Podaj adres e-mail:
Newsletter
następny »powrót do spisu treści« poprzedniNr 8 (3) 2009
Ze względu na specyficzną budowę narządu wzroku u człowieka, postrzeganie barw zależy od wielu czynników, wśród których najważniejsze to:
- właściwości spektralne oglądanej powierzchni,
- rodzaj źródła światła, którym powierzchnia jest oświetlona (rodzaj iluminantu),
- kierunek obserwacji,
- jasność i kolor tła,
- wielkość oglądanej próbki,
- indywidualne cechy narządu wzroku danej osoby.
Właściwości spektralne oglądanej powierzchni
Jak już wspomnieliśmy w poprzedniej części, oświetlona powierzchnia odbija światło w sposób dla siebie charakterystyczny i można ją opisać odbiciowym widmem spektralnym. W idmo to określa zdolność do selektywnego odbijania poszczególnych długości fali światła. W trakcie tworzenia receptury kolorystycznej każdy kolor można uzyskać z kilku kombinacji mieszanin pigmentów. Mimo iż kombinacje te mają inną charakterystykę spektralną, to wizualnie, przy danym oświetleniu (np. światło dzienne) wywołują identyczne wrażenie barwne (barwy metameryczne). Na rysunkach 1 i 2 przedstawiono odbiciowe widma spektralne dwóch kolorów ze wzor nika NCS (S1030-Y30R i S4040-G70Y). Każdy z nich uzyskano na dwa sposoby, używając różnych kombinacji mieszanin pigmentów.
Rys. 1. Odbiciowe widma spektralne metamerów koloru S 1030-Y30R, gdzie jako a i b
oznaczono dwie różne receptury (kompozycje pigmentów).
Rys. 2. Odbiciowe widma spektralne metamerów koloru S 4040-G70Y, gdzie jako a i b
oznaczono dwie różne receptury (kompozycje pigmentów).
Rodzaj źródła światła, którym powierzchnia jest oświetlona (rodzaj iluminantu)
W dużej mierze postrzegany przez człowieka kolor zależy od źródła światła oświetlającego powierzchnię barwną. Do najczęściej spotykanych należy zaliczyć światło dzienne, lampy jarzeniowe, żarówki wolframowe oraz światło diodowe. Każde z nich ma inną charakterystykę spektralną. Ponadto, światło dzienne różni się w zależności od pogody i pory dnia. Charakterystyka spektralna światła słonecznego w bezchmurny dzień jest inna niż przy zachmurze niu, a jeszcze inna w czasie deszczu, gdy niebo jest przysłonięte grubą warstwą ciemnych chmur. Charakterystyka światła dziennego zależy także od pory dnia (poranek, południe i wieczór).
Międzynarodowa Komisja Oświetleniowa ustaliła różne rodzaje źródeł światła, jakich należy używać przy ocenie barwy. Takie źródła zostały nazwane normalnymi, standardowymi,a promieniowanie emitowane przez źródło standardowe zostało nazwane iluminantem normalnym, standardowym.
Do najważniejszych iluminatów należy zaliczyć [1]:
• Iluminant A – temperatura barwowa 2856K; promieniowanie to daje światło ciepłe typu WW (Warm White); odpowiada mu promieniowanie żarówki wolframowej; obecnie stosuje się go przy ocenie barw metamerycznych oraz przy określaniu wpływu oświetlenia na zmianę barwy.
• Iluminanty dzienne – rozkład widmowy odpowiada rozkładowi mocy uśrednionego promieniowania dziennego w różnych porach dnia, przy różnym stopniu zachmurzenia i na różnej szerokości geograficznej. Najważniejszym z tego typu iluminantów jest D65 – temperatura barwowa 6500K.
• Iluminanty fluorescencyjne, których jest 12, oznaczonych symbolami F1-F12.
Na rysunku 3 zilustrowano charakteystyki spektralne iluminantów najczęściej używanych do oceny barwy i metameryzmu podczas tworzenia receptur kolorystycznych.
Rys. 3. Charakterystyki spektralne trzech różnych iluminantów: D65, A i F11 (lampa TL84)
Przy wizualnej ocenie metamerów, które są nierozróżnialne np. w świetle dziennym (iluminant D65), zmiana oświetlenia na żarowe (iluminant A) lub fluorescencyjne (iluminant F11) ujawni wyraźne różnice w kolorze. Dlatego kolor S 1030-Y30R, uzyskany z dwóch różnych kombinacji pigmentów (a i b), w świetle żarówki daje odmienne wrażenie barwne mimo tego, że w świetle dziennym były nie do rozróżnienia. Podobnie jest w przypadku koloru S 4040-G70Y, co zilustrowano na rysunku 4. W literaturze różnice barwy postrzegane między metamerami przy zmianie źródła światła określa się jako me- tameryzm iluminantu (Illuminant Metamerism) [2] i najczęściej, gdy mówimy o zjawisku metaweryzmu, mamy na myśli metameryzm iluminantu.
