ΠΡΟΛΟΓΟΣ

Ο τόμος Γ της θεματικής ενότητας «Η Τέχνη και η

Επικοινωνία στις Γραφικές Τέχνες» αναπτύσσεται σε 9 κεφ., τα

οποία έχουν γραφτεί σύμφωνα με τις αρχές της Ανοικτής και εξ

Αποστάσεως Εκπαίδευσης.

Τα κεφάλαια 1 έως 8 αναφέρονται στην τεχνολογία του

χρώματος. Συγκεκριμένα : στο κεφάλαιο 1 περιγράφεται ο τρόπος

δημιουργίας του χρωματικού αισθήματος στον άνθρωπο. Στο κεφ.

2 προσδιορίζεται η έννοια του χρώματος και γίνεται διαχωρισμός

των χρωμάτων σε διάφορες κατηγορίες. Στο κεφ. 3 επιχειρείται

σύντομη αναφορά στις χρησιμοποιούμενες φωτεινές πηγές και

παρουσιάζονται οι συνηθέστερες πρότυπες φωτεινές πηγές. Στο

κεφ. 4 περιγράφεται η πρώτη προσπάθεια συστηματικής

κατάταξης των χρωμάτων και αναλύεται ο τρόπος δημιουργίας των

χρωματικών χαρτών, οι οποίοι χρησιμοποιούνται ευρύτατα στις

γραφικές τέχνες. Στο κεφ. 5 παρουσιάζονται οι σημαντικότεροι

μέθοδοι ανάμειξης των χρωμάτων. Στο κεφ. 6 περιγράφονται οι

χρωματικοί χώροι και τα χρωματικά συστήματα που

χρησιμοποιούνται σήμερα στις κυριότερες χρωματικές εφαρμογές.

Ακολουθεί επίσης εκτενής αναφορά στον τρόπο διαχείρισης του

χρώματος στους Η\Υ. Επιπλέον παρατίθεται εν συντομία ο

υπολογισμός των χρωματικών διαφορών καθώς και τα

προβλήματα που προκύπτουν κατά τους υπολογισμούς αυτούς.

Στο κεφ. 7 αναφερόμαστε στην ενόργανη εξέταση ενός έγχρωμου

δείγματος και επιχειρείται σύντομη περιγραφή του απαραίτητου

εξοπλισμού. Στο κεφ. 8 γίνεται αναφορά στις κατηγορίες των

χρωστικών υλών, στις ιδιότητές τους και στη χρήση τους, μαζί με

τα αντίστοιχα υποστρώματα στις διάφορες εφαρμογές των

γραφικών τεχνών.

Κατά την συγγραφή αυτών των κεφαλαίων καταβλήθηκε

προσπάθεια το περιεχόμενο τους να είναι κατανοητό από κάθε

σπουδαστή, ανεξάρτητα από τις βασικές σπουδές που έχει

πραγματοποιήσει (θετικές, καλλιτεχνικές, τεχνολογικές). Στόχος

μας είναι, όταν θα έχετε ολοκληρώσει την μελέτη αυτών των 8 κεφ.

Να είστε σε θέση να αξιοποιείτε όλες τις δυνατότητες που σας

παρέχει η σύγχρονη τεχνολογία ως προς τη διαχείριση του

χρώματος σε κάθε δραστηριότητα/εφαρμογή που σχετίζεται με τις

γραφικές τέχνες και τα πολυμέσα. Είναι πιστεύουμε περιττό να

τονίσουμε τη σπουδαιότητα του χρώματος σε κάθε προσπάθεια

οπτικής επικοινωνίας και, κατ’ επέκταση να επισημάνουμε ότι είναι

απαραίτητο να μελετήσετε προσεκτικά και συστηματικά το

διδακτικό υλικό.

Το τελευταίο κεφ. του παρόντος τόμου, το κεφ. 9, αναφέρεται

στις αρχές της οπτικής παιδείας. Παρουσιάζονται ο χαρακτήρας

και το περιεχόμενο της οπτικής παιδείας, επισημαίνεται η

αναγκαιότητα της, αναλύονται η σύνθεση και τα βασικά στοιχεία

της οπτικής επικοινωνίας, η ανατομία του οπτικού μηνύματος, η

δυναμική της αντίθεσης και οι στρατηγικές επικοινωνίας. Επιπλέον

εξετάζεται η διαμόρφωση του ύφους που χαρακτηρίζει κάθε

μορφή οπτικής έκφρασης μιας κοινωνικής ομάδας σε μια

συγκεκριμένη χρονική περίοδο, προσφέροντας μια ενδιαφέρουσα

προσέγγιση στα διάφορα καλλιτεχνικά κινήματα.

Το κεφάλαιο αυτό αποτελεί Οδηγό Μελέτης για ορισμένα

από τα κεφ. του συγγράμματος της D. A. Dondis Βασικές Αρχές

Οπτικής Παιδείας, μτφρ. Μ. Διακοδημητρίου, εκδ. ΕΑΠ, Πάτρα

2002, το οποίο θα αποκαλείται στο εξής Συνοδευτικό Βιβλίο.

Επιλέξαμε το βιβλίο της D. A. Dondis τόσο γιατί είναι ένα από τα

πρώτα συγγράμματα που προέβαλαν την ανάγκη της οπτικής

καλλιέργειας όσο και γιατί υποδεικνύει τον τρόπο με τον οποίο

αυτό μπορεί να επιτευχθεί. Στόχος μας είναι αφενός να σας

υποδείξουμε τα κεφ. του συνοδευτικού βιβλίου που πρέπει να

μελετήσετε καθώς και τα σημεία στα οποία πρέπει να εστιάσετε

την προσοχή σας και αφετέρου να σας δώσουμε κάποιες

διευκρινίσεις, όπου αυτό κρίνεται απαραίτητο. Εξάλλου, για να

διευκολυνθείτε κατά την μελέτη σας, οι ενότητες του κεφ. 9 φέρουν

τους ίδιους τίτλους με αυτούς των κεφ. του συνοδευτικού βιβλίου.

Σε όλα τα κεφάλαια του παρόντος τόμου περιέχονται

βιβλιογραφικές αναφορές για όσους επιθυμούν να εμβαθύνουν

περισσότερο στα υπό εξέταση θέματα. Επιπλέον, εμπεριέχεται

επαρκής αριθμός Ασκήσεων Αυτοαξιολόγησης και

Δραστηριοτήτων, η εκπόνηση τα ων οποίων κρίνεται απαραίτητη

προκειμένου να εμπεδώσετε τις γνώσεις που θα αποκτάτε

σταδιακά κατά την μελέτη σας, να εντοπίζετε πιθανές αδυναμίες

σας και να ελέγχετε τον ρυθμό προόδου σας.

OΟΠΤΙΚΗ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑ ΚΑΙ ΧΡΩΜΑΤΙΚΟ

ΑΙΣΘΗΜΑ

Σκοπός του κεφαλαίου αυτού είναι η ανάλυση της

λειτουργίας της όρασης και του τρόπου δημιουργίας των

χρηματικών αισθημάτων με βάση τις επικρατέστερες μέχρι σήμερα

θεωρίες και αντιλήψεις.

Όταν θα έχετε ολοκληρώσει την μελέτη του κεφαλαίου αυτού, θα

είστε σε θέση να:

Περιγράφετε την διαδικασία της δημιουργίας ενός

χρωματικού αισθήματος.

