Цветовые пространства: большой разбор
Всё, что нужно знать о CMYK, RGB, HSL, HSB, LAB и чистых градиентах.
Для работы с цветом необходимо хорошо понимать, как он устроен. Есть системы представления цвета, с которыми дизайнер сталкивается каждый день. Но есть и другие, не столь популярные модели. Разберёмся, как они устроены, чем отличаются и как эти знания можно применить на практике.В этой статье:
CMYK ― цветовое пространство для печати;
RGB — цветовое пространство для экранов;
HSB и HSL — для тонкой настройки цвета;
независимые пространства LAB и LCh;
инструкция по созданию чистого градиента.
Воспроизводимые представления цвета
Цветовые модели RGB и CMYK соответствуют физическому представлению цвета на носителе. RGB отвечает за то, с какой интенсивностью светятся диоды красного, зелёного и синего цветов внутри пикселя монитора. CMYK задает пропорции смешиваемой краски на листе бумаги.CMYKЦветовое пространство CMYK — субтрактивное: если сложить все цветовые компоненты, то итоговый цвет будет чёрным. По этому же принципу работают обычные краски, а потому пространство CMYK используется в полиграфии. Через процентные соотношения в нём записаны пропорции смешения четырёх красок: бирюзовой (Cian), пурпурной (Magenta), жёлтой (Yellow) и чёрной (Key color, blacK). Интенсивность каждого цвета задаётся в процентах от 0 до 100.Дизайнеры, работающие с печатью, знают, что не все видимые на экране цвета возможно воспроизвести в CMYK. Связано это с тем, что модель RGB ― с ней работает монитор ― построена на излучении света, а CMYK ― на поглощении.
Для более точного отображения цветов при печати требуется допечатная подготовка. Во время неё экранные цвета пространства RGB переводятся в CMYK, чтобы получаемые оттенки на экране и бумаге были максимально приближены друг к другу.
Pantone — американская компания, основанная в 50-е годы в Нью-Йорке и занимающаяся производством пигментов и продажей чернил. Компания разработала систему стандартизации цветов Pantone Matching System (PMS), в которой каждому цвету присваивается специальный код.Поскольку не все цвета можно воспроизвести в CMYK наложением четырёх стандартных красок во время печати, в полиграфии существует дополнительная палитра Pantone. Например, серый и жёлтый, которые Pantone выбрала в качестве цветов 2021 года, получить наложением палитры CMYK на листе невозможно.
Выбор цветов Pantone шире, потому что его на бумагу наносят одной краской, тон которой получен смешением пигментов ещё на фабрике. Также цвета Pantone используют при печати больших тиражей в один-три цвета.
PMS — Pantone Matching System — система подбора цвета, но не цветовое пространство, так как у цветов есть код, но нет значений цветовых координат.Применение CMYK используется в полиграфии для печати фотографий и цветных иллюстраций, небольших тиражей, а также в домашних и офисных принтерах.
RGB ― это цветовое пространство, здесь каждый цвет задаётся в виде трёх координат. Смешение цвета происходит по аддитивному принципу ― если сложить все три основных цвета, то результат будет не чёрным, а белым. Поэтому RGB используется в системах, построенных на излучении света, что делает её самой распространённой ― с ней работают все экраны.Цветовой оттенок в RGB создаётся смешиванием красного (Red), зелёного (Green) и синего (Blue) каналов с разной интенсивностью излучения. Яркость каждого из трёх основных цветов закодирована числом от 0 до 255, то есть занимает 256 бит или 32 байта.Например, RGB (90, 0, 157) соответствует фиолетовому, а RGB (255, 223, 0) — жёлтому.
Соответствие 32-байтных координат цвета HEX-значениям. Для удобства записи придуманы HEX-коды обозначения цветов, в которых интенсивность каждого из трёх цветов задаётся через двузначное число в шестнадцатеричной системе, что даёт те же 256 комбинаций или 32 байта, ведь
16 × 16 = 256.В шестнадцатеричной системе цифры обозначаются от 0 до F, в результате
HEX-коды выглядят вот так: #5A009D — фиолетовый, #FFDF00 — жёлтый. Преимущество такой записи ― стандартизация и удобство копирования короткого цветового значения.Иногда HEX-код в CSS или графических редакторах содержит только три знака, в таком случае каждый второй символ в записи совпадает с первым. То есть #F45 интерпретируется как #FF4455, #000 — #00000.
Сокращённая и полная запись цвета в виде HEX-кодов. Применение RGBПоскольку с цветовым пространством RGB работают все экраны, то применяется оно практически везде ― от разработки макетов для печати (цвета переводятся в CMYK в самом финале) до разработки сайтов и интерфейсов.
Свойства цвета
Перед тем как перейти к следующему разделу, нужно разобраться в некоторых определениях колористики — науки, изучающей свойства цвета.
