SZÍNTAN - SZÍNTECHNIKA A színmérés alapjai, színábrázolási rendszerek a gyakorlatban Dr. Wenzel Klára egyetemi magántanár Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Budapest, 2019
Pszichofizikai mennyiségek mérése Galileo Galilei (1564-1642): Ami számítható, azt számítsd ki; Ami mérhető, azt mérd meg; és ami nem mérhető, azt tedd mérhetővé! (Lukács: Méréstechnikai kézikönyv)
A színmérő műszerek Típusai a mérési elv szerint Vízuális színmérő műszerek Tristimulusos színmérő műszerek Spektrofotométeres színmérő műszerek Típusai a mérendő szín szerint: Színes felületek színének mérésére (reflexiós színmérő műszerek) Színes fények színének mérésére (spektroradiométerek) Színes, átlátszó közegek (színes folyadékok, színszűrők, színes szemüvegek) színének mérésére (Transzmissziós színmérő műszerek)
A színmérő műszerek fő részei Vízuális színmérő műszerek Mérendő színminta Etalon színminta Emberi szem Szabványos megvilágítást biztosító mérőbox Tristimulusos színmérő műszerek Mérendő színminta Fényforrás, speciális színszűrők, detektor Leolvasó berendezés Spektrofotométeres színmérő műszerek Spektrofotométer Színmérő számokat képező szoftver Számítógép
A vízuális színmérés 1,3 Szabványos színminták (pl Munsell) 2 Vizsgált minta (pl paradicsom püré) 4 Szabványos megvilágítást biztosító szekrény (pl Machbet- féle) És csak normál, jó színlátó mérő személy végezheti a mérést!
A színmintákat szabványos megvilágítás mellett kell összehasonlítani a vizsgált mintával. A GretagMachbeth Color Box színszűrőkkel kombinált halogén lámpkkal szimulálja a különböző szabványos ill. szokásos megvilágításokat: CIE A Napfény (D75, D65 vagy D50 választható) Hideg fehér Meleg fehér
A vízuális színmérés A vízuális színmérés etalon színmintákkal történő összehasonlításon alapul A színmintákat háromdimenziós hengeres színtest szerint rendszerezik
Színrendszerek A Munsell színrendszer 1905 (USA) Az Ostwald színrendszer 1915 (német) Az NCS szinrendszer 1939 (svéd) A DIN színrendszer 1944 (német) A COLOROID színrendszer 1978 (magyar) RGB monitor színrendszer (terv) Jean Bourges digitális színrendszere 1997 (USA)
Színminta gyűjtemények RAL színminták Pantone színminták Tikkurila festék keverés színei Textil színminták Pamut színminták
A Munsell-színkör A színkör 100 részből űáll: - 5 alapszín: R, Y, G, B, P - 5 köztes szín: YR, GY, BG, PB, RP - 10-10 árnyalat, pl: 10R, 1YR, 2YR, 9YR, 10Y, 1GY, 2GY,
A Munsell színrendszer és színminta gyűjtemény (1915) A Munsell szín-test 3 dimenziós: - 10 színezetdússági árnyalat - 10 világossági árnyalat A Munsell világoassági skála a legegyenletesebb a világon.
A Munsell szín-test A Munsell színtest elvileg 100x10x10=100.000 színből áll, de nem mindegyiket lehet megvalósítani (pl. egyidejűleg szinezetdús és világos, vagy egyidejűleg szinezetdús és sötét nem keverhető ki, mert a világos színt fehér, a sötét színt fekete hozzáadásával hozzák létre!)
Az NCS - Natural Colour System (1979, Svédország) A színkör 4 alapszínből és azokon belül 10-10 átmenetből, tehát összesen 40 színből áll.
Az NCS 40 alapszíne és azok 10-10 világos és 10-10 sötét árnyalata
Az NCS jelölései Az NCS jelölések: Pl. S 2030 Y90R S (saturation) a telítettséget jelenti. Ezt a függőleges világossági tengelytől való távolsággal jellemzik. A 2030 szám azt jelenti, hogy az adott színminta világossága a felülről lefelé növekvő számozású világossági tengely 20-as számánál található, míg telítettsége a függőleges világossági tengelytől kifelé növekvő számozás szerint a 30-as számnál van. Az Y90R pedig azt jelenti, hogy a színminta színezete a sárga és vörös színminta között, a sárgától 90 egységre (míg a vöröstől 10 egységre) található, tehát erősen vörösessárga színárnyalatú).
