Kolor – mieszanie barw światłem i farbą

W tym artykule poznasz kolory podstawowe i dopełniające. Dowiesz się jak działa addytywne oraz subtraktywne mieszanie barw. Dlaczego mieszanie barw w postaci farby daje inny efekt niż w postaci światła. Kluczem jest tu właśnie zrozumienie natury światła. Zacznijmy więc od niego.

Światło białe, to w rzeczywistości mieszanina kolorów. Pochodzące od słońca, świecy lub żarówki, może być podzielone na pełną gamę barw widmowych: czerwony, pomarańczowy, żółty, zielony, niebieski i fioletowy. Lecz nie wszystkie barwy widmowe występują we wszystkich źródłach światła. Mogą też występować one w różnych źródłach światła w odmiennych proporcjach.

Rys.1 Rozkład widmowy dla lampy TL-D Pro 18W/150 Czerwona – świetlówka emituje światło w barwie czerwonej

Rys.2 Rozkład widmowy dla lampy TL-D 90 Graphica Pro 36W/950 – ze względu na bardzo dobre oddawanie kolorów Ra=98 stosowana jest: w przemyśle graficznym, drukarniach, laboratoriach fotograficznych, szpitalach

Poza barwą światła o wyglądzie powierzchni decyduje również jej kolor. W przypadku, gdy światło białe pada na powierzchnię, zwykle nie wszystkie barwy widmowe, z jakich się składa, zostają odbite lub nie wszystkie z nich zostają odbite w jednakowym stopniu. Te, które zostaną odbite w największym stopniu, wspólnie określą wrażenie koloru przekazane przez powierzchnię. W związku z tym zielona powierzchnia odbije światło z zielonej części widma oraz, w mniejszym stopniu, również z niebieskiej i żółtej. Barwy czerwona i fioletowa zostaną pochłonięte.

Addytywne i subtraktywne mieszanie barw

Możemy wyróżnić dwa różniące się zasadniczo sposoby mieszania kolorów. Jeżeli mieszane są kolorowe światła, rezultat zawsze będzie jaśniejszy niż poszczególne kolory składowe, a jeśli odpowiednie kolory są mieszane w odpowiedni sposób, wówczas wynik ostateczny będzie kolorem białym. Proces ten nazywamy addytywnym mieszaniem barw.

Jeżeli mieszane są kolorowe farby, to wynik będzie zawsze ciemniejszy niż kolory składowe. Jeśli odpowiednie kolory są mieszane w odpowiedni sposób, wówczas wynik ostateczny będzie kolorem czarnym. Taki sposób mieszania nazywamy subtraktywnym mieszaniem barw.

Trzy kolory podstawowe

Addytywne i subtraktywne mieszanie barw można omówić biorąc pod uwagę trzy kolory podstawowe widma widzialnego: czerwony, zielony i niebieski. Kolory te nazywamy barwami podstawowymi.

Rys.3 Addytywne mieszanie barw podstawowych powoduje powstawanie barw dopełniających oraz barwy białej

Rys.4 Addytywne mieszanie barwy dopełniającej z nieskładową (przeciwstawną) barwą podstawową powoduje powstanie barwy białej

Rys.5 Subtraktywne mieszanie barw podstawowych zawsze powoduje powstanie barwy czarnej

Rys.6 Subtraktywne mieszanie barw dopełniających powoduje powstawanie barw podstawowych oraz barwy czarnej

Addytywne mieszanie barw

Mieszanie addytywne (w formie światła) barw podstawowych da następujące rezultaty (rys. 3):

• czerwony + zielony daje żółty,
• czerwony + niebieski daje purpurowy (magenta)*,
• zielony + niebieski daje cyjan (turkusowy)*,
• czerwony + zielony + niebieski daje biały.

Żółty, purpurowy i cyjan są barwami wtórnymi, ponieważ są one wynikiem zmieszania dwóch barw podstawowych. Nazywane są one barwami dopełniającymi. Jest tak, ponieważ barwa dopełniająca, po zmieszaniu z nieskładową (przeciwstawną) barwą podstawową daje barwę białą (rys. 4):

• żółty + niebieski daje biały,
• purpurowy + zielony daje biały,
• cyjan + czerwony daje biały.

Subtraktywne mieszanie barw

Mieszanie subtraktywne (w formie farb) barw podstawowych, zawsze daje w rezultacie barwę czarną (nie czystą, głęboką czerń, lecz czerń o odcieniu brązowym lub niebieskim, ponieważ barwniki farb nie są idealnie nasycone). Patrz rys. 5:

• czerwony + zielony daje czarny,
• czerwony + niebieski daje czarny,
• zielony + niebieski daje czarny,

a trzy kolory podstawowe po zmieszaniu również dają czarny.

W drodze mieszania subtraktywnego barw dopełniających ponownie uzyskiwane są barwy podstawowe. Patrz rys. 6:

• żółty + purpurowy daje czerwony,
• żółty + cyjan daje zielony,
• purpurowy + cyjan daje niebieski, lecz
• żółty + purpurowy + cyjan daje czarny.

Oto powód, dlaczego żółty, purpurowy i cyjan (oraz czarny) to kolory tuszy używanych do wielobarwnego drukowania półtonalnego.**

* W literaturze można znaleźć opisy, które wskazują różnicę pomiędzy poszczególnymi kolorami: purpurą a magentą oraz turkusowym a cyjanem. Dla uproszczenia w artykule, to zagadnienie zostało celowo pominięte.

** W większości przypadków do drukowania stosowane są tusze w standardzie CMYK: cyjan, magenta, żółty oraz czarny. Są też drukarki, które aby uzyskać jeszcze lepsze odzwierciedlenie różnych tonacji barwnych, stosują dodatkowe tusze.

Jedno zdjęcie i dwa sposoby mieszania barw

Składowe RGB (R – czerwony, G – zielony, B – niebieski)

Składowe CMY (C – cyjan, M – magenta, Y – żółty)

Efekt

Materiał źródłowy:
– „Correspondence Course Lighting Application”, Philips Lighting B.V., 1985r.
– „Widzieć więcej” nr 1/2006