Подивіться навколо, що ви бачите? Ви бачите предмети, стіл, стілець, сонце або море. Чи замислювалися ви, яким чином все це різноманіття сприймається? Світло - це електромагнітне випромінювання, це хвиля, яка поширюється в просторі, так само як і звук і інші хвилі, які ми не відчуваємо.
У процесі сприйняття і обробки беруть участь дві сторони, предмет, на який ми дивимося і власне людське око, а також мозок, який обробляє інформацію, отриману через очі.
Давайте розберемо, як же ми бачимо колір. У сітківці людського ока знаходяться рецептори колбочки і палички. Всього в оці розташовується близько 130 мільйонів паличок
За рахунок чого працюють зорові рецептори? Пігмент Родопсин розкладається під дією світла в паличках, в колбочках цю роль виконує пігмент йодопсин.
Колірна модель - це система подання широкого діапазону кольорів і основі обмеженого числа доступних фарб в поліграфії або колірних каналів в моніторах).
За принципом дії всі колірні моделі поділяються на чотири класи: адитивні, субтрактівниє, перцепційне і колориметрические, хоча останні часто відносять до перцепційне моделям. Розглянемо їх докладніше.
Адитивна кольорова модель (RGB)
Давайте розберемо природу кольору, відштовхуючись від фізіології зору. Розрізняють три типи «колб», які проявляють найбільшу чутливість до трьох основних кольорів видимого спектру:
· Червоно-помаранчевого (600 - 700 нм);
· Зеленому (500 - 600 нм);
· Синьому (400 - 500 нм).
Таким чином, для сприйняття будь-якого кольору, наш мозок змішує ці три кольори, враховуючи ще один параметр - інтенсивність
Розглянутий клас колірних моделей представлений єдиною моделлю, що отримала поширення на практиці. В основі цієї моделі лежить той факт, що більшість квітів видимого спектру можна отримати шляхом змішування трьох кольорів, які називаються первинними. Цими квітами є червоний (Red), зелений (Green) і синій (Blue). a модель, відповідно, отримала назву RGB. Коли всі три компоненти беруть максимальне значення, виходить яскравий білий колір. Однакові нульові значення утворюють абсолютно чорний колір (точніше, відсутність світла), а однакові ненульові значення відповідають шкалі сірого кольору. Сполучення компонент, де їх значення не рівні, утворюють відповідний колірний тон. При цьому попарне змішання первинних квітів утворює вторинні кольори: блакитний (Cyan), пурпурний (Magenta) і жовтий (Yellow). Первинні і вторинні кольори відносяться до базових кольорів.
Субтрактівниє колірні моделі (CMY і CMYK)
Як формується колір предмета? Відповідь проста, денне світло, потрапляючи на предмет частково поглинається, а частково відбивається, ось цей відбитий спектр і бачить наше око. Видимими є хвилі, що лежать в діапазоні від 760 до 380 миллимикрон. Нижче на малюнку представлено відповідність кольору і його довжини хвилі.
З цієї точки зору, білим є такий колір, який відображає повністю падає на нього світло, а чорним - який поглинає весь світ.
Для опису відбитого від об'єкта кольору використовується субтрактивна колірна модель.
• білий - червоний = блакитний;
• білий - зелений = пурпурний;
• білий - синій = жовтий.
Таким чином, для опису цих процесів використовується модель CMY, в якій використовується три основних субтрактівних кольору, а саме блакитний (Cyan), пурпурний (Magenta) і жовтий (Yellow).
В результаті при змішуванні двох субтрактівних фарб результуючий колір затемнюється (належить більше фарби - поглинена більше світла). Змішування рівних значень трьох компонент дає відтінки сірого кольору. Білий колір виходить при відсутності всіх квітів (відсутності фарби), тоді як їх присутність в повному обсязі
Як наслідок, на практиці широке поширення набула інша субтрактивна колірна модель, яка називається CMYK і використовує додаткову, четверту, чорну фарбу. Зауважимо, що в назві моделі використовується буква К (остання буква в слові BlaK (чорний)), щоб уникнути плутанини, тому що з літери В в англійській мові починається і слово Blue (синій). Хоча іноді букву К трактують як першу букву в слові Key (ключ, ключовий), тому що ця фарба є головною в процесі кольорового друку і останньої наноситься на папір.
