Трехкомпонентное цветовое зрение. Система RGB

Физиологические основы цветового зрения базируются на теории трехкомпонентного зрения, выдвинутой М.В. Ломоносовым в 1756 г. И развитой через 150 лет Г. Гельмгольцем. Согласно этой теории в сетчатке глаза имеется три вида колбочек, обладающих различной спектральной чувствительностью. Первый вид имеет максимальную чувствительность для источников, излучающих красный цвет, второй – для зеленого, и третий – для синего. Изолированное возбуждение только одного из видов колбочек дает ощущение одного из трех насыщенных цветов – красного, синего или зеленого. Если же возбуждение производится несколькими источниками разных цветов, то раздражаются не один, а два или три вида колбочек одновременно, но в разной степени. Различное соотношение цветовых возбуждений вызывает ощущение определенного цвета.

Таким образом, анализ воздействующего излучения тремя селективными светочувствительными аппаратами глаза и последующий синтез результата корой головного мозга вызывает ощущение большого числа цветовых оттенков. Эта теория подтверждается законом смешения цветов, который утверждает, что любой цвет может быть выражен через три взаимно-независимых цвета:

где F – результирующий цвет,  R, G и B основные цвета единичной интенсивности, a_r, a_g и a_b - весовые коэффициенты, с которыми суммируются основные (взаимно-независимые) цвета.

Основными называются цвета, которые нельзя получить смешением двух других. Примером взаимно-независимых цветов являются красный ®, зеленый (G) и синий (B) - Рис. 3.1.

Рис. 3.1 Смешение трех основных цветов – R, G и B

Смешение цветов с использованием соотношения (1) было использовано в фотографии еще в 60-х годах XIX века физиком Джеймсом Максвеллом. Он зафиксировал яркость красных, зеленых и синих лучей объекта на отдельных черно-белых негативах, на каждый из которых направлял лучи через светофильтры, пропускающие только один цвет. Затем он перевел их в диапозитивы и спроецировал каждый на экран при помощи лучей соответствующего цвета, позаботившись, чтобы изображения точно совпадали. Получилось цветное изображение, в точности совпадающее с исходным.