Prin punerea unor filtre colorate în fața unui fascicol de lumină albă, se poate observa că acolo unde acestea se intersectează, proiecțiile lor formează alte culori, diferite decât oricare din cele trei culori principale. Culoarea pe care un fascicul de lumină o transmite pe o suprafață albă, este aceeași culoare ca și filtrul. Filtrul roșu transmite lumină roșie, cel verde transmite lumină verde și așa mai departe.
Astfel, un fascicul de culoare roșie, dacă se suprapune cu un fascicul de culoare verde, face posibilă percepția culorii galbene, din amestecul unui fascicul de lumină roșie cu unul albastru va rezulta magenta, iar un fascicul albastru cu unul verde, vor da naștere cyan-ului. Deci, prin amestecul culorilor primare (fundamentale), obținem așa numitele culori complementare (magenta, galben, cyan) care sunt mai luminoase decât perechile de culori primare care le-au format.
La intersecția simultană a culorilor fundamentale rezultă albul. Prin acest procedeu se obțin și perechile complementare: albastru – galben, verde – magenta și roșu – cyan. Acest proces poartă denumirea de sinteză aditivă a culorilor (din lat. aditio – „adunare”).
Senzorii CCD (charged coupled devices – dispozitiv cu cuplaj de sarcina) sau CMOS (complementary metal oxide semiconductor – oxid metalic semiconductor complementar) sunt concepuți având la bază teoria tricromatică RGB (red, green, blue) a sintezei aditive.
Amestecul de culoare substractiv se aplică este esențial pentru înțelegerea amestecării pigmenților în vopsele sau cerneluri și pentru imprimarea color. De asemenea, prin amestecarea celor trei culori ale pigmenților care constituie culorile primare ale sintezei substractive, se obține culoarea neagră. Pigmenții pot fi prezenți în vopsele, cerneluri, filtre cât și în toate materialele fabricate. Culoarea obiectelor depinde de pigmenții pe care aceștia îi conțin și de reflectanța a acestor pigmenți.
Pigmenții sau coloranții care tind să absoarbă lumină dau impresia culorii negre, deși, în același timp, amestecul a mai multor pigmenți, de exemplu amestecul CMYK (cyan, magenta, yellow, key – negru).
Astfel, se poate afirma că negrul, care absoarbe toate fasciculele de lumină din spectrul vizibil, se formează combinând mai multe culori în cantități potrivite. Pigmenții roșii absorb lumina verde și albastră a spectrului vizibil, pigmenții verzi absorb lumina albastră și roșie iar pigmenții albaștri absorb lumina roșie și verde. În cazul pigmenților, culorile primare sunt galben, magenta și cyan (acestea sunt culorile secundare în cazul luminii).
Culoarea galbenă absoarbe radiațiile de culoare albastră și le reflectă pe cele roșii și verzi (care, amestecate, dau naștere galbenului), cyan-ul absoarbe culoarea roșie și reflectă pe cea albastră și verde (din a căror amestec ia naștere cyan-ul) iar magenta absoarbe culoarea verde și reflectă roșul și albastrul (din al căror amestec rezultă magenta).
În cazul pigmenților, culorile secundare sunt roșul, verdele și albastrul (se numește amestec substractiv al culorilor, deoarece „sustragem” culori din spectrul vizibil) – aceleași culori care sunt primare, în cazul luminii. Astfel, combinând pigmenți de culoare galbenă cu pigmenți cyan, obținem culoarea verde, deoarece se absoarbe culoarea albastră și roșie.
Combinând pigmenții cyan cu magenta se absoarbe culoarea roșie și verde, rezultând culoarea albastră și, în cele din urmă, combinând culoarea galbenă cu magenta se absoarbe culoarea verde și cea albastră, rezultatul fiind culoarea roșie. Sinteza aditivă, respectiv cea substractivă este ilustrată în Fig. 1.
Prin urmare, pigmenții înlătură sau sustrag o porțiune din spectrul vizibil și ceea ce rămâne este culoarea pe care o percepem. Când se amestecă doi pigmenți de culori diferite, practic, înlăturăm două porțiuni ale spectrului vizibil. De exemplu, o imprimantă color funcționează prin combinarea de cantități diferite de cyan, magenta și galben, rezultând o paletă largă de culori.
Adăugând și un pigment negru, se permite o gamă mai largă de intensități. Această combinație (CMYK) poate produce un număr aproape nelimitat de culori. Astfel, amestecul substractiv al culorilor are aplicabilitate în folosirea pigmenților, pe când cel aditiv are aplicabilitate în sistemele care folosesc lumina.
Deci, suprapunerea, prin același procedeu, a culorilor complementare rezultate din sinteza aditivă, produce exact opusul sintezei aditive și procesul este cunoscut sub numele de sinteză substractivă.
Regulile sintezei aditive se aplică televizoarelor color, telefoanelor mobile, monitoarelor de computer, proiectoarelor ș.a. Aceste reguli nu se aplică la amestecarea pigmenților și a vopselelor. Pe un televizor sau un monitor de computer, în loc să se suprapună cele trei culori primare, acestea sunt poziționate una lângă alta, în zone mici, numite pixeli.
Pixelii sunt suficient de mici încât, de la o distanță normală de vizionare, ochiul percepe amestecul aditiv de roșu, verde și albastru. Fiecare pixel este compus din trei mici bucăți de fosfor, care emit lumină roșie, verde sau albastră, atunci când sunt lovite de un fascicul de electroni.
