Главная » 2020 » Июнь » 6 » Аддитивность и субтрактивность
10:48
Аддитивность и субтрактивность

Все проблемы, связанные со цветопередачей, в своей основе связаны с тем фактом, что в природе обычный цвет имеет некоторую конкретную длину волны и частоту, в то время как в процессе эволюции глаз человека сформировался так, что он воспринимает только три основных цветов (в некотором диапазоне), а все остальные цвета создает наш мозг в зависимости от пропорциональности, в которой смешиваются эти три основных цвета. Поэтому те цвета, которые мы видим, большей частью являются оптическими иллюзиями. Например, если мы видим оранжевый цвет, то это совсем не значит, что в наш глаз попадает электромагнитная волна с частотой промежуточной между частотой красного цвета и желтого цвета. Чаще всего мы видим оранжевый цвет там, где в наш глаз попадают две электромагнитные волны, одна с частотой красного цвета, а другая с частотой желтого цвета. А частоты оранжевого цвета там и в помине нет.

Особенно ясно мы понимаем, что имеем дело с оптическими иллюзиями, когда смотрим телевизор, на экран монитора, цветные журналы и отпечатанные на принтере фотографии. Мы же знаем, что с экранов телевизоров и мониторов нам светят всего три цвета: красный, зеленый и синий. А при печати фотографий и цветных журналов используются только четыре цвета: черный, пурпурный, голубой и желтый. Бывает, что к этим цветам добавляются еще и светло-пурпурный и светло-голубой, а может быть и еще что-то, но это не меняет сути происходящего. А именно, мы видим на отпечатанной фотографии миллионы цветов, но , на самом деле, в наш глаз попадает только очень ограниченное количество цветов из всего светового спектра. Основная масса цветов создается нашим мозгом, а не потому, что в наш глаз попали фотоны, соответствующих цветов.

Там, где мы видим, например, плавный переход от красного цвета к желтому через все оттенки оранжевого цвета, на самом деле является результатом большей или меньшей концентрацией мелких точек из красок разных цветов. Из-за того, что эти точки очень мелкие и их трудно разглядеть невооруженным глазом, они сливаются в нашем глазу в связную картину, которая передает плавный переход одного цвета в другой через все оттенки промежуточного цвета.

В основе теории цветопередачи лежат два очень важных понятия: Аддитивность и Субтрактивность. Аддитивная и субтрактивная модели цветопередачи отличаются друг от друга тем, что аддитивная модель цветопередачи работает, когда мы имеем дело с источниками излучения света (светятся в темноте), а субтрактивная модель работает, когда мы имеем дело со светом, который отразился от какой-то поверхности, которая сама не является источником света (не светится в темноте). Поэтому аддитивная модель цветопередачи работает на экранах монитора и телевизора. А субтрактивная модель цветопередачи работает, когда мы смотрим фотографии и картинки в цветном журнале.

В аддитивной модели базовыми цветами являются красный, зеленый и синий. Если сложить все эти цвета, то мы получим белый цвет. Поэтому, если на экране монитора увеличить яркость всех трех цветовых каналов, то экран начинает светиться белым цветом. Наоборот, если яркость всех трех каналов уменьшить до нуля (или просто выключить монитор), то экран становится черным.

В субтрактивной модели цветопередачи всё наоборот. Там базовыми цветами являются пурпурный, желтый и голубой цвета. Если нанести все три эти краски на белую бумагу и смешать в одинаковой пропорции, то получится черный цвет. А если не наносить их на бумагу, то бумага останется белой.

Таким образом, суммой всех цветов в аддитивной модели будет белый цвет, а в субтрактивной будет черный цвет. В то время, как вычитание всех цветов в аддитивной модели дает черный цвет, а в субтрактивной - белый.

Комбинации всех трех базовых цветов в разной пропорциональности позволяет получить миллионы самых разных оттенков, как в аддитивной модели, так и в субтрактивной модели. Но механизм комбинации цветов в этих моделях разный. Дело в том, что клетки сетчатки человеческого глаза воспринимают только три цвета: красный, зеленый и синий. Никакие желтый, пурпурный и голубой цвета они не воспринимают. Поэтому давайте разберемся с этой загадкой.

Название аддитивная модель цветопередачи происходит от английского глагола to add, что значит "прибавлять". В то время, как название субтрактивной модели происходит от английского глагола to subtract, что значит "вычитать". Поэтому, на самом деле, цвета в аддитивной модели складываются, а в субтрактивной модели они вычитаются. Чтобы понять это, разберемся, как связаны эти модели цветопередачи друг с другом.

