5.2 Системи змішування основних кольорів

У машинній графіці найбільшого поширення такі системи змішування основних кольорів: адитивна (RGB), субтрактивна – (CMY), HSV, LAB.

Модель RGB (Red, Green, Blue) (рис. 3 кольорової вкладки) сьогодні знайшла найбільше поширення. У ній колір показано сумою інтенсивностей трьох складових кольору. Адитивна кольорова система RGB зручна для поверхонь, які мають здатність світитися, наприклад, екранів ЕПТ або кольорових ламп.

Кольори однієї системи є додатковими до іншої: блакитний – до червоного, пурпурний – до зеленого, жовтий – до синього. Додатковий колір це різниця білого та даного кольору: блакитний це білий мінус червоний, пурпурний – білий мінус зелений, жовтий – білий мінус синій. Хоча червоний можна вважати додатковим до блакитного, за традицією червоний, зелений і синій вважаються основними кольорами, а голубий, пурпурний і жовтий – їх додатками. Цікаво, що в спектрі веселки або призми пурпурного кольору немає, тобто він породжується зоровою системою людини.

У середині минулого століття німецький учений Герман Грассман сформулював три закони адитивного синтезу кольорів.

Перший закон (тривимірності). Будь-який колір однозначно визначається трьома, якщо вони лінійно незалежні. Лінійна незалежність полягає в тому, що жоден із цих трьох кольорів не можна одержати додаванням двох інших.

Другий закон (безперервності). При неперервній зміні випромінювання колір суміші також міняється безперервно. Не існує такого кольору, до якого не можна було б підібрати нескінченно близький.

Третій закон (адитивності). Колір суміші випромінювань залежить тільки від їхнього кольору, а не від спектрального складу. Наслідком є адитивність колірних рівнянь: якщо кольори випромінювань, що змішуються, описані колірними рівняннями, то колір суміші виражається сумою колірних рівнянь.

Модель RGB має недоліки – кольори на екрані монітора можуть відрізнятися від отриманих, існує взаємозв’язок кольорових каналів (при підвищенні яскравості в одному каналі в інших каналах яскравість зменшується). Розвитком RGB-моделі є RGBА-модель, яка враховує прозорість елементів зображення (канал Alpha).

Для поверхонь відбиття, наприклад, друкарських фарб, плівок і екранів, що не світяться, застосовується субтрактивна система CMY. У субтрактивних системах зі спектра білого кольору віднімаються довжини хвиль додаткового кольору. Наприклад, при відбитті або пропусканні світла крізь пурпурний об'єкт поглинається зелена частина спектра. Якщо отримане світло відбивається або заломлюється в жовтому об'єкті, то поглинається синя частина спектра й залишається лише червоний колір. Після його відбиття або заломлення в блакитному об'єкті колір стає чорним, бо при цьому виключається весь видимий спектр. За цим принципом працюють фотофільтри.

Модель HSB (рис. 4 кольорової вкладки) (Hue – відтінок, Saturation – насиченість, Brightness – яскравість) є варіантом моделі RGB і також базується на використанні базових кольорів. Із усіх використовуваних у цей час моделей ця модель найбільш точно відповідає способу сприйняття кольору людським оком. У HSB моделі всі кольори визначаються за допомогою комбінації трьох базових параметрів. Відтінок (Н) – це довжина світлової хвилі, відбитої або пропущеної через об'єкт. Звичайно для опису відтінку (у деяких джерелах використовується термін колірний тон) використовується назва кольору, наприклад: червоний, жовтогарячий або зелений. Кожний відтінок займає певне положення на периферії колірного кола та характеризується величиною кута в діапазоні від 0 до 360 градусів. Насиченість (S) описує ступінь чистоти кольору. Насиченість дозволяє оцінити, наскільки "глибоким" і "чистим" є даний колір, тобто наскільки він відрізняється від ахроматичного. Вона визначає співвідношення сірого кольору та даного відтінку та виражається у відсотках від 0% (сірий) до 100% (повністю насичений). Із переміщенням поперек колірного кола (у відмінності від руху по колу зменшується частка кольору, від якого ви віддаляєтеся, і зростає частка кольору, до якого ви наближаєтеся. При значенні параметра насиченість (S), яке дорівнює 0, виходить відтінок сірого кольору (від білого до чорного залежно від значення параметра яскравість (B)). У деяких джерелах для цього параметра використовується термін контрастність. Яскравість (B) характеризує відносну освітленість або затемненість кольору (інтенсивність кольору), тому вона виміряється у відсотках у діапазоні від 0% (чорний) до 100% (білий). При збільшенні яскравості колір стає більш світлим (білим). Компонента яскравість є нелінійною, що близько відповідає нашому сприйняттю світлих і темних кольорів.