Προσδιορίζετε όλες τις ανατομικές, φυσικές και φυσιολογικές

παραμέτρους που μπορούν να επηρεάσουν τη λειτουργία

της ανθρώπινης όρασης, συνεπώς και τη δημιουργία ενός

χρωματικού αισθήματος.

Φωτεινή πηγή

Φωτεινή ακτινοβολία

Φασματική κατανομή ακτινοβολίας

Συντελεστής διαφάνειας

Συντελεστής ανάκλασης

Οπτικός δέκτης

Ευαισθησία οπτικού δέκτη

Ανθρώπινο μάτι

Κωνία και ραβδία

Σε κάθε διαδικασία οπτικής επικοινωνίας υπεισέρχονται

τουλάχιστον τρεις βασικοί παράγοντες: μια φωτεινή πηγή, ένας

παρατηρητής και ένα αντικείμενο, το οποίο, παρεμβαλλόμενο

μεταξύ της φωτεινής πηγής και του παρατηρητή, διαμορφώνει

τη φωτεινή ακτινοβολία που εκπέμπει η πηγή σύμφωνα με τους

νόμους της οπτικής ( ανάκλαση, διαφάνεια, απορρόφηση,

σκέδαση). Αυτή η διαμόρφωση συνδέεται άμεσα με τις φυσικές

ιδιότητες της φωτεινής πηγής (φασματική κατανομή της

εκπεμπόμενης ακτινοβολίας), του αντικειμένου (συντελεστής

απορρόφησης, ανάκλασης, διαφάνειας) και του παρατηρητή

(ευαισθησία του ανθρώπινου ματιού – οπτικού δέκτη).

Στο κεφάλαιο αυτό θα γίνει μια σύντομη αναφορά στα

κυριότερα χαρακτηριστικά των τριών αυτών παραγόντων και

ιδιαίτερα σε εκείνα που σχετίζονται άμεσα με τη δημιουργία

ενός χρωματικού αισθήματος.

Ενότητα 1.1

ΦΩΤΕΙΝΗ ΠΗΓΗ, ΦΩΤΕΙΝΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

Φωτεινές πηγές μπορούν να χαρακτηριστούν τα σώματα τα

οποία εκπέμπουν ηλεκτρομαγνητικές ακτινοβολίες με μήκη

κύματος που βρίσκονται στην περιοχή του ορατού φάσματος,

δηλαδή με μήκη κύματος μεταξύ 400nm (κατώτερο όριο του

ορατού φάσματος) και 700 nm (ανώτερο όριο του ορατού

φάσματος). Τα μικρότερα μήκη κύματος εμφανίζονται μπλε

(ιώδη), ενώ τα μεγαλύτερα κόκκινα. Γι’ αυτό και οι αμέσως

γειτονικές περιοχές στα δύο άκρα του ορατού φάσματος

χαρακτηρίζονται σε «υπεριώδεις» και «υπέρυθρες» αντίστοιχα.

Μεταβαίνοντας από το ιώδες (μπλε) άκρο του ορατού φάσματος

προς το ερυθρό, συναντάμε κατά σειρά την κυανή περιοχή, την

πράσινη και την κίτρινη. Η μετάβαση αυτή από περιοχή σε

περιοχή είναι συνεχής, δεν υπάρχουν δηλαδή σαφώς

διακρινόμενα όρια των περιοχών αυτών.

Σχήμα 1

Το ορατό φάσμα και οι γειτονικές περιοχές

UV περιοχή

Ορατό φάσμα

IR περιοχή

ΣΧΗΜΑ 1

Λαμβάνοντας υπόψη την κυματική μορφή του φωτός η

εκπομπή φωτεινής ακτινοβολίας από μια φωτεινή πηγή δεν είναι

τίποτα άλλο παρά εκπομπή ενέργειας, σύμφωνα με τον νόμου του

Planck. Αυτή η ενέργεια κατανέμεται στα διάφορα μήκη κύματος

ανάλογα με τη φύση της πηγής, καθορίζοντας έτσι την

ονομαζόμενη φασματική κατανομή της εκπεμπόμενης

ακτινοβολίας. Όταν η εκπεμπόμενη ενέργεια συγκεντρώνεται σε

μια πολύ στενή φασματική περιοχή γύρω από ένα μήκος κύματος,

τότε μιλάμε για μονοχρωματική ακτινοβολία, ενώ όταν κατανέμεται

ισόποσα σε όλη την ορατή περιοχή, μιλάμε για λευκό φως. Στην

πράξη, οι πλέον κοινές τεχνητές φωτεινές πηγές εκπέμπουν

ακτινοβολίες με φασματική κατανομή μεταξύ αυτών των δύο

ακραίων καταστάσεων. Η σημαντικότερη, όμως, φωτεινή πηγή

είναι ο ήλιος. Παρόλο που επηρεάζει τόσο πολύ τη ζωή μας, είναι

η πλέον μεταβλητή φωτεινή πηγή όσον αφορά την κατανομή της

εκπεμπόμενης ακτινοβολίας. Αυτή η κατανομή είναι συνάρτηση

του χρόνου, της ημέρας και της εποχής του έτους, του

γεωγραφικού πλάτους του τόπου, των καιρικών και ατμοσφαιρικών

συνθηκών καθώς και της γωνίας παρατήρησης.

Σχεδιάγραμμα σ

Σχήμα 2

Ενότητα 1.2

ΤΟ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ

Όταν μια φωτεινή ακτινοβολία προσπέσει σε ένα αντικείμενο,

ένα τμήμα της θα ανακλαστεί στην επιφάνεια του αντικειμένου,

ένα τμήμα της θα απορροφηθεί και ένα άλλο πιθανόν θα

περάσει μέσα από αυτό.

Το ποσοστό που θα ανακλαστεί είναι συνάρτηση της μορφής

(υφής) που έχει η επιφάνεια του υλικού, της φύσης του υλικού

και του μήκους κύματος της ακτινοβολίας. Εάν η επιφάνεια δεν

είναι οπτικά λεία, τότε θα εμφανιστούν και έντονα φαινόμενα

σκέδασης, δηλαδή θα υπάρξει στη ανακλώμενη δέσμη μια

πολική κατανομή, της οποίας η ακριβής μορφή θα είναι

συνάρτηση της μορφής της επιφάνειας.

Σχήμα 3

Το ποσοστό της ακτινοβολίας που ανακλάται καθορίζει και

τον συντελεστή ανάκλασης R, ο οποίος θεωρητικά μπορεί να

πάρει τιμές από 0 μέχρι 1 (ή από 0 μέχρι 100%, εάν μετρηθεί

ως ποσοστό της προσπίπτουσας δέσμης). Στην πράξη, όμως,

αυτές οι ακραίες τιμές δεν είναι δυνατόν να επιτευχθούν.

Αντίστοιχα, ο συντελεστής διαφάνειας και ο συντελεστής

απορρόφησης μπορούν να πάρουν τιμές από 0 μέχρι 1 (ή από

0 μέχρι 100%), χωρίς να υπάρχει στην πράξη δυνατότητα

πραγματοποίησης των ακραίων τιμών.

Και οι τρείς αυτοί συντελεστές συνηθίζεται να περιγράφονται

ως συναρτήσεις του μήκους κύματος της προσπίπτουσας

ακτινοβολίας για κάθε περίπτωση.

