BenQ tudásközpont

Hogyan határozható meg a pontos színmegjelenítés?

2018/01/15

Hogyan határozható meg a pontos színmegjelenítés? Hogyan fejezhetők ki számokkal a színárnyalatok? Mielőtt részletesebben megismerkednénk ezzel a témakörrel, tekintsük át, hogy miért olyan lényeges a színárnyalatok számszerűsítése a fotósok, tervezők, képalkotó szakemberek, valamint a textiliparban, illetve egyéb iparágakban tevékenykedő felhasználók számára.

Az egyes színek úgy írhatók le a legegyszerűbben, ha egy olyan tárgyra utalunk, amelyhez a legtöbben az adott árnyalatot társítják. Például a piros színt a legtöbben az almával ábrázolják. De pontosan milyen almáról is beszélünk? Ugyanolyan almára gondolunk? Az 1. ábrára tekintve nyilvánvalóvá válik, hogy a különféle fajtájú almák között legalább hét különböző árnyalata is felfedezhető a pirosnak. Nem is beszélve az utolsóról; valójában az nem is piros! Következésképpen a színek tárgyakkal történő ábrázolása kisebb-nagyobb eltérésekhez vezet. Arra kell törekednünk, hogy ezek az eltérések minél kisebbek legyenek.

1. ábra: Különböző fajtájú almák

A pontos méréseket számok használatával fejezzük ki. Például számokat használunk a hosszúság, tömeg stb. leírására. Ha a színeket is számokkal fejezzük ki, az lehetővé teszi az egyes színárnyalatok összehasonlíthatóságát. Például elmondhatjuk, hogy az A és B jelű színek azonosak egymással, mivel ugyanolyan számértékkel rendelkeznek. Az emberi szem által érzékelhető színeket a CIE (Commission Internationale de l´Eclairage) nemzetközi bizottság számszerűsítette elsőként, még 1913-ban. Munkájuk eredményeként születtek meg a tristimulus (XYZ) értékek. Az XYZ értékek a következő három attribútum összeszorzásával határozhatók meg: a fényforrás spektrális teljesítménye, az objektummal kapcsolatos fényvisszaverődés és az észlelő szemének spektrális érzékenysége. Következésképpen, ha az A és B jelű színek azonos XYZ értékkel rendelkeznek, ugyanúgy néznek ki.

2. ábra: XYZ értékek kiszámítására szolgáló képlet

A színek számértékekben történő meghatározásának másik előnye, hogy a színek koordinátarendszerben ábrázolva is kifejezhetők. Ily módon színterek képezhetők. A 3. ábrán a CIE 1931-es xy színdiagramja látható, mely az emberi szem által érzékelhető valamennyi színt megjeleníti. Ez a diagram azonban nem felel meg teljes mértékben az emberi vizuális rendszer érzékenységének. Vegyük például a kéket és a zöldet. Az emberi szem a kékre különösképpen, a zöldre viszont kevésbé érzékeny: a pirosabb árnyalatokat lilaként, a zöldebbeket pedig ciánkékként észleljük. A CIE 3. ábrán látható 1931-es xy színdiagramja nem alkalmas az említett jelenség megfelelő ábrázolására. Ezért az emberek vizuális rendszerének pontosabb kifejezése érdekében 1976-ban megalkották az u'v' színdiagramot.

3. ábra: a CIE 1931-es xy színdiagramja

4. ábra: a CIE 1976-os u’v’ színdiagramja

Az előzőekben a színek számszerűsített kifejezését lehetővé tevő rendszereket ismertettük.

Adódik azonban a kérdés, hogy miként történik az egyes színek mérése?

A hosszúságot vonalzóval, a tömeget pedig mérleggel mérjük. A színek mérésekor elsőként a fényt kell megmérnünk. Bár a fénymérés a vonalzó vagy a mérleg használatához képest némileg összetettebb eljárás, a megfelelő eszközökkel pontosan elvégezhető. A fény spektrális teljesítményeloszlását például spektroradiométerrel határozhatjuk meg.

Az ilyen eszközök azonban egyrészről nagyméretűek és nehezen hordozhatók, másrészről költséges a használatuk. Ezért idővel kifejlesztették a színmérőt, vagy más néven kolorimétert. A színmérő XYZ szűrőkön keresztül méri a fényt, ennélfogva gyorsabb, mint a spektroradiométer, viszont kevésbé pontos.

*XYZ szűrők: Az optikai szűrők hullámhosszonkénti fényáteresztés útján képezik le az XYZ (tristimulus) értékek jellemzőit.

