Статьи. 31 Конвертация длин световых волн в RGB

Илья Клименчук
ВНИМАНИЕ! При цитировании и разработке размещенного на странице материала ссылка на автора обязательна




Статья 31. КОНВЕРТАЦИЯ ДЛИН СВЕТОВЫХ ВОЛН В ЗНАЧЕНИЯ RGB
Опубликовано 27 февраля 2018 г. Свидетельство о публикации № 218022701409


Конвертация длин световой волны в значения системы RGB имеет следующий вид:
Пурпурный цвет 400-422 нм, 750-794 ТГц; RGB (255; 0; 255), угол цветового тона 300 град, название тона в RGB – цвет маджента;
Фиолетовый цвет 423-444 нм, 710-749 ТГц; RGB (127,5; 0; 255), угол цветового тона 270 град, название тона в RGB – фиолетово-сизый цвет;
Синий цвет 445-467 нм, 673-709 ТГц; RGB (0; 0; 255), угол цветового тона 240 град, название тона в RGB – синий цвет;
Лазурный (небесно-голубой) цвет 468- 490 нм, 641-672 ТГц; RGB (0; 127,5; 255), угол цветового тона 210 град, название тона в RGB – лазурный цвет;
Циановый (морской волны) цвет 491-513 нм, 611-640 ТГц; RGB (0; 255; 255), угол цветового тона 180 град, название тона в RGB – циановый цвет;
Весенне-зеленый цвет 514-535 нм, 584-610 ТГц; RGB (0; 255; 127,5), угол цветового тона 150 град, название тона в RGB – весенне-зеленый цвет;
Зеленый цвет 536-558 нм, 559-583 ТГц; RGB (0; 255; 0), угол цветового тона 120 град, название тона в RGB – зеленый лаймовый цвет;
Желто-зеленый цвет 559-581 нм, 537-558 ТГц; RGB (127,5; 255; 0), угол цветового тона 90 град, название тона в RGB – цвет шартрез;
Желтый цвет 582-604 нм, 516-536 ТГц; RGB (255; 255; 0), угол цветового тона 60 град, название тона в RGB – желтый цвет;
Оранжевый цвет 605-626 нм, 496-515 ТГц; RGB (255; 127,5; 0), угол цветового тона 30 град, название тона в RGB – темно-янтарный цвет;
Красный цвет 627-649 нм, 478-495 ТГц; RGB (255; 0; 0), угол цветового тона 0 (360) град, название тона в RGB – цвет
Розовый цвет 650-672 нм, 462-477 ТГц; RGB (255; 0; 127,5), угол цветового тона 330 град, название тона в RGB – глубокий розовый цвет.

Подробно расчет совершенного темперированного спектра видимого света и его сопоставление с круговой диаграммой RGB представлен в работе «Расчет совершенного темперированного спектра видимого света» (с учетом погрешностей метода), расположенной по адресу:

http://www.proza.ru/2018/02/27/1294

Совершенный темперированный световой спектр – это разделенный на 12 равных частей световой спектр видимого света, принятый за один полный цикл (360 град) в диапазоне длин световых волн от 400 нм до 672, 7273 нм включительно. Спектр совершенного темперированного спектра видимого света – это простое и равномерное чередование 12 цветовых полутонов в пределах цикла цветов видимого света. Эта калибровка спектра также лежит в основе рассматриваемой конвертации (перевода) цветов спектра видимого света по шкале значений длины волны в цвета по шкале RGB, принятой в современной колористике. Заметим, что значения длин волн цветов спектра видимого света легко конвертируются в значения этих цветов по системе RGB, но далеко не все значения цветов в системе RGB можно перевести в значения соответствующих им длин волн.

Расчет совершенного темперированного спектра видимого света и конвертация его в систему RGB проводится в 5 этапов:
1) Качественное определение границ спектрального цикла: спектральный цикл состоит из 12 цветовых тонов, нижней (согласно длине волны) границей которого является начало зоны пурпурного цвета, а его верхней границей является окончание зоны розового цвета.

2) Количественное определение границ спектрального цикла: границы спектрального цикла видимого света определяются значениями от 400 нм (начало зоны пурпурного цвета) до 672,724 нм, а диапазон длин световых волн от 400 нм до 672,724 нм рассматривается как цикл совершенного темперированного спектра видимого света.

3-4) Расчет диапазонов (отрезков значений длины волны и частоты), соответствующих каждому из 12 цветовых полутонов в совершенном темперированном спектре видимого света:

Пурпурный цвет 400-422 нм, 750-794 ТГц;
Фиолетовый цвет 423-444 нм, 710-749 ТГц;
Синий цвет 445-467 нм, 673-709 ТГц;
Лазурный (небесно-голубой) цвет 468- 490 нм, 641-672 ТГц;
Циановый (морской волны) цвет 491-513 нм, 611-640 ТГц;
Весенне-зеленый цвет 514-535 нм, 584-610 ТГц;
Зеленый цвет 536-558 нм, 559-583 ТГц;
Желто-зеленый цвет 559-581 нм, 537-558 ТГц;
Желтый цвет 582-604 нм, 516-536 ТГц;
Оранжевый цвет 605-626 нм, 496-515 ТГц;
Красный цвет 627-649 нм, 478-495 ТГц;
Розовый цвет 650-672 нм, 462-477 ТГц.

