Все, что досталось ему от природы, человек стремится обосновать с научной точки зрения и измерить. Разумеется, цвет, как одно из наиболее ярких впечатлений от окружающего мира, не мог остаться исключением. Сегодня вопросами измерения цвета и определения составляющих
любой цветовой смеси занимается колориметрия, название которой образовано из латинских слов "колор" - цвет и "метрон" - мера.
Для измерения необходимо построить модель физического явления и определить эталоны - такие, к примеру, как метр или килограмм. Хотя цвет и является не столько объективным
природным явлением, как особенностью нашего восприятия световых волн, о чем уже
неоднократно и подробно говорилось выше, ученые смогли разложить его на составляющие и
изобрести способы измерения.
С научной точки зрения любой видимый глазом цвет является трехмерной величиной,
описываемой, во-первых, цветовым тоном, во-вторых, яркостью и, в-третьих, насыщенностью (модель НSV). Такая модель не соответствует трехкомпонентной теории зрения, предложенной Ломоносовым (RGВ), но удобнее для точного измерения цвета.
Из трех характеристик яркость является количественной, а цветовой тон и насыщенность
носят качественный характер. Качественно одинаковые цвета, отличающиеся яркостью, вызывают разные зрительные ощущения. Например, желтый цвет, каким мы видим его при большой яркости, при малой воспринимается как коричневый. Цветовой тон и насыщенность - оба качественных параметра - при этом остаются без изменений, но характеризуют цветность светового потока независимо от его яркости.
Цветовой тон отражает принадлежность цвета к тому или иному участку спектра, то есть всего воспринимаемого глазом диапазона световых излучений. Это свойство позволяет определить цвет как, например, синий, зеленый или оранжевый.
Насыщенность характеризует чистоту цвета, то есть степень разбавленности его белым цветом. Чем больше примеси белого (цвет бледнее), тем меньше насыщенность. У спектральных цветов насыщенность стопроцентная. По другому определению, насыщенность отражает,
насколько далеко отстоит данный цвет от белого равной с ним яркости. В этом случае
насыщенность можно измерять числом едва заметных переходов (градаций), лежащих между данным и белым цветом.
Яркость характеризует силу светового потока. Она никоим образом не влияет на его цветность, но от нее зависит, насколько сильно он будет восприниматься глазом. При нулевой
яркости мы не видим ничего, то есть получаем черный цвет. Исходя из этого, яркость иногда трактуют подобно насыщенности, то есть как величину, обратную степени разбавленности цвета
черным. В этом случае при отсутствии черного мы получаем чистый спектральный цвет, а в действительности максимальная яркость вызывает ощущение ослепительно белого цвета.
Впрочем, у всех придуманных людьми цветовых моделей есть недостатки, но меньше всего их пожалуй, у описанной. Поэтому она и взята за основу в колориметрии.
2.5 Локус цветов
Все эти рассуждения хороши, но не слишком наглядны, и все-таки остаются открытыми вопросы о смешении цветов и
об их измерении. Для этого в колориметрии применяется диаграмма цветности, позволяющая производитьтрасчеты, связанные с разложением и синтезом различных цветовых излучений.
Диаграмма цветности представляет собой прямоугольный треугольник, площадь которого разбита координатной сеткой. Внутрь треугольника вписана сложная подковообразная фигура,
называемая локусом цветов. Название говорит о том, что она ограничивает видимые нами цвета.
По периметру локуса размещаются спектральные цвета максимальной насыщенности. Их, как известно, семь - фиолетовый, синий, голубой, зеленый, желтый, оранжевый и красный. Четких границ между спектральными цветами нет, и они плавно переходят друг в друга, порождая более ста различимых глазом оттенков. На левом конце подковы находится фиолетовый цвет, а на правом - красный. Замыкает локус прямая, проведенная между этими концами. На этой прямой расположены пурпурные цвета, не входящие в спектр. Неспектральными являются также и все цвета, лежащие внутри локуса.
Локус вместе с линией пурпурных цветов охватывает все цвета, воспринимаемые глазом. Точки на диаграмме цветности, лежащие вне локуса, не соответствуют реальным цветам и потому не представляют интереса для колориметрии.
Площадь локуса разделена на участки разного цвета, границы между которыми, как и между цветами на спектральной линии, выражены нечетко. Чем ближе к середине локуса, тем бледнее цвета (меньше их насыщенность). Любой цвет с помощью диаграммы определяется двумя координатами - к и у. В точке с координатами х = 0.33 и у = 0.33 расположен белый цвет (точка W). Это и есть минимум насыщенности любого цвета.
Соединяя точку белого с любой точкой на спектральной кривой, очерчивающей локус, получаем прямую, на которой расположены цвета разной насыщенности, но одного цветового тона. Таким образом, любая точка на локусе цветов дает наглядное представление о цветовом тоне и насыщенности, а также о возможности получения данного сложного цвета путем смешения других.
Кроме того, диаграмма цветности позволяет оценить возможности той или иной цветовой модели, используемой в компьютерной графике. На рисунке точки внутри локуса, соответствующие красному (R), зеленому (G) и синему (В) цветам, соединены в треугольник. Он ограничивает цветовое пространство (еще говорят "цветовой охват") модели RGB, используемой при сканировании цветных изображений и выводе их на экран. Соединив точки голубого (С), пурпурного (М) и желтого (У) цветов, получаем цветовое пространство для модели СМУК, применяемой на устройствах цветной печати и в полиграфии. На диаграмме видно, что эти модели не совпадают по возможностям, и ни одна из них не охватывает все воспринимаемые глазом цвета.