Ostwald színrendszere Az első tudományos igényű, harmóniákon alapuló színrendszer. A színrendszer 24 tiszta, a lehető leg színezetdúsabb festékkel festett alapszínre épül fel, és ezek 1:4, 2:4 ill. 3:4 arányú keverékeiből további 3-3- színárnyalat hozható létre. Így összesen 96 tiszta (azaz maximálisan színezetdús) alapszínből áll. A tiszta színekből fehér és fekete hozzáadásával hozhatók létre a világosabb illetve a telítetlenebb színek. A színrendszer színei színmintagyűjteményben is megtalálhatók.
Ostwald akromatikus színsora
A kiegészítő színek Ostwald színkörében
Hármas színharmóniák (triádok) Ostwald színkörében
Négyes színharmóniák Ostwald színkörében
Ostwald színkörének színei a CIE színezeti diagramban
Az Ostwald színrendszer A színek rendszerezése itt is színenként, a világosság és a színezetdússág függvényében történik.
Az Ostwald színrendszer Egymással szemközt a kiegészítő színek találhatók. (A kiegészítő színek additív keveréke fehér vagy szürke színt eredményez.)
A COLOROID színrendszer (1978) Magyar fejlesztés, nemzetközi elismertség Dr. Nemcsics Antal egyetemi tanár dolgozta ki. (BME, Rajzi és Formaismereti Tanszék) A szín-preferencián alapul. Elsősorban építészek és belsőépítészek alkalmazzák.
A COLOROID színrendszer és színminta gyűjtemény A COLOROID színrendszer esztétikailag egyenletes színköre:
Nemcsics A COLOROID színrendszer alapszínei a CIE színezeti diagramban
Szürke skála a Coloroid színrendszerben A szürke színek a COLOROID színrendszer hengeres színterének hossztengelyében helyezkednek el A szürke skála Coloroid jelzőszáma egész szám 1-től 100-ig A szürke skála bármely tagjának Coloroid jelzőszámát tízzel osztva, majd az eredményt négyzetre emelve megkapjuk az adott szín CIE Y színösszetevőjét (CIE világosságát) A fekete jele 0 a fehéré 100
Akromatikus színek a Coloroid színrendszerben
Azonos színezetű színek a COLOROID színrendszerben Az azonos színezetű színek a Coloroid hengeres színterében a henger tengelymetszetein helyezkednek el. A 48 alpszín 7-7 szinárnyalata a következő: Sárga, jele: 10, 11,,16 narancs, lele: 20, 20,,26 vörös (ebből csak 6 árnyalat van), jele: 30, 31,,35 bíbor és ibolya, jele: 40, 41,,46 kék, jele: 50, 51,,56 hideg zöld, jele: 60, 61,,66 meleg zöld. jele: 70, 71,,76 A többi színezet jele a többi szám 1 és 100 között.
Azonos színezetű színek a COLOROID színrendszerben
Azonosan színezetdús színek a Coloroid színrendszerben Az azonosan színezetdús színek a COLOROID színrendszer hengeres színterében koaxiális hengerfelületeken helyezkednek el Az azonosan színezetdús színek azonos mennyiségű szürkéből és különböző tiszta színekből additív színkeveréssel hozhatók létre A legszínezetdúsabb színek jelzőszáma 100, a legkevésbé színezetdús színeké (szürke, fehér, fekete) 0
Azonosan színezetdús színek a Coloroid színrendszerben
Azonos világosságú színek a Coloroid színrendszerben Az azonos világosságú színek a COLOROID színrendszer hengeres színterének hossztengelyére merőleges síkokban helyezkednek el A szürke skála Coloroid jelzőszáma egész szám 1-től 100-ig. A fekete világosságának számszerű értéke 0, a fehéré 100 A világossági skála bármely tagjának Coloroid jelzőszámát tízzel osztva, majd az eredményt négyzetre emelve megkapjuk az adott szín CIE Y színösszetevőjét (CIE világosságát) A fekete jele 0 a fehéré 100
Azonos világosságú színek a Coloroid színrendszerben
Az RGB színrendszerek A színes monitorok színrendszere Kísérlet a színharmóniák monitoros szerkesztésére Dr. Wenzel Klára
A színes monitorok RGB alapszínei
A monitor színkörének színei a CIE színezeti diagramban
A kiegészítő színek a monitor színkörében
Hármas színharmóniák a monitor színkörében
Négyes színharmóniák a monitor színkörében
Jean Bourges digitális színrendszere A számítógépes színtervezés és a színes nyomtatás összhangját valósítja meg. A színes nyomtató három alapszínére (C, M, Y) épül fel. A színes nyomtató teljes gamutját kihasználja. A színrendszerben a színeket 4 csoportba sorolja (vörösek, sárgák, zöldek és kékek). Minden csoportban 5-5 szín átmenet található, így az alapszínek száma 20.
