Kolory i modele: wstęp

Barwa nie jest cechą przedmiotu ani światła. To wrażenie, które powstaje w oku i mózgu, gdy światło o określonym składzie pada na siatkówkę. Żeby o barwie można było liczyć, trzeba ją opisać modelem.

Światło widzialne

Światło to promieniowanie elektromagnetyczne. Oko reaguje na fale o długości mniej więcej od 380 do 780 nanometrów. Najkrótsze widzimy jako fiolet, potem kolejno błękit, zieleń, żółć, pomarańcz i czerwień przy najdłuższych. Poza tym zakresem jest ultrafiolet i podczerwień, których oko nie rejestruje.

Prawie żadne światło wokół nas nie ma jednej długości fali. Światło dzienne, żarówka czy ekran to mieszaniny wielu długości fal o różnym natężeniu. Taką mieszaninę opisuje rozkład widmowy: wykres natężenia w zależności od długości fali.

Barwa to wrażenie

Oko nie mierzy całego rozkładu widmowego. Ma tylko trzy rodzaje czopków, czyli komórek wrażliwych na barwę, i każdy z nich podaje do mózgu jedną liczbę: jak mocno został pobudzony (więcej w artykule o modelu oka). Cała informacja o barwie sprowadza się do trzech liczb.

Z tego wynika najważniejszy fakt teorii koloru: barwa jest trójwymiarowa. Każdy model barw, od RGB po CIELAB, opisuje ją trzema liczbami (CMYK ma cztery, ale czwarta wynika z potrzeb druku, a nie z widzenia).

Metameryzm

Skoro oko widzi tylko trzy liczby, dwa światła o zupełnie różnym rozkładzie widmowym mogą dać te same trzy odpowiedzi czopków. Wyglądają wtedy identycznie. To zjawisko nazywa się metameryzmem, a takie pary barw to metamery.

Metameryzm jest podstawą działania ekranów: żółć na monitorze to mieszanina czerwonego i zielonego światła, a nie światło o długości fali 580 nm, ale oko odbiera je tak samo. Ma też wadę: dwie tkaniny, które w sklepie wyglądają identycznie, w świetle dziennym mogą się wyraźnie różnić, bo przy innym oświetleniu przestają być metamerami.

Trzy cechy barwy

Człowiek opisuje barwę zwykle trzema cechami:

• odcień: czerwony, żółty, zielony, niebieski, fioletowy,
• nasycenie: jak bardzo barwa różni się od szarości,
• jasność: jak dużo światła się wydaje, że jest.

Modele HLS, HSI i HSV naśladują ten sposób opisu. Słowa "jasność" i "nasycenie" mają jednak w kolorymetrii kilka różnych, ściśle określonych znaczeń, które omawia część o miarach barw.

Po co modele barw

Model barw to sposób zapisania barwy liczbami. Różne zastosowania potrzebują różnych modeli:

Kolejne strony tego działu omawiają te modele po kolei, a część o przekształceniach pokazuje, jak przeliczać między nimi.