Ενότητα 1.3

Ο ΠΑΡΑΤΗΡΗΤΗΣ – ΟΠΤΙΚΟΣ ΔΕΚΤΗΣ

Η καταγραφή οποιουδήποτε οπτικού μηνύματος δεν είναι

δυνατή χωρίς τη χρήση οπτικού δέκτη, οποίος στη περίπτωση

της απλής παρατήρησης είναι το ανθρώπινο μάτι. Μαζί με το

οπτικό νεύρο και το αντίστοιχο οπτικό κέντρο του εγκεφάλου

συνιστούν ένα μοναδικό, από άποψη λειτουργίας και

συμπεριφοράς, οπτικό σύστημα καταγραφής, το οποίο

προσπαθούν να αντιγράψουν όλα τα τεχνητά συστήματα

οπτικών δεκτών.

1.3.1. Το ανθρώπινο μάτι

Το ανθρώπινο μάτι παρουσιάζει πολύ μεγάλες ομοιότητες,

ως προς την κατασκευή και τη λειτουργία, με μια φωτογραφική

μηχανή (σχήμα 4). Η διατομή της φωτεινής ακτινοβολίας που

εισέρχεται στο μάτι ρυθμίζεται από την ίριδα (κόρη), η οποία

παίζει ρόλο αντίστοιχο με εκείνο του διαφράγματος στην

φωτογραφική μηχανή. Η μέγιστη (περίπου 8 mm ) και η

ελάχιστη (περίπου 1.5 mm ) διάμετρος της κόρης , σε

συνδυασμό με την εστιακή απόσταση του φακού του ματιού

(περίπου 16mm ), καθορίζουν έναν αριθμό ανοίγματος

f(=εστιακή απόσταση /διάμετρο) για το μάτι μεταξύ 2 και 11.

Σχήμα 4

Το βάθος πεδίου, όπως ακριβώς και στις φωτογραφικές

μηχανές, είναι μεγαλύτερο για μικρότερης διαμέτρου άνοιγμα

της κόρης. Η εισερχόμενη ακτινοβολία συναντά τον

κρυσταλλώδη, αμφίκυρτο φακό ο οποίος, έχοντας την

δυνατότητα να μεταβάλλει την ακτίνα καμπυλότητας του με τη

βοήθεια κατάλληλων μυών, μπορεί να σχηματίζει σαφές είδωλο

αντικειμένων, τα οποία βρίσκονται σε διαφορετικές αποστάσεις

από το ανθρώπινο μάτι. Το είδωλο αυτό σχηματίζεται στον

αμφιβληστροειδή χιτώνα (σύγκριση με το φιλμ της

φωτογραφικής μηχανής), όπου βρίσκονται διάσπαρτοι περίπου

130.000.000 οπτικοί δέκτες. Στους δέκτες αυτούς, με τη βοήθεια

ειδικών χρωστικών ουσιών, γίνεται η μετατροπή του οπτικού

σήματος, σε ηλεκτρικό, το οποίο μεταβιβάζεται στη συνέχεια, με

τη βοήθεια του οπτικού νεύρου, στο οπτικό κέντρο του

εγκεφάλου. Στο ανθρώπινο μάτι διακρίνουμε 2 είδη οπτικών

δεκτών: τα ραβδία και τα κωνία. Τα κωνία είναι πολύ λιγότερα

συγκριτικά με τα ραβδία, παρουσιάζουν μικρότερη ευαισθησία,

έχουν σχεδόν κωνικό σχήμα και παρέχουν την δυνατότητα της

έγχρωμης όρασης. Τα ραβδία - περίπου 20 φορές περισσότερα

από τα κωνία-έχουν κυλινδρικό σχήμα και λόγω της μεγάλης

τους ευαισθησίας, χρησιμεύουν στην δημιουργία οπτικού

αισθήματος σε συνθήκες περιορισμένου φωτισμού. Τελευταίες

έρευνες όμως ενισχύουν τις υποψίες ότι και τα ραβδία υπό

ορισμένες συνθήκες, μπορούν να συνεισφέρουν στην έγχρωμη

όραση, αφού αλληλεπιδρούν με τα κωνία μέσω των λεγόμενων

οριζόντιων κυττάρων, καθώς και των γαγγλιακών κυττάρων.

Τα ραβδία και τα κωνία είναι ανομοιόμορφα κατανεμημένα

στον αμφιβληστροειδή, γεγονός που έχει ορισμένες επιπτώσεις

στην λειτουργία της όρασης. Υπάρχει, για παράδειγμα, μια

περιοχή του αμφιβληστροειδούς, η ονομαζόμενη ωχρά

κηλίδα, στο κέντρο της οποίας βρίσκεται το βοθρίο. Η περιοχή

αυτή καλύπτει γωνία περίπου 2ο του οπτικού πεδίου. Εδώ

παρατηρείται μεγάλη συγκέντρωση κωνίων και απουσία

ραβδίων, με συνέπεια το μάτι να εμφανίζει τη μεγαλύτερη

χρωματική οξύτητα όταν η ακτινοβολία πέσει στην περιοχή

αυτή, που βρίσκεται κοντά στον οπτικό άξονα του ματιού. Γι'

αυτό και πιστεύεται ότι για καλύτερη χρωματική εξέταση ενός

αντικειμένου θα πρέπει να χρησιμοποιείται οπτικό πεδίο 2ο .

Υπάρχουν πολλές θεωρίες για τη λειτουργία των κωνίων,

αλλά η περισσότερο αποδεκτή είναι η τριχρωματική θεωρία

των Young - Helmholtz, που βασίζεται στο πειραματικό

δεδομένο ότι οποιοδήποτε χρώμα μπορεί να παραχθεί με

κατάλληλη μείξη τριών μονοχρωματικών ακτινοβολιών. Η

θεωρία αυτή υπαγορεύει τρεις διαφορετικούς τύπους κωνίων,

που παρουσιάζουν μέγιστη ευαισθησία σε διαφορετικές

φασματικές περιοχές. Ο ένας τύπος κωνίων εμφανίζει μέγιστη

ευαισθησία στα 440nm (κατ' άλλους στα 480nm), ο δεύτερος

στα 530nm και ο τρίτος στα 590nm (κατ' άλλους στα 600nm)

περίπου. Δηλαδή, οι τρείς τύποι κωνίων παρουσιάζουν μέγιστη

ευαισθησία στην μπλε, στην πράσινη και στην κόκκινη

φασματική περιοχή αντίστοιχα. Αθροίζοντας τις τρεις αυτές

επιμέρους ευαισθησίες, προκύπτει η συνολική ευαισθησία του

ανθρώπινου ματιού, η οποία παρουσιάζει μέγιστη τιμή στα

560nm περίπου. (Σχήμα 5)

Υπάρχει όμως σημαντική αλληλοεπικάλυψη στις τρεις

φασματικές περιοχές ευαισθησίας των τριών τύπων κωνίων.

Μια μονοχρωματική ακτινοβολία συνεπώς διεγείρει τουλάχιστον

δύο τύπους κωνίων.

Σχήμα 5

Στην πραγματικότητα, υπάρχουν δυο διαφορετικές καμπύλες

ευαισθησίας για το ανθρώπινο μάτι, μια για κάθε είδος οπτικών

δεκτών. Τα ραβδία παρουσιάζουν μεγαλύτερη ευαισθησία από

τα κωνία σε όλη τη περιοχή του ορατού φάσματος, πλην του

ερυθρού άκρου, με μέγιστο γύρω στα 500nm.

