Что такое свет, цвет и спектральные цвета

Характеристики границ видимого излучения

Длина волны, нм380780
Энергия фотонов, Дж5,23Шаблон:E2,55Шаблон:E
Энергия фотонов, эВ3,261,59
Частота, Гц7,89Шаблон:E3,84Шаблон:E
Волновое число, см−11,65Шаблон:E0,81Шаблон:E

Цветовые модели

Цветовая модель — это изображение цветового спектра в виде объемной фигуры. Поскольку большинство современных цветовых моделей имеют три измерения (как например модель RGB), то они могут быть изображены в виде трехмерных фигур.

По принципу действия цветовые модели бывают субтрактивными и аддитивными, они описывают поведение цвета в разных средах. Аддитивные модели (RGB) основаны на сложении цветов и характеризуются тем, что соединяя разные оттенки света, в результате получится белый свет. В основе субтрактивных моделей (CMYK) лежит принцип вычитания, характерный для пигментов, при смешении которых образуется черный цвет. Так, например, в принтерах используются краски трех цветов — голубой, пурпурный и желтый — из которых смешивается приемлемое количество цветов. Черный цвет зачастую используется в целях экономии, так как не может быть эффективно получен из трех красок. В цифровых же устройствах, воспроизводящих изображение с помощью света, используется три основных цвета на пиксель — красный, зеленый и синий. Хотя обе эти модели основаны на разных цветах, дополняющие цвета у них одинаковые.

Для корректной цветопередачи важно использовать правильную цветовую модель. При подготовке макета для печати предпочтительной будет модель CMYK, что сократит искажения цвета и конечный результат будет максимально близок к оригинальному изображению.

Субтрактивная и аддитивная модели

RGB — цветовая модель, которая имеет три измерения: красное, зеленое и синее. Ее зачастую изображают в виде куба с красным, зеленым и синим цветами на осях x, y и z. Определяя конкретный цвет, мы задаем его координаты в трехмерном пространстве RGB, где 0% каждого цвета дадут черный, а 100% каждого из основных цветов дадут белый цвет.

Модель RGB

HSV (HSB) — цветовая модель, которая перераспределяет основные цвета RGB модели в виде цилиндра. Эта модель имеет такие же измерения, как в цветовом дереве Манселла:

  1. Оттенок (hue) — измерение, расположенное по окружности, где 0° дает красный цвет, 120° — зеленый и 240° — синий цвет.
  2. Насыщенность (saturation) — отвечает за количество цвета, при этом 100% насыщенности даст самый чистый цвет, а 0% уйдет в шкалу серого.
  3. Яркость (value или brightness) — отвечает за наличие белого в цвете. При этом 0% яркости даст черный цвет, а при 100% яркости цвет будет максимально ярким.

Следует учесть, что измерения в модели HSV взаимозависимы. То есть, если, например, яркость выставлена на 0%, то насыщенность и оттенок не будут иметь значения, так как 0% яркости дает черный цвет.

Модель HSV (HSB)

HSL — цилиндрическая цветовая модель, похожая на HSV, но вместо яркости третье измерение в ней отвечает за светлоту цвета (количество белого).

  1. Оттенок (hue) — так же как в модели HSV определяет положение цвета по окружности.
  2. Насыщенность (saturation) — также отвечает за чистоту цвета
  3. Светлота (lightness) — отвечает за количество белого в цвете. 100% светлоты дают белый цвет, 0% — черный, а 50% — наиболее чистый насыщенный цвет.
Модель HSL

LAB — обладает самым широким цветовым диапазоном (охватом) за счет того, что в ней, хоть и не явно, используются не три, а четыре базовых цвета. Эта модель состоит из трех каналов:

  1. L (lightness) — светлота, устанавливает координаты света (100) и тени (0)
  2. a — спектр от зеленого через серый к пурпурному
  3. b — спектр от синего через серый к желтому.

