Модели смешения цветов

Как правило, чистые цвета с одной длиной волны — монохроматические цвета — встречаются редко и только в лабораторных условиях. В большинстве случаев воздействующий на глаз свет представляет собой смесь лучей с разной длиной волны. Существует несколько моделей смешения цветов, две из которых наиболее распространенные — аддитивная (используется при смешении цветовых лучей) и субтрактивная (используется при смешении красок) модели. Первым, кто объяснил различие между закономерностями смешения цветов излучений и смешения цветов красящих веществ был Герман фон Гельмгольц.

Аддитивное смешение цветов

Аддитивная (от англ, add — прибавлять, добавлять) модель предполагает смешение воздействий на зрительную систему световых лучей с разной длиной волны. В этом случае происходит наложение, сложение эффектов от такого воздействия. Одним из первых, кто продемонстрировал аддитивное смешение, был Томас Юнг при разработке трехкомпонентной теории. Юнг проецировал на экран луч света, проходящий через различные цветовые фильтры. На этом принципе работают современные колориметры - приборы для цветовых измерений (см. далее). В колориметре происходит одновременное освещение белой поверхности тремя световыми потоками различной цветности; вклад в получаемый цвет каждого потока регулируется изменением его интенсивности.

Один из самых простых способов аддитивного смешения — эго использование диска Максвелла. Диск Максвелла представляет собой стержень с заостренным концом, на котором укреплен круг из картона или фанеры так, что получается подобие юлы (рис. 4.8).

Диск Максвелла для аддитивного смешения

Рис. 4.8. Диск Максвелла для аддитивного смешения

Круг делят радиусами на несколько секторов различных величин, каждый из которых закрашивают каким-либо цветом. При быстром вращении все цвета сливаются в один сплошной, и смешение цветов происходит во времени, при быстром попеременном восприятии их наблюдателем одного за другим. Сложение на диске дает по цветовому тону и насыщенности те же самые результаты, что и сложение цветов на освещенном белом экране. Для регулирования яркости смеси в круг добавляют сектор черного цвета, и в этом случае полученный результат зависит от того, что цветные секторы займут меньше места и, следовательно, их цвета войдут в смесь в меньших количествах. Так, например, заняв одну половину диска красным, а другую — желтым, при вращении и, следовательно, смешении мы получим средний между ними цвет — оранжевый. Если же одну половину занять черным, а другую поделить поровну между желтым и красным, то в результате смешения мы получим ощущение коричневого цвета. Качественно этот коричневый будет тем же самым, что и полученный ранее оранжевый, но в количественном отношении коричневый будет обладать половинной яркостью по сравнению с оранжевым. Действительно, оранжевый цвет получился от сложения половины красного и половины желтого, а коричневый — из одной четверти красного и одной четверти того же желтого, т.е. разница остается чисто количественная. Это можно подтвердить при помощи такого опыта: если получившийся коричневый цвет осветить при помощи источника света вдвое сильнее, чем окружающие предметы, то мы увидим уже не коричневый, а тот же самый оранжевый, который получается, когда красный и желтый занимали весь круг.

Некоторые важные явления, связанные с аддитивной моделью смешения цветов, обобщены в цветовом круге Ньютона. Эти явления получили название в науке «законы аддитивного смешения цветов». Зная эти законы, можно предсказать, какой цвет будет получен при смешении световых лучей разных цветовых оттенков. В общем можно выделить четыре основных закона. Первый закон аддитивного смешения звучит так: для любого цвета с определенными цветовым тоном существует другой цвет с другим, единственным, тоном, такой, что при смешении этих двух цветов получается неокрашенная (ахроматическая) смесь (белая или серая). Такие цвета называются дополнительными по цветовому тону, или комплементарными.

На цветовом круге дополнительные цвета занимают диаметрально противоположные позиции.

Второй закон аддитивного смешения говорит о результате смешения двух цветов, не являющихся дополнительными: при смешении двух цветов, не являющихся комплементарными, результирующая смесь по хроматин- пости всегда есть цвет промежуточный между исходными. На цветовом круге этот закон отражен так: чтобы получить результат смешения двух цветов, лежащих на цветовом круге, необходимо найти срединную точку на прямой, соединяющей эти два цвета. Па рис. 4.9 результатом аддитивного смешения цветов А и А2 будет цветовой оттенок А, а результатом аддитивного смешения цветов В и В2 будет цветовой оттенок В. Следствием этого закона является утверждение, что при новом смешении результирующего цвета с одним из исходных невозможно получить другой исходный цвет. Второй закон смешения цветов является основным; он объясняет, к примеру, почему при смешении дополнительных цветов получается неокрашенная смесь. Если провести прямую линию, соединяющую два комплементарных цвета, то срединной точкой окажется центр круга (на рис. 4.9. это цвета XV, XVI и XV2), а на цветовом круге Ньютона насыщенность цветового оттенка возрастает но мере удаления от центра круга и надает до минимального значения по мере приближения к центру.

Третий закон аддитивного смешения гласит: два одинаковых по хро- матичности цвета при смешении дадут тот же самый цвет, независимо от спектрального состава исходных цветов. Как уже отмечалось, цвета, вызывающие одинаковые зрительные ощущения, но имеющие разную физическую природу, т.е. разный спектральный состав, называются метамерами. Например, метамерами являются желтый цвет и аддитивная смесь красного и зеленого цветов. Третий закон смешения цветов говорит, что при смешении спектрального желтого и аддитивной смеси красного и зеленого все равно получится желтый цвет.

Аддитивное смешение цветов на цветовом круге

Рис. 4.9. Аддитивное смешение цветов на цветовом круге:

Чтобы получить результат смешения двух цветов, лежащих на цветовом круге, необходимо найти срединную точку на прямой, соединяющей

эти два цвета

Четвертый закон аддитивного смешения постулирует: при смешении двух цветов результирующий цвет всегда будет иметь насыщенность меньшую, чем исходные. На рис. 4.9 этот закон также можно продемонстрировать наглядно. Так как на цветовом круге насыщенность убывает по направлению к центру, а также, согласно второму закону, смесь двух цветов располагается на срединной точке на прямой, соединяющей исходные цвета, то смесь, к примеру, цветов А и /12 всегда будет ближе к центру, а следовательно, чуть менее насыщенной, чем исходные цвета.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >