Az additív (összeadó) színingerkeverés a fények és az optikai elvű színkeverés
modellje. A televízió és az informatika
elterjedésével egyre több felhasználó
találkozik ezzel, mert a képernyő színmegjelenítése
az additív elven alapul.
(Additive color)
Legismertebb megjelenítése az RGB modell*, de
számos más módon is lehet optikai-additív
színkeverést végezni (ld. következő oldal)
* A modellt a 19.század végén
vezették be a színelméletbe.
RGB
»
Számítógépes színmegjelenítés
Az additív alapszínek a vörös, zöld
és kék, vagyis a spektrum két széle
és közepe (angol rövidítése:
RGB, red-green-blue), ezek keverékéből áll
elő a legnagyobb fényszín-gamut. (RGB)
A keverési elv „tisztán” csak a monokromatikus fényszínekre érvényes, ezek adatai:
r: 650 nm, g: 530 nm, b: 460 nm
(Lukács 1982:76),
más forrás szerint: 640, 530 és 470 nm
(Wooten 1997:65).
A keverék mindig világosabb és telítetlenebb
mint az RGB alapszínek.
Megjegyzés: bármely más három független szín is lehetne additív alapszín, de az
RGB adja a legnagyobb színterjedelmet.
Független
szín: ami a többi alapszínből nem
keverhető ki. Pl. a kék független, mert nem
hozható létre a vörös + zöld keverékeként.
| RGB alapszínek
és keverékeik |
 |
| RGB:
Red-Green-Blue. Vörös-zöld-kék fényszínek |
| RGB fényforrások |
 |
Kép
forrás:
http://www.motifsignages.com/led-signage.html |
Fogalmak:
• Alapszínek:
R,G,B (vörös, zöld, kék)
• Másodlagos színek:
C,M,Y (ciánkék, bíbor, sárga), vagyis
az R,G,B kiegészítő színei. (C=G+B,
M=R+B, Y=R+G)
• Határszínek:
a tiszta színek halmaza, mely tartalmazza a R,G,B alapszíneket,
a C,M,Y másodlagos színeket, és az ezek
közé eső színeket, de tört és
semleges árnyalatokat nem.
• Semleges színek:
fehér, fekete és közöttük az összes
szürke.
• Általános vagy tört árnyalatok:
valamennyi kevert színárnyalat (pl. rózsaszín,
barna), az előző kategóriákat kivéve.
A nagy kezdőbetűk (RGB, CMY,
HSV stb.) a színmodellt jelentik.
A nagy kezdőbetűk vesszővel elválasztva
(R, G, B) az alapszíneket.
Kisbetűvel írva: r, g, b számértéket
jelentenek, pl: r > b, a vörös értéke
nagyobb mint a kék (pl.: r=127, b=48)
Jellegzetes helyek a RGB színtérben
Alapszínek
Az R,G,B alapszínek és a C,M,Y körben helyezhetők
el:
| A színkör
szögadatai |
 |
A
színkör alapszíneinek (R,G,B) és
másodlagos színeinek (C,M,Y)
elhelyezkedése a színkörben, a hozzájuk
tartozó szögekkel.
Az egymással szemben lévők komplementer-párok. |
Semleges színek
• Fehér:
Ha mindhárom alapszín maximális intenzitással
(100%) vesz részt a keverékben: r=g=b=MAX
• Fekete:
Ha az alapszínek intenzitása 0 (nincs fény):
r=g=b=0
• Szürke:
Ha a 3 alapszín nulla és maximum között,
de azonos arányban vesz részt a keverékben:
MAX > r=g=b > 0
A ma elterjedt számítógépes
színmegjelenítés általában
a MAX=255 értéket használja. Az alábbi
ábrákon mindenütt a MAX=255=100%.
Az r,g,b színértékek
abszolút és százalékos értékben
is megadhatók. A százalék nem együtt
teszi ki a 100 %-ot, hanem mindegyik az alapszín maximumához viszonyítva értendő!
Pl.: a rgb: 179-51-240, százalékosan: 70%-20%-94%,
mert
179/255=70%, 51/255=20%, 240/255=94%.
| Semleges
színek r,g,b arányai |
 |
| A
fehér-szürke-fekete r,g,b összetevőinek
aránya |
Tiszta határszínek
Ha a 3 alapszín közül egy vagy kettő maximális
intenzitással szerepel, és a harmadik nulla, akkor
egy tiszta határszín keletkezik. Például
a tiszta zöld esetén a zöld maximális,
a vörös és kék nulla. A tiszta narancsszín:
a vörös maximális (100%), a kék 0, a
zöld pedig egy közbenső érték 0-100%
között. A vörös és sárga közötti
átmenetek aránya a narancsak esetében:
r > g > b.
| Tiszta
határszínek – r,g,b arányok |
 |
Tiszta
vörös (H=0) és tiszta sárga (H=60)
közötti átmenetek.
A keretekben az egyes összetevők aránya
(kettő állandó, egy folytonosan változik) |
„Általános” (tört)
színárnyalatok
Az előbbi színsor (H=0 és H=60 között)
egy törtebb változata: az arányok ugyanazok,
de 0 és MAX (255) közé esnek. Itt is igaz:
r > g > b.
| Tört
színek – r,g,b arányok |
 |
Tört
vörös (H=0) és tört sárga
(H=60) közötti színátmenetek.
A keretekben az egyes összetevők értéke,
r és b állandó, a g folytonosan változik. |
R,G,B arányok a színkörben
Az alábbi ábrán az R,G,B alapszínek,
a C,M,Y másodlagos színek és a határszínek
láthatók. Csak a színösszetevők
egymáshoz viszonyított arányát adjuk
meg: melyik a legnagyobb, melyik a legkisebb.
| R,G,B összetevők
arányai |
 |
| A
színkör, kiemelve az R,G,B alapszínek
r,g,b arányai, a C,M,Y másodlagos színek
r,g,b arányai és az átmenetek r,g,b
arányai |
r,g,b arányok azonos színezet
esetén
Az előállítható színek többsége
nem tiszta határszín, hanem „általános”
színárnyalat, ha a 3 alapszín intenzitása
különböző, vagy csak 1-2 szerepel a keverékben.
Nézzünk egy olyan tiszta színezetet, mely
nem R,G,B alapszín: a H=20 egy narancspiros: r=255, g=51,
b=0, továbbá ennek három árnyalatát.
| Különböző
színárnyalatok r,g,b arányai |
 |
Egy narancsvörös (H=20) árnyalatai.
Felső sorban az r,g,b arányok, alatta kiírva
számokkal is.
Lejjebb a körök az adott keverékeket
mutatják.
Az 1. körben a tiszta határszín; a
2. ennek egy tört árnyalata;
a 3. egy nagyon világos árnyalata (rózsaszín);
a 4. egy sötét árnyalata (barna). |
További adatok
r,g,b és hexadecimális értékek átszámítása
(RGB-hexa konverzió)
Példák:
| Színek
r,g,b összetevői |
| |
|
szürke:
#757575
r=g=b: 117
r=g=b: 46%
(H, színezet: nincs !) |
tört
vörös : #BC8181
r: 188, g: 129, b: 129
r: 74%, g: 51%, b: 51%
(H = 0º) |
|
|
| |
|
tiszta
türkiz : #00A9FF
r: 0, g: 169, b: 255
r: 0%, g: 66%, b: 100%
(H = 200º) |
tört
türkiz : #80C5E8
r: 128, g: 197, b: 232
r: 50%, g: 77%, b: 91%
(H = 200º) |
|
Az
adatok értelmezése: #xxxxxx az r,g,b értékek
hexadecimálisan.
Az abszolút érték 0-255 között
változhat, alatta ugyanez % értékben.
H (hue = színezet) érték a 360º-os
színkörben értendő,
ahol a 0º a vörös. A szürkéknek
nincs H értéke!! |
Komplementer és inverz színek
Komplementer színek (C1, C2) a 360 fokos színkörben egymással szemben
helyezkednek el.
(A C betű itt nem a Cyan, hanem
a Color, egy általános szín jele!)
Színezeti (hue, H1, H2) értékükre
mindig fennáll:
H2 = H1 + 180 (ha H1 < 180)
(Complementary colors).
• Tiszta színek esetében egyszerű a komplementer
párok meghatározása:
A C1 és C2 komplementerek r,g,b adatai egymást
255-re (100%) egészítik ki, és mindkettő
tiszta határszín. Ezek egyúttal inverz
párok is!
C1R + C2R = 255 (100%)
C1G + C2G = 255 (100%)
C1B + C2B = 255 (100%)
(ld. lenti ábra első sor)
• Általános esetben (nem-határszín
komplementer pároknál) nem látni az összefüggést
az r,g,b adatok között, ezt csak számítással
vagy grafikus program segítségével tudjuk
megkeresni.
De itt is igaz: H2 = H1 + 180 (ha H1 < 180)
(ld. lenti ábra második sor)
• Az inverz színek a komplementer párok speciális
esetei.
Itt is igaz:
C1R + C2R = 255 (100%)
C1G + C2G = 255 (100%)
C1B + C2B = 255 (100%)
és H2 = H1 + 180 (ha H1 < 180),
de nem csak a tiszta határszínekre! E színpárok
világossága (L) is inverz, vagyis világos
színnek sötét az inverze és fordítva:
L1 + L2 = 100.
A telítettségük (S) közel azonos marad:
S1 = S2.
