Цветность и ее выражение

Координаты цвета выражают число каких-то единиц, например мощности каждого из основных. Тогда сумма координат представляет собой количественную характеристику цвета, в нашем примере — мощность излучения — носителя цвета. Эта сумма называется модулем цвета т.Численно R + G + В = M.

Для многих практических целей достаточно знать лишь качественную характеристику цвета — его цветность. Разделив координаты цвета на модуль, получим их относительные значения, называемые координатами цветности (в принципе, это частный случай уравнения цвета, модуль которого равен единице). Основные координаты цветности записываются строчными буквами:

В этом случае уравнение цветности имеет вид U=rR + gG + bB.

Это уравнение дает представление о цвете независимо от его количества и называется уравнением цветности. Как мы уже говорили, модуль этого уравнения равен единице, поэтому это уравнение иногда называют единичным, как и цвет, который оно выражает. Зная величины двух членов уравнения, всегда можно найти величину третьего. Удобство этого уравнения заключается также в том, что единичный цвет можно однозначно представить на плоскости координатами двух членов уравнения.

Основные законы аддитивного синтеза

Законы аддитивного синтеза цвета были сформулированы математиком Г. Грассманом в 1853 г.

Первый закон Грассмана (или закон трехмерности). Любой цвет однозначно выражается тремя, если они линейно независимы.

Линейная независимость заключается в том, что нельзя получить ни один из основных цветов смешением двух других. Закон позволяет описывать цвета при помощи цветовых уравнений.

Второй закон Грассмана (по-другому закон непрерывности). При непрерывном изменении излучения цвет изменяется также непрерывно.

Из этого закона следует основной принцип измерения цвета: не существует такого цвета, к которому невозможно подобрать бесконечно близкий.

Третий закон Грассмана (закон аддитивности). Цвет смеси излучений зависит только от их цветов, но не от спектрального состава.

Это очень важный закон для теории цвета, признающий аддитивность цветовых уравнений (т.е. возможность их сложения).

А именно если цвета нескольких излучений описаны цветовыми уравнениями, то цвет смеси излучений выражается суммой этих уравнений.

Субтрактивный синтез цвета

Как говорилось выше, субтрактивно получать новый цвет можно смешением любых окрашенных сред. Но когда говорят о субтрактивном синтезе цвета, имеют в виду достаточно определенные вещи. Так же как в аддитивном синтезе, для получения заданного цвета необходимо регулировать основные излучения. Главным инструментом такого регулирования служат краски трехцветного субтрактивного синтеза цвета'. Основное требование к краскам — вычитать (т.е. ослаблять) основные в одной зоне спектра и пропускать в двух других. Таким образом, цвет краски дополнителен цвету дозируемого излучения. Пропускание в зонепоглощения должнобыть управляемым. Средством управления может служить, например, толщина красочного слоя.

Схема управления основными излучениями при субтрактивном синтезе цвета приведена на рис. Если известно, во сколько раз ослабились основные R. G. В. а это можно узнать по зональным коэффициентам пропускания, то можно написать уравнение субтрактивного синтеза в аддитивной форме.

Напишем такое уравнение для случая, рассмотренного на рис:

Ц= 0.5R + 0.1G + 0.7B.

Управление цветом осуществляется в соответствии с известной формулойБугера-Ламберта-Бэра. по которой монохроматическая оптическая плотность D пропорциональна концентрации:

Отсюда видно, что монохроматическая оптическая плотность вещества пропорциональна поверхностной концентрации. На рис показаны типичные краски субтрактивного синтеза. Видно, что с изменением поверхностной концентрации пропорционально изменяются монохроматические плотности. Причем в максимуме поглощения это изменение значительно сильнее, чем в зонах с меньшим поглощением. Поэтому для красок с отчетливо выраженной полосой поглощения изменение поверхностной концентрации — средство регулирования пропускания в этой полосе спектра.

На практике в полиграфии за единицу поверхностной концентрации принимают количества концентраций трех красок, которые необходимо смешать, чтобы получить ахроматический цвет с визуальной оптической плотностью, равной единице. Иногда используют относительные концентрации, которые показывают, какую часть от максимальной концентрации составляет данная, или количество краски в граммах, нанесенной на квадратный метр поверхности.