Субтрактивная цветовая модель CMYK

Субтрактивные цветовые модели CMY и CMYK

Цвет, порожденный в результате отражения неизлучающими объектами, является результатом поглощения (вычитания, subtraction) части светового спектра (его RGB компонентов) в красящем веществе объекта. Результат такого вычитания описывается субтрактивной моделью CMY:

C = 1 - R; M = 1 - G; (1.4) Y = 1 - B;

Цветовая модель CMY (от англ. Cyan, Magenta, Yellow - голубой, пурпурный, желтый) является как бы "перевернутой" моделью RGB.

Можно также считать, что CMY - модель, в которой из белого цвета (1, 1, 1)RGB = (0, 0, 0)CMY вычитаются C, M и Y вплоть до получения черного (0, 0, 0)RGB = (1, 1, 1)CMY.

Модель CMYK (от англ. Key - ключевой=черный) является модификацией модели CMY, созданной для полиграфии и массовых принтеров, которые могут печатать в черно-белом и цветном режимах. В таком принтере присутствуют краски CMY и черная, которая, существенно дешевле, чем сумма трех красок CMY. Поэтому стараются в первую очередь максимально использовать ее. Отсюда возникает следующий алгоритм вычисления количества красок (по CMYK):

K = min(C,M,Y), при min(C,M,Y)>0.33;

C = C - K; (1.5)

M = M - K;

Y = Y - K;

Проблема разложения монохромного цвета

RGB модели присущ существенный недостаток: не все цвета, видимые человеком, представимы в этой модели. В конце 1920-х годов В.Д. Райтом и Дж.Гилдом [1] были проведены экспери­менты, в которых наблюдателю предлагалось каждому монохромати­ческому цвету фикси­рованной яркости в видимом диапазоне сопоставить цвет, составленный из смеси основных цветов R, G и B с некоторыми весами, регулируемыми наблюдателем. Оказалось, что для некоторых монохрома­тических цветов необходимо было добавить к яркости испытуемого света один из базисных цветов (R), с тем, чтобы получить одинаковое восприятие. Это соответствует отрицательному весу R-компоненты (см. рис.1.8 и (1.6)):

(1.6)

Рис.1.8

Так как некоторые монохромные цвета раскладываются по RGB с отрицательными коэффициентами, то не все возможные цвета представимы в рамках модели RGB. В 1931 году принят стандарт CIE (Commission International de l’Eclairage - Межд. комиссия по стан­дартам освещенности, МКО), решающий эту проблему. В том числе, определены длины волн, соответствующие R,G и B,: (1.7)

Субтрактивная цветовая модель CMYK, описывающая синтез печатных красок. Для описания одного пиксела стандартного изображения используется 32 бита информации (4 байта). Как следует из названия аббревиатуры цветовой модели, CMYK - это сокращения от названия четырех используемых в печати красок - синей (C yan), пурпурной (M agenta), желтой (Y ellow), и черной (blac K)

Рисунок 1. Цветовой охват субтрактивного пространства CMYK.

Теоретически, для получения любого цвета, который находится в рамках цветовой модели, достаточно 3 красок, без использования черной (Рисунок 2a). Практически же, из-за физических недостатков красок (в первую очередь, несовершенства использованного в красках пигмента, в основном, из-за синей составляющей) при смешении 100% cyan, magenta и yellow в печати получается темный грязно-коричневый цвет (Рисунок 2b, в центральной части заметен коричневый оттенок).

Рисунок 2a и 2b. Идеальные и реальные условия печати.

Именно поэтому, для "поддержания" черной составляющей и был введен четвертый компонент печатных красок - черная краска. При цветоделении (переходе в субтрактивную модель CMYK) некоторая часть "серого" цвета, образованного тремя компонентами красок Cyan, Magenta, Yellow, частично заменяется черной краской. Количество черной краски, генерируемой при цветоделении, может быть различно, и зависит от пользовательских настроек среды цветоделения (например, от CMYK Setup в Photoshop).