CMYK, в отличие от RGB, является отражательной моделью цветопередачи, что делает её неподходящей для настройки изображений на экранах. Например, компьютерные и планшетные мониторы применяют технологию RGB для отображения цветов, тогда как принтеры функционируют в цветовом пространстве CMYK.
Характеристика светодиодов RGB
Цветная подсветка производит впечатляющий эффект. Она находит применение в рекламных целях, декоративном освещении архитектурных сооружений, а также во время различных мероприятий и шоу. Одним из эффективных решений для подобного освещения служат трехцветные светодиоды.
Стандартные светоизлучающие полупроводниковые устройства обычно имеют один p-n контакт в своем корпусе или формируют сетку из нескольких одинаковых контактов (технология COB). Это позволяет в любой момент времени получать один цвет, как посредством рекомбинации основных носителей, так и с использованием вторичной подсветки люминофора. Вторая технология предоставила разработчикам широкий выбор возможностей для определения цвета свечения, однако устройство не способно изменять цвет излучения в процессе работы.
RGB-светодиод состоит из трех p-n-переходов в одном корпусе, каждый из которых обеспечивает свет различного цвета:
- Красный,
- Зеленый,
- Синий.
Аббревиатура английских наименований каждого из цветов стала основой для названия этого типа светодиодов.
Типы RGB-светодиодов
Трехцветные светодиоды подразделяются на три категории в зависимости от способа соединения кристаллов внутри корпуса:
Конструкция светодиода определяет способ его функционирования.
В зависимости от типа линзы, светодиод может быть:
- С прозрачной линзой,
- С матовой линзой.
RGB-элементы с прозрачной линзой могут нуждаться в дополнительных рассеивателях света для достижения смешанных цветов. В противном случае могут проявляться отдельные цветовые составляющие.
Принцип работы
Функционирование RGB-светодиодов основывается на смешении цветов. Управление одной, двумя или тремя подсветками позволяет создавать различные варианты свечения.
При поочередном включении кристаллов можно наблюдать три характерных цвета. Попарное соединение позволяет создавать следующие оттенки:
- сочетание красного и зеленого дает желтый цвет,
- синий и зеленый образуют бирюзовый цвет,
- красный и синий комбинируются в фиолетовый.
При одновременном включении всех трех элементов получается белый цвет.
При комбинировании цветов в разных пропорциях открываются множество новых возможностей. Это возможно благодаря регулированию яркости каждого кристалла по отдельности. Для достижения этого результата необходимо контролировать ток, проходящий через светодиоды.
Управление RGB-светодиодом и схема включения
RGB-светодиоды функционируют аналогично традиционным светодиодам, то есть с помощью подачи постоянного напряжения между анодом и катодом, что приводит к протеканию тока через p-n-переход. В связи с этим необходимо подключать трёхцветный элемент к источнику питания через балластные резисторы — для каждого кристалла нужен отдельный резистор. Параметры резисторов можно вычислить, основываясь на номинальном токе и рабочем напряжении светодиода.
Несмотря на то, что разные кристаллы могут быть расположены в одном корпусе, их параметры могут различаться, поэтому параллельное соединение таких элементов нежелательно.
Типичные характеристики маломощного трехцветного светодиода диаметром 5 мм представлены в следующей таблице.
| Красный (R) | Зеленый (G) | Синий (B) | |
| Максимальное прямое напряжение, В | 1,9 | 3,8 | 3,8 |
| Номинальный ток, мА | 20 | 20 | 20 |
Ясно, что для красного кристалла значение напряжения вдвое превышает аналогичные показатели для зеленого и синего. Подключение компонентов параллельно может стать причиной неравномерной яркости или даже выхода из строя одного либо всех p-n переходов.
Постоянное подключение RGB-элемента к источнику питания ограничивает его функциональность. В статическом режиме это устройство работает исключительно как монохромный светодиод, при этом его стоимость значительно выше, чем у обычных светодиодов. Более привлекательным является динамический режим, который позволяет изменять цвет вспышки. Данная функция реализуется с помощью микроконтроллера. Обычно выходы обеспечивают ток до 20 мА, однако всегда стоит проверять эту информацию в спецификации. Светодиоды необходимо подключать к выходам через токоограничивающий резистор. Оптимальным решением для питания микросхемы с напряжением 5 В является использование резистора на 220 Ом.
Элементы с общими катодами активно управляются путём подачи логической единицы на выход, тогда как элементы с общими анодами требуют логический ноль. Полярность управляющего сигнала можно просто изменить через программное обеспечение. Светодиоды с независимыми выходами могут быть подключены и управляемы по желанию пользователя.
Если выходные токи микроконтроллера не соответствуют номинальным значениям для светодиодов, следует использовать транзисторные переключатели для подключения светодиодов.
Множество новых возможностей раскрывается при смешивании цветов в различных пропорциях. Достичь этого можно, регулируя яркость каждого кристалла по отдельности. Для этого необходимо контролировать ток, проходящий через светодиоды.
Аддитивные и субтрактивные цветовые модели RGB и CMYK
Чтобы понять данную модель, следует провести её сравнение с другой цветовой моделью — CMYK.
Модель RGB представляет собой аддитивную систему. Это подразумевает, что цвета добавляются к черному, создавая новые оттенки. При отсутствии света мы получаем черный цвет, то есть темноту, однако если смешать красный, синий и зеленый цвета в равных долях, мы увидим белый цвет, то есть свет. Простой пример подтверждает этот принцип: когда все пиксели на вашем экране активны, он демонстрирует яркое изображение, но как только один пиксель выключается, на его месте появляется черная точка.
