Методы воспроизведения цвета в фотографии.
В статье об истории возникновения цветной фотографии, говорилось, что физические принципы передачи цветов были заложены в работах Исаака Ньютона и Джеймса Максвелла и базировались они на трехкомпонентности цветового зрения человека.
Подобно тому, как любой цвет, воспринимаемый глазом человека определяется соотношением возникающих в глазу уровней нервного возбуждения всего лишь трех типов рецепторов, так и в цветной фотографии, для того , чтобы воспроизвести разнообразные цвета, оказывается достаточным использовать только три приемника лучистой энергии, различающихся по своей спектральной чувствительности.
Принципы создания цветного изображения в фотографии предусматривают на первом этапе разделение оптического изображения на три составляющие, соответствующие зонам чувствительности трех приемников световой энергии. Этот процесс называется цветоделением, или анализом цвета, а соответствующие этим зонам изображения объекта называются цветоделенными, т. е. разделенными по цвету. Следующим этапом является переходный или градационный. При этом регистрируются оптические плотности каждого из цветоделенных изображений. При этом создаются три в принципе черно-белых изображения. Заключительным этапом является синтез цвета. В этом процессе оптические плотности цветоделенных изображений управляют в трех цветовых зонах интенсивностью света, т. е. Для каждой из них строится свое монохромное (одного спектрального цвета) изображение. Затем совмещение этих трех изображений создает полноцветное воспроизведение объекта съемки.
Здесь начинаются некоторые особенности построения цветного изображения. Способов синтеза или смешивания отдельных цветов, полученных при цветоделении, существуют несколько. Самые распространенные — это аддитивный и субтрактивный.
Способы синтеза цветного изображения в фотографии.
Аддитивный метод ( по английски Add – добавлять, суммировать ) цветной фотографии.
При аддитивном методе образование цветного изображения происходит путем оптического смешения трех цветовых составляющих светового излучения, каждая из которых получена за аддитивным светофильтром, пропускающим свет только в одной трети видимого спектра, соответствующей одному из трех основных цветов: красному, зеленому и синему.
По английскому написанию этих цветов такая цветовая модель получила название: RGB.
R ( Red ) — красный;
G ( Green ) — зеленый;
B ( Blue ) — синий, голубой.
По системе RGB происходит смешение цветов в источниках, излучающих свет — в осветительных приборах, в телевизорах, мониторах.
Цветовая модель RGB.
При оптическом смешении цветов, излучаемых цветными источниками света возникают такие цвета:
зеленый + красный — желтый;
зеленый + синий — голубой;
красный + синий — пурпурный.
Смешение всех цветов в этой модели дает белый свет, а отсутствие всех трех цветов — черный.
При аддитивном методе цветной фотографии совмещение цветоделенных изображений происходит на общем экране, куда каждое из них проецируется отдельно.
Но существуют методы, когда цветоделенные изображения располагаются в одной плоскости. Такими являются растровые и линзорастровые процессы. Растровый слой состоит из красных, зеленых и синих элементов размером от 0,01 до 0,1 мм, действующих как элементарные светофильтры. В контакте с растром находится светочувствительный слой. Светофильтры растра избирательно пропускают экспонирующий свет в каждой точке изображения, построенного объективом на поверхности растрового слоя. Световой поток , достигающий светочувствительной фотографической эмульсии, зависит от цвета оптического изображения в каждой точке.
Так, например, если какая-либо малая деталь оптического изображения является синей, то эмульсия будет засвечена только под синим светофильтром растра.
Растровый фотографический материал после экспонирования проявляется в черно-белом проявителе по способу обращения. В результате в фотографическом слое образуется позитивное изображение.
Если далее рассматривать растровую пластинку в проходящем белос свете, то позитивное серебряное изображение будет экранировать цветовые элементы растра избирательно. В участках изображения, соответствующих красному, синему и зеленому цветам объекта, мы увидим соответственно красный, синий и зеленый цвета, т. к. для каждого из участков остальные элементы растра экранируются позитивным изображением объекта.
В этом случае цветосмешение происходит потому, что размеры отдельных светофильтров растра меньше величины, разрешаемой глазом и сливаются воедино.
Однако, не все цвета можно получить по аддитивной модели.