Τα δημιουργούμενα χρωματικά αισθήματα καθορίζονται από

τον λόγο των αποκρίσεων των τριών ειδών κωνίων. Για

παράδειγμα, στα 480nm ο λόγος αυτός είναι

1:5:9=κόκκινο:πράσινο:μπλε, γεγονός που έχει αποτέλεσμα τη

δημιουργία κυανού χρωματικού αισθήματος.

Αλλά και ο αριθμός των τριών ειδών κωνίων δεν είναι ο ίδιος.

Η αναλογία τους είναι: ευαίσθητα στην μπλε φασματική

περιοχή: ευαίσθητα στην πράσινη φασματική περιοχή:

ευαίσθητα στην κόκκινη φασματική περιοχή=1:16:32 περίπου.

Το γεγονός αυτό δικαιολογεί την μικρότερη ευαισθησία του

ανθρώπινου ματιού στην μπλε περιοχή και τονίζει την ανάγκη

αποφυγής χρήσης του μπλε χρώματος για την απόδοση

λεπτομερειών σε έντυπα ή οθόνες.

Στα τέλη του 18ου

αιώνα ο Wilhelm Kuehne ανακάλυψε τη

ροδοψίνη, τη χρωστική των ραβδίων. Είναι ένα είδος

πρωτεΐνης, συγγενές με τη βιταμίνη Α1,η οποία με την

επίδραση του φωτός διασπάται, ενώ στο σκοτάδι

«αναγεννάτε». Έχουμε, δηλαδή, αντίστροφη χημική μεταβολή.

αυτές οι δυο φωτοχημικές αντιδράσεις ονομάζονται «λεύκανση»

και «αναγέννηση». Στα μέσα όμως του 20ου

αιώνα

διαπιστώθηκε ότι στα κωνία υπάρχουν τρία είδη χρωστικών, οι

οποίες αντιδρούν διαφορετικά υπό την επίδραση της μπλε, της

πράσινης και της κόκκινης ακτινοβολίας. Κανένα από τα τρία

αυτά είδη χρωστικής δεν έχει απομονωθεί χημικά. Το βέβαιο

όμως είναι ότι σε κάθε κωνίο υπάρχει μόνο ένα είδος

χρωστικής. Η τριχρωματική θεωρία δίνει μια πολύ απλή

ερμηνεία για την αδυναμία να προσδιορίσουν τα χαρακτηριστικά

ορισμένων χρωμάτων. Σε αυτούς η μια από τις τρεις κατηγορίες

κωνίων είτε δεν λειτουργεί φυσιολογικά είτε απουσιάζει

ολοκληρωτικά. Μιλάμε τότε για δυσχρωματοψία ή μερική

αχρωματοψία και την ονομάζουμε πρωτανοπία, όταν η βλάβη

συνδέεται με τα ευαίσθητα στο κόκκινο κωνία, δευτερανοπία,

όταν οι ευαίσθητοι στο πράσινο οπτικοί δέκτες δεν λειτουργούν

φυσιολογικά και, τέλος τριτανοπία, όταν υπολειτουργούν τα

ευαίσθητα στο μπλε κωνία. Στην περίπτωση ολικής

καταστροφής ή απουσίας και των τριών τύπων κωνίων το

άτομο δεν μπορεί να διακρίνει παρά μόνο μαύρο άσπρο ή γκρι

και χαρακτηρίζεται χρωματικά τυφλό. Δυσχρωματοψία

παρατηρείται συχνότερα στους άνδρες (ποσοστό περίπου 8%)

παρά στις γυναίκες (ποσοστό μικρότερο του 0,5%) και

μεταβιβάζεται κληρονομικά.

Μια άλλη χρωματική θεωρία, γνωστή και ως «Θεωρία των

αντίθετων χρωμάτων» διατυπώθηκε το 1878 από τον

E.Hering, σύμφωνα με αυτήν υπάρχουν και πάλι τρεις τύποι

οπτικών δεκτών: ο πρώτος εμφανίζει ευαισθησία στο πράσινο

στο κόκκινο και σε όλους τους μεταξύ τους συνδυασμούς, ο

δεύτερος στο κίτρινο στο μπλε και σε όλους τους συνδυασμούς

τους, ενώ ο τρίτος συνδέεται με το άσπρο, το μαύρο και το γκρι.

Καμιά από τις δύο θεωρίες, όμως, δεν εξηγεί επαρκώς όλα

όσα έχουν σχέση με την έγχρωμη όραση. Για τον λόγο αυτό ο

Von Kries διατύπωσε (1904) την άποψη ότι η λειτουργία της

όρασης επιτελείται σε δύο στάδια: για το πρώτο που φτάνει

μέχρι και τη διέγερση των οπτικών δεκτών, ισχύει η

τριχρωματική θεωρία ενώ στη συνέχεια, όλες οι διεργασίες που

οδηγούν στη διαμόρφωση του τελικού χρωματικού αισθήματος

ακολουθούν τη θεωρία των αντίθετων χρωμάτων. Στην ουσία,

αυτή η πρόταση δίνει τη δυνατότητα να εφαρμόσει κανείς όποια

από τις δύο θεωρίες εξυπηρετεί καλύτερα το αντικείμενο της

μελέτης του. Έτσι , στη χρωματομετρία χρησιμοποιείται σχεδόν

αποκλειστικά η τριχρωματική θεωρία, ενώ η ψυχολογία των

χρωμάτων και η φυσιολογία χρησιμοποιούν τη θεωρία των

αντίθετων χρωμάτων.

1.3.2

Η μετάδοση του οπτικού μηνύματος από το μάτι στον

εγκέφαλο

Από τους οπτικούς δέκτες τα σήματα μεταφέρονται στις

στιβάδες του αμφιβληστροειδούς και από εκεί, με τη βοήθεια

των γαγγλιακών κυττάρων και των νευρικών ινών στον

εγκέφαλο. Οι νευρικές ίνες συνενώνονται και σε ένα σημείο του

αμφιβληστροειδούς τον διαπερνούν, σχηματίζοντας τα οπτικά

νεύρα. Στο σημείο αυτό του αμφιβληστροειδούς δεν υπάρχουν

οπτικοί δέκτες και εμφανίζεται έτσι το ονομαζόμενο «τυφλό

σημείο». Σε συνήθεις συνθήκες παρατήρησης το τυφλό σημείο

δεν δημιουργεί πρόβλημα στην όραση γιατί το μάτι κινείται

συνεχώς με σχετικά μεγάλες ταχύτητες.

Μετά τη έξοδο τους από τα μάτια, τα δύο οπτικά νεύρα

διασταυρώνονται στο οπτικό χίασμα, όπου και χωρίζονται σε

δύο κλάδους το καθένα. Στη συνέχεια, αυτοί οι τέσσερις κλάδοι

συναντούν τα δύο πλάγια γωνατώδη σώματα, που

αποτελούνται από στιβάδες, καθεμιά από τις οποίες δέχεται

σήματα από ένα μόνο μάτι. Από εκεί ξεκινούν νέες νευρικές

ίνες, που μεταφέρουν τις πληροφορίες στο οπτικό κέντρο του

εγκεφάλου, το οποίο αποτελείται από δύο ημισφαίρια,

ευρισκόμενα στο πίσω μέρος του εγκεφάλου.

