5.7.2. Общие сведения о цветовом пространстве

Из рассмотренных ранее законов Грассмана следует, что цвет мож­но выразить точкой в трехмерном пространстве. Трехмерное простран­ство для геометрического изображения цвета принято называть цвето­вым пространством. В нем каждому цвету будет соответствовать опре­деленная точка, а каждой точке пространства — соответствующий цвет.

В цветовой координатной системе каждый цвет выражается через основные цвета этой системы. Причем, как было отмечено ранее, они должны быть линейно независимы (то есть ни один из них не должен получаться сложением двух других). Положение точки в пространстве, характеризующей тот или иной цвет, задается тремя координатами. Эту

_{150 Глава 5}

^{Рис. 5.29. Вектор цвета в произвольной системе координат}

же точку можно рассматривать и как конец вектора, проведенного из начала координат в выбранной системе, например КСВ (рис. 5.29).

Положение самого цветового вектора в цветовом пространстве и его длина не зависят от выбора основных цветов, а определяются цветнос­тью и яркостью цвета. Вектор цвета любого излучения можно предста­вить цветовым уравнением.

Для начала рассмотрим, что из себя представляет цветовое простран­ство на примере произвольных цветов КСВ (в принципе можно выб­рать любую произвольную систему цветов, на рассмотрение сути дела это никак не повлияет).

Выразим некоторый цвет Ц в виде цветового уравнения. Цветовым уравнением называется уравнение, показывающее, в каких количествах нужно взять основные цвета, чтобы в результате их смешения получить цвет, зрительно неотличимый от выражаемого уравнением. Пусть в на­шем случае Ц — выражаемый уравнением цвет; К, С, В — цветовые ко­ординаты цвета Ц в системе основных КСВ или, иными словами, коли­чества основных, необходимые для получения цвета Ц; К, С, В — цвета излучений, принятые за основные. Тогда, в нашем случае, цветовое урав­нение можно записать следующим образом:

Ц=КК + СС + ВВ. Сравнив это уравнение с уравнени­ем свободного вектора в пространстве, рассматриваемым в векторной алгебре, а ^т хг + у] + г%, где %],% — тройка еди­ничных векторов, легко убедиться, что они практически идентичны.

^{В нашем случае координаты цвета}

Рис. 530. Вектор цвета в ^{КСВ б}У^ определять проекции век-

^{прямоугольной системе тора цвета на координатные оси цве-}

^{координат тового пространства. Направление}

координатных осей можно выбирать

Восприятие цвета на упаковке

₁₅₁

любое, но удобней принять цветовую координатную систему прямоу­гольной (рис. 5.30).

На первый взгляд, рассматривать цвет в виде вектора в простран­стве представляется бессмысленным. И в самом деле, вопрос о том, куда направлен вектор, например, желтого цвета, выглядит довольно стран­ным. Тем не менее в рассматриваемом цветовом пространстве КСВ этот вектор имеет вполне определенное направление. Если он находится в плоскости СК и лежит ближе к оси С, то имеет зеленый оттенок, а если лежит ближе к оси К, то имеет красноватый оттенок. Таким образом, мож­но сказать, что направление вектора зависит от соотношения цветовых координат и характеризует цветность. Длина же самого вектора цвета зависит от суммы цветовых координат и выражает яркость. Вектор Ц соответствует цветам одинаковой цветности, но различной яркости.

В цветовом пространстве в виде вектора можно представить и ахромати­ческие цвета. Это возможно, когда координаты цвета (в нашем случае КСВ) равны между собой. В этом случае яркость цвета увеличивается по вектору от начала координат к концу, то есть от черного цвета через серый к белому. Этот вектор называется ахроматической осью. Соответственно чем больше значения цветовых координат, тем больше яркость цвета. По мере удаления от ахроматической оси увеличивается насыщенность цвета

В современной терминологии часто используются такие понятия, как треугольник цветности, диаграмма цвет­ности, локус, цветовой охват. Что это та­кое, как они образуются и для чего нуж­ны, будет рассмотрено далее.

А начнем рассмотрение этих понятий с принципа образования плоскости единич­ных цветов на примере системы С1ЕК.СВ.

Плоскость единичных цветов () (рис. 5.31), проходит через отложенные на осях координат яркости единичных значений выбранных основных цветов. Единичным цветом в колориметрии на­зывают цвет, сумма координат которого (или по-другому модуль цвета т) равна 1. Поэтому можно считать, что плоскость О, пересекающая оси координат в точках В„ (К-1, С~0, В-0), В_с (К=0, С-1, В=0), В_в (Кг=0, С=0, В^в1), является единичным местом точек в пространстве С1ЕКСВ.

цветов и образование треугольника

^{Каждой точке плоскости единичных ^с> ^Плоск<>сть единичных}

_{цветности}

^{цветов (I соответствует след цветового}

_{152 Глава 5}

вектора, пронизывающего плоскость в соответствующей точке с тл=1. Следовательно, цветность любого излучения может быть представлена на плоскости единственной точкой. Можно себе представить и точку, соответствующую белому цвету (Б). Она образуется путем пересече­ния ахроматической оси (А) с плоскостью (2 (рис. 5.31).

Независимо от выбранной колориметрической системы плоскость единичных цветов, пересекаясь с координатными осями, образует треу­гольник, называемый цветовым треугольником или треугольником цвет-посты (см. рис. 5.31). В вершинах треугольника находятся точки основ­ных цветов. Определение точек цветов, получаемых смешением любых трех основных, производится по правилу графического сложения.

В колориметрии для описания цветности нет необходимости прибе­гать к пространственным представлениям. Достаточно использовать плоскость треугольника цветности. В нем положение точки любого цвета может быть задано только двумя координатами. Третью легко найти по двум другим, так как сумма координат цветности (или модуль) всегда равна 1. Поэтому любая пара координат цветности может служить ко­ординатами точки в прямоугольной системе координат на плоскости. В дальнейшем для рассуждений будет использована именно эта прямоу­гольная система.

Итак, мы выяснили, что цвет графически можно выразить в виде вектора в пространстве или в виде точки, лежащей внутри треугольни­ка цветности.