(ld. lenti ábra harmadik sor)
Míg a komplementeritás csak színes
színekre érvényes fogalom, az inverzitás a semlegesekre is: fehérnek fekete az inverze, a világosszürkének
sötétszürke:
L1 + L2 = 100; S = 0 és H nincs!
A H nem nulla, hanem nincs !!
(ld. lenti ábra negyedik sor)
| Komplementer
és inverz színek r,g,b adatai |
|
| Komplementer
párok (inverzek) – tiszta színek |
| |
|
tiszta
vörös: #FF2700
r: 255, g: 39, b: 0
r: 100%, g: 15%, b: 0%
(H=9) |
tiszta
türkiz: #00D9FF
r: 0, g: 217, b: 255
r: 0, g: 85%, b: 100%
(H=189) |
|
|
| Komplementer
párok – általános eset |
| |
|
világosvörös
(rózsaszín): #EEBEB5
r: 238, g: 190, b: 181
r: 93%, g: 75%, b: 71%
(H=9) |
tört
türkiz: #3DA1B2
r: 61, g: 191, b: 178
r: 24, g: 75%, b: 70%
(H=189) |
|
|
| Komplementer
párok – inverz párok |
| |
|
sötétvörös
(barna): #771200
r: 119, g: 18, b: 0
r: 47%, g: 7%, b: 0%
(H=9) |
világostürkiz:
#88EDFF
r: 136, g: 237, b: 255
r: 53%, g: 93%, b: 100%
(H=189) |
|
|
| Semlegesek
– inverz párok |
| |
|
világosszürke:
#C8C8C8
r=g=b: 200
r=g=b: 78%
(H nincs) |
sötétszürke:
#373737
r=g=b: 55
r=g=b: 22%
(H nincs) |
A
komplementer párok egymástól 180
fokra esnek a színkörben:
H2 = H1 + 180 (ha H1 < 180).
Bármely színpár, ahol ez fennáll,
szintén egymás komplementerei.
Az inverz színpár speciális esete
a komplementereknek,
mert itt a r,g,b értékek egymást
255-re (100%) egészítik ki.
Az inverzitás a semleges (szürke) színekre
is vonatkozik. |
A H nem nulla, hanem nincs!!
Ha a telítettség (S) nulla, akkor nincs H érték,
vagyis nincs középponti szög. A semleges fehérnek,
szürkének, feketének nincs H értéke!
A H=0 a kezdőszög a színkörben, innen
indítják a fokok számozását,
ez többnyire a vörös!
Végül 2 pár fotó érzékelteti
a fent írtakat:
| Inverzitás: színes és akromatikus
képen |
 |
 |
| Eredeti
színes |
Színes
inverz és komplementer |
|
|
 |
 |
| Akromatikus |
Inverz |
Kép
forrás:
http://www.remediando.com/2011_11_01_archive.html |
Az inverz képet a köznyelvben negatívnak nevezik.
Az R,G,B alapszínek világossága
Korábbi fejezetekben már szó volt
a monitor alapszíneinek kontrasztjáról
és világosság-különbségéről:
A monitor alapszíneinek kontrasztja:
» Színkontraszt
- megkülönböztetés
Fényszínek intenzitása és világossága:
» Színjellemzők:
Világosság
A jelenséget más ábrákkal szemléltetve:
| R,G,B
alapszínek és relatív világosságuk,
1. |
|
 |
| R,G,B |
Színtartalom
nélkül: az R,G,B alapszínek relatív
világossága |
A világossági arány: zöld 59%, vörös
30%, kék 11%
(Colour metric)
Az R,G,B alapszíneket szokás vektorokként
is ábrázolni (ábra lentebb):
– kiindulópontjuk (origo) a fekete, a L=0 világossági
szinten
– vízszintes síkban vett irányuk 120-120-120
fokra esik
egymástól
– vízszintes síkban vett hosszuk egyforma
– az alapsíkhoz viszonyított magasságaik
eltérnek: a kék L=11, a vörös L=30,
a zöld L=59 magasságig emelkednek, amikor elérik
a fényerő maximumot.
– térbeli hosszuk eltérő: leghosszabb
a zöld, legrövidebb a kék
– A 3 alapszín eredője a fehér, függőleges
irányú, L=100.
| R,G,B alapszínek
és relatív világosságuk, 2. |
 |
| Az
R,G,B alapszínek mint vektorok |
Az RGB színterét ábrázolják
sarkán álló kockaként is: az alsó
sarok a fekete, a kocka testátlója a semleges
világossági sor, a síkra merőlegesen
áll, felső végén a fehér. A
fekete sarokból indul a 3 alapszín (az alábbi
ábrán a kék és a vörös
látszik). A kocka oldallapjain a megfelelő 4 sarokszín
keveréke látható. A 8 sarokszín
magassági pontjai arányosak az adott szín
világossági értékével: pl.
a vörös világosabb szín mint a kék,
keverékük (magenta) pedig még világosabb,
sarokpontja magasabban van mint a vörösé és
kéké.
| RGB kocka |
 |
Az
RGB színtere egy sarkán álló
kockaként is ábrázolható.