5) Итоговая конвертация (перевод) цветовых тонов от значений длины волны в значения системы RGB (Красный-Зеленый-Синий - предложенная в 1860 г. Д. Максвеллом аддитивная система цвета) представлена в начале статьи.

При этом расчете важны следующие замечания:
1) Хотя Исаак Ньютон и начал работу по созданию теории света (1666 г.), но он условно и с научной точки зрения произвольно (отчасти в угоду эзотерическим представлениям о семеричном построении Вселенной, мировой гармонии и Солнечной системы) разделил спектр на 7 цветов. Иоганн Вольфганг фон Гете, хотя и был в отличие от Ньютона больше художником, чем ученым, но верно определил цикл светового спектра (1810 г.), разделив его на 6 частей и включив в него пурпурный цвет как промежуточный между фиолетовым и красным цветами, а также справедливо заключил, что каждый полутон в цветовом круге является результатом сложения двух граничащих с ним с разных сторон полутонов. Далее Джеймс Клерк Максвелл предложил аддитивную систему цвета RGB (1860 г.), которая в наши дни хорошо разработана и широко применяется во всех областях, где работают с цветом (от дизайна одежды и косметики до компьютеров). Также цветовая система RGB использована и нами для цветового описания цикла совершенного темперированного спектра видимого света в тэлиотитологии (науки о совершенстве и циклах).

3) При сочетании совершенного темперированного спектра цветов видимого света и совершенного темперированного музыкального строя – систем, в которых световой и музыкальный циклы (соответственно) условно разделены на 12 хроматических ступеней, можно получить представление о соответствиях между цветовыми и музыкальными полутонами соответствующих рядов. Между ступенями гаммы (рассматривается совершенный темперированный строй) и тонами спектра существует линейное соответствие:

до - глубокий розовый цвет RGB (255; 0; 127,5) – (в обычном понимании розовый цвет);
до диез - красный цвет RGB (255; 0; 0) – (в обычном понимании красный цвет);
ре - темно-янтарный цвет RGB (255; 127,5; 0) – (в обычном понимании оранжевый цвет);
ре диез - желтый цвет RGB (255; 255; 0) – (в обычном понимании желтый цвет);
ми - цвет шартрез RGB (127,5; 255; 0) - (в обычном понимании желто-зеленый цвет);
ми диез - зеленый лаймовый цвет RGB (0; 255; 0) – (в обычном понимании зеленый цвет);
фа - весенне-зеленый цвет RGB (0; 255; 127,5) – (в обычном понимании изумрудный цвет);
фа диез - цвет морской волны (циановый) RGB (0; 255; 255) – (в обычном понимании сине-зеленый цвет);
соль - лазурный цвет RGB (0; 127,5; 255) – (в обычном понимании небесно-голубой цвет);
соль диез - синий цвет RGB (0; 0; 255) – (в обычном понимании синий цвет);
ля - фиолетово-сизый цвет RGB (127,5; 0; 255) – (в обычном понимании фиолетовый цвет);
ля диез - цвет маджента RGB (255; 0; 255) – (в обычном понимании фуксиево-пурпурный цвет).

Переводя эти соответствия на язык житейских терминов, можно сказать, что звук до красного цвета спелого граната, ре - оранжевого цвета апельсина, ми – зеленого цвета сочной травы, фа - голубого цвета всех оттенков морской волны, соль - синего цвета всех оттенков небесного цвета, ля - розово-фиолетового цвета спелого инжира, звук си в совершенном строе отсутствует.

Выводы:
1) В спектре видимого света не семь основных цветов, а 6:  розовый, оранжевый, желто-зеленый, весенне-зеленый (изумрудный), лазурный, фиолетовый.

2) В дополнение к основным тонам и на их основе рассматривается еще 6 цветов этого цикла: красный, желтый, зеленый, цвет морской волны, синий, пурпурный, которые являются «диезными» тонами к основным цветам спектра. Таким образом образуются пары в ряду 12 цветовых полутонов: Эти пары соответствуют музыкальным тонам в звуковом цикле гаммы лишенного звука «си» совершенного темперированного строя: (до-до диез)-(ре-ре диез)-(ми-ми диез)-(фа-фа диез)-(соль-соль диез)-(ля-ля диез).

3) На основе шести основных тонов цветового цикла образуются 12 полутонов этого цикла: розовый, [красный], оранжевый, [желтый], желто-зеленый, [зеленый], весенне-зеленый, [цвет морской волны], лазурный, [синий], фиолетовый, [цвет маджента]. Соответствие между звуками гаммы и цветами спектра прямое. Здесь в квадратных скобках обозначены «диезные тона» основных цветов.

4) Рассчитаны частоты для всех цветовых полутонов совершенного темперированного спектра видимого света, которые наряду с данными о частотах для звуковых полутонов совершенного темперированного музыкального строя будут использованы в клавишном инструменте будущего – тэлиотитофоне (от греч. teleiotita - совершенство, foni - голос). Представлена конвертация длин световой волны в значения спектральных цветов по шкале RGB/

На рисунке: спектр цветов видимого света с калибровкой длины волны в нм и калибровкой цветовых параметров по системе RGB.


О предмете тэлиотитологии
http://www.proza.ru/2016/07/02/1011