Nyitóoldal   |   SZÍN  |   SZÍNKOMMUNIKÁCIÓ   |   Tartalom 
 
 
 
 
1.2.3.

Színmérés
 
 
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
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

Színmérés
« Színrendszerek
Színes technikák »
41.
Nem kereskedelmi oldal    |   Non-commercial website
Erről a weboldalról  |  Tartalom (Site map)  |  Magamról  |  Jogi nyilatkozat  |  Email  | 
Utolsó tartalmi frissülés: 2015.06.30.