Аддитивний і субтрактівним синтез кольору

Стефан Стефанов

Процес отримання різних кольорів за допомогою декількох основних (первинних) випромінювань або фарб називається колірним синтезом. Існує два принципово різних методу колірного синтезу: адитивний і субтрактівним синтези.

В аддитивной синтезі змішуються первинні випромінювання. В якості первинних можуть бути використані два, три і більше різних за кольором випромінювань, але найбільш поширений трикольоровий адитивний синтез. Первинні кольори і створюють їх випромінювання називаються основними. Основні випромінювання аддитивного синтезу - сині, зелені та червоні, тобто випромінювання трьох основних зон спектру. Аддитивний синтез кольори - відтворення кольору в результаті оптичного змішування випромінювань базових квітів (червоного, зеленого і синього - R, G, B). Використовується в моніторах видавничих систем при створенні кольорових зображень на екрані, а також на екрані телевізора.

Послідовне змішання або освіту різних кольорів при швидкій зміні випромінювань поза очі, наприклад, на диску типу дзиги або на екрані кольорового телевізора. При швидкому обертанні забарвленого в різні кольори диска кольору підсумовуються внаслідок розглянутих вище явищ інерційності зору.

Просторове змішання - це різновид аддитивного способу. Просторове змішання засноване на тому, що око не розрізняє дуже близько розташовані один до одного дрібні різнокольорові ділянки, а сприймає їх разом, як одне ціле. Якщо ці дрібні ділянки мають різне забарвлення, то ми бачимо тільки їх узагальнений колір -- колір аддитивной суміші.

Якщо ряд дуже дрібних різнокольорових цяток, що лежать близько одне від одного, розглядати на досить великій відстані, то ці цятки окремо візуально не розрізняються. Замість різнокольорових дрібних цяток ми бачимо однакові за кольором ділянки. Наприклад, окремі піщинки на березі ми розрізняємо лише на близькій відстані. Листи папери, злегка вкриті вугільним пилом, на видаленні ми бачимо сірими, без різниці на них окремих пилинок і просвічує між ними папір.

Змішання квітів дрібних разноокрашенних ділянок з утворенням єдиного для них кольору відбувається за правилами аддитивного синтезу, тобто оптичним змішанням випромінювань. Це пояснюється тим, що при погляді на який-небудь предмет його зображення безперервно переміщується по сітківці ока. Якщо окремі кольорові елементи малі в порівнянні з безперервними коливаннями очі, то на одні й ті ж рецептори потрапляють послідовні випромінювання від поруч розташованих різнокольорових елементів. Просторове змішання різнокольорових дрібних пофарбованих ділянок має місце при синтезі кольору на відбитках високою і офсетного (плоского) пресі, на картинах живопису, особливо, напрямок "пуантилізму". (Французькі художники винайшли в живопису подібний автотіпному синтезу художній прийом, назвавши його пуантилізму. Він був винайдений для створення яскравих і чистих квітів на полотні. Суть прийому полягає в нанесенні на полотно чітких роздільних мазків (у вигляді крапок або дрібних прямокутників) чистих фарб з розрахунку на їх оптичне змішування в оці глядача, на відміну від механічного змішання фарб на палітрі. Винайшов пуантилізму французький живописець Жорж Сірка на основі теорії додаткових квітів. Було відмічено, що оптичне змішування чистих трьох основних кольорів (червоний, синій, жовтий) та пар додаткових кольорів (червоний - зелений, синій - Помаранчевий, жовтий - фіолетовий) дає значно більшу яскравість, ніж механічна суміш фарб. Пуантілістіческая техніка допомогла створити яскраві, контрастні за колоритом пейзажі П. Синьяк і тонко передають нюанси кольору полотна Ж. Сера, а також підвищити декоративність картин багатьом їх послідовникам, наприклад італійському живописцю Дж. Балла.)

В субтрактівним синтезі новий колір отримують накладенням одного на інший барвистих шарів - жовтого, пурпурного та блакитного. Сині, зелені та червоні випромінювання поглинаються цими фарбами (тобто послідовно віднімаються з білого світла). Тому колір пофарбованого ділянки визначається тими випромінюваннями, які проходять через всі три шари і потрапляють в око спостерігача. Жовта, пурпурна і блакитна фарби - основні (первинні) для субтрактивной синтезу. Субтрактівним синтез кольору - отримання кольору в результаті віднімання окремих спектральних складових з білого. Такий синтез спостерігається при освітленні білим світлом кольорового відбитка. Світло падає на кольоровий ділянку; при цьому частина його поглинається (віднімається) барвистим шаром, а інша частина, відбиваючись, у вигляді пофарбованого потоку потрапляє в око спостерігача. Цей синтез використовується при змішуванні забарвлених середовищ, наприклад, фарб поза машиною, для отримання потрібних кольорів або відтінків на відтисненні при друку додатковою фарбою, при накладенні шарів різних фарб на відтисненні в глибокого друку, а також при накладенні разнокрасочних растрових елементів на відтисненні у високій та плоского друку.

