемка объекта тремя фотокамерами за

В качестве зональных светофильтров можно использовать цветные стекла из каталога, выпускаемого промышленностью, в комбинации: синий (СС-4 толщиной 5 и СЗС-18 толщиной 2 мм), зеленый (ЖС-18 и СЗС-18 толщиной 3 мм каждое), красный (КС-14 толщиной 2 мм).

В этом случае исчезает временной параллакс, но возникает другой недостаток — пространственный параллакс . Только съемка одной фотокамерой со светорасщепляющей системой с помощью полупрозрачного зеркала позволяет одновременно экспонировать за светофильтрами три негативные кинопленки, что полностью исключает временной и пространственный параллаксы. Правда, этот способ цветоделительной съемки все же имеет ряд недостатков: значительное ослабление света и различные уровни экспозиции в кадровом окне кинокамеры, необходимость синхронного протягивания трех пленок в фильмовом канале, трудность совмещения изображений из-за различной усадки основы кинопленок.

Цветоделение можно осуществить, используя три фотоматериала с различной спектральной светочувствительностью к синей, зеленой и красной областям видимого спектра.

Однако во всех рассмотренных случаях мы имеем дело с тремя цветоделенными негативными и позитивными изображениями, которые на какой-то определенной стадии процесса необходимо совмещать. Полностью избавиться от трудностей, возникающих при совмещении цветоделенных изображений на трех пленках, можно только при нанесении трех эмульсионных слоев различной спектральной чувствительности на одну прозрачную основу, т. е. если провести цветоделение с помощью цветной многослойной пленки. Здесь появляются технологические трудности, связанные с изготовлением цветных фотоматериалов, так как толщина их эмульсионного слоя должна быть такая же, что и у черно-белых материалов.

В фотографии и кинематографии существуют два метода синтеза цвета: аддитивный и субтрактивный.

Аддитивный метод синтеза цвета предусматривает использование черно-белых цветоделенных позитивов. При этом совмещают не сами цветоделенные изображения, а их проекции на экране. Световой поток в проекторах должен быть окрашен в тот же цвет, что и светофильтр, за которым производилась съемка. Итак, при аддитивном синтезе используются черно-белые цветоделенные позитивные изображения, а функцию получения цвета в суммарном изображении выполняют те же съемочные зональные светофильтры, которые применялись при цветоделительной съемке.

Таким образом, в результате наложения друг на друга двух световых потоков, окрашенных в синий, зеленый или красный цвета, можно получить в зависимости от интенсивности световых потоков дополнительные цвета различных оттенков

Желтый = Зеленый + Красный;
Пурпурный = Синий + Красный;
Голубой = Синий + Зеленый.

Два цвета называют дополнительными друг к другу (к синему — желтый, к зеленому — пурпурный, к красному — голубой), если они при аддитивном синтезе дают белый

Основные цвета: синий, зелёный, красный (а) и дополнительные цвета: жёлтый, пурпурный, голубой (б)

Следовательно, при совмещении трех световых потоков, окрашенных в синий, зеленый, красный цвета, получим белый цвет

Принцип аддитивного смешения основных цветов

Получение белого цвета при аддитивном смешении двух дополнительных цветов.

Аддитивный метод получения цветного изображения за счет смешения основных излучений в кинематографии широкого применения не получил из-за рассмотренных выше трудностей. В фотоделе этот метод применяется в основном при разработке различных модификаций растровой цветной фотографии.

При субтрактивном синтезе для получения окончательного суммарного цветного изображения совмещают друг с другом цветоделенные позитивы. При этом они должны быть не черно-белыми, а окрашенными в цвет, дополнительный цвету светофильтров, за которыми они были получены, т. е. в желтый, пурпурный и голубой цвета

Схема получения цветного изображения субтрактивным методом:

1. объект съёмки;
2. зональные светофильтры;
3. черно белые цветоделённые негативы;
4. окрашенные цветоделённые позитивы;
5. цсетное позитивное изображение

Если при аддитивном синтезе желтый, пурпурный и голубой цвета образуются за счет сложения световых потоков

Принцип аддитивного смешения основных цветов

окрашенных в основные цвета (синий, зеленый и красный), то при субтрактивном синтезе, например, желтый цвет получается за счет вычитания из белого светового потока синих лучей, а пурпурный и голубой цвета — соответственно зеленых и красных лучей

окрашенных в основные

Желтый = Белый - Синий;
Пурпурный = Белый - Зеленый;
Голубой = Белый - Красный.