Цветовой тон (Hue) — положение цвета в видимом спектре. Человеческий глаз различает цвета от красного до фиолетового, цветовой тон ― это место цвета в спектре. Красный, оранжевый, жёлтый, зелёный, голубой, синий, фиолетовый — всё это цветовые тона.
Изображение спектра видимого излучения и цветовые тона.
Насыщенность (Saturation) — интенсивность цвета, красочность, степень отличия цвета от равного по светлоте серого. Чем ближе цвет к серому, тем он менее насыщенный.
Яркость (Brightness) — приближённость цвета к чёрному. Чем ниже яркость, тем цвет темнее. Нередко яркость путают с насыщенностью, но это разные характеристики.
Цилиндрические цветовые пространства
Модель RGB технически подходит для компьютеров и экранов, но в этом пространстве сложно работать, если нужно изменить что-то одно ― яркость, насыщенность или цветовой тон.Допустим, мы используем синий цвет RGB (63, 42, 255), но для второго макета нам нужен более тёмный синий того же тона или же зелёный той же яркости и насыщенности. При изменении одной характеристики изменились сразу три параметра: синий теперь имеет значения RGB (18, 12, 77), а зелёный —
RGB (67, 255, 42).
Изменение значений кодирования цвета в системе RGB при смене одного параметра. Изображение: Александр КарозаПоэтому в программах для дизайнеров цветовой тон настраивается полоской, а яркость и насыщенность ― через цветовое поле.📷
Цветовая палитра в Adobe Photoshop и Figma. Изображение: Александр КарозаКоординаты цвета существуют в кубической системе RGB, но в графических редакторах управление цветом реализовано с использованием другой модели ― цилиндрической версии RGB, которая называется HSB или HSV.
HSB цветовой тон (Hue) задаётся в градусах на цветовом круге от 0° до 360°, а насыщенность (Saturation) и яркость (Brightness) в процентах от 0% до 100%.Чтобы получить в HSB чёрный, надо уменьшить яркость до 0%, а тон и насыщенность не важны. Для получения белого нужно понизить насыщенность до 0% — то есть приблизить цвет к серому, а яркость повысить до 100%. Для получения чистых цветов яркость и насыщенность должны быть 100%.
Иногда цветовое пространство HSB называют HSV (Hue — цветовой тон, Saturation — насыщенность, Value — значение). Не стоит путаться — это альтернативное название, а не другое цветовое пространство.
HSL CSS помимо HEX-кодов RGB применяют цилиндрическое цветовое пространство HSL, где вместо яркости (Вrightness) используется светлота (Lightness). HSB и HSL очень похожи, но не идентичны.Главное отличие HSL в том, что при любых значениях тона и насыщенности светлота в 0% даст чёрный, а светлота в 100% — белый. В HSB 100% последнего параметра ― яркости — даёт наиболее яркий цвет, а белый возможен, только если насыщенность равна нулю.
Визуализация цветовых пространств HSL (слева) и HSB (справа). Изображение: Wikimedia Commons, Александр КарозаТо есть светлота в HSL отвечает за примесь чёрного или белого, освещённость. При конвертации цвета из системы HSL в HSB изменение параметра L будет влиять на два параметра сразу — S и B, неизменным сохранится только цветовой тон — H.
Применение HSL Цилиндрические цветовые пространства полезны в ситуациях, когда нужно управлять только одним из параметров цвета. Например, для создания палитры, где изменение основного цвета приводит к изменению цветового тона, насыщенности или светлоте дополнительных. В этом случае дополнительные цвета необходимо задавать через отклонения от основного в цилиндрической цветовой системе.
Основной цвет и созданные в цилиндрической системе дополнительные. Изображение: Александр Кароза
В новой философии дизайна Material You компании Google цвета интерфейса подстраиваются под цвет обоев рабочего стола. Вполне возможно, что для такой автоматической подстройки применяют алгоритмы, использующие цилиндрическое цветовое пространство.
КЕЙСДано: пользователи двух статусов.Задача: автоматически создавать аватары пользователям с учётом их статуса. У одних пользователей должны быть светлые буквы на тёмном фоне, а у других — тёмные буквы на светлом.
Решение: поскольку в CSS можно задавать цвет в координатах HSL, будем использовать это цветовое пространство. Копируем цвет из макета и переводим его в HSL.Для изменения цветового тона необходимо изменить параметр Hue, а остальные параметры сохранить. Для светлого фона используем значения HSL: [0–360°], 100%, 78%, а для тёмного — HSL: [0–360°], 100%, 30%.Параметр Hue будет зависеть от имени пользователя, которое он ввёл при регистрации. После конвертации букв имени в битовую строку, они будут возвращаться в виде значений от 0 до 360. Эти значения, установленные для параметра H, и станут определять цвет ― у каждого имени он будет уникальным. Для этой операции можно использовать хеш-функцию, но есть и другие решения.В результате цветовой тон аватарок генерируется автоматически с заданной светлотой, а буквы на них хорошо читаются.
