Amestec subtractiv

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Figura 1. Sinteza extractivă obținută cu trei cerneluri ideale cyan, magenta și galben depuse pe o foaie albă.

Amestecarea subtractivă sau sinteza subtractivă a două sau mai multe culori constă în amestecarea sau suprapunerea a doi sau mai mulți coloranți sau pigmenți care apar individual de o culoare diferită atunci când sunt luminați cu lumină cu o anumită compoziție spectrală, deoarece absorb diferite benzi ale luminii incidente, deci să producă, odată amestecat sau suprapus și iluminat de aceeași lumină, senzația unei culori diferite. De exemplu, dacă amestecați un colorant care apare galben, deoarece absoarbe banda albastră, cu unul care apare magenta, deoarece absoarbe banda verde, amestecul rezultat apare roșu.

Amestecul extractiv poate fi produs în diferite moduri; de exemplu:

  1. amestecarea pigmenților, ca în vopsea sau
  2. suprapunerea straturilor de cerneluri, ca în fotografie și tipărire.

Începuturile

Faptul că amestecarea coloranților sau a pigmenților de diferite culori poate produce culori noi este cunoscută de secole, după cum demonstrează lucrările multor pictori. În 1722 ipoteza că un număr limitat este suficient pentru a produce multe altele a fost pusă în practică de Jacob Christoph Le Blon , inventatorul unui sistem de imprimare în trei culori și, cu adăugarea de negru, în patru culori. În cartea sa Coloritto; sau Harmony of Coloring in Painting / L'Harmonie du coloris dans la peinture din 1725, Le Blon scrie: „Pictura poate reprezenta toate obiectele vizibile cu trei culori: galben, roșu și albastru; toate celelalte culori pot fi formate din aceste trei, pe care le numesc primitivi […] Și un amestec dintre aceste trei culori originale produce un negru și, de asemenea, orice altă culoare. […] Vorbesc doar despre culorile materiale sau cele folosite de pictori ”(vezi figura 2).

Figura 2. O pagină din Coloritto , în care Le Blon vorbește despre sinteza culorilor.

Cu toate acestea, Louis Ducos du Hauron a fost primul care a descris, în 1862, principiul sintezei subtractive, [1] care permite depășirea dezavantajelor practice pe care le prezintă sinteza aditivă atât în ​​reproducerea fotografică (cât și cinematografică) a culorilor (de exemplu necesitatea utilizării a trei proiectoare, sau a unui filtru rotativ sau a filmelor lenticulare) și în reproducerea tipărită (necesitatea utilizării unui mozaic de culori care face, de exemplu, practic imposibil să se creeze culori luminoase și în special alb, datorită absorbției de lumină de cerneluri).

Cele elementare

Sinteza de către aparatul vizual uman (denumit în continuare pe scurt ochiul) a unei game mai mult sau mai puțin extinse de culori pornind de la două sau mai multe culori se bazează întotdeauna pe amestecul de raze de lumină. Acest lucru se aplică atât sintezei subtractive, discutate aici, cât și sintezei aditive. La bază se află faptul că ceea ce fusese deja ipotezat în 1801 de Thomas Young , într-o lectură dată la 12 noiembrie la Royal Society of London, și anume că retina conține trei tipuri de receptori sensibili la trei benzi ale spectrului vizibil , [2] corespunde adevărului, deoarece în retină există conuri , adică trei tipuri de fotoreceptori care conțin trei pigmenți diferiți de culoare care acționează ca filtre, adică absorb trei game diferite de spectru electromagnetic. Curbele care indică sensibilitatea spectrală (adică la diversele lungimi de undă) ale celor trei tipuri de conuri, indicate cu literele grecești ρ, γ, β, [3] sunt prezentate în figura 3. [4] Banda colorată de sub cele trei curbe arată culorile corespunzătoare diferitelor lungimi de undă .

Figura 3. Curbele de sensibilitate spectrală a celor trei tipuri de fotoreceptori umani responsabili de vederea culorilor.

