Színminták előállítása, színkeverés. Színmérés szín meghatározás. Színskálák, színrendszerek.
A szín, a színinger, a színérzet • A színinger összetett fogalom, többféle mérhető jellemzőt kapcsolhatunk hozzá, vagyis objektív módon, fizikai paraméterekkel írható le. • Az érzékszerveinkre gyakorolt hatás nyomán keletkezett tudattartalom tovább már nem analizálható elemét érzetnek nevezzük.
A színingerek jellemzésére használt fogalmak • Akromatikus az a színinger mely nem vált ki színérzetet. • Kromatikus színinger az olyan színinger, amelynek van színtartalma. • Jellemző hullámhossza annak a monokromatikus fényingernek a hullámhossza, amely a meghatározott akromatikus fényingerrel megfelelő arányban keverve a kérdéses színingerrel egyező színérzetet ad. • Kiegészítő hullámhossz pedig annak a monokromatikus fényingernek a hullámhossza, amelyet a kérdéses színingerrel megfelelő arányban keverve akromatikus színingert eredményez.
• • • •
• • • •
Színérzeteink jellemzésére használ fogalmak Tárgyhoz nem kötött színérzetek a szabad színek. Térbeli helyzetre és struktúrára nem utalnak. Azokat a színérzeteket, amelyek tárgyhoz kötve jelennek meg, kötött színeknek nevezzük. Semleges színek az olyan színérzetek, amelyeknek nincs színezete. Semleges színeknek nevezzük a fehéret, a feketét és a szürkét. Az olyan színérzetek, amelyeknek van színezete a tarka színek. Spektrumszínek az olyan színérzetek, melyeket a spektrális színingerek váltanak ki. Az ősszínek az olyan színérzetek, amelyeket az ember fejlődésének legkorábbi szakában már névvel jelölt. Ezek: sárga, vörös, kék, zöld. A tiszta szín olyan színérzet, amelyet kiváltó fényinger színtartalma magas, a tört szín pedig olyan, amelynél alacsony. Az olyan színérzet, amelynek világossága magas: a világos szín, az olyan pedig, amelynek alacsony: a sötét szín. Hideg szín az olyan színérzet, amelynek színességét a spektrum rövidebb hullámhosszai, meleg szín pedig olyan színérzet, amelynek színességét a spektrum hosszú hullámhosszai határozzák meg. A komplementer színek olyan színérzetek, amelyeket azok a monokromatikus fényingerek váltanak ki, amelyek páronként megfelelőképpen keveredve meghatározott akromatikus fényingerrel egyező színességet adnak.
Színek keveredésével kapcsolatos fogalmak • A metamerizmus szót Ostwald alkalmazta először annak a jelenségnek a jelölésére, amelyet két vagy több felületi szín mutat, amelyek hasonlóaknak látszanak az egyik világítás, pl. a természetes nappali világítás, de eltérnek egy másik, pl. izzólámpás megvilágítás mellett. • Tapasztalati tény, hogy néhány jól kiválasztott szín (alapszín) megfelelő arányú keverésével bármely színérzetet kiváltó színinger előállítható elő. • Az alapszínekből valamely színt kétféle módon állíthatunk elő, összeadó (additív) vagy kivonó (szubtraktív) színkeveréssel.
Az összeadó vagy additív színkeverés • Összeadó színkeverés útján létrejött bármilyen színt a keveréshez felhasznált összetevők spektrális összetételüktől függetlenül határozzák meg. • Valamely szín jellemzésére három egymástól független adat szükséges és elegendő. • A színérzet a nappali látás tartományában a világossággal nem változik.
A kivonó vagy szubtraktív színkeverés • A kivonó színkeverés eredménye mindenkor a felhasznált színek spektrális összetételétől függ, nem pedig a felhasznált színek színjellegétől. • A kivonó színkeverésnél két teljesen azonosnak látszó szín különkülön egy harmadik színnel keverve különböző színt fog eredményezni, ha a két azonosnak látszó szín spektrális eloszlása különböző. • Azokat a spektrumszíneket, amelyből valamely felület színe összetevődik, domináló színcsoportnak, a többi színt pedig kompenzáló színcsoportnak nevezzük. • A kivonó színkeverést úgy képzelhetjük el, mintha a megvilágító fehér fényben „mindenféle szín” lenne, azaz mindenféle spektrumszín keverékéből állna, és ebből a felület mindegyiket többé-kevésbé gyengítve veri vissza, azaz „szürkít”. A felület egyes hullámhosszakat alig ver csak vissza, s így torzítja a fény spektráliseloszlását, csak az erősebben reflektált domináns színek maradnak meg. A létrejött színt mindenkor az az arány határozza meg, amely a ráeső fény domináló csoportja és az elnyelt kompenzáló színcsoportok között fennáll.
