Ещё со времён Исаака Ньютона известно, что белый солнечный свет является сложным. Пропустив белый свет через треугольную стеклянную призму, можно разложить его в спектр, состоящий из всех цветов радуги.
И наоборот, собрав вместе лучи всех цветов, получим обратно белый свет. Всё цветовое многообразие окружающего мира объясняется тем, что предметы, освещаемые белым светом, поглощают и отражают свет разных длин волн, то есть разных частей спектра, из-за чего в глаз после отражения попадает смесь различных компонентов, которые в том или ином сочетании и интенсивности дают ощущение того или иного цвета.
Человеческий глаз способен воспринимать все цвета спектра от красного до фиолетового и различает сотни различных цветовых оттенков, но удивительно, что видов светочувствительных рецепторов (опсинов) в сетчатке человеческого глаза всего три — отвечающих за восприятие красного, зелёного и синего цветов. Есть ещё 4-й вид рецепторов — отвечающих за фиолетовый и ультрафиолетовый участок спектра, но их можно отнести к группе "синих" рецепторов — той же области уоротких волн. Впервые гипотезу о трёхсоставном цветовом зрении человека высказал в 1756 году М. В. Ломоносов, написав «о трёх материях дна ока», но до сих пор не имеется окончательной теории, объясняющей, как из сочетания всего трёх цветов в человеческом мозге создаётся ощущение любого цвета.
Данная особенность человеческого цветовосприятия — на основе сочетания трёх основных цветов — использована для создания соответствующей модели цветовоспроизведения в технике — RGB (Red — красный, Green — зелёный, Blue — синий). Если через увеличительное стекло рассмотреть включённый экран телевизора, планшета, смартфона, то вы увидите пиксели красного, зелёного и синего цветов. Если все три цветовых компонента одинаково максимальной интенсивности, то мы увидим белый цвет. Если все погашены, то чёрный. Интересно, что ощущение чёрного цвета может создаваться и по контрасту: так, на экране кинотеатра чёрные участки изображения на самом деле являются белыми (ведь экран-то белый), они кажутся чёрными лишь по контрасту с рядом расположенными ярко освещёнными участками; не существует чёрного света, чёрный цвет — это отсутствие света.
Как уже сказано, из сочетания красного, зелёного, синего можно получить любой цвет. Например, если зелёные и красные пиксели на экране светятся одинаково ярко, а синие не светятся (или светятся очень слабо), то мы будем видеть жёлтый цвет. В графическом редакторе Paint операционной системы Windows компьютера, выбирая из палитры нужный нам цвет, мы можем увидеть, какова интенсивность той или иной цветовой компоненты. Максимальное значение равно 255. Например, белый — (255, 255, 255), ярко-красный — (255, 0, 0), ярко-жёлтый — (255, 255, 0), цвет морской волны — (64, 128, 128), коричневый — (128, 64, 64) и т. д. Первое число показывает интенсивность красной компоненты, второе число — интенсивность зелёной компоненты, третье число — интенсивность синей компоненты. Оптическая смесь двух цветов — это частный случай трёхсоставного смешения, где одна из компонент равна нулю. Понятно, что для любого цвета можно арифметическим путём подобрать такой цвет, чтобы их смесь в сумме дала по всем компонентам максимальное значение (в Paint оно равно 255), то есть чтобы получился белый цвет. Такие два цвета, оптическое смешение которых даёт в сумме белый цвет, называют дополнительными цветами. Дополнительные цвета получили такое название, т. к. они дополняют друг друга до белого цвета. Физически для любого цвета из спектра дополнительным будет цвет, представляющий собой смесь всех остальных цветов спектра, потому что, как мы знаем, в сумме все цвета спектра дают белый цвет. Мы используем трёхсоставную модель света, поэтому нам очень легко находить дополнительные цвета простым вычислением без необходимости рассматривать все цветовые компоненты спектра.
Для ярко-красного (255, 0, 0), дополнительным будет цвет циан — сине-зелёный (0, 255, 255), для ярко-жёлтого (255, 255, 0) — ярко-синий (0, 0, 255). Для сиреневого цвета (128, 128, 192) дополнительным цветом будет цвет, определяемый, очевидно, тройкой чисел (127, 127, 63). Набрав в специальном окошке программы соответствующие числовые значения, мы обнаружим, то этот цвет — хаки.
По психологическим ощущениям дополнительные цвета контрастно гармонируют друг с другом, что учитывается в изобразительном искусстве, дизайне. Знание дополнительных цветов нужно модельерам, визажистам, стилистам, фотографам.
Не обязательно пользоваться графическим редактором для определения пар дополнительных цветов. У художников для этого давно существует так называемый цветовой круг, в нём дополнительные цвета расположены напротив друг друга (диаметрально).
Необходимо заметить, что результат оптического смешения цветов отличается от физического смешения красок. Если при оптическом смешении дополнительных цветов получается белый цвет (смешивают два пучка света, пропущенных через светофильтры, или рассматривают с достаточно большого расстояния равномерно распределённые светящиеся пятна разных цветов/пиксели), то при физическом смешении пигментов дополнительных цветов (при этом можно даже не мешать краски, а наносить их мельчайшими точками рядом друг с другом, как это делается в художественной печати) получается нейтральный серо-чёрный цвет. Поэтому художники под дополнительными цветами понимают такие два цвета, которые при смешивании красок дают нейтральный серый тон. Дополнительные цвета в изобразительном искусстве называют также комплементарными.
Если 30 секунд пристально смотреть на яркую цветную фигуру (например, красный квадрат), а потом перевести взгляд на белый экран, лист, стену или потолок, то вы увидите послеобраз — ту же фигуру, но в обращённом, дополнительном, цвете (сине-зелёный квадрат).
Данное явление остаточного изображения в дополнительном цвете объясняется тем, что цветочувствительные рецепторы на соответствующем участке сетчатки глаза «устают» неодинаково — те, которые больше работали, устают больше (красные), а остальные обладают большей восприимчивостью — и потом при взгляде на белую поверхность мы лучше воспринимаем остальные компоненты отражённого белого света, т. е. видим дополнительный цвет.
Явлением остаточного изображения в дополнительных цветах из-за усталости рецепторов объясняется оптическая иллюзия на нижней картинке, когда чёрно-белое изображение на несколько секунд видится в реальных цветах (после того, как в течение 15 секунд вы неотрывно смотрите на точку на рисунке).
Первоначально здесь: answiki