В статье о создании цветной фотографии говорилось о том казусе, который произошел с физиком Форбсом, в лаборатории которого работал Джеймс Максвелл (который считается автором первого в истории цветного фотоснимка). Форбс использовал цветовой круг, вращая его с большой скоростью для изучения процессов смешения цветов. Он пытался на основе синего и желтого цветов получить зеленый цвет, но получил розовый! Выяснилось, что цвета красящих пигментов глаз человека воспринимает по другому, чем цвет светящихся объектов. Дело в том, что мы видим не только падающий свет, но и отраженный от поверхностей объектов.
Субтрактивный (от англ. subtract – вычитать ) метод цветной фотографии.
В этом методе используются цвета дополнительные к основным при RGB-модели.
Для получения цвета с помощью красителей на бумажной или иной поверхности используют тройку основных цветов, которая носит название CMYK по английскому написанию основных цветов:
C (Cyan) — голубой;
M (Magenta ) — пурпурный;
Y ( Yellow ) — желтый.
В принципе этих цветов должно хватить для образования любого цвета, но оказывается, что при смешении всех трех основных цветов черный цвет по практическим причинам не получается, а получается грязно-серый коричневатого оттенка. Это объясняется неидеальностью цветов красящих пигментов. Поэтому в данную систему включают еще и черный цвет, который получается специальным пигментом, например, сажей. И этот цвет называют ключевым:
K ( Key, Black ) — черный.
Цветовая модель CMYK.
Смешение основных цветов дает следующие цвета:
пурпурный + голубой — синий, ( с оттенком фиолетового, что зависит от пропорции смешиваемых цветов );
пурпурный + желтый — красный, ( может быть преобразован в оранжевый или розовый путем изменения соотношения входящих составляющих);
желтый + голубой — зеленый, ( может быть преобразован как в салатовый, так и в изумрудный при использовании тех же первичных цветов ).
В этой системе смешение всех цветов дает черный цвет, а их полное отсутствие — белый (цвет бумаги).
Субтрактивная цветовая модель ( от англ. substract- вычитать) заключается в том, что при отражении световых лучей от цветового красителя (пигмента ) из белого света вычитаются цветовые составляющие, которые поглощаются, а не отражаются. При этом образующие цвета имеют длину волны отраженного света, а не поглощенного. При освещении каждый из трех основных цветов поглощает дополняющий его цвет: голубой поглощает красный, пурпурный — зеленый, желтый — синий. Например, если увеличить количество желтой краски, то интенсивность синего цвета в изображении уменьшится. В результате поглощения голубого и пурпурного цветов образуется желтый. Таким образом, можно сказать, что желтый цвет является результатом вычитания из отраженного света голубого и пурпурного. При поглощении красного и отражении синего и зеленого цветов мы видим объект как голубой. Если поглощается зеленый цвет и отражается синий и красный создается пурпурный цвет.
Субтрактивная цветовая модель, применяемая для получения цветных изображений на белой поверхности. Эта модель используется в большинстве устройств вывода, таких как лазерные и струйные принтеры, когда для получения твердых копий краски наносятся на белую бумагу. Также эта модель используется в цветных многослойных фотопленках.
Кроме цветовых моделей RGB и CMYK существуют и другие. Дело в том, что эти модели аппаратно-зависимые, т. е. Они зависят от свойств и настроек использующих их устройств: дисплеев, принтеров и т. д.
Цветовые модели LAB и HSB.
Имеют распространение и другие цветовые модели, среди которых наиболее распространены модели LAB ((L – по-английски luminance, light – светлота, a – величина красной/зеленой составляющей, b – величина желтой/синей составляющей), и HSB (Hue — цветовой тон, Saturation – насыщенность, Brightntss – яркость) которые являются аппаратно-независимыми и могут правильно воспроизводиться всеми устройствами: фотоаппаратами, принтерами, сканерами, мониторами. Эти модели в отличие от RGB и CMYK являются перцепционными, т. е. базирующимися на восприятии цвета человеческим глазом.
Цветовая модель HSB.
Цветовая модель LAB.
Строго говоря разные цветовые модели неодинаково передают одни и те же цвета. Это можно видеть на рис.:
Сравнение светового охвата RGB и CMYK моделей.
Все многообразие цветов, создаваемых той или иной цветовой моделью носит название цветового охвата. Самый широкий цветовой охват включает в себя все воспринимаемые глазом цвета называется натуральным. В сравнении с ним охват цветовой модели RGB несколько меньше, а модели CMYK еще меньше.
Сравнение цветового охвата разных моделей и устройств.
Поделиться в соц. сетях