КОНСТРУИРОВАНИЕ И ДИЗАЙН ТАРЫ И УПАКОВКИ

Аддитивный синтез цвета

Получение заданного цвета смешением основных, взятых в необхо­димых количествах, называется аддитивным синтезом.

Примером аддитивного синтеза цвета может служить проецирова­ние на экран тремя диапроекторами излучений одинаковой мощности, экранированных синим, зеленым и красным светофильтрами (рис.5.21, вкладка). Используя различные сочетания выделенных световых пото­ков, взятых в одинаковых количествах, можно получить цвета, приве­денные ниже.

Смешиваемые потоки Результирующий (синтезируемый) цвет

Синий + зеленый голубой

Синий + красный пурпурный

Зеленый + красный желтый

Синий + зеленый + красный белый

Изменяя мощности смешиваемых излучений, можно получать и дру­гие цвета. Так, смесь зеленого и красного излучений в равных количе­ствах образует чисто желтый цвет. Меняя количества этих излучений, можно получать целый ряд цветов: зеленых, желто-зеленых, красно­оранжевых, красных и т. д.

При одновременном увеличении всех трех основных излучений цвет получается более светлым.

Насыщенность цвета зависит от числа излучений, образующих тот или иной цвет. Чем меньше излучений участвует в образовании цвета, тем он более насыщен. Поэтому монохроматические излучения имеют самый насыщенный цвет. Аддитивным синтезом можно получать цвета высокой насыщенности, например при смешивании монохроматичес­ких лазерных излучений.

Приведенный пример с диапроекторами относится к аддитивному синтезу, при котором смешение излучений происходит вне глаза. Су­ществуют еще два варианта аддитивного смешения излучений. Оста­новимся вкратце на них.

Пространственное смешение. Основано на свойстве глаза не разли­чать близко расположенные друг к другу мелкие цветные участки, а вос­принимать их как единое целое, образованное смешением исходных цве­тов. Если ряд мелких цветных объектов рассматривать на достаточно большом удалении, то по отдельности они не различаются и представля­ют собой однотонную поверхность. Например, в пору начала «золотой осени» в солнечный день вся листва березовой рощи издали кажется жел­той. Однако, подойдя ближе, можно увидеть еще оставшиеся зеленые листочки. Кроме того, и сами желтые листья различаются между собой.

Такое смешение цветов разноокрашенных мелких участков с обра­зованием единого для них цвета происходит по правилам аддитивного синтеза. При взгляде на предмет его изображение непрерывно переме­щается по сетчатке глаза. Когда цветные элементы малы в сравнении с непрерывными колебаниями глаза, то на одни и те же рецепторы после­довательно попадают излучения от рядом расположенных элементов. При быстрой смене излучений глаз не различает их смену.

Пространственный способ смешения цветов известен в живописи. Художник наносит на холст краску мелкими мазками различных кра­сок, которые на некотором удалении воспринимаются как целостные изображения. На пространственном смешении цветов основано полу­чение полноцветных изображений в высокой и офсетной печати в по­лиграфии. Подробнее это рассмотрено в подразд. 5.6.4.

Временное (последовательное) смешение. Этот тип образования различных цветов основан на быстрой смене излучений вне глаза. При­мером может служить быстрое вращение окрашенного волчка или диска с разноцветными секторами. При быстром чередовании цветов реакции разных цветоощущающих рецепторов на них складываются. При этом различные цвета сливаются в один цвет и цвет диска (или волчка) вос­принимается как один цвет аддитивной смеси действующих излучений.

Другим примером временного (последовательного) смешения мо­жет служить экран цветного телевизора (монитора). На экране имеют­ся мелкие (растровые) ячейки. При воздействии на них электронных пучков они создают оптическое излучение синего, зеленого и красного цветов в определенном порядке по строкам и столбцам (рис.5.22, вклад­ка) [4]. В процессе демонстрации энергия электронных пучков быстро меняется. При этом происходит последовательное смешение синих, зе­леных и красных излучений. Из-за малых размеров растровых ячеек они в отдельности не видны, а быстрая смена электрических сигналов делает незаметным последовательное свечение всех растровых элементов. По­этому изображение на экране получается резким с различными цветами.

В результате изучения оптического смешения цветов немецким ма­тематиком Грассманом в середине XIX века были сформулированы за­коны аддитивного синтеза цвета [95].

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

Линейно независимыми цветами называются такие три цвета, каж­дый из которых не может быть получен смешением двух других.

Благодаря этому закону стало возможным описание цвета с помо­щью цветовых уравнений. Приняв в качестве линейно независимых цветов красный, зеленый и синий, можно выразить любой произволь­ный цвет с помощью уравнения

Ц=кк+зз+сс,

Где Ц — синтезируемый цвет; КК,33,СС — цветовые составляющие

Цвета Ц; К,3,С — цветовые координаты; К,3,С — единицы основных цветов.

Второй закон Грассмана (непрерывности). При непрерывном из­менении излучения цвет изменяется также непрерывно. Данный закон утверждает, что нет таких цветов, которые бы стояли особняком и к которым нельзя было бы подобрать бесконечно близкий цвет.

Третий закон Грассмана (аддитивности). Цвет смеси зависит только от цвета смешиваемых излучений и не зависит от их спектраль­ного состава. Из этого закона следует, что если каждый из двух визу­ально одинаковых цветов смешивать с третьим, то независимо от спек­трального состава этих двух цветов результирующий цвет в обоих слу­чаях будет одинаковым. Например, при смешивании желтого излуче­ния или смеси зеленого с X =546 нм и красного с X =700 нм, дающих также желтое излучение, с одним и тем же голубым излучением полу­чаются два одинаковых цвета, не отличимых друг от друга.