Колірна модель CMYK має ті ж обмеження, що і RGB-модель - апаратна залежність і обмежений колірний діапазон. Причому вона навіть більш апаратно-залежна і колірний діапазон ще вужче, ніж у RGB-моделі, тому що кольорові барвники мають гірші характеристики в порівнянні з люмінофором в моніторах. Наприклад, вона не може відтворювати яскраві насичені кольори, а також ряд специфічних квітів, таких як металевий і золотистий.
Про екранних кольорах, які неможливо відтворити при друку, кажуть, що вони лежать поза колірного охоплення моделі CMYK. Для запобігання таких ситуацій зазвичай використовують комплекс спеціальних заходів, що включає виявлення і виключення (заміною близьким) невідповідних квітів ще на етапі створення і редагування зображень або розширенням гами моделі шляхом додавання нових або плашечних квітів (плашечними називаються кольору або фарби, створені за допомогою спеціальних технологій і на основі використання для кожного кольору унікальних барвників або чорнила). Наприклад, до фарб CMYK додаються ще зелена і помаранчева фарби (шестицветная друк), що дозволяє істотно розширити діапазон відтворюваних кольорів. Ще один спосіб, можливо, найбільш ефективний, полягає в використанні систем управління кольором - CMS (color management system).
Перцепційне колірні моделі (HSB і інші)
Для усунення апаратної залежності, яка присутня в адитивних і субтрактівних колірних моделях, були розроблені ряд перцепцій (інтуїтивних) колірних моделей, в основу яких покладено роздільне сприйняття кольоровості і
Під колірним тоном (Н - Hue) розуміється світло з домінуючою довжиною хвилі і для його опису зазвичай використовується, власне, назва кольору, наприклад, синій або жовтий. У графічної інтерпретації цієї моделі кожен колір займає певне місце на окружності і описується кутом в діапазоні 0-60. У положенні 0 знаходиться червоний колір, 120 - зелений колір, 240 - синій (це первинні кольори). Вторинні кольори знаходяться між ними. Додаткові кольори знаходяться на діаметрально протилежних сторонах колірного круга. При їх змішуванні утворюється чорний колір (при друку фарбами) або білий (при випромінюванні на моніторі). Це максимально контрастні кольори і діють вони на око дратівливо.
Кольори, рівновіддалені один від одного, утворюють тріади, що дають гармонійне поєднання кольорів і насичену відтінками палітру. Однак поняття колірного тону не дає повного опису кольору. Крім домінуючою довжини хвилі, в формуванні кольору беруть участь і інші довжини хвиль. Співвідношення між основною, домінуючою довжиною хвилі і всіма іншими довжинами хвиль, що утворюють "сірі вкраплення", називається насиченістю. Його значення змінюється від 0% (сірий колір) в центрі кола до 100% (повністю насичений) на колі.
Третій параметр - яскравість - жодним чином не впливає на кольоровість, але від неї залежить, як сильно колір буде сприйматися оком, тобто яскравість характеризує інтенсивність, з якою енергія світла впливає на рецептори ока. При нульовій яскравості ми не побачимо нічого, і будь-який колір буде сприйматися як чорний, а максимальна яскравість викликає відчуття сліпуче білого кольору. Величина яскравості також вимірюється у відсотках від 0е (чорний) до 100 (білий). Дана компонента є нелінійної, що відповідає природі очі.
Модель HSB носить абстрактний характер, тому що її компоненти на практиці виміряти неможливо. Найчастіше компоненти моделі отримують шляхом математичного перерахунку виміряних значень RGB-моделі. Як наслідок, у спадок від RGB-моделі вона отримує і обмежене колірне простір. Крім того, яскравість і колірний тон не є повністю незалежними параметрами, тому що значна зміна яскравості впливає на зміну колірного тону, що призводить до небажаних ефектів у вигляді колірних відливів (зрушень). Разом з тим HSB-модель володіє двома важливими перевагами: більшої апаратної незалежністю (у порівнянні з двома попередніми моделями) і більш простим і інтуїтивно зрозумілим механізмом управління кольором.