A kiegészítő színek Jean Bourges színkörében
Jean Bourges színkörének színei a CIE színezeti diagramban
A 20 színárnyalatot 10 fokozatban világosítja. Minden szín C, M, Y és K színjellemzőjét megadja. (l. táblázat). A számadatok alkalmazásához a nyomtató alapszíneit be kell kalibrálni.
Jean Bourges azt javasolja, hogy négy kiegészítő színből állítsunk össze színharmóniákat, mindig az azonos világosságú illetve fekete tartalmú fokozatokat választva. Pl:
A RAL színtervezési rendszer (Nem színrendszer, csak tervezési segédlet) A CIE (Comission International d'eclairage) dolgozta ki1976- ban. A szakmai színtervezéshez lett kifejlesztve. A RAL színkör 360 színárnyalatot tartalmaz. Összesen 1688 szín, rendszerbe szervezve. A RAL Tervezési Rendszerben a színek színárnyalat, fényesség és színesség szerint vannak rendszerbe foglalva
A RAL színek számozása A RAL Tervezési Rendszerben a színek színárnyalat, fényesség és színesség szerint vannak rendszerbe foglalva. Egy 210 60 30-as RAL szín jelenti például a 210-es színárnyalatot, 60-as fényességgel és 30-as színtelítettséggel. A RAL rendszerben a színárnyalatok a spektrális színek sorrendjében körben vannak elrendezve, az elnevezés a szögnagyságok alapján történik. Így a piros 00-nál (=3600) indul, a sárga 900-nál, a zöld 1800-nál és a kék 2700-nál. A színtelen tengely egyúttal a világosságot is megadja. A 0 legalul a fekete, a100 a fehér.
A RAL Design színköre A RAL-színmintagyűjtemény évente bővül, minden évben új színek csatlakoznak, igény szerint színtrendeket előrevetítve a már meglévők mellé. Vannak benne olyan színtartományok, amelyekben túlságosan sok a szinte egymástól alig megkülönböztethető szín, míg más színtartományok csak alig néhány árnyalatot tartalmaznak. Színjeleik önkényesek.
Összehasonlítás A monitor RGB színrendszere - A harmónikus színsorok egyszerűen szerkeszthetők. - Maximálisan kihasználja a monitor színmegjelenítő lehetőségeit (gamutját). - A színrendszer a monitor R, G és B alapszíneinek arányos keverékein alapul, tehát érzet szerint nem pontosak a harmóniák. - A kiegészítő színek nem az elméleti fehér ponton metszik egymást. Jean Bourges színrendszere - A monotoros színtervezéshez legjobban alkalmazkodó színrendszer. - A nyomtató C, M és Y alapszíneire épül fel, tehát összehangolja a monitoron megtervezett színeket a nyomtatásban megjelenített színekkel. - A színrendszer maximálisan kihasználja a színes nyomtató gamutját. - A színrendszer alapszínei nem is jelennek meg papíron, (nem kell be szkennelni), hanem táblázatban adja meg a C, M, Y és a hozzá adott K értékeket (1., 2., 3. és 4. táblázat). - Csak kalibrált monitorral és nyomtatóval adja az elvárt eredményt. - A kiegészítő színekre alapítja a színharmóniákat. - Maximum négy színű színharmóniák alkalmazását javasolja.
Ostwald színrendszere - A színharmóniák alaptörvényein és a kiegészítő színeken alapul -A fizikailag kiegészítő színek nem minden esetben azonosak Ostwald kiegészítő színeivel - Csak bizonyos színekből festhető meg, fehér és fekete hozzáadásával - A monitoron csak szkennelés útján jeleníthetők meg a színek - a színszerkesztés nehézkes - A színek egy része telítetlen; nem használja ki a monitor és a mai festékek lehetőségeit Nemcsics színrendszere - Színharmónia preferencia kísérleteken alapul, tehát valós harmóniákból indul ki - Festett színminták alapján, additív színkeveréssel valósíthatók meg a színek - A monitoron csak szkennelés útján jeleníthetők meg a színek - a színszerkesztés nehézkes - A színek egy része telítetlen; nem használja ki a monitor és a mai festékek lehetőségeit
VÉGE