Основные же цвета при субтрактивном синтезе получаются в результате вычитания из белого светового потока двух основных цветов. Практически это можно осуществить с помощью наложения друг на друга двухзонных светофильтров (желтого, пурпурного и голубого), которые помещают в различных сочетаниях на пути белого светового потока. Если на пути светового потока поставить пурпурный и голубой светофильтры, получается синий цвет, так как пурпурный светофильтр задерживает зеленую (500-600 нм), а голубой — красную составляющую видимого спектра (600-700 нм). Другие основные цвета можно получить, используя следующие комбинации светофильтров

Получение чёрного цвета при субтрактивном совмещении двух светофильтров, окрашенных в дополнительные цвета.


Принцип субтрактивного синтеза цветов

Желтый + Голубой =Зеленый;
Желтый + Пурпурный = Красный;
Желтый + Пурпурный + Голубой = Черный.

Получение заданного цвета смешением основных, взятых в необхо­димых количествах, называется аддитивным синтезом.

Примером аддитивного синтеза цвета может служить проецирова­ние на экран тремя диапроекторами излучений одинаковой мощности, экранированных синим, зеленым и красным светофильтрами (рис.5.21, вкладка). Используя различные сочетания выделенных световых пото­ков, взятых в одинаковых количествах, можно получить цвета, приве­денные ниже.

Смешиваемые потоки Результирующий (синтезируемый) цвет
синий + зеленый голубой

синий + красный пурпурный

зеленый + красный желтый

синий + зеленый + красный белый

Восприятие цвета на упаковке 143

Изменяя мощности смешиваемых излучений, можно получать и дру­гие цвета. Так, смесь зеленого и красного излучений в равных количе­ствах образует чисто желтый цвет. Меняя количества этих излучений, можно получать целый ряд цветов: зеленых, желто-зеленых, красно-оранжевых, красных и т.д.

При одновременном увеличении всех трех основных излучений цвет получается более светлым.

Насыщенность цвета зависит от числа излучений, образующих тот или иной цвет. Чем меньше излучений участвует в образовании цвета, тем он более насыщен. Поэтому монохроматические излучения имеют самый насыщенный цвет. Аддитивным синтезом можно получать цвета высокой насыщенности, например при смешивании монохроматичес­ких лазерных излучений.

Приведенный пример с диапроекторами относится к аддитивному синтезу, при котором смешение излучений происходит вне глаза. Су­ществуют еще два варианта аддитивного смешения излучений. Оста­новимся вкратце на них.

Пространственное смешение. Основано на свойстве глаза не разли­чать близко расположенные друг к другу мелкие цветные участки, а вос­принимать их как единое целое, образованное смешением исходных цве­тов. Если ряд мелких цветных объектов рассматривать на достаточно большом удалении, то по отдельности они не различаются и представля­ют собой однотонную поверхность. Например, в пору начала «золотой осени» в солнечный день вся листва березовой рощи издали кажется жел­той. Однако, подойдя ближе, можно увидеть еще оставшиеся зеленые листочки. Кроме того, и сами желтые листья различаются между собой.

Такое смешение цветов разноокрашенных мелких участков с обра­зованием единого для них цвета происходит по правилам аддитивного синтеза. При взгляде на предмет его изображение непрерывно переме­щается по сетчатке глаза. Когда цветные элементы малы в сравнении с непрерывными колебаниями глаза, то на одни и те же рецепторы после­довательно попадают излучения от рядом расположенных элементов. При быстрой смене излучений глаз не различает их смену.

Пространственный способ смешения цветов известен в живописи. Художник наносит на холст краску мелкими мазками различных кра­сок, которые на некотором удалении воспринимаются как целостные изображения. На пространственном смешении цветов основано полу­чение полноцветных изображений в высокой и офсетной печати в по­лиграфии. Подробнее это рассмотрено в подразд. 5.6.4.

Временное (последовательное) смешение. Этот тип образования различных цветов основан на быстрой смене излучений вне глаза. При-

мером может служить быстрое вращение окрашенного волчка или диска с разноцветными секторами. При быстром чередовании цветов реакции разных цветоощущающих рецепторов на них складываются. При этом различные цвета сливаются в один цвет и цвет диска (или волчка) вос­принимается как один цвет аддитивной смеси действующих излучений.

Другим примером временного (последовательного) смешения мо­жет служить экран цветного телевизора (монитора). На экране имеют­ся мелкие (растровые) ячейки. При воздействии на них электронных пучков они создают оптическое излучение синего, зеленого и красного цветов в определенном порядке по строкам и столбцам (рис.5.22, вклад­ка) . В процессе демонстрации энергия электронных пучков быстро меняется. При этом происходит последовательное смешение синих, зе­леных и красных излучений. Из-за малых размеров растровых ячеек они в отдельности не видны, а быстрая смена электрических сигналов делает незаметным последовательное свечение всех растровых элементов. По­этому изображение на экране получается резким с различными цветами.