Procesele de sinteză aditivă a culorilor exploatează această sensibilitate diferită la trei game diferite de lungimi de undă vizibile pentru a produce, folosind un număr limitat de stimuli de culoare (cum se numesc de obicei fasciculele de lumină care stimulează conurile), de obicei trei, o gamă largă de culori. Acești stimuli de culoare, cu alte cuvinte primarele aditive, sunt în mod ideal monocromatice, dar în mod normal, din motive practice, nu sunt și chiar pot ocupa fiecare o bandă extinsă de lungimi de undă.

Tocmai faptul că nu este necesar să se utilizeze elemente primare monocromatice explică modul în care este posibil să se producă o gamă largă de culori chiar și cu procese subtractive, adică folosind coloranți care filtrează lumina albă, lăsând fiecare să treacă doar o bandă de și care pot fi utilizate în combinație în așa fel încât benzile de frecvență reziduale, care ajung la ochi, să permită sinteza culorilor la fel cum se întâmplă cu procedura aditivă.

Reproducerea culorilor prin sinteză tricromatică subtractivă

Primarele subtractive utilizate în mod normal pentru sinteza în trei culori sunt cian, magenta și galben și, dacă ar fi ideale, ar trebui să acționeze ca filtre, așa cum se ilustrează în Figura 3, unde zonele punctate indică benzile blocate: vopseaua cian ar trebui să o blocheze. banda roșie, adică cu lungimi de undă mai mari de aproximativ 580 nm, și apoi transmit (adică lasă să treacă) pe cele de albastru și verde (acesta este motivul pentru care lumina transmisă de un colorant de acest tip apare cian), colorantul magenta blochează bandă verde, între aproximativ 490 nm și 580 nm, iar colorantul galben ar trebui să blocheze banda albastră, adică cu lungimi de undă de până la aproximativ 490 nm. [5]

Figura 3. Curbele de transmisie ale coloranților ideali cian, magenta și galben.

Atunci când sunt folosiți în combinație, acești coloranți se comportă așa cum se arată în figurile 4, 5 și 6. În prima, de exemplu (pentru celelalte se aplică un argument similar), colorantul magenta blochează banda verde, transmitând doar cele de albastru și roșu (și acesta este tocmai motivul pentru care, așa cum s-a menționat deja, apare magenta), în timp ce cel galben blochează, așa cum s-a menționat deja, banda albastră (punctată în figură), transmitând astfel doar cele de verde și roșu (și tocmai de aceea apare galben). Dacă cei doi coloranți sunt utilizați împreună, singura bandă transmisă este deci cea a roșu. Evident, cei trei coloranți ideali, atunci când sunt folosiți împreună, blochează toate lungimile de undă, iar acest lucru explică negrul rezultat prezentat în Figura 7.

Figura 4. Sinteza extractivă obținută cu coloranți magenta și galbeni ideali.
Figura 5. Sinteza extractivă obținută cu coloranți cian și magenta ideali.
Figura 6. Sinteza extractivă obținută cu coloranți cian și galbeni ideali.
Figura 7. Sinteza extractivă obținută cu coloranți ideali magenta, galbenă și cian.

Din cifre este de asemenea evident de ce coloranții subtractivi nu trebuie să fie monocromatici și de ce benzile lor de trecere trebuie să se suprapună în mod necesar. Altfel, prin combinarea chiar și a doar doi coloranți, toate lungimile de undă ar fi blocate și nu s-ar sintetiza nicio culoare. [6]

Culorile obținute prin sinteză subtractivă cu cyan, magenta și galben nu sunt doar roșu, verde și albastru (și negru, dacă sunt utilizate toate cele trei), deoarece dacă coloranții sunt, de exemplu, diluați, având o densitate mai mică nu are o bandă în care blochează complet undele electromagnetice (cu alte cuvinte, galbenul lasă să treacă puțin albastru și așa mai departe), făcând posibilă sintetizarea unei game de culori, numită gamă.

În figura 8 trei coloranți cyan, magenta și galben, care, respectiv, lasă să treacă (pe lângă benzile albastre și verzi, albastre și roșii, respectiv verde și roșu), 80% din banda roșie, 50% din banda verde și 50% din benzile albastre produc o culoare violet-maro.