• A subtraktív keverés esetén a domináló csoport összetevő színei közül azok, amelyek a kompenzáló csoporttal szemben túlsúlyban vannak, tehát nincs meg a keverékben a hozzájuk tartozó kompenzáló szín, képezik a kikevert új színt. • Az elnyelt rész mennyiségének a növekedésével a fehértartalom csökken A visszavert sugarakból létrejött szín sötétedni kezd, telítettebb lesz. Ha a felület az összes ráeső fényt elnyelte, akkor a felületet feketének látjuk. • Ha a domináló csoportból egyes színek hiányoznak, a kikevert új szín világosabb lesz. Minél több szín hiányzik, annál világosabb lesz a szín, minél teljesebb a csoport, annál telítettebb a színkeverék. Legtelítettebb lesz akkor, ha a domináló csoport összes színei együtt vannak.
Színmérés • A rendszer megalkotásának első lépéseként kellő számú, normális színlátású megfigyelő ítélete alapján, átlagolással meghatározták a spektrum látható színképtartományának egyenlő energiájú monokromatikus összetevőihez – adott három alapszín esetén – rendelt színösszetevőket.
Normalizált RGB súlyfüggvények
A színek jellemzésére méréssel meghatározzuk a színinger relatív spektrális teljesítmény eloszlását. A színmérőszámokat ezek után:
R m r ( )d , 0
G m g ( )d , 0
B m b ( )d 0
Amennyiben szükséges, a mért értéket korrigáljuk, az alábbiak szerint: , önvilágítók esetén m r i , visszaverő felületek esetén t i , átvilágított anyagok esetén
a spektrális visszaverési-, spektrális áteresztési-tényezőt; a színmérésnél szabványosított fényforrások valamelyikének relatív spektrális teljesítményeloszlását jelöli.
Színtér • A színtér (idegen szóval a gamut). a színingerek háromdimenziós sokaságának olyan térbeli ábrázolása, amelyben bármely színingert egy és csak egy pont (színpont) ábrázol. • Az additív keverés alapján értelmezett színértékek – háromdimenziós térben, vektorokkal – ún. színvektorokkal ábrázolhatók.
• A színtestet, a térbeli ábrázolás előbb leírt technikája mellett, általános kúpfelület (egy pontból kiinduló félegyenesek egyszeresen összefüggő zárt görbén történő körbevezetésével kapott felület) határolja. • Az ún. CIE-diagram, vagyis színháromszög a színkúp síkmetszete.
CIE xy színtér
• A görbült határon a spektrumszínek találhatók, a hozzájuk tartozó nm-ben megadott hullámhosszal. A határgörbe egyenes szakasza az úgynevezett vonal. Az itt található színek nem állíthatók elő tiszta spektrumszíként. • A színháromszögben minden színvektornak egy pont felel meg. Síkbeli ábrázolásánál tehát az azonos színezetű és telítettségű, de különböző világosságú színek színpontjai ugyanarra a helyre esnek.
• A színháromszögben az additív színkeverés eredményeként adódó szín színpontját az alapszín összetevők súlyozott összegzésével lehet megállapítani, ezek alapján nyilvánvaló, hogy a színek meghatározásánál nem a színösszetevők abszolút értéke, hanem csak aránya lényeges. • A színek jellemzésére ezért a fentebb leírt színösszetevők helyett az ún. színkoordinátákat használják, melyek az előbbiekből a következő módon származtathatók le: R G B r , g , b . RG B RG B RG B
• Nehézséget okozhat, hogy egyes spektrumszíneket az alapszínekből csak úgy lehetett kikeverni, ha egyik vagy másik alapszíningerből negatív mennyiség szerepelt az összegezésben – azaz az illető alapszíninger mennyiséget a mérendő színhez kell hozzáadni. • A transzformációs egyenletek a következők:
X 2,34460 R 0,51515G 0, 00520 B, Y 0,89653R 1, 42640G 0, 01441B, Z 0, 46807 R 0, 08875G 1, 00920 B. X Y Z x ,y ,z . X Y Z X Y Z X Y Z
• Testszínek jellemzésére tehát az x, y és Y értékeket kell megadni. Itt Y felvilágosítást ad a minta világosságáról.
• A színek érzet szerinti jellemzésére a színezet, telítettség- és világosságparaméterek használhatók. • Ezek a színjellemző hullámhosszak, a bíborszínek esetén a megfelelő komplementer hullámhossz, az Y színösszetevő és a CIE színtartalom. • A színtartalom a következő aránnyal meghatározott mennyiség:
y yw pe yd y w
x xw pe xd xw
Színminták, színrendszerek • A színérzet három irányban változhat, mégpedig; színezet, telítettségben és világosságban. • A színezet a látási érzetnek az a jellemzője, amelynek eredménye a színek kék, zöld, sárga, vörös, bíbor stb. megnevezése. • A telítettség alapján becsülhető, hogy valamely szín – azonos világosságú és színezetű minták esetén – a vele azonos színezetű spektrumszín, és e spektrumszínnel azonos világosságú szürke között hol helyezkedik el. A telítettség fogalma a színnek a vele azonos világosságú színtelentől való távolságát fejezi ki. • A világosság alapján az becsülhető, hogy egy adott felület több vagy kevesebb fényt ver-e szórtan vissza, illetve enged-e szórtan át. A világosság a színnek az a tulajdonsága, amely kifejezi azt az érzetet, amelynek nagysága a felület fénysűrűségével, illetve fénysűrűségi tényezőjével arányos.
