Składanie barw

"Zmieszaj żółty z niebieskim" daje zieleń na palecie malarza i biel na ekranie. Oba wyniki są poprawne, bo to dwa różne rodzaje mieszania. Trzeci rodzaj, mieszanie średniujące, działa w każdym wydruku i na każdym ekranie, choć rzadko się o nim mówi.

Mieszanie addytywne

Dwa światła padające na to samo miejsce sumują się. Rozkłady widmowe się dodają, więc wynik jest jaśniejszy od każdego składnika. Tak działają ekrany, projektory i oświetlenie sceniczne. Barwy podstawowe to czerwień, zieleń i błękit (RGB):

Dwie barwy, które w mieszaniu addytywnym dają biel, są dopełniające: żółć i błękit, cyjan i czerwień, magenta i zieleń.

Prawa Grassmanna

Hermann Grassmann w 1853 roku opisał, jak zachowuje się mieszanie świateł. W uproszczeniu:

1. Trójwymiarowość. Każdą barwę można dopasować mieszaniną trzech niezależnych świateł podstawowych (czasem jedno z nich trzeba dodać do barwy badanej, co odpowiada ujemnej ilości).
2. Ciągłość. Gdy jeden składnik mieszaniny zmienia się płynnie, barwa mieszaniny też zmienia się płynnie.
3. Addytywność. Światła, które wyglądają tak samo, dają w mieszaninach te same wyniki, niezależnie od ich widma. Jeśli A wygląda jak B, to A + C wygląda jak B + C.
4. Proporcjonalność. Jeśli A wygląda jak B, to po zwiększeniu natężenia obu tyle samo razy nadal wyglądają tak samo.

Z praw Grassmanna wynika, że mieszanie świateł jest liniowe. To dlatego CIE XYZ i liniowe RGB można przeliczać zwykłym mnożeniem przez macierz (zob. CIE XYZ i RGB). Prawa obowiązują tylko dla światła liniowego, a nie dla wartości zakodowanych gamma w plikach.

Mieszanie subtraktywne

Filtr albo warstwa farby przepuszcza część światła i pochłania resztę. Gdy światło przechodzi przez dwa filtry po kolei, ich przepuszczalności się mnożą:

Każdy dodatkowy filtr może tylko odjąć światło, więc mieszanina jest ciemniejsza od składników. Na tym opiera się druk w CMY i CMYK oraz filtry fotograficzne.

Prawdziwe farby i pigmenty mieszają się bardziej złożenie, bo światło nie tylko przez nie przechodzi, ale też się w nich rozprasza. Do ich opisu służą modele takie jak Kubelka-Munk. Prosty iloczyn to przybliżenie dobre dla przezroczystych filtrów i cienkich warstw farb drukarskich.

Mieszanie średniujące

Gdy różne barwy leżą obok siebie w punktach zbyt małych, żeby oko je rozróżniło, oko uśrednia je przestrzennie. Wynik leży między składnikami, a jego jasność jest średnią ich jasności:

• piksele ekranu: czerwone, zielone i niebieskie subpiksele obok siebie,
• raster w druku: punkty CMYK różnej wielkości na białym papierze,
• puentylizm w malarstwie,
• wirujący krążek z sektorami barw, którego używał Maxwell (w czasie zamiast w przestrzeni).

Mieszanie średniujące także podlega prawom Grassmanna, bo oko sumuje światło z małego obszaru. Średnia musi być jednak liczona w świetle liniowym, a nie na wartościach z pliku. Ta różnica sprawia, że źle zmniejszone zdjęcia ciemnieją (zob. korekcja gamma).

Metameryzm

Ponieważ oko widzi tylko trzy liczby, mieszanina może wyglądać identycznie jak barwa widmowa albo jak zupełnie inna mieszanina. Takie pary to metamery (więcej we wstępie). Cała technika ekranów i druku opiera się na tworzeniu metamerów barw, które chcemy pokazać.