Figura 8. Sinteza extractivă obținută cu coloranți cian, magenta și galbeni diluați.

Coloranții considerați până acum sunt idealizări ale coloranților reali, ale căror curbe de transmisie diferă mai mult sau mai puțin de cele ideale prezentate în Figura 3. Figura 10 prezintă, de exemplu, curbele de transmisie a trei coloranți reali de tipul utilizat. În fotografie, la concentrație maximă. Acești coloranți pot fi folosiți, de asemenea, ca în ultimul exemplu văzut mai sus, la concentrații mai mici (cel puțin în fotografie).

Figura 10. Curbele de transmisie ale coloranților cian, magenta și galbenă de tipul celor utilizate în fotografie.

Metodele subtractive

După cum sa menționat deja, amestecul subtractiv poate fi obținut în diferite moduri, ilustrate mai jos cu referire la amestecul CMYK sau quad-color CMYK sau sinteza, care sunt cele mai utilizate în practică.

Sinteza subtractivă în pictură (și desen)

Faptul că amestecul de coloranți sau pigmenți de diferite culori poate produce culori noi este cunoscut de secole, după cum demonstrează lucrările multor pictori care au ajuns până la noi. Iar pigmenții, numiți odinioară pământuri, ca și ceilalți coloranți folosiți la pictură, atunci când sunt amestecați, produc (adică ne fac ochii să perceapă) culori noi tocmai prin sinteză subtractivă, deoarece absorb selectiv benzile de lungime de undă.

Desigur, un pictor poate amesteca orice culori și, în orice proporție, pentru a obține culoarea pe care o dorește și, în acest sens, toate culorile pe care le folosește sunt culorile primare pentru acel amestec subtractiv specific.

Prin urmare, are doar o valoare istorică, cel puțin în ceea ce privește sinteza subtractivă a culorilor, să ne amintim că în pictură galbenul, roșul și albastrul au fost de obicei considerate primare. [7] De exemplu, BE Snow și HB Frohelich o explică în textul citat în bibliografie: „Dacă luăm în considerare pigmenții, vedem că există trei culori care stau la baza tuturor celorlalte culori și sunt galbene , roșu și albastru. Aceste culori sunt elementare și nu pot fi produse prin amestecare. [8] Prin urmare, le numim culori primare. " (pagina 15). "Pornind ca bază de la cei trei pigmenți primari galben, roșu și albastru, avem o bază pentru toate celelalte nuanțe de culoare pe care le putem realiza cu un amestec. Cel mai simplu mod de a combina două elemente primare este să le amestecăm în părți egale, producând o a treia culoare. pe care o vom numi culoare binară. [9] Există trei culori binare, portocaliu, verde și violet, produse după cum urmează: părți egale de roșu și galben mixte produc portocalii binare, părți egale de galben și albastru produse mixte binar verde și părți egale de roșu și albastru mixte produc violet binar. " (pagina 17).

Sinteza subtractivă în fotografie (și cinema)

Nașterea fotografiei color nu se bazează pe sinteza subtractivă, ci pe una aditivă. James Clerk Maxwell , în 1861, în timpul unei lecții la King's College din Londra, a arătat prima fotografie color, obținută prin realizarea a trei fotografii diferite pe placă cu filtre roșu, verde și albastru și proiectarea celor trei pozitive obținute cu trei proiectoare în registru. echipate la rândul lor cu filtre de aceeași culoare.

Deși deja în 1862 Louis Ducos du Hauron descrisese principiul sintezei subtractive într-un memoriu trimis la Académie des Sciences din Paris pentru o prezentare, [10] procedurile fotografice au rămas ani de zile bazate pe sinteza aditivă: același cromoscop, [11] ] inventată de Du Hauron și Autocromia , inventată de frații Lumière , au folosit-o. Dezavantajele practice pe care le-a prezentat sinteza aditivă (de exemplu, dar fără a se limita la, necesitatea de a utiliza trei proiectoare sau sisteme complexe de oglindă, cum ar fi cromoscoape sau filme lenticulare) au favorizat procedurile de scădere.