У деяких випадках модель HSB подається у формі HSL (Hue- відтінок, Saturation- насиченість і Luma – світність) або HSV (Hue- відтінок, Saturation- насиченість, Value – величина).

Графічно модель HSB можна зобразити у вигляді кільця, уздовж якого розташовуються відтінки кольорів. На зовнішньому краю кола перебувають чисті спектральні кольори або колірні тони (параметр Н виміряється в кутових градусах, від 0 до 360). Чим ближче до центра кола розташовано колір, тим менша його насиченість, тим він більш пастельний (параметр S виміряється у відсотках). Яскравість (освітленість) відображається на лінійці, перпендикулярній площині колірного кола (параметр У виміряється у відсотках). Усі кольори на зовнішнім колі мають максимальну яскравість

Перевага цієї моделі порівняно з моделлю RGB полягає в тому, що вона дає можливість заздалегідь подати колір за колірними параметрами цієї моделі й дозволяє легше задати колір і виконати плавну його корекцію. У рамках моделі RGB важко уявити, який колір вийде при заданих колірних параметрах.

Вище вже відзначалося, що модель RGB орієнтована в основному на особливості випромінюваного світла (монітор), a CMYK – на особливості світла, що поглинається (принтер). Крім того, колірні діапазони цих моделей не збігаються. Додамо, що RGB добре відтворює колір у діапазоні від синього до зеленого та трохи гірше – жовті й жовтогарячі відтінки, а в моделі CMYK не вистачає дуже багатьох відтінків. Більшість цих недоліків усунено в моделі Lab. У рамках Lab працюють багато професіоналів комп'ютерної графіки.

Модель Lab (рис. 4 кольорової вкладники) використовує три параметри: L – яскравість (Luminosity) і два колірних параметри – а і b . Параметр а містить колір від темно-зеленого через сірий до яскраво-рожевого. Параметр b містить колір від ясно-синього через сірий до яскраво-жовтого.

Параметр L ще називають освітленістю. Слід зазначити, що поняття яскравості в моделях Lab і HSB не тотожні. Як і в RGB, змішування кольорів зі шкал а й b дозволяє одержати більш яскраві кольори.

Модель Lab апаратно незалежна, її колірний діапазон покриває діапазони RGB і CMYK. Графічний редактор Photoshop при переході від режиму RGB до CMYK використовує Lab як проміжний етап.

Професійний підбір колірної палітри для дизайну веб-сайта ґрунтується не на виборі певного основного кольору, а на настроюванні збалансованості всіх кольорів сайта.

Колірний баланс (посилення або ослаблення певного кольору) досягається основними способами, які наведено на рис. 6 кольорової вкладинки.

Ергономічний сайт – сайт, створений з урахуванням і на основі наукових знань про людське око, що переглядає та збирає (для наступного аналізу) інформацію із джерела випромінювання певної спектральної інтенсивності. При цьому "ергономічний сайт" забезпечує необхідні зручності відвідувачеві, зберігає його здоров'я й працездатність.

Вивчення ергономіки неможливе без знання основних антропологічних параметрів людини. З погляду веб-проектування такими є, у першу чергу, характеристики людського ока.