Основные цвета в цветовых моделях¶

Основные цвета — это набор цветов, смешением которых в рамках определённой цветовой модели можно получить все остальные цвета видимого спектра или заданного цветового охвата. Число и состав основных цветов зависят от способа формирования изображения: излучения света (аддитивный синтез), отражения света от поверхности (субтрактивный синтез) или восприятия человеком. В разных системах — оптике, полиграфии, живописи, электронных дисплеях — наборы основных цветов различаются.

¶Физические основы

Цвет — это субъективное восприятие электромагнитного излучения оптического диапазона с длинами волн примерно от 380 до 780 нанометров. Человеческий глаз содержит три типа колбочек, чувствительных к коротковолновой (синей), средневолновой (зелёной) и длинноволновой (красной) областям спектра. Именно трёхкомпонентность зрения лежит в основе большинства цветовых моделей: чтобы вызвать ощущение любого цвета, достаточно воздействовать на эти три типа рецепторов в нужной пропорции. Это явление называется метамерией.

Из этого следует важный вывод: основные цвета — не физическая характеристика света как такового, а свойство системы воспроизведения цвета. Один и тот же визуальный результат может быть получен разными наборами первичных излучений.

¶Аддитивная модель RGB

В аддитивном синтезе цвета получаются сложением световых потоков. Основными являются красный (Red), зелёный (Green) и синий (Blue). При попарном сложении образуются дополнительные цвета:

красный + зелёный = жёлтый;
зелёный + синий = голубой (циан);
синий + красный = пурпурный (маджента);
все три в равной пропорции = белый;
отсутствие всех трёх = чёрный.

Модель RGB применяется в мониторах, телевизорах, смартфонах, светодиодных экранах и системах цветного освещения. Каждый пиксель состоит из трёх светящихся субпикселей соответствующих цветов.

¶Субтрактивная модель CMY и CMYK

При отражении света от поверхности или прохождении через краситель часть спектра поглощается (вычитается). Основными здесь выступают цвета, дополнительные к RGB: голубой (Cyan), пурпурный (Magenta) и жёлтый (Yellow). Их смешение даёт:

голубой + пурпурный = синий;
пурпурный + жёлтый = красный;
жёлтый + голубой = зелёный;
все три = теоретически чёрный, практически — грязно-коричневый.

Поэтому в полиграфии к трём краскам добавляют четвёртую — чёрную (Key), получая модель CMYK. Это позволяет печатать глубокие тени, экономить цветные чернила и повышать резкость текста.

¶Историческая модель RYB

В живописи и традиционном обучении искусству со времён Леонардо да Винчи и Исаака Ньютона использовалась модель RYB: красный, жёлтый, синий. Считалось, что смешением этих трёх пигментов можно получить все остальные. Однако с точки зрения современной колориметрии это приближение: реальные красные и синие пигменты не позволяют получить чистые зелёный и фиолетовый. Тем не менее модель RYB остаётся удобной дидактической схемой и лежит в основе цветового круга Иттена, применяемого в дизайне.

¶Психологические основные цвета

В оппозиционной теории цветового зрения Эвальда Геринга постулируются четыре психологически первичных цвета: красный, зелёный, синий и жёлтый. Они организованы в две пары противоположностей — красный/зелёный и синий/жёлтый. Эта модель объясняет существование цветовых оппонентных каналов в сетчатке и зрительной коре и хорошо описывает такие явления, как последовательный образ и невозможность представить «красновато-зелёный» цвет.

¶Основные цвета в культуре и языке

Представления о базовых цветах различаются в разных культурах. Лингвисты Брент Берлин и Пол Кей, исследовав около ста языков, выявили эволюционную последовательность появления цветовых терминов: сначала различаются светлое и тёмное, затем красный, далее зелёный или жёлтый, потом синий, коричневый и остальные. В русском языке, помимо семи «радужных», отдельными базовыми терминами являются голубой и синий — редкий для европейских языков случай.

В культуре разных народов основные цвета наделялись символическим значением. В русской традиции красный ассоциировался с красотой и жизнью (слово родственно «красивый»), белый — с чистотой и светом, чёрный — с землёй и трауром. В православной иконописи устойчиво использовались золотой, красный и синий.

¶Применение

Знание основных цветов и их смешения необходимо в нескольких областях:

полиграфия и печать — модели CMYK и Pantone;
электронные дисплеи — RGB и его расширения (sRGB, Adobe RGB, Rec. 2020);
живопись и дизайн — цветовые круги, гармония, контраст;
компьютерная графика и веб — шестнадцатеричные коды цветов;
колориметрия и стандартизация — системы CIE XYZ, LAB, обеспечивающие аппаратно-независимое описание цвета.

¶Ограничения понятия

Понятие «основные цвета» не является универсальным. Для каждой модели воспроизведения существует свой набор первичных компонентов, и ни один из них не является «главным» в абсолютном смысле. Более того, реальные устройства не способны воспроизвести весь спектр видимых человеком цветов: охват RGB уже, чем воспринимает глаз, а охват CMYK ещё уже. Этим объясняется невозможность точной передачи на экране и на бумаге некоторых насыщенных оттенков, например чистого оранжевого или глубокого синего.

Источники: учебные курсы по колориметрии и цветоведению, работы Исаака Ньютона по оптике, исследования Берлина и Кея по цветовой терминологии, стандарты CIE и материалы по полиграфическим цветовым моделям.