Адитивність і субтрактивна

Всі проблеми, пов'язані зі передачею кольору, в своїй основі пов'язані з тим фактом, що в природі звичайний колір має деяку конкретну довжину хвилі і частоту, в той час як в процесі еволюції очей людини сформувався так, що він сприймає тільки три основних кольорів (в деякому діапазоні), а всі інші кольори створює наш мозок в залежності від пропорційності, в якій змішуються ці три основні кольори. Тому ті кольори, які ми бачимо, здебільшого є оптичними ілюзіями. Наприклад, якщо ми бачимо помаранчевий колір, то це зовсім не означає, що в наше око потрапляє електромагнітна хвиля з частотою проміжної між частотою червоного кольору і жовтого кольору. Найчастіше ми бачимо помаранчевий колір там, де в наше око потрапляють дві електромагнітні хвилі, одна з частотою червоного кольору, а інша з частотою жовтого кольору. А частоти оранжевого кольору там і в помині немає.

Особливо ясно ми розуміємо, що маємо справу з оптичними ілюзіями, коли дивимося телевізор, на екран монітора, кольорові журнали і віддруковані на принтері фотографії. Ми ж знаємо, що з екранів телевізорів і моніторів нам світять всього три кольори: червоний, зелений і синій. А при друку фотографій і кольорових журналів використовуються тільки чотири кольори: чорний, пурпурний, блакитний і жовтий. Буває, що до цих квітів додаються ще й світло-пурпурний і світло-блакитний, а може бути і ще щось, але це не змінює суті того, що відбувається. А саме, ми бачимо на видрукуваної фотографії мільйони квітів, але. насправді, в наше око потрапляє лише дуже обмежена кількість квітів з усього світлового спектру. Основна маса квітів створюється нашим мозком, а не тому, що в наше око потрапили фотони, відповідних кольорів.

Там, де ми бачимо, наприклад, плавний перехід від червоного кольору до жовтого через всі відтінки оранжевого кольору, насправді є результатом більшою або меншою концентрацією дрібних точок з фарб різних кольорів. Через те, що ці точки дуже дрібні і їх важко розгледіти неозброєним оком, вони зливаються в нашому оку в зв'язну картину, яка передає плавний перехід одного кольору в інший через всі відтінки проміжного кольору.

В основі теорії кольору лежать два дуже важливих поняття: Адитивність і субтрактивна. Аддитивна і субтрактивна моделі кольору відрізняються один від одного тим, що адитивна модель передачі кольору працює, коли ми маємо справу з джерелами випромінювання світла (світяться в темряві), а субтрактивна модель працює, коли ми маємо справу зі світлом, який відбився від якоїсь поверхні , яка сама не є джерелом світла (не світиться в темряві). Тому аддитивная модель передачі кольору працює на екранах монітора і телевізора. А субтрактивна модель передачі кольору працює, коли ми дивимося фотографії і картинки в кольоровому журналі.

У адитивної моделі базовими кольорами є червоний, зелений і синій. Якщо скласти всі ці кольори, то ми отримаємо білий колір. Тому, якщо на екрані монітора збільшити яскравість всіх трьох колірних каналів, то екран починає світитися білим кольором. Навпаки, якщо яскравість всіх трьох каналів зменшити до нуля (або просто вимкнути монітор), то екран стає чорним.

У субтрактівной моделі кольору все навпаки. Там базовими кольорами є пурпурний, жовтий і блакитний кольори. Якщо нанести всі три ці фарби на білий папір і змішати в однаковій пропорції, то вийде чорний колір. А якщо не наносити їх на папір, то папір залишиться білою.

Таким чином, сумою всіх кольорів в адитивної моделі буде білий колір, а в субтрактівной буде чорний колір. У той час, як віднімання всіх кольорів в адитивної моделі дає чорний колір, а в субтрактівной - білий.

Комбінації всіх трьох базових кольорів в різній пропорційності дозволяє отримати мільйони самих різних відтінків, як в адитивної моделі, так і в субтрактівной моделі. Але механізм комбінації кольорів в цих моделях різний. Справа в тому, що клітини сітківки ока сприймають тільки три кольори: червоний, зелений і синій. Ніякі жовтий, пурпурний і блакитний кольори вони не сприймають. Тому давайте розберемося з цією загадкою.

Назва аддитивная модель передачі кольору походить від англійського дієслова to add. що означає "додавати". У той час, як назва субтрактівной моделі походить від англійського дієслова to subtract. що означає "віднімати". Тому, насправді, кольору в адитивної моделі складаються, а в субтрактівной моделі вони віднімаються. Щоб зрозуміти це, розберемося, як пов'язані ці моделі кольору один з одним.

