Dlaczego czerwony, żółty i niebieski są kolorami podstawowymi w malarstwie, a na ekranach komputerów używa się czerwonego, zielonego i niebieskiego?

Kategoria: Biologia
Opublikowano: January 22, 2015

Czerwony, żółty i niebieski nie są głównymi kolorami podstawowymi w malarstwie, a w rzeczywistości nie są bardzo dobrymi kolorami podstawowymi do jakichkolwiek zastosowań.

System kolorów, który najlepiej pasuje do ludzkiego oka, to czerwono-zielono-niebieski system kolorów. Dla addytywnych systemów kolorów, takich jak ekrany komputerowe, kolory podstawowe tego typu systemu są czerwony, zielony i niebieski. Dla subtrakcyjnych systemów kolorów, takich jak atramenty, kolory podstawowe tego typu systemu są przeciwieństwem czerwonego, zielonego i niebieskiego, które są cyjan, magenta i żółty. Czerwony-żółty-niebieski system kolorów malarskich jest skutecznie korupcji cyjan-magenta-żółty system, ponieważ cyjan jest blisko do niebieskiego i magenta jest blisko do czerwonego. Obraz Public Domain, źródło: Christopher S. Baird.

Po pierwsze, możesz zdefiniować dowolne kolory, które chcesz, aby były „kolorami podstawowymi” twojego systemu kolorów, tak że inne kolory są uzyskiwane przez mieszanie kolorów podstawowych. Chociaż może istnieć nieskończona liczba systemów kolorów, nie wszystkie są równie użyteczne, praktyczne lub skuteczne. Na przykład, mogę swobodnie tworzyć system kolorów, w którym określam jasnoniebieski, średni niebieski i fioletowy jako moje kolory podstawowe. Nawet jeśli jestem wolny, aby zdefiniować moje podstawowe kolory jako takie, ten system kolorów nie jest bardzo przydatne w ogóle, ponieważ nie ilość mieszania tych kolorów podstawowych będzie produkować czerwony, pomarańczowy, żółty, itp. Dlatego powinniśmy dokonać rozróżnienia pomiędzy systemem kolorów a efektywnym systemem kolorów. Skuteczność systemu kolorów jest najlepiej mierzona jako liczba różnych kolorów, które mogą być tworzone przez mieszanie kolorów podstawowych systemu. Ten zestaw kolorów nazywany jest „gamą kolorów” systemu. System kolorów z dużym gamut jest bardziej w stanie skutecznie reprezentować szeroką gamę obrazów zawierających różne kolory.

Najbardziej skuteczne systemy kolorów są te, które ściśle odpowiadają fizycznego funkcjonowania ludzkiego oka, ponieważ jest to ostatecznie ludzkie oko, które doświadcza koloru. Ludzkie oko zawiera zakrzywioną tablicę komórek światłoczułych w kształcie małych czopków i pręcików. Kolorowe światło jest wykrywane przez komórki stożkowe. Komórki stożkowe występują w trzech odmianach: czerwonej, zielonej i niebieskiej. Zostały one tak nazwane, ponieważ czerwone komórki stożkowe wykrywają głównie światło czerwone, zielone komórki stożkowe wykrywają głównie światło zielone, a niebieskie komórki stożkowe wykrywają głównie światło niebieskie. Należy pamiętać, że chociaż czerwona komórka stożkowa wykrywa przede wszystkim kolor czerwony, może również wykrywać odrobinę innych kolorów. Dlatego, mimo że człowiek nie posiada żółtych komórek stożkowych, może widzieć żółte światło, jeśli wyzwoli ono czerwone i zielone komórki stożkowe. W ten sposób człowiek ma wbudowany mechanizm dekodowania kolorów, który umożliwia nam doświadczanie milionów kolorów, mimo że posiadamy tylko komórki wzrokowe, które widzą głównie kolor czerwony, zielony i niebieski. W tym momencie powinno być oczywiste, że najbardziej efektywne systemy kolorów to takie, które ściśle odpowiadają ludzkiemu oku, tj. systemy kolorów, które mieszają światło czerwone, zielone i niebieskie.

Tutaj jest mała komplikacja, ponieważ istnieją naprawdę dwa główne sposoby tworzenia wiązki światła. Możemy albo stworzyć światło bezpośrednio za pomocą źródeł światła lub możemy odbijać białe światło z materiału, który pochłania pewne kolory. System, który tworzy światło bezpośrednio nazywany jest „addytywnym” systemem koloru, ponieważ kolory z różnych źródeł światła dodają się do siebie, aby dać ostateczną wiązkę światła. Przykładem systemów kolorów addytywnych są ekrany komputerowe. Każdy piksel obrazu na ekranie komputera jest tylko małym zbiorem źródeł światła emitujących różne kolory. Jeśli wyświetlasz obraz dyni na ekranie swojego komputera, tak naprawdę nie włączyłeś żadnych źródeł światła emitujących pomarańczowy kolor na ekranie. Raczej, masz włączone maleńkie czerwone emitujące źródła światła, jak również maleńkie zielone emitujące źródła światła w ekranie, a czerwone i zielone światło dodać razem, aby orange.