LAB и LCh
Одна из проблем пространств RGB и CMYK состоит в том, что это просто
набор значений, которыми должно оперировать устройство вывода ― принтер или экран. Реальное отображение цвета, заданного в RGB и CMYK, зависит от множества факторов. При печати ― от качества краски и печатного оборудования, плотности бумаги, влажности воздуха. На экранах — от качества монитора и его калибровки. Не говоря уже о том, что освещение также влияет на фактическое восприятие цвета глазом.
LAB Создатели CIELAB, также известно как LAB, преследовали цель спроектировать такое цветовое пространство, которое не будет привязано к конкретному устройству и покроет весь видимый спектр. Также было важно, чтобы изменение значений координат было нелинейным и приводило к изменению цвета по логике, близкой к осознанию цвета человеком.
Значения цвета в LAB задаются через светлоту (Lightness) и две координаты, отвечающие за хроматическую составляющую: тон и насыщенность.
A — положение цвета в диапазоне от зелёного до красного, B — от синего до жёлтого.📷
Цветовое поле LAB с разной светлотой. Источник: Wikimedia CommonsПараметр L варьируется от 0 до 100, а параметры A и B в большинстве сервисов для работы с LAB имеют значения от −128 до 128, поскольку координаты A и B обозначают не просто интенсивность какого-то цвета, а спектр между двумя цветами.Система достаточно сложная, но можно попытаться представить её как смешение четырёх цветов — зелёного, красного, синего и жёлтого. На самом насыщенном срезе цветового пространства со светлотой 100 по углам находятся: зелёный — LAB (100, −128, 128), красный — LAB (100, 128, 128), фиолетовый — LAB (100, 128, −128), бирюзовый — LAB (100, −128, −128), а в самом центре белый —
LAB (100, 0, 0). Как и в случае с RGB, настраивать цветовой тон удобнее в цилиндрической версии LAB — LCh.LChЦилиндрическая версия LAB называется LCh, вместо прямоугольных в ней используются полярные координаты. Параметр C (Chroma — хроматическая составляющая, насыщенность) отвечает за длину радиуса и удалённость от центра цветового круга, а h (Hue) за угол поворота в градусах — то есть цветовой тон.Применение LABLAB используют как промежуточное цветовое пространство для конвертирования RGB в CMYK и наоборот, поскольку оно не привязано к конкретному носителю.В цветокоррекции его применяют, чтобы быстро убрать желтизну или усилить естественные цвета фотографии. Некоторые цветокорректоры предпочитают LAB, если с его помощью внести изменения будет проще, нежели через корректирующие слои.Также ранее LAB использовали для удаления шума на цифровых фотографиях. Для этого достаточно было размыть цветовые каналы A или B, а поскольку цифровой шум состоит из бледных разноцветных точек, такой подход делал их менее насыщенными.Отдельное преимущество LAB — возможности для создания чистых градиентов между насыщенными цветами. Красивые градиенты важны не только в проектировании интерфейсов и дизайн-макетов, но и в информационном дизайне.📷
Использование градиентов в оформлении переходов на схеме Московского метрополитена. Изображение: Студия Артемия Лебедева
КЕЙСЗадача: создать чистый градиент между насыщенными цветами.Проблема: из-за технических нюансов RGB между некоторыми насыщенными цветами при построении градиента возникает странный сероватый оттенок.Пояснение: в кубической визуализации RGB самые насыщенные цвета расположены на углах куба, а центр занят ненасыщенными сероватыми тонами. Если создавать градиент из цветов, которые находятся на противоположных углах или гранях куба, прямая пройдет через ненасыщенную середину. Так произойдёт, например, с градиентами от фиолетового к зелёному или от жёлтого к синему.📷
Расположение оттенков в кубическом пространстве RGB и примеры созданных в RGB градиентов. Изображение: Wikimedia Commons, Александр КарозаРешение: использовать LAB-градиент.📷
Открываем Lch and Lab colour and gradient picker, выбираем два цвета, между которыми надо сделать переход, и вводим желаемое количество ступеней.📷
Интерфейс Lch and Lab colour and gradient picker. Иллюстрация: David JohnstoneКопируем цвета из колонки Lab и переносим в редактор, делая линейный градиент из выбранного количества шагов.📷
Интерфейс Figma с настройкой градиента. Иллюстрация: Александр КарозаЕсли в качестве редактора вы используете Figma, то нужно установить плагин Chromatic Figma, который автоматически исправляет градиенты через LAB. Результат будет немного отличаться от инструмента Дэвида Джонстона.
jacobvanloon
2087
prguitarman
snowghoul
origamiaround
turnnoffyourmind