Заметим, что пары основных цветов аддитивной модели (красный, зеленый и синий) при смешивании в пропорциональности 50 на 50 дают голубой, пурпурный и желтый цвета. Но это же и есть основные цвета субтрактивной модели цветопередачи. И, наоборот, если попарно смешать между собой основные цвета субтрактивной модели в равных пропорциях, то получаются базовые цвета аддитивной модели цветопередачи. Почему же так получается?

Чтобы это понять, рассмотрим, как происходит отражение света от какой-нибудь поверхности. Допустим, это белая бумага. Она кажется нам белой, потому что отражает от себя все падающие на нее цвета. Это легко проверить, если посветить на бумагу светом, прошедшим через светофильтр. Если на источник света надеть красный светофильтр, который пропускает только красный цвет, то и бумага станет казаться красной, потому что будет отражать от своей поверхности красный цвет. Если светофильтр будет, например, зеленый, то и бумага в таком свете станет казаться тоже зеленой. Какого бы цвета мы не выбрали светофильтр, ты видим, что белая бумага принимает цвет этого светофильтра, так как она способна отразить от своей поверхности любой свет, любой длины волны. На сетчатку нашего глаза попадают в равной пропорции три воспринимаемых глазом цвета, красный, зеленый и синий, которые есть среди отраженного света.

Если мы нанесем на бумагу какую-то краску, то бумага уже будет отражать от своей поверхности не все цвета, а только некоторые. Часть света она теперь будет поглощать. Обычно люди считают, что краска поглощает все цвета, кроме того цвета, который мы видим нанесенным на бумагу. Например, считают, что если краска голубая, то, якобы, эта краска поглощает весь спектр солнечного света, падающего на окрашенную бумагу, кроме электромагнитных частот, соответствующих голубому цвету. Но как такое может быть? Ведь чисто голубой цвет не воспринимает глаз человека, так как голубой не входит в набор базовых цветов глаза. Наши глаза не видят электромагнитные волны с длиной волны голубого цвета. Голубой цвет создает наш мозг. Кроме того, если Вы мало-мальски знакомы с квантовой механикой, то для Вас это должно выглядеть очень странно, когда поглощается почти весь спектр. Казалось бы, гораздо логичнее, чтобы краска поглощала не весь спектр, кроме одной длины волны, а, наоборот, какой-то один цвет из всего спектра. Тот цвет, частота которого совпала с частотой квантовых переходов электронов в атоме пигмента.

На самом деле, так оно и есть!

Когда мы видим лист бумаги, покрашенный голубой краской, то эта краска реально поглощает только один красный цвет из всего спектра видимого диапазона. И это легко проверить с помощью эксперимента со светофильтрами. При применении красного светофильтра голубая бумага будет казаться черной, как и ожидалось. Но при применении зеленого и синего светофильтров, она неожиданно принимает соответствующие цвета. Таким образом, голубая краска на бумаге отражает от себя зеленый и синий цвета, хотя сначала нам казалось, что такого не может быть.

Итак, голубая краска поглощает только красный цвет, пурпурная краска поглощает только зеленый цвет, а желтая краска поглощает только синий цвет.

Значит, цветопередача в субтрактивной модели работает не так, как в аддитивной модели. Например, допустим, наш цветной принтер напечатал пятно, где смешаны краски из двух картриджей, пурпурного и желтого. Как определить, какой цвет получится? От белой бумаги отражаются все цвета, а в нашем примере часть цветов надо будет отнять. Пурпурные чернила отнимают из отраженного цвета зеленый цвет, а желтые чернила отнимают синий цвет. Значит, среди отраженного света остается только красный цвет, который и воспримет сетчатка нашего глаза. Вот поэтому эта модель цветопередачи и называется субтрактивной ("вычитательной"), пигменты краски вычитают из отраженного белого цвета определенные "ненужные" цвета.

Нужно очень хорошо понимать эту разницу между аддитивной моделью цветопередачи и субтрактивной моделью. Огромное количество трудностей со цветопередачей связано с тем, что сначала мы делает рисунок или обработку фотографии в компьютере или цифровом фотоаппарате, рассматривая результат на экране монитора или на дисплее цифровой фотокамеры, где применяется аддитивная модель цветопередачи. А потом печатаем полученное изображение на цветном принтере или на офсетной машине, где используется субтрактивная модель. Требуется очень корректно перевести цвета из одной модели цветопередачи в другую. Но для этого надо понять, а какие цвета из одной модели соответствуют цветам из другой модели.

А эта задача уже не такая простая. Мало того, она имеет неоднозначные математические решения.

   Просмотров: 67

Меню сайта



Поиск

Календарь

«  Июнь 2020  »
ПнВтСрЧтПтСбВс
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930

Реклама

Друзья сайта

Параметры

 
 

Статистика

TOPlist TOPlist
Copyright 2009 | Каталог   Хостинг от uCoz |

Free counters