Различные степени свободы с RGB, CMYK и частотой

Итак, я понимаю, что у глаза есть 3 разных типа рецепторов, и я видел процесс преобразования из RGB в CMYK. Однако, если в физике я могу указать цвет, используя одно число (его частоту), почему компьютерам нужно 3 (RGB) или 4 (CMYK) числа, чтобы указать один и тот же цвет? Есть ли какие-то разногласия в количестве вовлеченных степеней свободы?

Связанный: возможно ли, что наш человеческий глаз не может видеть цвет? (хотя вы не обязательно догадались бы из названия)
Другие вопросы Phys.SE о RGB: physics.stackexchange.com/search?q=is%3Aq+rgb
Каждая отдельная частота — это цвет, но не каждый цвет — это отдельная частота.

Ответы (2)

Цвет – это восприятие, которое живет в мозгу. Не все цвета можно определить по частоте. Например, розовый — это не одна частота. На самом деле очень немногие цвета можно определить по частоте. Строго говоря, ни один из чистых одночастотных цветов не может быть задан стандартной (в цветотехнике и компьютерной науке) тройкой RGB. Это связано с выбором, который был сделан при определении стандартных красного, синего и зеленого цветов. Этот выбор был сделан на основе доступных технологий получения цветов (другими словами, какие люминофоры были доступны и т. д.).

Мозг получает три входа от рецепторов и каким-то таинственным образом преобразует эту информацию в восприятие.

Возможно, стоит отметить, что когда светлые цвета моделируются как смеси красного, зеленого и синего, такая модель работает довольно хорошо при комбинировании их друг с другом или с другими источниками света, которые не моделируются таким образом, а модель CMYK только для прозрачных цветов . работает для моделирования взаимодействия со светом, смоделированным RGB, или другими цветами CMYK; он не подходит для моделирования взаимодействия с другими цветами. Например, прохождение желтого цвета «красный + зеленый» через голубой фильтр даст зеленый цвет, а прохождение натриевого желтого через голубой фильтр даст более тусклый натриевый желтый.

Проблема в том, что «цвет» — неоднозначный термин, в зависимости от контекста, к которому он может относиться.

  • Индивидуальная длина волны
  • Спектр интенсивности в зависимости от длины волны
  • Реакция человеческого глаза на спектр

Лазер излучает свет, длина волны которого очень близка к одной длине волны, обычные светодиоды тоже довольно узкие*. Большинство других источников света производят гораздо более широкий спектр. Большинство цветов, которые мы видим в повседневной жизни, не являются отдельными длинами волн, они являются результатом того, что источник света с очень широким спектром фильтруется до спектра, который не столь широк (но все же намного шире, чем у источника света). Лазерный или обычный светодиод) и часто имеет несколько пиков.

Человеческий глаз имеет три типа колбочек, поэтому мы воспринимаем цвета трихроматично. Есть много разных комбинаций длин волн, которые вызывают один и тот же ответ.

Тщательно выбирая три основных цвета света (условно «красный», «зеленый» и «синий»), мы можем «смешивать» большинство цветов, которые люди видят в повседневной жизни. Это не идеально, какую бы комбинацию основных цветов мы ни выбрали, будут некоторые цвета, которые человеческий глаз может видеть, но мы не можем смешивать. Хотя в большинстве случаев это «достаточно хорошо».

В некотором грубом смысле смешивание CMY противоположно смешиванию RGB. Мы начинаем с белого света, затем голубые чернила вычитают красный, пурпурные чернила вычитают зеленый, а желтые чернила вычитают синий.

К сожалению, в то время как с RGB мы могли бы выбрать источники света с относительно узким спектром, при смешивании CMY мы застряли с тем светом, который у нас есть. Это означает, что красный, зеленый или синий цвета CMY имеют гораздо более широкий спектр и, следовательно, менее насыщенный цвет, чем красный, зеленый или синий цвета RGB.

Другая проблема со смешением CMY заключается в том, что даже если вы наложите все три краски слоями, через них все равно будет просачиваться свет, это приведет к тому, что темные цвета (особенно черный) будут плохо представлены в CMY. Чтобы исправить это, в процесс печати добавляется отдельный черный (называемый ключом), что дает CMYK.

* Примечание. Некоторые светодиоды (особенно те, которые используются для общего освещения) имеют люминофорное покрытие, обеспечивающее им широкий спектр.