Nyitóoldal   |   SZÍN  |   SZÍNKOMMUNIKÁCIÓ   |   Tartalom 
 
 
 
 
1.3.1.2.1.

Additív színkeverés – RGB
 
 
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.



RGB arányok a színkörben
Az alábbi ábrán az RGB alapszínek, a CMY másodlagos színek és a határszínek láthatók. Csak a színösszetevők egymáshoz viszonyított arányát adjuk meg: melyik a legnagyobb, melyik a legkisebb.

RGB összetevők arányai
A színkör, kiemelve az RGB alapszínek r,g,b arányai, a CMY másodlagos színek r,g,b arányai és az átmenetek r,g,b arányai



RGB 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 RGB 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 = 0)
   
tiszta türkiz : #00A9FF
R: 0, G: 169, B: 255
R: 0%, G: 66%, B: 100%
(H = 200)
tört türkiz : #80C5E8
R: 128, G: 197, B: 232
R: 50%, G: 77%, B: 91%
(H = 200)
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 360-os színkörben értendő,
ahol a 0 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 RGB 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 kerületi 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 RGB alapszíneinek 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:

RGB alapszínek és relatív világosságuk, 1.
RGB Színtartalom nélkül: az RGB alapszínek relatív világossága

A világossági arány: zöld 59%, vörös 30%, kék 11%
(Colour metric)

Az RGB 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.

RGB alapszínek és relatív világosságuk, 2.
Az RGB 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 RGB 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 RGB 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 RGB kombináció jelöl: 187-173-79, vagy ugyanezt hexadecimálisan: #BBAD4F.

Sok gyakorlás kell ahhoz is, hogy egy kívánt színárnyalat RGB 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 RGB 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

Additív színkeverés – RGB
« Színterjedelem és a technikai modellek
Az optikai-additív színkeverés
egyéb esetei »
46.
Nem kereskedelmi oldal    |   Non-commercial website
Erről a weboldalról  |  Tartalom (Site map)  |  Magamról  |  Jogi nyilatkozat  |  Email  | 
Utolsó tartalmi frissülés: 2015.06.30.