Πολλές από τις επιμέρους λειτουργίες του ανθρώπινου

οπτικού συστήματος δεν είναι ακόμη απόλυτα γνωστές. Το

πώς, για παράδειγμα, ο εγκέφαλος μετατρέπει τα σήματα που

δέχεται σε «έγχρωμη εικόνα» είναι ακόμη άγνωστο. Υπάρχουν

ενδείξεις ότι τα σήματα αυτά δεν σταματούν στο οπτικό κέντρο

αλλά μεταβιβάζονται και σε άλλα κέντρα του εγκεφάλου.

Σύνοψη

Όπως είδαμε στο κεφάλαιο αυτό, μια εικόνα δημιουργείται με

τη βοήθεια μιας φωτεινής ακτινοβολίας, η οποία διαμορφωμένη

από ένα αντικείμενο, προσπίπτει στο ανθρώπινο μάτι και

συγκεκριμένα στα ραβδία και στα κωνία του

αμφιβληστροειδούς. Εκεί δημιουργούνται τα αντίστοιχα σήματα

τα οποία μεταφέρονται με το οπτικό νεύρο στο οπτικό κέντρο

του εγκεφάλου, όπου και δημιουργείται η εικόνα του

αντικειμένου έπειτα από διεργασίες οι οποίες μέχρι και σήμερα

δεν έχουν διευκρινιστεί τελείως.

Η τελική εικόνα του αντικειμένου εξαρτάται, συνεπώς, από το

είδος της φωτεινής πηγής που χρησιμοποιείται (φασματική

κατανομή της εκπεμπόμενης ακτινοβολίας), από τη φύση

(υλικό) του αντικειμένου και από τη μορφή της (οπτικής)

επιφάνειας του και τέλος , από την κατάσταση του οπτικού

δέκτη (ματιού) του παρατηρητή.

Ο συντελεστής ανάκλασης, ο συντελεστής διαφάνειας και ο

συντελεστής σκέδασης είναι τρία μεγέθη τα οποία θα μας

χρησιμεύσουν πολύ στον προσδιορισμό διάφορων στοιχείων

της χρωματικής θεωρίας.

Τέλος, θα πρέπει να έχουμε πάντοτε υπ’ όψιν την

τριχρωματική θεωρία των Young-Helmholtz (ραβδία ευαίσθητα

στο άσπρο-μαύρο και κωνία ευαίσθητα στο μπλε ή στο πράσινο

ή στο κόκκινο) και την θεωρία των αντίθετων χρωμάτων του

Hering(οπτικοί δέκτες ευαίσθητοι στο άσπρο-μαύρο, πράσινο-

κόκκινο και κίτρινο-μπλε αντίστοιχα) για την ερμηνεία διάφορων

φαινομένων και περιπτώσεων που θα συναντήσουμε στα

επόμενα κεφάλαια.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2

Η ΕΝΝΟΙΑ ΤΟΥ ΧΡΩΜΑΤΟΣ ΚΑΤΗΓΟΡΙΕΣ-ΧΡΩΜΑΤΩΝ Σκοπός αυτού του κεφαλαίου είναι η ανάλυση αφενός των χαρακτηριστικών ενός χρώματος και αφετέρου των παραγόντων και των φαινομένων που μπορούν να επηρεάσουν το χρώμα. Όταν θα έχετε ολοκληρώσει την μελέτη αυτού του κεφαλαίου θα είστε σε θέση να:

• περιγράφετε με ακρίβεια και να χαρακτηρίζετε ένα χρώμα με βάση τα υποκειμενικά ή αντικειμενικά χαρακτηριστικά του

• διακρίνετε τις διάφορες κατηγορίες χρωμάτων

• αντιλαμβάνεστε την σημαντική επίδραση που μπορεί να έχει το περιβάλλον ενός αντικειμένου και οι συνθήκες παρατήρησης γενικότερα στην διαμόρφωση του τελικού χρωματικού αισθήματος

• Χρώμα

• Απλά χρώματα

• Σύνθετα χρώματα

• Απόχρωση ή χροιά

• Φωτεινότητα ή λαμπρότητα ή τόνος

• Βαθμός κόρου ή κορεσμός

• Χρωματικότητα

• Τονική κλίμακα

• Αχρωματικά χρώματα

• Ιδανικά χρώματα

• Σύγχρονη αντίθεση

• Υστερογενής αντίθεση

• Μεταμερισμός

• Χρωματική μνήμη Προτού προχωρήσουμε σε λεπτομερέστερη ανάλυση των κεφαλαίων εκείνων της χρωματικής θεωρίας που ενδιαφέρουν άμεσα τις γραφικές τέχνες και τα πολυμέσα θα αναφερθούμε σε κάποια χαρακτηριστικά και ιδιότητες των χρωμάτων που είτε αναφέρονται λανθασμένα στην καθημερινή πρακτική είτε, λόγω του τρόπου ορισμού τους, δημιουργούν σύγχυση. Στο κεφάλαιο αυτό θα αναφερθούμε ακόμη σε κάποια φαινόμενα που εκ πρώτης όψεως δημιουργούν παράδοξες καταστάσεις οι οποίες όμως μπορούν να αιτιολογηθούν με βάση τις λειτουργικές αδυναμίες που εμφανίζει σε μερικές περιπτώσεις το ανθρώπινο μάτι-και το ανθρώπινο οπτικό σύστημα γενικότερα.

ΕΝΟΤΗΤΑ 2.1

ΟΡΙΣΜΟΣ ΤΗΣ ΕΝΝΟΙΑΣ ΤΟΥ ΧΡΩΜΑΤΟΣ Είναι ήδη γνωστό πως το “χρώμα” είναι το αποτέλεσμα ενός εξωτερικού ερεθίσματος(φωτεινή ακτινοβολία) στο μάτι. Εάν δε σκεφτεί κανείς ότι περίπου το 80% των πληροφοριών και ερεθισμάτων που δέχεται ένας φυσιολογικός άνθρωπος είναι οπτικά ερεθίσματα, τότε πολύ εύκολα αντιλαμβάνεται τον ρόλο που παίζει το χρώμα στις ανθρώπινες γνώσεις και εμπειρίες. Μολονότι ο καθορισμός της έννοιας του χρώματος ως “ενός αισθήματος που δημιουργείται υπό την επίδραση μιας φωτεινής ακτινοβολίας στο μάτι” είναι σήμερα γενικά αποδεκτός, υπάρχουν περιπτώσεις στις οποίες δημιουργείται “χρωματικό αίσθημα” όχι υπό την επίδραση φωτεινής ακτινοβολίας αλλά ποικίλων παραγόντων όπως για παράδειγμα χημικών ουσιών (ψυχοφαρμάκων ή ναρκωτικών) μηχανικής πίεσης του βολβού του ματιού(π.χ. με την άκρη των δαχτύλων) ακόμη και χωρίς την επίδραση εξωτερικών παραγόντων όπως συμβαίνει στα όνειρα. Οι περιπτώσεις αυτές ενισχύουν την άποψη ότι το χρώμα δεν είναι ιδιότητα της ύλης αλλά ένα αίσθημα που δημιουργείται από ερέθισμα ορισμένης ποιότητας και ποσότητας. Αυτά που πολλές φορές ονομάζουμε-οπωσδήποτε-λανθασμένα στην καθημερινή πρακτική “χρώματα” οι διάφορες χρωστικές δηλαδή δεν είναι οι αιτίες που δημιουργούν το αντίστοιχο αίσθημα αλλά υλικά με τέτοιες φυσικές ιδιότητες ώστε κατά την αλληλεπίδρασή τους με φωτεινές ακτινοβολίες να τις διαμορφώνουν κατά τέτοιο τρόπο ώστε αυτές να δημιουργούν ως εξωτερικά ερεθίσματα τα αντίστοιχα χρωματικά αισθήματα. Εκτός από τα ανατομικά φυσιολογικά και φυσικά στοιχεία που συνδέονται με την έννοια του χρώματος υπάρχουν και στοιχεία ψυχολογικά (τα οποία απορρέουν από την σχέση μας με το περιβάλλον κατά τη στιγμή πριν και μετά τη λήψη του ερεθίσματος), αισθητικά (τα οποία συνδέονται με συγκεκριμένους συνδυασμούς χρωμάτων και συνεισφέρουν στην πρόκληση ευχαρίστησης, δυσαρέσκειας κλπ.) και κατ' έθος στοιχεία (τα οποία η καθημερινή πρακτική έχει συνδέσει με συγκεκριμένες καταστάσεις π.χ. το πένθος του μαύρου, η καθαρότητα του λευκού).