Rys. 4. Różnice barwy metamerów koloru S1030-Y30R (receptury a i b z rys. 1)
oraz S4040-G70Y (receptury a i b z rys. 2) obserwowane w świetle żarówki (iluminant A).
Kierunek obserwacji
O ile postrzegane nasycenie barwy i jasność powierzchni matowych jest niezmienne, niezależnie od kąta, pod jakim jest ona oświetlana i oglądana, to w przypadku powierzchni z połyskiem jest już inaczej. Barwa wydaje się jaśniejsza i mniej nasycona, gdy powierzchnia jest oglądana pod kątem, przy którym następuje lustrzane odbicie strumienia światła oświetlającego. Oglądana w taki sposób powierzchnia sprawia wrażenie ciemniejszej i bardziej nasyconej. Z tego powodu bardzo trudna jest wizualna ocena ciemnych kolorów przy dużej różnicy połysku między wzor nikiem a wymalowaniem.
Szczególnie duży wpływ na ocenę barwy ma kąt obserwacji przy lakierach metalicznych i perłowych. Wyglądają one inaczej nawet przy małych różnicach w kącie obserwacji. W literaturze takie zmiany barwy nazwano metameryzmem geometrycznym (Geometric Metamerism) [2].
Rys. 5. Przykład zjawiska metameryzmy geometrycznego.
Jasność i kolor tła
Oprócz właściwości spektralnych i połysku oglądanej próbki koloru, duże znaczenie ma tło, czyli otoczenie, w jakim jest ona oceniana. Na jasnym tle kolor będzie zawsze wydawał się ciemniejszy niż na ciemnym [3]. Podobnie jest z oceną barwy. Jeżeli np. kolor różowy będzie oceniany w otoczeniu koloru czerwonego, będzie on sprawiał wrażenie bledszego niż w otoczeniu koloru zielonego.
Rys. 6. Wpływ tła na ocenę jasności. Wszystkie małe (wewnętrzne) kwadraty
mają ten sam odcień szarości [3].
Wielkość oglądanej próbki
Ze względu na nierównomier ne rozmieszczenie czopków w siatkówce oka, duży wpływ na postrzeganie barwy ma wielkość próbki, którą oceniamy. Ponieważ w centralnej części siatkówki (do kąta widzenia około 7,5’) [4] brak czopków niebiesko czułych, kolor będzie postrzegany inaczej na małych i dużych polach powierzchni. Z tego powodu w kolorymetrii funkcjonuje pojęcie obserwatora o kącie widzenia 2o i obserwatora o kącie widzenia 10o. Wynik uzyskiwane dla pierwszego z nich odpowiadają postrzeganiu barwy w zakresie kątów widzenia 1o - 4o (małe próbki) a drugiego powyżej 4o.
Rys. 7. Ilustracja definicji obserwatora o kącie widzenia 2° (dla małych próbek) oraz 10° (dla dużych próbek).
Indywidualne cechy narządu wzroku danej osoby
Każdy człowiek może w mniejszym lub większym stopniu inaczej postrzegać barwy. Wynika to z indywidualnych cech budowy narządu wzroku u poszczególnych osobników. Czułość wzroku zmienia się też z wiekiem. Zacierają się różnice w za- kresie kolorów niebieskich i zielonych. Jest to spowodowane żółknięciem soczewki oka [5].
Jednak powodem największych różnic w postrzeganiu barwy są wady budowy siatkówki oka. Wadę tę określa się mianem daltonizmu - jest to brak aktywnych czopków niebiesko - zielono lub czerwono - czułych. Rozróżnia się trzy odmiany daltonizmu:
- Protanopia (brak czerwono - czułych czopków)
- Deuteranopia (brak zielono - czułych czopków)
- Tritanopia (brak niebiesko - czułych czopków).
Rys. 8. Barwy światła postrzegane przez poszczególne odmiany daltionistów.
Wszystkie różnice barwy wynikające z odmiennej budowy wzroku poszczególnych osób określane są w literaturze jako metameryzm obserwatora (Observer Metamerism) [1]
Bogumił Rajkowski
Specjalista Technolog Pracownia Kolorowania
Bibliografia:
[1] J. Mielicki, Zarys wiadomości o barwie, FRPK, Łódź 1997
[2] R. Talbert, Paint Technology Handbook, CRC Press, Boca Raton 2008
[3] P. H. Lindsay, D. A. Norman, Procesy przetwarzania informacji u człowieka, PWN, Warszawa 1991.
[4] W. Dybczyński, Pomiary fotometryczne w zakresie mezopowym, VII Krajowe Sympozjum Kolorymetryczne, Kielce 2005.
[5] Z. Turlej, Czynnik wieku człowieka w percepcji barwy, VII Krajowe Sympozjum Kolorymetryczne, Kielce 2005
