Колориметрическая система (r, g, b)

Современные цветовые расчеты основаны на законах аддитивного образования цветов. Способ образования цвета, основанный на сложении (смешении) цветов окрашенных цветовых потоков, принято называть аддитивным. Аддитивное смешение может осуществляться по следующим трем схемам:

• оптическое смешение;

• последовательное смешение;

• пространственное смешение.

В УОИ могут использоваться все три схемы.

На практике часто возникает необходимость математического определения цвета. Изучение света основано на уравнивании действия двух излучений на глаз наблюдателя, помещенного в определенные условия.

Если на одну из граней белой гипсовой призмы направить пучок света от лампы накаливания через желтый светофильтр, а на вторую от 2-х ламп через зеленый и красный светофильтры, то, подбирая расстояние от этих ламп до граней призмы, можно уравнять цвета граней.

Полученное таким образом цветовое равенство можно записать уравнением

,

где , , - количества цветов А, В. и С соответственно.

Или учитывая, что при цветовых равенствах будем иметь дело с алгебраической суммой, т.е. количественные коэффициенты могут быть как положительными, так и отрицательными (в зависимости на какую грань падает излучение) общий вид цветового равенства может быть записан как

.

Однако не всегда два цвета в сумме могут дать третий. Так если цвет А не желтый, а голубой, уравнять его цветами В и С не удастся. Этого можно достигнуть, если к цвету А добавить D (оранжевый). Достигнутое при этом цветовое равенство запишется в виде:

.

Или положив один из коэффициентов, например (поскольку важны относительные количества цветов в смеси),

.

Экспериментально доказано, что равенство такого типа может быть получено для любого цвета D, если цвета А, В. С линейно независимы, т.е. два из них при аддитивном смешении ни в каких относительных количествах не дают третьего. Это положение является основным законом аддитивного смешения.

Таким образом, любой цвет может быть получен путем смешения определенных количеств трех заранее выбранных линейно независимых цветов, а следовательно является величиной трехмерной и может быть представлен точкой или вектором имеющим три измерения. При этом любой цвет может быть представлен уравнением:

,

где , , - количества или модули цветов R, G, B.

Экспериментально получены кривые смешения в такой системе, называемой колориметрической.

На рис. показаны кривые смешения, которые характеризуют количество красного ( ), зеленого ( ) и синего ( ) света, необходимые «среднему» наблюдателю, чтобы получить чистый спектральный цвет постоянной яркости для всех значений доминирующих длин волн в видимом спектре.

Основной недостаток колориметрической системы RGB – наличие отрицательных координат кривых смешения для большой группы реальных цветов, что затрудняет расчеты цвета. Наличие отрицательных координат вызвано тем, что некоторые цвета не могут быть уравнены смешением трех цветов. Однако если добавить к этому цвету один из основных цветов его можно уравнять. Отрицательные значения показывают, что к уравниваемому цвету был добавлен основной цвет.

Вторым недостатком является необходимость определения всех трех компонент цвета для вычисления его количественной характеристики (яркости).