Mérni csak a fizikai jellegű színingereket
lehet, majd ezeket transzformálni kell, hogy színérzet
adatokat kapjunk. A színmérés egyik fő
nehézsége, hogy a színinger és a
színérzet között nem-lineáris az összefüggés, a Weber-Fechner törvény szerint. (Nemcsics
1990:36; Weber-Fechner law)
A színmérés során a színérzékelés
körülményeit (megvilágítás,
látószög) rögzítik, és
mindig figyelembe vesznek pszichofiziológiai szempontokat
is. A csak fizikai mennyiségként (fényintenzitás,
hullámhossz) való leírás nem elegendő
a színek definiálásához, mert nem
fejezi ki az ember színérzetét.
A színingerek és színérzetek különbözősége miatt egyenletes lépésközeik
nem esnek egybe, tehát az egymástól delta
nm távolságra lévő színingerek
nem alkotnak a színérzetben egyenletes lépcsőt.
Pl. a kék-zöld tartományban kb. 10-14 nm
lépésköz idéz elő érzékelhető
színváltozást, a sárga tartományban
pedig már 2-4 nm. A jelenség magyarázata
nem a fizikában, hanem az emberi percepcióban
keresendő.
Ma ezekkel a rendszerekkel találkozhatunk a színmérési
szakirodalomban: CIExyY, CIEUCS, CIELuv, CIELab.
A színmérőrendszerek nevében szerepel
a CIE* betűszó, a jellemző koordináták,
és rendszerint egy évszám, utalva arra,
hogy a CIE abban az évben fogadta el a szabványt.
*CIE: Commission Internationale de
l'Éclairage [francia]
International Commission on Illumination [angol]
Nemzetközi Világítástechnikai Bizottság
E rendszerek nélkülözhetetlenek a tudományban
és az iparban, a színes termékek színminőség
ellenőrzésében, a különböző
színmegjelenítő eszközök kalibrálásában
és összehangolásában (color management).
A színalkalmazások egyéb területein
(művészetek, kommunikáció, dizájn)
tudtommal nem használatosak.
(CIE 1931 color space; CIELUV; Lab color
space (CIELAB))
Első szabványuk 1931-ben jelent meg: a CIE xyY
1931 eszközfüggetlen színmérő
rendszer, fény- és anyagszínek mért
adatainak értékelésére használták.
Később dolgozták ki a CIELab 1976 (főleg
felületszínek méréséhez) és
CIELuv 1976 (főleg fényszínekhez) rendszereket.
( Részletesebben: Schanda; Lukács;
Hruska; Nemcsics; Király; Colorimetry)
A CIE „patkó”-diagram
A színmérés az additív színkeverésből
(az RGB alapszínekből) indult ki, majd bonyolult
matematikai transzformációk után keletkezett
az ún. patkó-diagram, melyet a színmérés
első szabványos rendszere, a CIExyY 1931 vezetett
be. Azóta továbbfejlesztették, de a színméréssel,
kalibrációval, színhőmérséklettel
kapcsolatos irodalomban ma is mindenütt használják
ezt a jellegzetes ábrát. A CIE patkó-diagram
a színkúpot metsző sík, ahol a színezet
két koordinátával megadható, a világosság
(a színinger fénysűrűsége) pedig
külön számadattal jellemezhető.
A koordináták:
x, y (a vízszintes síkban, a pozitív
síknegyedben így
határozhatunk meg pontokat);
valamint az x,y síkra merőleges Y, ami a
világosságérzettel van összefüggésben.
| A CIE
patkó-diagram, 1. |
 |
A
CIE x, y koordináták között a
patkó-diagram,
mely az ember által érzékelhető
valamennyi szín síkbeli vetülete.
A C a fehérpont.
A patkó kerületén a számok a
hullámhosszat (nm) jelentik |
A diagram jellegzetes helyei
A diagram közepe a C fehérpont, a semlegesek
vetületi pontja.
A patkó íves kontúrja maga a spektrum „meggörbítve”, bal alsó kezdőpontja
a 380 nm ibolyakék, majd az y tengely mellett felfelé
következik a kék, kékeszöld. A patkó
fordulója, legmagasabb pontja az 520 nm-es sárgászöld,
ez a legvilágosabb spektrumszín. Ezt követően
jobbra lefelé kanyarodik a patkó-vonal, itt van
a sárga-narancs-vörös. A patkó jobboldali
sarokpontja a 700 nm-es vörös.
Eddig a spektrum, majd következik a bíbor színeket tartalmazó egyenes, és záródik
a patkóív. Bíbor színek nincsenek
a napfény spektrumában, ezért hullámhosszukat negatív számokkal jelölik, mégpedig
annak a zöldnek a negatív értékével,
melyet a napfény spektrumából kivonva éppen
bíbort kapunk: pl. az 540 nm egy bizonyos zöld,
a -540 nm pedig egy bíbor, így a két szín
(additív) keveréke valóban fehéret
ad. (A fenti ábrán ezt fejezi ki, hogy a -540
nm bíbort kimetsző szaggatott vonal átmegy
a C fehérponton!) A bíbor színek
tartományát a -490 és -570 nm között
jelölik.
A patkó belsejében a C fehérpont a x=y=0.33 helyen van, ezen a ponton metszi a patkó síkját
a rá merőleges Y koordináta.
| A CIE
patkó-diagram, 2. |
 |
A
patkó-diagram C fehérpontjában helyezkedik
el
a síkra merőleges Y tengely,
ez a világosság érzetével
analóg, 0-100 közötti értéket
vehet fel |
Minden létező (érzékelhető) színárnyalatnak
megfelel egy x,y pont a patkó-diagram belsejében
vagy határán, és tartozik hozzá
egy (a patkó síkjára merőleges) Y,
a világosságérzettel analóg érték.