ΕΝΟΤΗΤΑ 2.2

ΑΠΛΑ-ΣΥΝΘΕΤΑ-ΑΧΡΩΜΑΤΙΚΑ ΙΔΑΝΙΚΑ ΧΡΩΜΑΤΑ Η σχέση ανάμεσα στο ερέθισμα και τι χρωματικό αίσθημα (που στο εξής θα αναφέρεται ως χρώμα) δεν είναι πάντοτε αμφιμονοσήμαντη. Δηλαδή ένα συγκεκριμένο χρώμα δεν δημιουργείται πάντοτε από ένα και μοναδικό ερέθισμα μπορεί να δημιουργηθεί είτε και από δεύτερο ερέθισμα είτε από συνδυασμό περισσότερων ερεθισμάτων. Τα χρώματα που συνδέονται αμφιμονοσήμαντα με το ερέθισμα ονομάζονται απλά χρώματα ενώ στην αντίθετη περίπτωση ονομάζονται σύνθετα χρώματα. Στην καθημερινή πρακτική συναντάμε σχεδόν αποκλειστικά σύνθετα χρώματα. Απλά χρώματα έχουμε στις περιπτώσεις που το ερέθισμα είναι αυστηρά μονοχρωματική ακτινοβολία για παράδειγμα η ακτινοβολία ενός laser. Εξετάζοντας την σχέση ανάμεσα στο ερέθισμα και στο χρώμα πρέπει κανείς να εξετάσει-ποιοτικά και ποσοτικά-κάποιες ιδιότητες και παραμέτρους που χαρακτηρίζουν είτε το χρώμα είτε το ερέθισμα. Οι σχετικοί παράγοντες ακριβώς για τον λόγο αυτό διακρίνονται σε αντικειμενικούς και υποκειμενικούς. Στους αντικειμενικούς θα εντάξουμε όλους εκείνους που σχετίζονται με το ερέθισμα (φωτεινή ακτινοβολία) και οι οποίοι επειδή αναφέρονται σε στοιχεία της φυσικής ονομάζονται και φυσικοί παράγοντες. Εδώ εντάσσονται τα διάφορα φωτομετρικά μεγέθη τα μήκη κύματος των ακτινοβολιών-ερεθισμάτων, η θερμοκρασία χρώματος της φωτεινής πηγής κλπ. Οι υποκειμενικοί παράγοντες που χαρακτηρίζουν το χρώμα (χρωματικό αίσθημα ) είναι η απόχρωση, η λαμπρότητα και ο βαθμός κόρου. Με τους όρους “απόχρωση” ή “χροιά” αναφερόμαστε σε εκείνο από τα απλά χρώματα που “συνεισφέρει” σε μεγαλύτερο ποσοστό στη δημιουργία ενός σύνθετου χρώματος. Η λαμπρότητα ή φωτεινότητα ή τόνος χαρακτηρίζει την ένταση του δημιουργούμενου αισθήματος. Συνδέεται δε προφανώς και με την ένταση του εξωτερικού ερεθίσματος που δημιουργεί το αίσθημα γι' αυτό και πολλές φορές στη καθημερινή πρακτική χρησιμοποιείται και ο -αδόκιμος βιβλιογραφικά-όρος “ένταση” αντί της λαμπρότητας. Ο βαθμός κόρου αναφέρεται στην “καθαρότητα” του χρώματος σε σχέση με το απλό που καθορίζει την απόχρωσή του. Η απόχρωση και ο βαθμός κόρου καθορίζουν την ποιότητα ή αλλιώς την “χρωματικότητα” του χρώματος. Το τρίτο υποκειμενικό χαρακτηριστικό η λαμπρότητα περιγράφεται συνήθως με τη βοήθεια μιας κλίμακας στα δύο άκρα της οποίας είναι τοποθετημένα το μαύρο (ελάχιστη λαμπρότητα) και το άσπρο (μέγιστη λαμπρότητα) αντίστοιχα. Η κλίμακα αυτή είναι γνωστή ως “τονική κλίμακα”. Το ποσό της φωτεινής ενέργειας που ανακλάται ή αφήνεται να περάσει από το υπό εξέταση αντικείμενο προς το αντίστοιχο που ανακλάται ή αφήνεται να περάσει από το άσπρο (με τις ίδιες συνθήκες παρατηρήσεις) καθορίζει και την τιμή της σχετικής λαμπρότητας του

χρώματος. Όσο μεγαλύτερη είναι αυτή η τιμή τόσο πιο “λαμπρό” ή “φωτεινό” είναι ένα χρώμα. Υπάρχουν όμως και χρώματα τα οποία δεν παρουσιάζουν ούτε απόχρωση ούτε βαθμό κόρου. Τα χρώματα αυτά ονομάζονται αχρωματικά ή άχροα και είναι το μαύρο το άσπρο και όλα τα γκρι. Η περιγραφή ενός χρώματος δεν είναι συνεπώς παρά ο ακριβής προσδιορισμός των χαρακτηριστικών του παραγόντων-υποκειμενικών ή αντικειμενικών. Συνήθως ένα χρώμα περιγράφεται είτε με τη μορφή των συναρτήσεων T = F(λ) ή R = F(λ) ή E = F(λ) (όπου Τ:συντελεστής διαφάνειας, R:συντελεστής ανάκλασης, Ε:προσπίπτουσα στο μάτι ενέργεια και λ:μήκος κύματος του ερεθίσματος) είτε με την “μέτρηση” της απόχρωσης της λαμπρότητας και του βαθμού κόρου του χρώματος. Εάν η συνάρτηση Τ = F(λ) ή R = F(λ) που περιγράφει ένα χρώμα εμφανίζει σταθερή μέγιστη τιμή (= 1) για όλες τις τιμές του (λ) που περιλαμβάνει το χρώμα τότε το χρώμα αυτό ονομάζεται ιδανικό. Συνάρτηση Τ = F(λ) για ένα ιδανικό χρώμα

Τ

100 0 λ1 λ2 λ Στην πράξη δεν υπάρχουν ιδανικά χρώματα ωστόσο ο όρος χρησιμεύει σε πολλά σημεία της χρωματικής θεωρίας. Η “μέτρηση” της απόχρωσης της λαμπρότητας και του βαθμού κόρου με την έννοια της χρήσης κάποιων πειραματικών μετρητικών συσκευών δεν είναι δυνατή αν θέλει να ακριβολογήσει κανείς μια και οι παράγοντες αυτοί είναι υποκειμενικοί, εξαρτώνται δηλαδή άμεσα από τον βαθμό ανάπτυξης της λειτουργίας της όρασης κάθε παρατηρητή. Εκείνο που μπορεί να γίνει όμως είναι να “περιγράψει” κανείς τους αντικειμενικούς παράγοντες με κάποιο τυποποιημένο τρόπο (βλέπε κεφάλαιο 6 “χρωματικοί χώροι-χρωματικά συστήματα”) ή να υπολογίσει χρωματικές διαφορές συγκρίνοντας 2 η περισσότερα χρώματα. Σε όλες τις περιπτώσεις πάντως πρέπει να

προσδιορίζονται με τη μέγιστη δυνατή ακρίβεια οι συνθήκες παρατήρησης.