Зауважимо, що пари основних кольорів адитивної моделі (червоний, зелений і синій) при змішуванні в пропорційності 50 на 50 дають блакитний, пурпурний і жовтий кольори. Але це ж і є основні кольори субтрактівной моделі кольору. І, навпаки, якщо попарно змішати між собою основні кольори субтрактівной моделі в рівних пропорціях, то виходять базові кольори адитивної моделі кольору. Чому ж так виходить?

Щоб це зрозуміти, розглянемо, як відбувається відображення світла від якої-небудь поверхні. Припустимо, це білий папір. Вона здається нам білою, тому що відображає від себе всі падаючі на неї кольору. Це легко перевірити, якщо посвітити на папір світлом, які пройшли через світлофільтр. Якщо на джерело світла надіти червоний світлофільтр, який пропускає тільки червоний колір, то і папір стане здаватися червоною, тому що буде відображати від своєї поверхні червоний колір. Якщо світлофільтр буде, наприклад, зелений, то і папір в такому світлі стане здаватися теж зеленої. Якого б кольору ми не вибрали світлофільтр, ти бачимо, що білий папір приймає колір цього світлофільтра, так як вона здатна відобразити від своєї поверхні будь-яке світло, будь-якої довжини хвилі. На сітківку нашого ока потрапляють в рівній пропорції три сприймаються оком кольору, червоний, зелений і синій, які є серед відбитого світла.

Якщо ми нанесемо на папір якусь фарбу, то папір вже буде відображати від своєї поверхні не всі кольори, а тільки деякі. Частина світла вона тепер буде поглинати. Зазвичай люди вважають, що фарба поглинає всі кольори, крім того кольору, який ми бачимо нанесеним на папір. Наприклад, вважають, що якщо фарба блакитна, то, нібито, ця фарба поглинає весь спектр сонячного світла, що падає на пофарбовану папір, крім електромагнітних частот, відповідних блакитного кольору. Але як таке може бути? Адже чисто блакитний колір не сприймає око людини, так як блакитний не входить в набір базових квітів очі. Наші очі не бачать електромагнітні хвилі з довжиною хвилі блакитного кольору. Блакитний колір створює наш мозок. Крім того, якщо Ви хоч трохи знайомі з квантовою механікою, то для Вас це повинно виглядати дуже дивно, коли поглинається майже весь спектр. Здавалося б, набагато логічніше, щоб фарба поглинала не весь спектр, крім однієї довжини хвилі, а, навпаки, якийсь один колір з усього спектра. Той колір, частота якого збіглася з частотою квантових переходів електронів в атомі пігменту.

Насправді, так воно і є!

Коли ми бачимо аркуш паперу, пофарбований блакитною фарбою, то ця фарба реально поглинає тільки один червоний колір з усього спектра видимого діапазону. І це легко перевірити за допомогою експерименту зі світлофільтрами. При застосуванні червоного світлофільтру блакитна папір буде здаватися чорною, як і очікувалося. Але при застосуванні зеленого і синього світлофільтрів, вона несподівано приймає відповідні кольори. Таким чином, блакитна барва на папері відображає від себе зелений і синій кольори, хоча спочатку нам здавалося, що такого не може бути.

Отже, блакитна барва поглинає тільки червоний колір, пурпурна фарба поглинає тільки зелений колір, а жовта фарба поглинає тільки синій колір.

Значить, передача кольору в субтрактівной моделі працює не так, як в адитивної моделі. Наприклад, припустимо, наш кольоровий принтер надрукував пляма, де змішані фарби з двох картриджів, пурпурного і жовтого. Як визначити, який колір вийде? Від білого паперу відображаються всі кольори, а в нашому прикладі частина квітів треба буде відняти. Пурпурні чорнило віднімають з відбитого кольору зелений колір, а жовте чорнило віднімають синій колір. Значить, серед відбитого світла залишається тільки червоний колір, який і ухвалить закон сітківка нашого ока. Ось тому ця модель передачі кольору і називається субтрактивной ( "вичітательной"), пігменти фарби віднімають з відбитого білого кольору певні "непотрібні" кольору.

Потрібно дуже добре розуміти цю різницю між адитивної моделлю кольору і субтрактівной моделлю. Величезна кількість труднощів зі передачею кольору пов'язано з тим, що спочатку ми робить малюнок або обробку фотографії в комп'ютері або цифровому фотоапараті, спостерігаючи результат на екрані монітора або на дисплеї цифрової фотокамери, де застосовується адитивна модель передачі кольору. А потім друкуємо отримане зображення на кольоровому принтері або на офсетного машині, де використовується субтрактивна модель. Потрібно дуже коректно перекласти кольору з однієї моделі кольору в іншу. Але для цього треба зрозуміти, а які кольори з однієї моделі відповідають кольорам з іншої моделі.

А це завдання вже не така проста. Мало того, вона має неоднозначні математичні рішення.

Продукція Sky-Ink для струменевих принтерів

Додаток.
Налаштування кольору для друку на кольоровому струменевому принтері