В результате изучения оптического смешения цветов немецким ма­тематиком Грассманом в середине XIX века были сформулированы за­коны аддитивного синтеза цвета .

Первый закон Грассмана (трехмерности) . Любой цвет однознач­но выражается тремя, если они линейно независимы.

Линейно независимыми цветами называются такие три цвета, каж­дый из которых не может быть получен смешением двух других.

Благодаря этому закону стало возможным описание цвета с помо­щью цветовых уравнений. Приняв в качестве линейно независимых цветов красный, зеленый и синий, можно выразить любой произволь­ный цвет с помощью уравнения

ц=кк+зз+сс,

где Ц - синтезируемый цвет; КК,33,СС - цветовые составляющие

цвета Ц; К,3,С - цветовые координаты; К,3,С - единицы основных

Второй закон Грассмана (непрерывности). При непрерывном из­менении излучения цвет изменяется также непрерывно. Данный закон утверждает, что нет таких цветов, которые бы стояли особняком и к которым нельзя было бы подобрать бесконечно близкий цвет.

Третий закон Грассмана (аддитивности). Цвет смеси зависит только от цвета смешиваемых излучений и не зависит от их спектраль­ного состава. Из этого закона следует, что если каждый из двух визу­ально одинаковых цветов смешивать с третьим, то независимо от спек-

Восприятие цвета на упаковке 145

трального состава этих двух цветов результирующий цвет в обоих слу­чаях будет одинаковым. Например, при смешивании желтого излуче­ния или смеси зеленого с X =546 нм и красного с Л =700 нм, дающих также желтое излучение, с одним и тем же голубым излучением полу­чаются два одинаковых цвета, не отличимых друг от друга.

5.6.3. Субтрактивный синтез цвета

В отличие от аддитивного, субтрактивный синтез основан не на сло­жении, а на вычитании излучений. В этом случае часть излучения белого цвета, образованного красным, зеленым и синим световыми пучками, попадает в глаз, преобразуясь окрашенной поверхностью объекта. Ины­ми словами, слой вещества, дающий окраску, вычитает определенную долю красного, зеленого или синего излучения, направленного на объект, то есть поглощает. Таким образом, окраска объекта преобразует энер­гию упавшего на него излучения. Это приводит к тому, что, отражаясь от поверхности объекта или проходя через него (для прозрачных тел), одни лучи поглощаются полностью или ослабевают сильнее, чем другие. В этом случае на сетчатку глаза цвета основных излучений попадут в различных количествах, что вызовет ощущение того или иного цвета.

Для субтрактивного синтеза характерно то, что результат определя­ется не столько тем, какие лучи отражает (пропускает) красочный слой (или слои), а тем, какие лучи он поглощает. Субтрактивный синтез мож­но еще определить как смешение окрашенных сред. Цвета таких сред являются дополнительными к основным цветам аддитивного синтеза. Такими средами могут служить триадные краски: желтая (Ж), пурпур­ная (П) и голубая (Г) или прозрачные красители того же цвета.

Рассмотрим общие закономерности субтрактивного синтеза на при­мере идеальных светопоглощающих красочных слоев. Это такие среды, которые имеют поглощение строго в одной зоне спектра (рис. 5.23, вкладка) и не обладают светорассеянием.

На рис.5.24 (вкладка) показано образование различных цветов суб­трактивного синтеза в проходящем свете. При прохождении белого све­та, содержащего в равных количествах излучения всех трех зон спект­ра, через желтую окрашенную среду поглощаются синие лучи. На пур­пурный окрашенный слой попадут лучи только двух зон спектра - зе­леной и красной. В этом случае будут поглощены зеленые лучи. Таким образом, через обе окрашенные среды пройдет лишь красное излуче­ние. В результате цвет будет красным (рис. 5.24, а). На рис. 5.24, б пока­зано получение зеленого цвета при прохождении белого излучения че­рез желтый и голубой слои и синего (рис. 5.24, в) через пурпурный и голубой. При прохождении белого света через все три окрашенные ере-

146 _____________________________________________________ Глава 5

ды происходит поглощение всех его составляющих. В результате цвет становится черным (рис. 5.24, г).

Управляя толщиной красочных слоев, можно менять поглощение в той или иной зоне спектра. При совмещении таких слоев можно полу­чать различные цвета - оранжевые, желто-зеленые, зелено-голубые и т.д.