Figura 11. Sinteza extractivă obținută cu coloranți cian, magenta și galben.

Toate aceste proceduri se bazează pe sinteza tricromatică și utilizează coloranții galbeni, magenta și cian (sinteza CMY; vezi figura 11). Caracteristicile spectrale ale acestor coloranți și densitățile mari obținute nu fac necesară utilizarea unui al patrulea colorant negru (așa cum se întâmplă, de exemplu, cu cernelurile negre utilizate în imprimarea color). În special, în filme și imprimări color, cei trei coloranți, depuși în trei (sau mai multe) straturi, pot avea diferite densități, astfel încât să permită o gamă considerabilă.

Figura 12. Gamă realizabilă cu coloranți tipici cian, magenta și galben utilizați în filmele cu proiecție pozitivă.

Figura 12 prezintă, pe diagrama cromaticității (care reprezintă culorile percepute de un observator mediu), gama obținută cu trei coloranți tipici utilizați în filmele cu proiecție pozitivă. După cum puteți vedea, aria gamei este mult mai mare decât cea a triunghiului având ca vârfuri cele trei elemente primare cian, magenta și galben. De fapt, regula triunghiului este valabilă numai în cazul sintezei aditive. [12]

Vopselele cu caracteristici spectrale similare sunt folosite și pentru amprentele fotografice pe hârtie. Cantitățile de coloranți, în acest caz, sunt mai mici decât cele utilizate pentru filmele de proiecție, [13] deoarece lumina (albă) care luminează hârtia este filtrată de două ori de fiecare colorant (o dată când trece prin ea pentru a ajunge la hârtie și alta când revine, după ce a fost reflectat de hârtie), în timp ce un film de proiecție este traversat de lumină o singură dată.

Tot în cinematografie, au fost utilizate inițial proceduri aditive, care au fost însă abandonate ulterior în favoarea procedurilor subtractive (inițial chiar cu doar două primare), similare cu cele utilizate în fotografie.

Sinteza subtractivă în presă

Procesele de imprimare color sunt în mare parte o evoluție a celor utilizate pentru imprimările alb-negru produse cu cele trei sisteme de imprimare de bază: tipografie , litografie și intaglio . Acestea sunt procese care implică transferul cernelurilor dintr-o matrice pe substratul pe care urmează să apară tipărirea și care vă permit să produceți un număr mare de copii într-un mod economic. Alte procese, cum ar fi jet de cerneală, sunt utilizate pentru a produce mai puține copii.

Figura 13. Sinteza extractivă obținută cu cerneluri cyan, magenta, galben și negru.
Figura 14. Gamă care poate fi obținută prin sinteză subtractivă (zonă cu contur verde) și aditivă (triunghi cu laturi punctate) cu cerneluri tipografice tipice cyan, magenta și galben.

Metodele utilizate sunt subtractive (cu excepția celor indicate mai jos în ceea ce privește semitonurile) și în imprimarea tricromatică sau imprimarea în trei culori, cernelurile utilizate (culorile primare) sunt cyan, magenta și galben (sinteză CMY), aproape întotdeauna cu l de negru (sinteză CMYK ), pentru a suplini deficiențele lor, deoarece diferă de cele ideale și sunt aplicate în mod normal în straturi subțiri și rapid, astfel încât nu pot avea aceeași putere de filtrare ca coloranții utilizați în fotografie și, prin urmare, permit reproducerea atât negru, cât și culori întunecate acceptabile. În acest caz vorbim de obicei despre tipărirea în patru culori sau tipărirea în patru culori.

Zona verde conturată din Figura 14 indică gama realizabilă cu trei cerneluri tipografice primare tipice cian, magenta și galben. După cum puteți vedea, zona de gamă este mult mai mare decât cea a triunghiului, cu laturile punctate având cele trei elemente primare drept vârfuri, ceea ce indică gama care poate fi obținută prin sinteza aditivă cu aceleași cerneluri. De fapt, regula triunghiului este valabilă, după cum sa spus deja, numai în cazul sintezei aditive.

Figura 15. Zona de semitonuri a unei tipografii tipografice tricromatice obținută cu un ecran.