Цветовая модель RGB. Источник
Каждый из основных цветов в модели RGB может иметь 256 различных оттенков. Эти цвета можно визуализировать в графическом редакторе, используя палитру. Например, в программе Photoshop мятно-зеленый цвет, представленный на изображении ниже, имеет значения R = 4, G = 255, B = 193.
Параметры мятно-зеленого цвета в RGB
Существует также четырехцветная цветовая модель — CMYK, которая состоит из голубого, пурпурного, желтого и черного цветов. Голубой, пурпурный и желтый обозначают основные цвета, а черный часто называется ключевым или «ключом». В отличие от RGB, модель CMYK является абстрактной. Если объединить все составляющие цвета, результатом будет черный цвет. Этот принцип аналогичен тому, что применяется в традиционной живописи. В качестве «точки отсчета» служит белый цвет: если убрать из него основные цвета, появляются дополнительные оттенки. Приведем аналогию с экраном, но проведем эксперимент на бумаге: смешав все доступные цвета на листе, мы получим грязный черный, тогда как без красок он останется белым.
Цветовая модель — CMYK, источник.
Каждый цвет в цветовой модели CMYK описывается четырьмя значениями. Эти значения указывают на процентное содержание основных цветов, которые формируют новый цвет. Например, для мятно-зеленого оттенка, который мы упоминали ранее, содержание голубого цвета составляет 53%, а желтого — 38% в формате CMYK.
Параметры мятно-зеленого цвета в модели CMYK
В сфере профессиональной цветной печати применяется модель CMYK, в то время как для отображения на цифровых устройствах, таких как компьютеры, планшеты, смартфоны и телевизоры, используется RGB. При печати дизайна, созданного в RGB, цвета часто оказываются менее яркими и насыщенными по сравнению с тем, что видно на экране. Это связано с тем, что CMYK способен воспроизводить меньшее количество цветовых оттенков. Когда RGB-дизайн переводится в формат CMYK, яркие и насыщенные изображения теряют часть своей выразительности. Поэтому для создания печатной продукции, такой как визитки, брошюры, баннеры, книги и журналы, рекомендуется работать напрямую в формате CMYK.
RGB в цифровых устройствах
RGB служит основой для функционирования электронных устройств, задачей которых является свечение. Эта цветовая модель позволяет добиться насыщенных оттенков, что в свою очередь улучшает восприятие изображений на засвеченных экранах: телевизорах, компьютерах, мобильных устройствах и цифровых рекламных носителях.
CMYK, представляющий собой альтернативную RGB модель, основывается на отражательном принципе. Это делает её неподходящей для корректного отображения изображений на экранах. К примеру, компьютерные мониторы и планшеты используют технологию RGB для цветового кодирования, тогда как принтеры функционируют в пространстве CMYK.
Дисплеи
Поверхность жидкокристаллических экранов состоит из множества пикселей, каждый из которых включает три источника света. Эти источники могут излучать свет различных цветов, таких как красный, зеленый и синий. В результате смешивания этих цветовых компонент получается яркое изображение. При внимательном рассмотрении активного экрана под увеличительным стеклом можно наблюдать, как эти источники функционируют: они изменяют свою яркость, оттенки и создают различные визуальные эффекты. Режим RGB также применяется в сканерах, фотокамерах и видеокамерах.
Программное обеспечение
В системе цветового представления RGB применяются три числа, которые характеризуют уровень яркости каждого из основных цветов. Чтобы программа могла определить конкретный цвет, используется кодировка RGB, где значения варьируются от 0 до 255. Значение 0 соответствует минимальному уровню интенсивности, а 255 — максимальному. Например, для полного черного цвета используется код RGB (0, 0, 0), для чисто белого — RGB (255, 255, 255), ярко-красного — RGB (255, 0, 0), насыщенно-зеленого — RGB (0, 255, 0) и ярко-синего — RGB (0, 0, 255).
Чисто красный цвет в Photoshop
RGB-подсветка
Режим цветопередачи RGB активно используется для освещения различных устройств, таких как корпуса системных блоков, наушники, компьютерные мыши и вентиляторы. Современные игровые компьютеры часто имеют функцию синхронизации световых эффектов с действиями в играх.
Подсветка клавиатуры и системного блока с использованием RGB основана на лентах трехцветных светодиодов, которые подключены последовательно и контролируются специальным устройством. Каждый светодиод включает три цвета — красный, зеленый и синий. Меняя уровень яркости этих цветов, можно добиться формирования спектра, который управляется контроллером. Это создает эффект «бегущих» огней или многоцветных циклов в работе вентилятора.
Данная пленка применяется как в наружной рекламе, так и при оформлении интерьеров и экстерьеров зданий. Настраивая световые оттенки, вы можете создать нужное настроение и атмосферу. К примеру, вы можете включить теплый белый свет для создания комфортной обстановки в спокойный вечер дома или выбрать сиреневое освещение для организации яркой вечеринки.
ISKRA — бесплатная неделя для знакомства с различными профессиями в области дизайна.
Каждый день вам будет предоставлен подарок, который поможет глубже понять профессию дизайнера, определить подходящую специализацию и ознакомиться с возможностями карьерного роста, включая перспективы за границей.