ΕΝΟΤΗΤΑ 2.3

ΠΑΡΑΓΟΝΤΕΣ ΠΟΥ ΕΠΗΡΕΑΖΟΥΝ ΤΟ ΧΡΩΜΑ Η ευαισθησία του οπτικού δέκτη (του ανθρώπου) μεταβάλλεται όχι μόνο από άνθρωπο σε άνθρωπο αλλά και υπό την επίδραση διάφορων εξωτερικών παραγόντων όπως είναι το χρωματικό περιβάλλον και η ταχύτητα εναλλαγής των εξωτερικών ερεθισμάτων. Οι περιορισμένες δυνατότητες ποιοτικής και ποσοτικής προσαρμογής του ανθρώπινου ματιού οδηγούν πολλές φορές στην δημιουργία διαφορετικών χρωμάτων υπό την επίδραση του ίδιου εξωτερικού ερεθίσματος. Χαρακτηριστικά παραδείγματα είναι τα φαινόμενα της σύγχρονης αντίθεσης, της υστερογενούς αντίθεσης και του μεταμερισμού. Η ολοκλήρωση της διαδικασίας της όρασης -από τη στιγμή δηλαδή που το μάτι δέχεται το εξωτερικό ερέθισμα μέχρι τη δημιουργία της εικόνας στον εγκέφαλο απαιτεί χρόνο της τάξης του 0.1msec.Επιπλέον η εικόνα διατηρείται και μετά το τέλος του εξωτερικού ερεθίσματος για χρονικό διάστημα μερικών χιλιοστών του δευτερολέπτου. Ο χρόνος αυτός είναι συνάρτηση της έντασης του εξωτερικού ερεθίσματος (λαμπρότητα).Εάν συνεπώς η διάρκεια διαδοχικών εξωτερικών ερεθισμάτων είναι μικρότερη από ένα κρίσιμο όριο τότε οι δημιουργούμενες εικόνες “συνενώνονται” σε μια μη διακρινόμενη αλληλοδιαδοχή. Το κρίσιμο “κατώφλι” της συχνότητας παίρνει τιμές από 10Hz μέχρι 50Hz ανάλογα με την τιμή της λαμπρότητας. Σ' αυτή την “αδυναμία” του ανθρώπινου ματιού βασίζεται και η λειτουργία του κινηματογράφου, της τηλεόρασης και της οθόνης των υπολογιστών. Εάν δίπλα σε ένα χρώμα μεγάλης λαμπρότητας βρεθεί χρώμα μικρότερης λαμπρότητας τότε το πρώτο φαίνεται να παρουσιάζει ακόμη μεγαλύτερη λαμπρότητα -και αντίθετα. Το δημιουργούμενο χρωματικό αίσθημα δηλαδή επηρεάζεται από το γειτονικό χρωματικό περιβάλλον. Το φαινόμενο γίνεται ακόμη πιο έντονο όταν το ένα χρώμα “περικλείεται” από το άλλο (σχήμα 2). Η χρωματική αυτή αλληλεπίδραση ονομάζεται σύγχρονη αντίθεση. Στην περίπτωση που μια έγχρωμη επιφάνεια γειτνιάζει με μια αχρωματική η πρώτη εμφανίζεται να “μεταδίδει” το αντίθετο χρώμα της στην αχρωματική επιφάνεια. Χαρακτηριστικό παράδειγμα σύγχρονης αντίθεσης αποτελεί ο δίσκος του Helmholtz.Αυτός είναι ένας λευκός δίσκος που φέρει τέσσερεις έγχρωμους (του ίδιου χρώματος) κυκλικούς τομείς. Με την περιστροφή του ο δίσκος εμφανίζει το χρώμα των κυκλικών τομέων. Εάν όμως οι κυκλικοί τομείς διακόπτονται στο μέσον από ένα λευκό και ένα μαύρο τμήμα με την περιστροφή του ο δίσκος ενώ θα έπρεπε λογικά να δίνει την εικόνα ενός έγχρωμου κύκλου που διακόπτεται στη μέση από έναν γκρι δακτύλιο, στη θέση του γκρι δακτυλίου εμφανίζει έναν έγχρωμο δακτύλιο χρώματος αντίθετου προς το χρώμα των κυκλικών τομέων του δίσκου. Η εμφάνιση των φαινομένων αυτών δικαιολογεί και την διατύπωση της θεωρίας των αντίθετων χρωμάτων από τον Hering σχετικά με τη λειτουργία

της όρασης. Σχήμα 2: Παράδειγμα Σύγχρονης Αντίθεσης Κατά την επίδραση όμως του φωτός στον αμφιβληστροειδή το διεγειρόμενο τμήμα του παρουσιάζει έπειτα από κάποιο χρονικό διάστημα μεταβολές με αποτέλεσμα να εμφανίζεται το ονομαζόμενο αρνητικό μετείκασμα. Έτσι αν κοιτάξουμε για διάστημα μερικών δευτερολέπτων (30-40) συνεχώς μια έγχρωμη κηλίδα τοποθετημένη σε λευκό πλαίσιο και στρέψουμε στην συνέχεια το βλέμμα μας σε γειτονική λευκή περιοχή θα δούμε να εμφανίζεται το μετείκασμα της κηλίδας δηλαδή σχήμα όμοιο με την κηλίδα αλλά με χρώμα που προκύπτει από την ανάμειξη του αντίθετου χρώματος της πραγματικής κηλίδας με το χρώμα της επιφάνειας (λευκού στο παράδειγμά μας).Το φαινόμενο ονομάζεται και υστερογενής αντίθεση. Εξετάζοντας την συμπεριφορά “έγχρωμων αντικειμένων” σε συνδυασμό με μεταβολές του παρατηρητή (οπτικού δέκτη) και της φωτεινής πηγής παρατήρησης (όχι όμως ταυτόχρονες μεταβολές και των δύο αυτών παραμέτρων) θα συναντήσουμε πολλές φορές το ακόλουθο σημαντικό φαινόμενο: δύο αντικείμενα μπορεί να φαίνεται ότι έχουν “το ίδιο χρώμα” όταν παρατηρούνται από έναν παρατηρητή με μία (την ίδια) φωτεινή πηγή, με άλλη όμως φωτεινή πηγή παρατήρησης τα ίδια αντικείμενα μπορεί να μην ταυτίζονται χρωματικά από τον ίδιο παρατηρητή. Αυτό σημαίνει ότι στην δεύτερη περίπτωση τα δύο αντικείμενα δεν παρουσιάζουν τις ίδιες καμπύλες R = f(λ) για την ορατή περιοχή του φάσματος. Αντίθετα στην πρώτη περίπτωση αφού ταυτίζονται χρωματικά για την συγκεκριμένη φωτεινή πηγή θα δημιουργούν τα ίδια υποκειμενικά χαρακτηριστικά. Η διαφαινόμενη αντίφαση ανάμεσα στα δύο αυτά συμπεράσματα δεν υφίσταται στη πραγματικότητα γιατί οι συναρτήσεις R = f(λ) περιέχουν οπωσδήποτε περισσότερα στοιχεία από τα υποκειμενικά χρωματικά χαρακτηριστικά. Δηλαδή είναι δυνατόν σε μια συγκεκριμένη τριάδα απόχρωσης, λαμπρότητας και βαθμού κόρου να αντιστοιχούν περισσότερες από μία συναρτήσεις R = f(λ).

