1.4. Колориметрическая система R, G, B

Выбор трех основных смешиваемых цветов для получения любого цвета имеет большое значение, так как от того, какие цвета приняты за основные, зависят простота и удобство при производстве опытов и расчетов. Поэтому выбор этих цветов подчинен определенным условиям [22] . За основные цвета приняты монохроматические излучения с длинами волн: красный R-λ=700,0 нм, зеленый G-λ=546,1 нм, синий B-λ=435,8 нм¹.

¹ (Дробное значение последних двух длин волн принято потому, что эти длины волн соответствуют излучениям двух ртутных линий и поэтому легко воспроизводимы.)

За единицы основных цветов приняты различные для каждого цвета их количества (яркости), однако такие, чтобы при смешении одинакового числа единиц основных цветов можно было получить белый цвет. Относительная величина светового потока, соответствующая единицам указанных основных цветов, составляет для красного R - 1, зеленого G - 4,59 и синего B - 0,06. Например, чтобы получить белый цвет, надо взять красный поток в 1 лм, зеленый в 4,6 лм и синий в 0,06 лм. Пользоваться такими дробными числами неудобно. Поэтому условились выражать смешиваемые потоки не в люменах, а в относительных единицах, называемых единичными стимулами. Они выбираются так, чтобы при их сложении в равных количествах получался белый свет. В этом случае для получения цвета C′ надо взять r′ таких новых единиц цвета R, g′ единиц цвета G и g′ единиц цвета B.

Если требуется определить только качественную характеристику цвета Ф (цветность), то удобнее иметь дело не с абсолютными величинами r′, g′, b′ , а с относительными - обозначим их r, g, b:

Величина m=r′+g′+b′ называется модулем цвета. Тогда

Уравнение (1.1) называется цветовым уравнением, коэффициенты r, g и b цветов R, G, B - координатами цветности. Так как величины r, g, b - величины относительные и выражаются в долях единицы, то очевидно, что

Эта зависимость позволяет построить цветовой график в форме равностороннего треугольника (рис. 1.7), вершины которого будут соответствовать основным цветам R, G, B. Любому цвету на этом графике будет отвечать точка, определяемая тремя перпендикулярами, опущенными из нее на стороны треугольника (или на продолжение этих сторон). Как известно из геометрии, сумма длин этих перпендикуляров равняется единице. Каждый из перпендикуляров будет соответствовать одной из координат r, g, b. Перпендикуляры, опущенные на внутреннюю сторону треугольника, имеют знак плюс, а на внешнюю - минус.

Рис. 1.7. Цветовой треугольник

В такой системе координат точки чистых цветов располагаются на кривой, охватывающей треугольник RGB, а точка белого света С размещается в центре этого треугольника. Следовательно, большинству хроматических цветов, точки которых лежат вне треугольника RGB, в том числе и всем чистым цветам (жирная линия на рис. 1.7), в системе R, G, B соответствуют две положительные и одна отрицательная координаты цветности. Линия спектральных и чистых пурпурных тонов охватывает всю область существующих цветов.

Система R, G, B при всей своей простоте обладает существенными недостатками, затрудняющими цветовые расчеты на ее основе, так как для большинства цветов одна из координат цветности в этой системе является отрицательной величиной. Кроме того, расчеты усложняются еще и потому, что каждая из координат цветности связана с некоторой величиной светового потока.