Багатьом дизайнерам абревіатура RGB добре знайома. Вони чудово знають, що літери, з яких складається назва цієї колірної моделі — це англійські слова «червоний», «зелений», «синій» (відповідно, red, green, blue). Саме ці кольори складають її основу.

Сьогодні RGB є, певно, однією з найпоширеніших колірних моделей. Вона застосовується у більшості пристроїв, що мають кольорові екрани — моніторах, телевізорах, планшетах, смартфонах та навіть розумних годинниках.

Як влаштована ця модель, і чому саме червоний, зелений та синій кольори складають її основу? Давайте спробуємо з цим розібратись! 

Історія питання

Завдяки дослідженням Ісаака Ньютона, відомо, що кольори є складовою частиною світла і що біле світло містить у собі так званий спектр. І за допомогою скляної призми його можна розкласти на складові.

Ньютон проводить дослід, у якому розкладає світло на спектр. Ілюстрація взята тут.

Всередині ХІХ століття інший видатний фізик, — а на той момент, молодий випускник Кембріджа, — Джеймс Максвелл вивчав теорію кольору. Він проводив експерименти, в яких змішував кольори. Для цього він застосовував кольорову дзигу, сектори якої були розфарбовані в різні кольори.

Максвелл та його кольорова дзига. Фото з сайтів: http://vision.psychol.cam.ac.uk/graduate/ та http://www.mathouriste.eu/Maxwell/Maxwell.html  

Тривалий час основними кольорами вважались синій, червоний та жовтий. Саме за рахунок їх змішування Майєр, Гьоте, Іттен у своїх колірних системах отримували решту кольорів. Доречним було б припустити, що в результаті змішування саме цих трьох кольорів ми мали б отримати білий.

Але експерименти Максвелла з його колірною дзигою показали, що цього не відбувається. Він пояснив це, спираючись на роботи англійського фізика Томаса Юнга, котрий вважав трьома основними кольорами саме червоний, зелений та синій. Але чому саме їх?

Через те, як влаштована сітківка ока людини. 

У ній є два види фоторецепторів: палички та колбочки. Саме колбочки відповідають за сприйняття кольорів. Вони поділяються на три види: одні є чутливими до жовто-червоної частини спектру, інші до зелено-жовтої, а треті — до синьо-фіолетової.

Тобто, люди сприймають білий колір, як поєднання саме червоного, зеленого та синього через особливості будови власного ока.

Як це працює

Ви можете хоч зараз провести невеличкий експеримент: піднесіть до екрану монітора, телевізора, планшета або навіть вашого смартфона із білим зображення збільшувальне скло.

При достатньо сильному збільшенні, можна побачити приблизно таку картинку:

Те, що ви бачите на ілюстрації є сукупністю пікселів (ще одне добре знайоме дизайнерам слово). 

Власне, все, що ми бачимо на моніторах, є такою сукупністю. Саме в пікселях вимірюють розширення екрану, коли пишуть 1200х720 або 1920х1080.

Кожен піксель містить у собі три крапки так званого люмінофору (їх ще називають тріадами). Неозброєним оком ці тріади не видно. Це ще одна особливість нашого зору — через їх розмір він об’єднує дрібні крапки у одну. Через це за рахунок змішування кольорів трьох субпікселей ми й бачимо той чи інший колір пікселя.

У моделі RGB змішування кольорів відбувається так званим аддитивним методом (від англійського слова addition — «додавання»). Є ще один метод змішування кольорів, він називається субтрактивним (від англійського subtract — «віднімання»). Про нього ми розкажемо докладніше в статті про модель CMYK.

Наразі давайте зфокусуємось на методі змішування кольорів і розберемось, чому в нього саме така назва? 

Завдяки дослідам Ньютона ми знаємо, що білий колір містить у собі всі інші кольори, а чорний — це, відповідно, відсутність кольорів як таких. 

Коли монітор вимкнено, ми бачимо саме чорний колір, за замовчуванням. Якщо ввімкнути на повну силу червоний субпіксель, то ми додамо червоний колір до чорного, в результаті побачимо червоним весь піксель. Аналогічно ми можемо отримати зелений або синій колір. 

А якщо додати до червоного зелений та синій, ми й отримаємо білий колір. 

Лівий піксель на зображенні буде здаватись для ока білим, адже в ньому ввімкнені всі субпікселі. Решта — будуть мати лише один колір, відповідно до того, який саме субпіксель ввімкнено.

Простіше кажучи, модель називається аддитивною саме за рахунок того, що в ній ми отримуємо кольори шляхом їх додавання в тій чи іншій пропорції.

Колірний простір RGB

Оскільки моделі RGB заснована на додаванні трьох кольорів, її можна представити у вигляді системи трьох координат з вісями, які відповідають цим трьом кольорам. Цей колірний простір є однаково обмеженим за кожною з координат.

У комп’ютерах та графічних редакторах ці координати поміщаються у діапазоні від 0 до 255.

Тобто, колір у цій моделі є точкою у межах кубу, а його координати складаються з трьох значень.

У нульовій координаті розміщено чорний колір (0, 0, 0).

У максимальній координаті — білий (255, 255, 255).

А от чистий червоний колір — це максимальна координата за віссю R (255, 0, 0).

Визначення кольору у редакторі Adobe Photoshop.

Саме ці координати ви і налаштовуєте, коли обираєте той чи інший колір, скажімо, в редакторі Adobe Photoshop.

У веб-сайтах колір також можна задавати через ці самі координати.

Але часто його там переводять у шістнадцяткову форму.

Наприклад, координатам RGB (240, 103, 162) в ній відповідає значення #f067a2.

Обмеження моделі RGB

Попри свою розповсюдженість, при застосуванні RGB не завжди можна отримати потрібний колір.

Зокрема, через те, що технологія виробництва моніторів у різних брендів відмінна. Відповідно, попри те, що координата в кольору є однаковою для двох різних пристроях, на них вона відображається по-різному. Або, кажучи простіше, один і той самий фільм на різних моніторах буде виглядати по-різному. Як і ваш макет дизайну, котрий ви надсилатимете клієнту.

Ще одне обмеження покладене вже безпосередньо в метод змішування кольорів. Він просто не дає змоги отримати значну частину кольорів, наявних у спектрі, і таких, які може бачити людина.