Колірні моделі

1.1. Адитивна колірна модель RGB

Адитивна модель кольору найпростіша для розуміння. Вона є досить штучним прийомом, оскільки продиктована технологією виготовлення електронно-променевих трубок. Це апаратно-орієнтована модель, в якій кольори описуються за допомогою складання трьох базових кольорів – червоного, зеленого, синього – в різних пропорціях. Тому модель RGB називають адитивною (від англ. «add» складати, додавати). Кольори також називають колірними каналами моделі RGB.

Модель названа за першими буквами англійських слів:

R (RED) – червоний;

G (GREEN) – зелений;

B (BLUE) – синій.

Кожен з базових кольорів може приймати інтенсивність (насиченість) у діапазоні від 0 до 255. Повна кількість кольорів, які представляються цією моделлю, дорівнює 256*256*256 = 16 777 216. За допомогою моделі RGB описуються кольори, що отримуються змішуванням світлових променів. Дану модель використовують монітори, телевізори, сканери, слайд-проектори, кольорові лампи реклами і інші пристрої, в яких колір виходить шляхом змішування світлових пучків. Вона також використовується для опису кольорів на сторінках Інтернету в спеціальному шістнадцятковому вигляді (#RRGGBB).

Змінюючи інтенсивність свічення кольорових крапок, можна створити велике різноманіття відтінків. Якщо інтенсивність кожного з них максимальна (255), то виходить білий колір. Відсутність всіх трьох кольорів дає чорний колір. Якщо змішуються всі кольори з однаковою інтенсивністю (але не максимальною і не мінімальною), отримуємо сірий колір.

Рис.2 Комбінації базових кольорів моделі RGB

Для зображення адитивної моделі найчастіше застосовують одиничний куб з розподілом кольорів уздовж одиничних векторів (рис. 3). Початок відліку (0,0,0) відповідає чорному кольору. Максимальне значення RGB (1,1,1) відповідає білому кольору. (1;0;0)- червоному, (0;1;0) - зеленому, (0;0;1) синьому.

Рис. 3. Колірний куб моделі RGB

На сьогодні система RGB є офіційним стандартом. Рішенням Міжнародної Комісії з освітлення (МКО) в 1931 р. були стандартизовані основні кольори. Комісія рекомендувала використовувати як R, G, B такі монохроматичні кольори – випромінювання хвиль довжиною для R – 700 нм, для G – 546,1 нм, для B – 435,8 нм.

Недолік моделі RGB полягає в тому, що не всі кольори, утворені в ній, можна вивести на друк. Проте більше 16 млн кольорів, що представляються в RGB, виявляються цілком достатніми для практичних потреб. Іншими словами, кольори на екрані вашого монітора можуть виглядати інакше при їх виведенні на друк, причому ця відзнака може виявитися принциповою, а не обумовленою низькою якістю принтера або монітора.

1.2. Субтрактивна колірна модель CMY (CMYK)

Субтрактивна модель використовується для підготовки не екранних, а друкованих зображень, тобто для пристроїв, які реалізують принцип поглинання (віднімання) кольорів. Друковані зображення відрізняються від екранних зображень тим, що їх бачать не у світлі, що проходить, а у відбитому світлі, оскільки аркуш паперу не випромінює світло.

Базовими кольорами моделі CMY є кольори, які виходять у результаті віднімання основних кольорів RGB від білого. Звідси назва моделі субтрактивна (від англ. «to subtract» – віднімати). Базові кольори моделі CMY:

C (CYAN) – блакитний = білий - червоний = зелений + синій;

M (MAGENTA) – пурпурний = білий - зелений = червоний + синій;

Y (YELLOW) – жовтий = білий - синій = червоний + зелений.

Наприклад, коли на поверхню паперу нанести блакитний (cyan) колір, тоді червоне світло, що падає на папір, повністю поглинатиметься. Отже, блакитна фарба, так би мовити, віднімає червоний колір від білого, який є сумою червоного, зеленого і синього кольорів, тобто відбивається лише зелена та синя складові світла, що і дає блакитний колір. Аналогічно жовта фарба (Yellow) поглинає синій колір, а пурпурна (Мagenta) – зелений. Білий папір виглядає білим тому, що він відбиває всі кольори і жоден не поглинає.

На рис. 4 показано, як різні комбінації блакитного, жовтого і пурпурного кольорів, що дають червоний, синій і зелений кольори. Таким чином, система координат CMY – той же куб, що і для RGB, але з початком відліку в крапці, що відповідає білому кольору. Колірний куб моделі CMY показаний на рис.5.

Рис.4 Комбінації базових кольорів моделі CMYK

Рис. 5. Колірний куб моделі CMYK

Істотною проблемою в поліграфії є чорний колір. Теоретично його можна отримати змішуванням трьох доповнювальних фарб, але на практиці змішування цих трьох кольорів дає невизначений темно-коричневий колір. Отримати на папері чорний колір шляхом змішування трьох фарб складно і незручно через те, що реальні фарби не є абсолютно чистими, через великі витрати дорогого чорнила та високу вологість паперу на струменевих принтерах, а також через небажані візуальні ефекти, тому в принтерах до базових фарб CMY доводиться додавати ще й фарбу чорного кольору (blacK). Така модель кольору називається CMYK.

При друці малюнка на кольоровому принтері з чотирма кольорами драйвер принтера перетворює RGB-малюнок у модель CMYK. Однак багато відтінків, створених в кольоровій системі RGB, не вдається передати при друці на принтері. А це означає, що колірне охоплення системи CMYK менше, ніж колірне охоплення системи RGB. Водночас варто зазначити, що лише частину кольорів, які зустрічаються в природі і сприймаються людським зором, можна відтворити на екрані монітора, тобто колірне охоплення моделі RGB вужче, ніж колірне охоплення людського ока. Як видно, жодна з моделей не є повною за колірним діапазоном.