На рис. 5.25 (вкладка) показаны примеры субтрактивиого синтеза идеальными красками в отраженном свете. Например, в случае нало­жения на бумагу двух красок - желтой и голубой - цвет будет воспри­ниматься так же, как и в проходящем свете, - зеленым. Однако в дан­ном случае излучение будет дважды проходить через красочные слои, наложенные на бумагу. Это привносит некоторые особенности, но не меняет сущности самого субтрактивиого синтеза.

Когда все три краски наложены друг на друга, все три составляю­щие белого излучения К, 3 и С поглощаются при попадании на красоч­ные слои. Цвет будет черным.

Используя при субтрактивном синтезе идеальные краски, можно получить широкую гамму цветов как в проходящем, так и в отражен­ном свете.

При использовании не идеальных, а реальных красок (красителей) (рис.5.26, вкладка) число синтезируемых цветов заметно уменьшается. Это связано с тем, что реальные краски имеют поглощение не в одной, а в двух или трех зонах спектра. Это приводит к искажению цветового тона. Так, желтая краска при наличии вредного поглощения в зеленой зоне спектра начинает приближаться к оранжевой. Кроме того, реаль­ные краски не являются прозрачными, а обладают определенной степе­нью светорассеяния. Это заметно сказывается на насыщенности синте­зируемых цветов. Она уменьшается и, как следствие, уменьшается чис­ло цветов, воспроизводимых такими красками. Все это приходится учи­тывать при воспроизведении цветных оригиналов.

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.

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 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 (красный, синий, желтый) 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.)

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 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).

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.

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 (модель RGB)- воспроизведение цвета в результате оптического смешения излучений базовых цветов (красного, зелёного и синего - Red, Green, Blue). Используется в мониторах издательских систем при создании цветных изображений на экране, а также на экране телевизора (рис. 1.4.).

Рис. 1.4. Аддитивный синтез цвета

Разновидностью аддитивного синтеза является временное смешение - 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 явлений инерционности зрения.

Пространственное смешение - другая 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 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.

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 (модель CMYK – Cyan, Magenta, Yellow, Key color) - получение цвета в результате вычитания отдельных спектральных составляющих из белого (рис. 1.5.). 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.

Рис. 1.5. Субтрактивный синтез цвета

Само название цветового синтеза указывает на принцип образования различных цветов. Слова «аддитивный» - слагательный, «субтрактивный» - 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, так называемый «ключевой цвет» (key color).

В предыдущей главе мы вплотную приблизились к основе основ цветопостроения, а именно - к понятию об основных и дополнительных цветах и видам смешивания. Понять эти правила очень важно, пожалуй, это один из самых важных моментов в понимании природы цвета, цветовой гармонии и как на практике анализировать цвет на предмет его определения в палитру того или иного цветотипа. Потому как все остальные тонкости и секреты работы с цветом легко выводятся из знания этих основ. Хотелось бы, чтобы читатель отнёсся к изучению этой темы особенно внимательно и добился бы понимания того, что такое цветовой круг и каким образом два вида смешивания цветов дают нам весь ранг многообразных цветов и их оттенков, и как на практике применять аддитивное смешивание для анализа цветотипа человека, а субтрактивное - для подбора цветов и оттенков одежды и прочего.

Основные цвета — цвета, смешивая которые можно получить все остальные цвета и оттенки.

Появление концепции основных цветов связано с необходимостью воспроизводить цвета, для которых в палитре художника не было точного цветового эквивалента. Развитие техники цветовоспроизведения требовало минимизации числа таких цветов, в связи с чем были разработаны концептуально взаимодополняющие методы получения смешанных цветов: смешивание цветных лучей (от источников света, имеющих определённый спектральный состав), и смешивание красок (отражающих свет, и имеющих свои характерные спектры отражения).

Смешивание цветов зависит от цветовой модели. Существуют аддитивная и субтрактивная модели смешивания . ()

Аддитивное смешение цветов — метод синтеза цвета, основанный на сложении аддитивных цветов, то есть цветов непосредственно излучающих объектов. Метод основан на особенностях строения зрительного анализатора человека, в частности на таком явлении как метамерия.

Смешивая три основных цвета: красный, зелёный и синий — в определенном соотношении, можно воспроизвести большинство воспринимаемых человеком цветов. ()

Один из примеров использования аддитивного синтеза — компьютерный монитор, цветное изображение на котором основано на цветовом пространстве RGB и получается из красных, зеленых и синих точек.

