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物理 · 光學

加色混合與減色混合

加性混合結合光,而減性混合則吸收選定的光。請與螢幕上重疊的理想RGB濾光進行比較,與螢幕上重疊的理想CMY濾光進行比較。

相關實驗:光與顏色混合 →
光與顏色混合
光與顏色混合實驗場景 →

RGB 透過將到達觀察者光線相加

加性混合發生於光從多個光源同時到達眼睛或檢測器時。當 RGB 模型的紅色和綠色分量以適當的方式組合時,會產生黃色;綠色和藍色組合會產生青色;藍色和紅色組合會產生品紅色。如果這三個分量以正確的比例組合,則會產生白色。

這並不一定意味著某事物僅僅因為看起來是黃色,就一定呈現黃色。如果不同的波長會導致人類眼睛中三種視錐細胞產生相似的反應,那麼它們可能會呈現相似的顏色。RGB 並不意味著使用三個波長名稱,完全地模擬所有光。

在CMY中,產生的光無法穿透。

一種理想的濾光片可以減少紅色,品紅色可以減少綠色,以及黃色可以減少藍色。當青色和品紅色濾光片疊加在白色上,紅色和綠色會被消除,只留下藍色。如果這三種濾光片完全阻擋所有顏色成分,結果就是黑色。

將新增相同顏色的光,以及在光上疊加濾光,是兩種不同的過程。 濾光的效果取決於入射光中存在的特定成分。 濾光並不會創造原本未在光中存在的成分。

為什麼螢幕上的數值與實際油漆存在差異?

螢幕的 sRGB 顏色值,並不直接對應物理光線的強度。實驗性的 RGB 混合,會產生線性增加的光,然後將其轉換為螢幕顯示的數值。僅僅透過計算數字的算術平均值,可能會導致不同的亮度結果。

CMY 模式是一種簡單的濾波方法,它透過將每個通道的傳輸速率相乘。然而,實際的顏料遠比這複雜,涉及顏料的分散、粒子分散,以及與紙張和光線的相關效應。實驗結果——三個理想濾光器產生黑色,不應被解釋為對所有實際顏料的準確預測。

關鍵關係與符號

加性:R + G → 黃色 · 減色:青色 + 品紅色濾鏡 → 藍色 · T = (1−C, 1−M, 1−Y)

符號及公式中使用的單位
符號含義單位
R, G, B紅色、綠色和藍色光元件相對強度
C, M, Y青、品紅和黃色濾鏡的優勢0~1
T每個 RGB 頻道理想的透光率0~1

透過範例確認

什麼是重疊的紅色和綠色光,以及重疊的青色和品紅色濾光之間的區別?

在第一個例子中,紅色和綠色同時存在,產生黃色。在第二個例子中,紅色和綠色從白色中被移除,留下藍色。一個新增光,另一個則移除光。

常見誤解

  • 將綠色和紅色光一起加在一起,不會產生像油漆那樣更深的顏色。
  • CMY 濾光模型並不能準確地再現所有顏料的實際混合。

透過實驗探索這個概念

參考文獻

OpenStax · 物理章節 (英文)