Само назва колірного синтезу вказує на принцип освіти різних кольорів. Слово "адитивний" - слагательний. Субтрактівним спосіб -- вичітательний. При аддитивной синтезі кольору змінюються від зміни співвідношення інтенсивності основних випромінювань, а при субтрактівним синтезі - від товщини шарів або концентрації в них барвників. Тому крім поняття про первинних кольорах та фарбах для характеристики синтезу вводять поняття про кількості первинних випромінювань або фарб. Ці величини, які характеризують кількості первинних випромінювань або основних фарб, називають адитивними або субтрактівнимі координатами кольору.

Аддитивний координати кольору вказують на відносні потужності змішуються (доданків) випромінювань при аддитивной синтезі. Субтрактівниє координати кольору вказують на відносні кількості жовтого, пурпурової і блакитний фарб, якими відтворюються всі інші кольори на відтисненні.

Як і в аддитивной, в субтрактівним синтезі новий колір може бути утворений меншим або більшим, ніж три, числом основних фарб. На практиці для субтрактивной синтезу часто використовують більше число фарб. Наприклад, до трьох кольоровим додають четверту - чорну.

В кольорових репродукціях, виготовлених способом високою і плоского друку, освіта кольорів відбувається шляхом зміни відносної площі дрібних, не видимих неозброєним оком растрових елементів, зафарбованих жовтою, пурпурової і блакитною фарбами.

Колірний синтез, при якому різні кольори на запечатаних поверхнях утворюються зміною відносної площі зафарбованих растрових елементів, називається автотіпним (растрових) синтезом.

Автотіпний синтез може бути однокрасочним, коли друк ведеться з одного растрової друкованої форми і на папір переноситься тільки одна фарба. Чорно-білі ілюстрації, виготовлені способами високою і плоского друку, - це однокрасочние зображення, отримані автотіпним синтезом. Для виготовлення кольорових ілюстрацій застосовується іноді двухкрасочний автотіпний синтез (дуплекс). Частіше застосовується трехкрасочний і чотириколірного синтез. Найбільш поширений чотириколірного автотіпний синтез, коли, крім трьох основних однокрасочних зображень, на папір наноситься ще чорно-біле зображення. У деяких випадках друк ведеться і великою кількістю фарб. (Останнім часом після 1995 р. практичне застосування знаходить технологія Hi - Fi.) Проте в основі всіх видів автотіпного синтезу лежить принцип змішування випромінювань, відбитих від дрібних разноокрашенних ділянок. Тому для з'ясування закономірності автотіпного синтезу необхідно розглядати процес накладення фарб з трьох растрових зображень. При трехкрасочном автотіпном синтезі на папір послідовно накладаються шари жовтою, пурпурової і блакитний фарб. Припустимо, що першим друкується жовта фарба. При нанесенні пурпурової фарби на папері запечатуються не тільки незабарвлені, але і вже пофарбовані першим фарбою ділянки. Таким чином, на одиниці площі, обмеженої поруч розташованими лініями растрової грати, виходять не тільки жовті і пурпурні однокрасочние ділянки, але також і двухкрасочние, отримані внаслідок перекривання деяких з разноокрашенних растрових елементів. У розглянутому прикладі двухкрасочние ділянки в результаті накладення на жовтий шар пурпурової фарби мають червоний колір. При накладенні третього растрового зображення блакитна фарба лягає на жовті, пурпурові та червоні ділянки, в результаті утворюються нові двухкрасочние ділянки синього і зеленого кольору, а також трехкрасочние чорного кольору. Таким чином, кольору двухкрасочних і трехкрасочних ділянок утворюються субтрактівним синтезом. Фарби для автотіпного синтезу вибирають з тим розрахунком, щоб кольору при автотіпном синтезі виходили не тільки насиченими, а й досить світлими, яскравими.

Таким чином, автотіпний синтез кольору - це відтворення кольору в поліграфії на відтисненнях високою і плоского друку. При автотіпном синтезі кольорове напівтонове зображення формується різнобарвними растровими елементами (точками або мікроштріхамі). Растрові елементи окремих друкованих фарб на відтисненні мають однакову світлин, але різні розміри, частоти і форми, а також різний характер накладення (змішаний адитивно-субтрактівним синтез кольору).

Список літератури

Для підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://publish.ruprint.ru/