Amint azt már korábban említettük, az azonos XYZ értékkel rendelkező színek ugyanúgy néznek ki. Bizonyos esetekben azonban az eltérő XYZ értékkel rendelkező színek is rendkívül hasonlónak tűnnek egymáshoz képest. Például, ha egy világosabb szobában erőteljesebb, egy félhomályos helyiségben pedig halványabb fényt észlelünk, a különböző fényintenzitások következtében eltérő XYZ értékek ellenére ugyanolyan színűnek érzékeljük azokat. Ennek oka a vizuális rendszerünk alkalmazkodóképessége. Hasonló eredménnyel jár a különböző színhordozó médiumok színeinek összevetése. Például a monitoron és a kinyomtatott papíron látható színek összehasonlítása. Ennélfogva egy másik mérőszám is szükséges az alkalmazkodóképességünkkel összefüggő adaptációs jelenség számszerűsítéséhez. Ennek köszönhető a szabványosítási célokból megalkotott L*a*b* színtér (5. ábra) megszületése. Ennek alkalmazásakor az egyes képrészletek, illetve színhordozó médiumok (például papírlapok) legvilágosabb fényszintjéhez 100-as értéket társítanak, és az összes többi színt ehhez viszonyítva adják meg. Ily módon összehasonlíthatóvá válnak a különböző intenzitású fények, illetve a különféle médiumok eltérő színei.

5. ábra: L*a*b* színtér

Két hasonló, de kissé eltérő szín megtekintésekor felvetődhet bennünk a kérdés, hogy mennyire távol helyezkednek el egymáshoz képest az adott színtéren belül. Amennyiben nem számértékekkel fejezzük ki az egyes színeket, kijelenthetjük, hogy: „egymáshoz közeliek”. De pontosan mennyire? További kérdés, hogy miként határozható meg a „közel” kifejezés, tekintve, hogy mindenki eltérő módon érzékeli a színeket. Az XYZ vagy az L*a*b* színtér a különféle színek közötti különbségek számszerűsítését is lehetővé teszi. A különbség értékét az érintett színek közötti, adott színtéren belüli (legszélesebb körben az L*a*b* színtér használatos) távolság kiszámításával kapjuk meg. Ezt a különbségértéket színkülönbségnek nevezzük. Általában a delta E* használatos a színkülönbség megjelölésére.

A legegyszerűbb módon a delta E* 76 (delta E*ab) képlettel határozható meg a színkülönbség.

A textil- és grafikai iparban egy jóval összetettebb képletet használnak. Az 1994-ben elfogadott delta E* 94 megjelölésűt.

Annak érdekében, hogy pontosabban jeleníthessék meg az ember vizuális érzékelését, a kutatók továbbtökéletesítették az addig használt képleteket, és 2000-re kidolgoztak egy újabb változatot. A delta E*2000 (delta E*00) elnevezésűt. Az emberi színérzékelést minden korábbinál pontosabban kifejező delta E*00 a színmeghatározással foglalkozó tudományos kutatások nemzetközileg elfogadott szabványává vált.

A fent bemutatott képletekhez hasonlóan a megfelelő L*a*b* értékek ismeretében számítható ki az eredmény. A kívánt szín pontossága a mért L*a*b* és a referenciaként szolgáló L*a*b* értékek alapján határozható meg. A korábban említett műszerekkel gyorsan és egyszerűen elvégezhetők a szükséges mérések, viszont adódik a kérdés, hogy honnan olvashatók le a referencia-, illetve standardértékek? A referencia-, illetve standardértékek szabványos diagramokról (6. ábra) olvashatók le. Ezeken a különösen precíz színdiagramokon az összes szín L*a*b* értéke megtalálható. Mivel ezek állandó értékek, a diagramok referenciaként használhatók.

A különböző színek pontosságát általában a delta E*00 érték alkalmazásával határozzák meg. A delta E*00 < 1,00 azt jelzi, hogy az egyes színek összehasonlításakor a szakemberek számára sem fedezhetők fel észrevehető különbségek. A delta E*00 < 3,00 pedig arra utal, hogy nincsenek jelentős különbségek az érintett személy tekintetében. (Szakértők alatt színtudománnyal foglalkozó kutatók, valamint tapasztalt fotósok, tervezők, képalkotó szakemberek stb. értendők)

Az előzőekben megismerhettük a különböző színárnyalatok számszerűsítésének módját és annak jelentőségét. Ezenkívül a különböző színterek, mint például az XYZ és az L*a*b* közötti eltéréseket is bemutattuk. Végezetül pedig megtanultuk a színmérés módjait és a színkülönbségek meghatározását. A delta E*00 értékek használatával megítélhetjük, hogy a szín pontos-e vagy sem.

6-1. ábra: X-rite Classic ColorChecker diagram

6-2. ábra: X-rite Digital ColorChecker SG diagram

TOP