Hangsúlyozni kell, hogy minden szín és
színárnyalat azonosításához
3 adat szükséges!
Egy általános x,y pontot (a lenti ábrán:
P) összekötve a C fehérponttal majd az egyenest
meghosszabbítva a patkóív határáig
kapjuk meg a domináns hullámhosszat (PT),
ami megfelel a jellemző színezetnek. (A C
ponton túl meghosszabbítva a komplementerét:
KT kapjuk meg.) A P és C pont
közötti távolság arányos a színtelítettség érzetével. A P pont világossága nem olvasható le a síkbeli ábráról,
ezt egy
0-100 közötti számmal adják meg: a 0-hoz
közeli szám sötét, a 100-hoz közeli
szám világos árnyalatot jelent.
| A CIE
patkó-diagram, 3. |
 |
A P színpont a xy: (0.2, 0.2) helyen van,
egy kéket jelöl.
Y értékétől függően
lehet világosabb és sötétebb
kék (jobbra fent).
A P szín legtisztább árnyalatát
(PT) és K komplementerét
(KT)
a P és C pontokon át húzott
egyenes határozza meg, ahol a patkó diagram
határát metszi. Itt leolvasható a
színek hullámhossza:
(kb.) P=450 nm, a K=570 nm. |
Síkbeli ábrázolásnál a különböző
világosságú színek ugyanarra a helyre
esnek, pl. a x,y: (0.2, 0.2) koordinátapont által
jelölt kék számos árnyalatot foglal
magában, és csak az Y érték adja
meg egyértelműen, hogy azok közül melyik
a kérdéses szín (ha pl. a Y=10 akkor sötétkék,
ha a Y=70 akkor világoskék)
CIE 1976
A CIE xyY 1931 továbbfejlesztései a CIE L*a*b*
és
CIE L*u*v* rendszerek, 1976-ban lettek szabványok.
(Névváltozataik: CIE Lab, CIELab, CIELAB, CIE
Luv, CIELuv, CIELUV).
A CIE Lab a felületszínek (pl. festékek),
a CIE Luv a fényszínek (pl. monitorok) mérésének
értékelésére szolgál. Lényeges
előnyük a CIExyY 1931 rendszerrel szemben, hogy jó
közelítéssel már érzet szerint
egyenlőközű lépcsőkben értelmezi
a mért adatokat, vagyis a geometriai távolság
két színpont között megfelel a színérzeteink
közötti különbségnek. (Lab
color space (CIELAB); CIELUV)
| A CIELUV
diagram |
 |
A
LUV diagram a CIE xyY egy transzformációja.
Az U tengelyen a zöld-vörös, a V tengelyen a sárga-kék.
Az L tengely a 0-0 pontból indul és
merőleges a UV síkra. |
Kép
forrás:
http://thuart.violet.vn/entry/showprint/entry_id/3598441 |
Geometriai elrendezése ezeknek is derékszögű
koordináta-rendszer. A további mérések
és újabb transzformációk után
a fehérpontot a koordináta rendszer origójába
helyezték. A két rendszerben közös a
L* (Luminance) érték, amely a CIE Y értékével
van (matematikailag) meghatározott kapcsolatban, és
az érzékelt világossággal analóg.
A másik két érték a merőleges
síkban a színkoordinátákat jelöli,
a síkot 4 részre osztja, + és – irányú
tengelyekkel.
LAB: az a tengely: vörös-zöld, a b:
kék-sárga
LUV: az u tengely: vörös-zöld, a v:
kék-sárga
A színkör pontjait lehet velük azonosítani,
könnyen átszámíthatóak polárkoordinátákká,
amelyek már hasonlítanak az ismert HSL hengerkoordináta-rendszerre.
Az Adobe Photoshop Color Picker modulja
is használja a CIELab rendszert.
Színmérő eszközök
Három fő elven alapulnak:
• A vizuális összehasonlító eljárás
során a mérendő színt olyan színnel
hasonlítják össze, amelynek ismertek a mérőszámai.
(Az eljárás a színmérés fejlődésének
kezdetén volt elterjedt.)
• Tristimulusos színmérés (tri: három, stimulus: inger): egy szín által kiváltott
inger három, egymástól független alapszíningerre
(R,G,B) vonatkoztatva adja a trikromatikus színmérőszámokat.
• A spektrofotométeres színmérés
során a felületről visszavert vagy általa
kibocsátott sugárzás relatív színképi
összetételét határozzák meg
és ebből számítják a színmérőszámokat.
A mérés eredményét valamelyik CIE
rendszerben értelmezik.
A színmérés témakörét
ld. bővebben a szakirodalomban!
Az érdeklődőknek ajánlom Schanda
János professzor publikációit. Az angol
nyelvű online keresőbe a colorimetry, color measurement,
measuring color szavakat érdemes beírni.
|
Felhasznált és ajánlott
irodalom:
Ball:
Bright Earth, 46.p.
Bubik (szerk.):
Vizualizáció a tudománykommunikációban
55.p.
CIE 1931 color space - Wikipedia
CIELUV - Wikipedia
Colorimetry - Wikipedia
de Grandis:
Teoria e uso del colore, 76.p.
Hruska:
Általános színtan és színmérés
Király:
Általános színtan és látáselmélet,
42.p.
Lab color space (CIELAB) - Wikipedia
Lukács:
Színmérés
Nemcsics:
Színdinamika, 55.p.
Schanda:
Szín és észlelet
Schanda:
A fotometria és színmérés új
utakon
Schanda:
Colorimetry – Understanding the CIE System
Weber – Fechner law – Wikipedia
***
Irodalom, nyomtatott (P)
Irodalom,
elektronikus (E)
|