Górny obraz pokazuje, jak czerwony, zielony i niebieski dodać, aby inne kolory, takie jak w ekranach komputerowych. Dolny obraz pokazuje, jak cyjan, magenta i żółty odjąć, aby inne kolory, takie jak w tuszu. Public Domain Image, źródło: Christopher S. Baird.

W przeciwieństwie do systemu addytywnego, systemy kolorów, które usuwają kolory poprzez absorpcję, nazywane są „subtrakcyjnymi” systemami kolorów. Są one nazywane tak, ponieważ ostateczny kolor jest osiągnięty przez rozpoczęcie z białym światłem (który zawiera wszystkie kolory), a następnie odjęcie niektórych kolorów, pozostawiając inne kolory. Przykładami subtraktywnych systemów kolorów są farby, pigmenty i tusze. Pomarańczowa dynia, którą można zobaczyć wydrukowaną w gazecie, niekoniecznie powstaje w wyniku rozpylenia pomarańczowego tuszu na papier. Na papier natryskiwane są raczej tusz żółty i tusz magenta. Żółty tusz pochłania niebieskie światło i trochę zielonego i czerwonego z wiązki białego światła, podczas gdy tusz magenta pochłania zielone światło i trochę niebieskiego i czerwonego, pozostawiając tylko pomarańczowy, który jest odbijany z powrotem.

Istnieją zatem dwie równoprawne metody tworzenia koloru: systemy addytywne i systemy subtraktywne. Mając to na uwadze, istnieją zatem dwa systemy kolorów, które są najbardziej skuteczne (tj. najbardziej zdolne do dopasowania się do ludzkiego oka): (1) system addytywny, który tworzy czerwone, zielone i niebieskie światło i, (2) system subtraktywny, który tworzy czerwone, zielone i niebieskie światło.

Dla systemu addytywnego, światło jest tworzone bezpośrednio. Oznacza to, że kolory podstawowe najbardziej skutecznego systemu addytywnego koloru są po prostu czerwony, zielony i niebieski (RGB). To dlatego większość ekranów komputerowych, od iPodów do telewizorów, zawierają siatkę małych czerwonych, zielonych i niebieskich źródeł światła emitujących.

Dla subtractive systemu kolorów, pewien odbijający się kolor jest uzyskiwany przez pochłanianie przeciwnego koloru. Dlatego, kolory podstawowe najbardziej efektywnego systemu odejmowania są przeciwieństwami czerwonego, zielonego i niebieskiego, które są cyjan, magenta i żółty (CMY). To dlatego większość drukowanych obrazów zawiera siatkę małych cyjanowych, magentowych i żółtych kropek atramentu. Cyjan jest przeciwieństwem czerwieni i znajduje się w połowie drogi między zielonym a niebieskim. Magenta jest przeciwieństwem zielonego i jest w połowie drogi między niebieskim i czerwonym, a żółty jest przeciwieństwem niebieskiego i jest w połowie drogi między czerwonym i zielonym.

Podsumowując, najbardziej efektywne systemy kolorów to czerwono-zielono-niebieski dla addytywnych systemów kolorów i cyjan-magenta-żółty dla subtraktywnych systemów kolorów.

Skąd więc wziął się czerwono-żółto-niebieski system kolorów, którego uczą w szkole podstawowej? Zazwyczaj uczniowie po raz pierwszy spotykają się z koncepcjami kolorów podczas malowania w klasie sztuki w szkole podstawowej. Farba jest subtractive system kolorów, a zatem najbardziej efektywne kolory podstawowe do malowania są cyjan, magenta, i żółty. Należy pamiętać, że wysokiej jakości obrazy zazwyczaj nie używają tylko trzech kolorów podstawowych, ponieważ bardziej żywe sceny mogą być osiągnięte przy użyciu kilkudziesięciu kolorów podstawowych. Ale kiedy nauczanie sztuki, łatwiej jest zacząć bardziej prosto, tylko z trzech kolorów podstawowych. Teraz, do małego ucznia klasy, słowa „cyjan” i „magenta” nie znaczą wiele. Ponadto, dla niewprawnego oka młodego człowieka, cyjan wygląda strasznie blisko niebieskiego, a magenta wygląda strasznie blisko czerwonego. Dlatego też, cyjan-magenta-żółty staje się skorumpowany do niebiesko-czerwono-żółtego. Nauczyciele plastyki na poziomie podstawowym albo nieświadomie utrwalają ten mniej efektywny model kolorów (ponieważ tak ich uczono jako dzieci), albo celowo go utrwalają (ponieważ zbyt trudno jest nauczyć sześciolatków różnicy między cyjanem a niebieskim). Tradycja historyczna była również główną siłą napędową czerwono-żółto-niebieskiego systemu kolorów, ponieważ był on historycznie uważany za skuteczny, zanim zrozumiano szczegóły ludzkiego wzroku. Ponieważ czerwono-żółto-niebieski system kolorów jest mniej skuteczny, to nie jest naprawdę używany nigdzie w tych dniach, z wyjątkiem sztuki w szkole podstawowej.

Tematy: CMY, RGB, kolor, mieszanie kolorów, teoria kolorów, światło, barwa podstawowa, kolory podstawowe, widzenie

.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.