Cu toate acestea, la tipărire apare problema reproducerii semitonitelor, deoarece cernelurile utilizate au o densitate fixă, adică nu pot fi variate de la un punct la altul al imaginii, cum este cazul coloranților fotografici. Prin urmare, ca și în cazul imprimărilor alb-negru produse cu sisteme tradiționale sau derivate din acestea, cum ar fi offset , folosim ecrane (diferite în funcție de sistemul de imprimare utilizat), astfel încât imaginea să rezulte, în zonele de semitonuri, constând din de obicei zone circulare (de exemplu, de dimensiuni fixe, dar mai mult sau mai puțin spațiate, sau de dimensiuni variabile, dar la fel de spațiate). Figura 15 reproduce, mult mărită, o zonă de semitonuri a unei tipografii tipografice tricromatice obținută cu un ecran.

Cu toate acestea, cu utilizarea ecranelor, în zonele în care zonele colorate nu se suprapun, sinteza nu este subtractivă, ci aditivă, iar gama este redusă, așa cum se arată în Figura 14, unde gama de trei cerneluri de imprimare poate fi obținută prin sinteză aditivă este reprezentată de triunghiul cu laturile întrerupte.

Chiar și în sistemele de tipărire diferite de cele tradiționale (sau de aceste derivate) semitonurile se obțin în mod similar. Acest lucru se întâmplă, de exemplu, în imprimările cu jet de cerneală în patru culori, cu cercuri colorate mici și mai mult sau mai puțin distanțate, a căror distribuție spațială este neregulată, în sensul că se obține cu algoritmi care generează numere pseudorandom. [14]

Procesele de imprimare cu mai mult de trei (sau patru) culori sunt, de asemenea, utilizate în diferite cazuri. De exemplu, puteți utiliza cerneluri de culoare argintie sau aurie sau cerneluri de o culoare în afara gamei celor trei cerneluri cyan, magenta și galben (de exemplu pentru a reproduce culoarea logo-ului unei companii) sau pentru reproduceri de înaltă calitate ale picturilor . În acest din urmă caz, procedurile hexacromatice sunt adesea folosite (plus negru), iar cele mai potrivite culori suplimentare au fost portocaliul, verdele tendind spre albastru (dar mai puțin decât cianul) și violetul. Cu toate acestea, atunci când utilizați aceste culori, este, de asemenea, necesar să utilizați algoritmi speciali care vă permit să determinați ce cerneluri să utilizați în diferitele zone care urmează să fie tipărite, deoarece evident este necesar să se țină seama de benzile spectrului pe care fiecare cerneala absoarbe. [15]