Kiindulópont a fekete, innen indul a 3 alapszín,
ezek közül a zöld
itt nem látszik. A 8 sarokszín magassági
pontjai arányosak
az adott szín világossági értékével. |
Színkeverék-sorok r,g,b értékei
Példa: színkeverék-sor A (sárga)
és B (türkizzöld) színekből.
Az A szín r,g,b adatai: 255-204-0, B színé:
0-189-178.
A színsorban folytonosan változik (csökken
vagy növekszik) az összetevők aránya.
| Színkeverék-sor |
 |
A
felső sorban A és B szín
arányának folytonos változása.
Alatta a színkeverék-sor.
Alatta a r,g,b összetevők folytonos változása:
a vörös 255-től nulláig csökken,
a zöld 204 → 189, a kék nulláról
178-ig nő.
Lent kiemelve a két szín egyenlő arányú
keveréke, egy zöld árnyalat
és ennek r,g,b adatai. |
Szemléletesség
Az RGB modell hátránya, hogy nem szemléletes,
vagyis az összetevők ismeretében nehéz
előre elképzelni a színt, az r,g,b adatok nem
nyújtanak támpontot sem a létrejövő
színérzethez, sem a színtervezés
műveletéhez. Az a néhány alapszín
(R,G,B és C,M,Y) számít csak kivételnek,
amit mindenki gyorsan megtanul, de próbálja valaki
elképzelni azt a színt, amit ez az r,g,b kombináció
jelöl: 187-173-79, vagy ugyanezt hexadecimálisan:
#BBAD4F.
Sok gyakorlás kell ahhoz is, hogy egy kívánt
színárnyalat r,g,b összetevőit „látatlanban”
megadjuk (próbáljuk meg pl. a homokszínt...).
A különféle számítógépes
grafikai programok színkeverő moduljai áthidalják
a szemléletesség hiányát.
A színlátásról szóló
fejezetben ismertettük a Young-Helmholz
féle elméletet, eszerint szemünk retinájában
3 színérzékelő csap van, melyek vörösre,
zöldre, ill. kékre érzékenyek. Felmerülhet
a kérdés, hogy ha az RGB színmodell pont
ezekre a színekre épül, akkor miért
nem szemléletes?
– Azért, mert a retina sejtjei csak felveszik az
R,G,B színingereket, bizonyos előfeldolgozást
is végeznek, de a színérzet nem a szemben,
hanem az agyban keletkezik, további bonyolult feldolgozási
műveleteket követően. Normális-színlátó
ember soha nem RGB-ben észleli a színeket,
ez csak bizonyos agysérüléseknél fordulhatna
elő.
Alább két ábrával próbáljuk
igazolni az állítást .
1.) Az alábbi színsorban a vörös- és
zöldtartalom mindegyik színben ugyanannyi (r=255,
g=200), a kék változik 0-255 között,
lépésenként 51 egységgel (20%) nő.
Érzékelésünk szerint, és szavakkal
megfogalmazva: a sárga egyre fakóbb, egyre narancsabb,
végül halvány lilásrózsaszín
lesz. Azt nem érzékeljük, hogy a sor egyre
több kéket tartalmaz, legfeljebb a legutolsó
elemben sejtünk egy kis kéket, pedig ott már
maximális mennyiségben szerepel.
| Színsor
– r,g,b értékek változása,
1. |
 |
A
színsorban r = 255, g = 200.
A b változik 0 - 255 között, a lépésköz:
51 (20%) |
2.) Az alábbi színsor minden elemében ugyanakkora
a vörös-tartalom (r=100), a zöld és kék
véletlenszerűen változik (0-255 között).
Érzékelésünk szerint: barnát,
kéket, zöldet, lilát és szürkét
látunk. Azt, hogy mindegyikben azonos mennyiségű
vörös van – nem látjuk!
| Színsor
– r,g,b értékek változása,
2. |
 |
| A
színsorban a r = 100, a g és b véletlenszerűen
változik |
|
Felhasznált
és ajánlott irodalom:
Additive_color - Wikipedia
Colour metric
Complementary colors - Wikipedia
Gage:
Colour in Art
Király:
Általános színtan és látáselmélet,
36.p.
Lukács:
Színmérés
RGB - Wikipedia
RGB-hexa konverzió
Wooten - Miller:
The psychophysics of color
***
Irodalom, nyomtatott (P)
Irodalom,
elektronikus (E)
|