Формула получения цветов из 3-х основных в результате аддитивного смешивания:
Зелёный + Красный = Жёлтый
Зелёный + Синий = Голубой
Синий + Красный = Пурпурный
Синий + Красный + Зелёный = Белый
Нет света = Черный

В противоположность аддитивному смешению цветов существуют схемы субтрактивного синтеза . В этом случае цвет формируется за счет вычитания из отраженного от бумаги (или проходящего через прозрачный носитель) света определенных цветов. Самая распространенная модель субтрактивного синтеза — CMYK, широко применяющаяся в полиграфии.

В отличие от аддитивной системы смешивания, где основными цветами являются красный, зеленый и синий, в системе субтрактивного смешивания основные цвета - голубой, пурпурный и желтый (или на английском cyan, magenta, yellow (CMY), к которой добавляется черный при печати для экономии цветных красителей, которые дороже черного, тогда система приобретает вид CMYK, где black обозначается заглавной буквой K).

В ходе субтрактивного процесса различные цветовые компоненты удаляются из света, отраженного белой бумагой. При удалении всех компонентов получается черный цвет.
Основные субтрактивные цвета - голубой, пурпурный и желтый. Каждый из них представляет две трети видимого спектра. Они могут быть получены путем удаления основного аддитивного цвета из белого света (например, с помощью фильтра) или путем наложения двух основных аддитивных цветов.
Печатные краски представляют собой полупрозрачные вещества, действующие как цветные фильтры. Какой цвет вы получите при нанесении на бумагу вещества, поглощающего синий свет?
Синий "вычитается" из белого света, в то время как другие компоненты (зеленый и красный) отражаются. Аддитивное сочетание этих двух составляющих дает желтый цвет: это именно тот цвет, который мы видим.
Другими словами, печатная краска удаляет одну треть (синий) белого света (состоящего из красного, зеленого и синего). Предположим, что две такие полупрозрачные краски наносятся одна поверх другой, например, желтый и голубой. Сначала эти краски фильтруют синий, а затем красную составляющую белого света. Остается зеленый цвет, который мы и наблюдаем.

При субтрактивном воспроизведении цвета нанесенные поверх друг друга голубой, пурпурный и желтый дают следующие дополнительные цвета:

Голубой + Желтый = Зеленый
Желтый + Пурпурный = Красный
Пурпурный + Голубой = Синий
Голубой + Пурпурный + Желтый = Черный
Нет цвета = Белый

Цветные изображения печатаются в четыре краски с помощью голубой, пурпурной, желтой и черной краски. Черная краска повышает резкость и контраст изображений.

Черный, получаемый путем субтрактивного сочетания голубого, пурпурного и желтого, никогда не становится абсолютно черным из-за природы пигментов, используемых в красках.

В классической офсетной печати размер растровых точек зависит от требуемого цветового тона. При надпечатке некоторые из точек, соответствующие отдельным цветам, прилегают друг к другу, другие - частично или полностью перекрываются. Если мы посмотрим на точки через увеличительное стекло, мы увидим цвета, которые - за исключением белого цвета бумаги — получаются в результате субтрактивного смешения цветов. Без увеличительного стекла при взгляде на изделие, полученное методом офсетной печати, с нормального расстояния наши глаза не смогут различить отдельные точки. В этом случае происходит аддитивное сочетание цветов.

Сочетание аддитивного и субтрактивного воспроизведения цвета называется автотипией . ()

О системах RGB и CMYK будет отдельная глава попозже.

Метамерия — свойство зрения, при котором свет различного спектрального состава может вызывать ощущение одинакового цвета. ()

Главное правило применения видов смешиваний в цветотипировании:

1) Для оценки колорита человека, и впечатления от его одежды, мы применяем принципы аддитивного смешивания. Гармоничные цвета должны в сумме давать серый цвет. Для глаза этот суммарный серый цвет будет восприниматься как отсутстствие какой-то доминанты и раздражителя, ни один цвет не должен лидировать.

2) Для анализа теплоты - холодности кожи и цветов и оттенков одежды важно знать, как получаются смешанные цвета (неспектральные), видеть вкрапления желтого или синего в чистых цветах, знать основные цветовые смеси, раскладывать любой цвет на компоненты, опираясь на знание стандартных чистых (спектральных) цветов и как они преобразуются под воздействием других цветов при субтрактивном смешивании (т.е. на ткани, на бумаге, на каком-то вещественном носителе).

Короче говоря, нужно развивать в себе способности к цветовому анализу и синтезу, разбирая цвета на составляющие и предполагая, как данный цвет будет воздействовать с другими цветами покровов и одежды человека. Пожалуй, синтез, как всегда, сложнее анализа, так как нужно учитывать многие воздействующие на цветовосприятие факторы (вспоминаем желтые гобелены Шеврёля!).

В следующей главе речь пойдет о цветовом круге, много цитат из Иттена и много текста для размышления.