Notă

  1. ^ Știri preluate din textul de RWG Hunt, Reproducerea culorii , citată în bibliografie, la pagina 25.
  2. ^ Cuvintele lui Young sunt: ​​„Deoarece este aproape imposibil să presupunem că fiecare punct sensibil al retinei conține un număr infinit de particule fiecare capabil să vibreze la unison perfect cu fiecare undă posibilă, devine necesar să presupunem că numărul lor este limitat, pentru că exemplu la trei culori principale roșu, galben și albastru ". Lectura a fost publicată sub titlul „The Bakerian Lecture. Despre teoria luminii și culorilor”, în Philosophical Transaction, al Royal Society din Londra. Pentru anul MDCCCII, Societatea Regală din Londra, 1802.
  3. ^ Cele trei tipuri de conuri se mai numesc, în literatură, R, G și B deoarece sunt în principal sensibile la zonele roșu (roșu), verde (verde) și albastru (albastru) din spectru sau L, M și S (adică lung, mediu și scurt, cu referire la lungimile de undă). Simbolurile folosite aici sunt cele propuse de RWG Hunt și MR Pointer în cele două texte ale acestora citate în bibliografie.
  4. ^ Există mai multe metode pentru obținerea unor astfel de curbe și nu a ajuns încă la un acord cu privire la ceea ce este cel mai bun; prin urmare, există mai multe familii, dar din fericire destul de asemănătoare. Diferențele se referă în principal la cele trei lungimi de undă cărora le corespund cele trei maxime. În Figura 5, lungimile de undă raportate în: O. Estévez, Despre baza de date fundamentală a viziunii culorilor normale și dicromatice , Teză de doctorat, Universitatea din Amsterdam, Krips Repro Meppel, Amsterdam, 1979. Mai mult, curbele au fost normalizate. , adică cele trei maxime au fost aduse la 100%.
  5. ^ Lungimile de undă de 490 nm și 580 nm sunt cele indicate ca optime în „ME Clarkson, T. Vickerstaff, Luminozitatea și nuanța coloranților actuali în raport cu fotografia color , Photographic Journal, 88b, 26, Royal Photographic Society of Great Britain , Londra, 1948 "și folosit în diverse texte despre reproducerea culorilor, precum cel al lui RWG Hunt, Reproducerea culorii , citat în bibliografie.
  6. ^ Vezi, de exemplu, al doilea volum, pagina 181, al lucrării lui Kodak, citată în bibliografie.
  7. ^ Schema cu trei culori a fost susținută inițial de Johann Heinrich Lambert , Tobias Mayer și David Brewster , care considerau că galbenul, roșul și albastrul erau primare. Știri preluate din textul lui JS Friedman citate în bibliografie, pagina 2.
  8. ^ Acum se știe că acest lucru nu este cazul, dar cartea a fost publicată în 1918.
  9. ^ Culoarea binară aici este sinonimă cu culoarea secundară .
  10. ^ Prezentarea, însă, nu a avut loc și abia în 1869, în cartea Les couleurs en photographie , Du Hauron a descris atât principiile, cât și diverse proceduri aditive și subtractive. Informații preluate din textul lui L. Day și I. McNeil citate în bibliografie, sub intrarea „Ducos Du Hauron, Arthur-Louis”.
  11. ^ Pentru o descriere detaliată a cromoscoapelor, consultați textele, citate în bibliografie, de JS Friedman, la paginile 43-44 și de EJ Wall, la paginile 105-108.
  12. ^ Pentru mai multe detalii, a se vedea, de exemplu, intrarea Mixare aditivă .
  13. ^ A se vedea, de exemplu, al nouălea volum, pagina 27, a lucrării lui Kodak, citată în bibliografie.
  14. ^ O descriere a diferitelor tipuri de tipărire cu jet de cerneală poate fi găsită, de exemplu, în The Reproduction of Color de RWG Hunt, citată în bibliografie, paginile 578-579.
  15. ^ Vezi, de exemplu: LW MacDonald, JM Deane, DN Rughani, Extending the Color Gamut of Printed Images , The Journal of Photographic Science, volumul 42-97, Royal Photographic Society of Great Britain, Londra, 1994.

Bibliografie

  • RWG Hunt, Reproducerea culorii, ediția a șasea, Wiley, 2004.
  • RWG Hunt, MR Pointer Measuring Color, ediția a patra, Wiley, 2011.
  • L. Day, I. McNeil (eds), Dicționar biografic de istorie a tehnologiei , Routledge, 1996.
  • BE Snow, HB Frohelich, Theory and Practice of Color , The Prang Company, New York - Chicago, 1918.
  • EJ Wall, The History of Three-Color Photography , American Photographic Publishing Company, Boston, 1925
  • JS Friedman, „History of Color Photography”, The American Photographic Publishing Company, Boston, 1945.
  • Kodak (editat de), Fotografie pentru toată lumea, lucrare în zece volume, De Agostini Geographic Institute, 1981.
  • G. Wyszecki, WS Stiles, Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formules, Ediția a doua, Wiley, 1982.
  • Oleari C. (eds), Măsurarea culorii, Hoepli, 1998.
  • GA Agoston, The Color Theory and its Application in Art and Design, Ediția a doua, Springer, 1987.
  • DB Judd, G. Wyszecki, Culoare în afaceri, știință și industrie, ediția a treia, Wiley, 1975.
  • CIE International Lighting Vocabulary, ediția a treia, 1970.

Elemente conexe

Alte proiecte

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Subtractive_mixing&oldid=117177158 ”