Параметры a и b имеют по 256 значений от -128 до 127. При этом их отрицательные значения соответствуют холодным цветам, а положительные — теплым. Нулевые значения каналов a и b дают ахроматическую гамму

Модель LAB

CMYK — четырехмерная цветовая модель, используемая в печатном деле. На печати используют всего четыре цвета для получения других цветов: голубой, пурпурный, желтый и черный. Каждое из чисел, которые определяют CMYK цвет, представляет собой процент содержания каждой краски в определенном цвете.

Модель CMYK

В графических редакторах зачастую можно встретить настройки цвета по нескольким цветовым моделям. Так, например, в Adobe Photoshop можно настраивать цвет по моделям RGB, HSB, CMYK и LAB. Изменение параметров в одной из них влечет к изменению показателей в других моделях.

Настройка цвета в Adobe Photoshop

Приложение Colorizer позволяет настроить цвет по всем выше описанным моделям и нескольким дополнительным. При этом так же как в Photoshop легко проследить взаимосвязь всех цветовых моделей. К тому же Colorizer предоставляет целый набор гармоничных сочетаний с выбранным цветом: комплиментарные цвета, триадные, аналогичные и другие сочетания цветов.

Приложение Colorizer

Цветовой охват и цветовые пространства

Поскольку работа дизайнера напрямую связана с цветами, рано или поздно каждый сталкивается с вопросом их воспроизведения. Цвета могут искажаться при загрузке изображения в интернет, при печати или отображении на другом устройстве. Почему же это происходит?

Причина в цветовом охвате. Дело в том, что каждое устройство способно воспроизвести определенный набор цветов, и у разных устройств эти наборы могут сильно разниться. Цвета, которые выходят за пределы общего охвата, на разных устройствах будут отображаться по-разному. Так, например, монитор может отобразить часть цветов, которые отсутствуют в цветовом охвате принтера, что приведет к некоторому искажению при печати. Кроме того, у однотипных устройств цветовой охват может сильно отличаться, то есть один и тот же цвет не будет выглядеть одинаково на разных мониторах.

Проще и удобнее всего сравнить цветовой охват устройства с набором карандашей: у одних устройств это большие богатые наборы со множеством оттенков, у других — скромные наборы, состоящие из базовых цветов. Если в наборе нет нужного оттенка, он заменяется на тот, который доступен, изменяя итоговое изображение. Так же и с цветовым охватом: если устройство не способно воспроизвести определенный цвет, то он заменяется на ближайший доступный. Отсюда и искажения.

Разные цветовые охваты как разные наборы карандашей

Для того, чтобы прояснить работу с цветом, были придуманы абстрактные, не привязанные к конкретному устройству, цветовые пространства. Существует три наиболее распространенных цветовых пространства: sRGB, Adobe RGB 1998 и ProPhoto RGB.

sRGB является самым часто используемым пространством. Оно довольно узкое (покрывает всего 35% видимых цветов), благодаря чему практически любой монитор может воспроизвести все его цвета без искажений. Именно поэтому при создании цифрового дизайна рекомендуется использовать именно sRGB пространство, так как конечный интерфейс будет отображаться корректно у максимального количества пользователей. Однако, с другой стороны, узость sRGB пространства приводит к тому, что его не достаточно для корректной цветопередачи при печати.

Пространство Adobe RGB 1998 было разработано компанией Adobe для того, чтобы покрыть большее количество цветов, достижимых на принтере CMYK, но используя первичные цвета RGB на цифровых устройствах. Оно шире чем, sRGB (покрывает примерно половину всех видимых цветов) и хорошо приспособлено для подготовки изображений для печати. Но стоит учитывать тот факт, что не многие мониторы способны воспроизвести цвета этого пространства.

Охват пространства ProPhoto RGB настолько велик, что включает цвета, которые человеческий глаз не способен воспринять, то есть оно выходит за рамки видимых цветов. Это цветовое пространство было разработано компанией Kodak и предназначено для использования в фотографии.

Цветовые пространства sRGB, Adobe RGB и ProPhoto RGB, наложенные на область видимых цветов