Ένα ζεύγος αντικειμένων με διαφορετικές R = f(λ) που προκαλούν στον ίδιο παρατηρητή με τις ίδιες συνθήκες παρατηρήσεις, τα ίδια υποκειμενικά χρωματικά χαρακτηριστικά ονομάζεται μεταμερές ζεύγος και το φαινόμενο αυτό μεταμερισμός. Το ίδιο φαινόμενο μπορεί να εξεταστεί και από την πλευρά των παρατηρητών. Δύο αντικείμενα δηλαδή μπορεί να ταυτίζονται χρωματικά για δύο παρατηρητές στις ίδιες συνθήκες παρατήρησης ενώ για κάποιους άλλους να μην ταυτίζονται. Στην περίπτωση αυτή μιλάμε για μεταμερισμό παρατηρητών. Η εμφάνιση του αποδίδεται στις διαφορές ευαισθησίας των συστημάτων της όρασης των δύο παρατηρητών. Το ίδιο αποτέλεσμα θα υπάρξει και στη περίπτωση που στην θέση των παρατηρητών τοποθετηθούν άλλου είδους οπτικοί δέκτες διαφορετικής ευαισθησίας.

Δραστηριότητα 1 – Κεφάλαιο 2 Εντοπίστε ανάμεσα στα αντικείμενα του περιβάλλοντος σας δύο ζεύγη μεταμερών αντικειμένων.

Οι συνέπειες του φαινομένου αυτού στην χρωματική καθημερινότητα είναι πολύ σημαντικές. Εάν δύο αντικείμενα (π.χ. προϊόντα) πρέπει να ταυτιστούν χρωματικά για όλες τις δυνατές συνθήκες παρατηρήσεις, πρέπει να εμφανίζουν τις ίδιες R = f(λ).Αυτό επιτυγχάνεται συνήθως με τη χρήση της ίδιας χρωστικής στον χρωματισμό και των δύο αντικειμένων. Στην περίπτωση όμως που πρόκειται για αντικείμενα κατασκευασμένα από διαφορετικά υλικά (π.χ. χαρτί & ύφασμα) τότε είναι πολύ δύσκολο να επιτευχθεί χρωματική ταύτιση και οι προσπάθειες των ειδικών εστιάζονται πλέον στην αποφυγή των φαινομένων μεταμερισμού.

ΕΝΟΤΗΤΑ 2.4

ΧΡΩΜΑΤΙΚΗ ΜΝΗΜΗ Οι διάφορες θεωρίες για την λειτουργία του εγκεφάλου υποστηρίζουν την ικανότητα του να αποθηκεύει πακέτα πληροφοριών τις οποίες μπορεί να ανακαλεί σε δεδομένη στιγμή. Πληροφορίες που προέρχονται από οπτικά ερεθίσματα μπορεί να έχουν σχέση με το μέγεθος, το σχήμα, την υφή και το χρώμα συγκεκριμένων αντικειμένων. Στοιχεία αυτών των πληροφοριών μπορεί να χρησιμοποιηθούν για την διόρθωση συγκεκριμένων εικόνων. Είναι χαρακτηριστική η περίπτωση της διόρθωσης του χρώματος κακών πρωτοτύπων (π.χ. Φωτογραφιών ή διαφανειών) κατά την αναπαραγωγή τους από άτομα τα οποία ποτέ δεν είδαν το συγκεκριμένο τοπίο, δεν δημιούργησαν τα ίδια το πρωτότυπο, δεν γνωρίζουν τίποτα για τις συνθήκες φωτογράφησης, απλώς η χρωματική τους μνήμη δεν συμφωνεί με τα στοιχεία της συγκεκριμένης εικόνας. Αυτή η χρωματική μνήμη υπό κατάλληλες συνθήκες μπορεί να λειτουργήσει κατά παράδοξο τρόπο και να δημιουργήσει χρωματικά αισθήματα τα οποία δεν ανταποκρίνονται πλήρως στα εξωτερικά ερεθίσματα που δέχεται το μάτι. Αν π.χ. Προβάλλουμε μία έγχρωμη διαφάνεια ενός “γνωστού” αντικειμένου (κόκκινου μήλου) σε μια κυανή οθόνη, ο θεατής ακολουθώντας σωστά τους κανόνες ανάμειξης των χρωμάτων θα δει το αντικείμενο γκρι. Εάν όμως πριν από αυτήν την προβολή προβάλουμε το ίδιο αντικείμενο σε μια λευκή οθόνη και ακολουθήσει η προβολή στην κυανή οθόνη ο θεατής θα εξακολουθήσει να “βλέπει” το αντικείμενο κόκκινο. Ο θεατής δεν ακολουθεί πλέον τους κανόνες ανάμειξης των χρωμάτων, αλλά λειτουργεί με βάση την χρωματική του μνήμη.

ΣΥΝΟΨΗ Στο κεφάλαιο αυτό δώσαμε καταρχήν τον επικρατέστερο ορισμό της έννοιας του χρώματος (χρωματικού αισθήματος) και ορίσαμε τα υποκειμενικά (απόχρωση ή χροιά, λαμπρότητα ή φωτεινότητα ή τόνος και βαθμός κόρου ή κορεσμός) και τα αντικειμενικά (όσα χαρακτηρίζουν το ερέθισμα- ακτινοβολία) χαρακτηριστικά ενός χρώματος. Επιπλέον ορίσαμε την έννοια της χρωματικότητας (απόχρωση και βαθμός κόρου) που χαρακτηρίζει την “ποιότητα” ενός χρώματος. Χωρίσαμε ακόμη τα χρώματα με βάση κάποια χαρακτηριστικά τους σε απλά και σύνθετα, σε ιδανικά και πραγματικά, σε χρωματικά και αχρωματικά. Αναφερθήκαμε τέλος σε κάποιους παράγοντες (χρωματικό περιβάλλον, ταχύτητα εναλλαγής των εξωτερικών ερεθισμάτων, συνθήκες παρατήρησης κα) οι οποίοι σε συνδυασμό με τις περιορισμένες δυνατότητες του ανθρώπινου ματιού, μπορούν να επηρεάσουν σε ορισμένες περιπτώσεις σημαντικά τα υποκειμενικά χαρακτηριστικά ενός χρωματικού αισθήματος και να οδηγήσουν στην εμφάνιση κάποιων χαρακτηριστικών φαινομένων όπως είναι η σύγχρονη και η υστερογενής αντίθεση, ο μεταμερισμός και η χρωματική μνήμη.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΦΩΤΕΙΝΕΣ ΠΗΓΕΣ ΣΚΟΠΟΣ Σκοπός του κεφαλαίου αυτού είναι να περιγράψει και να αναλύσει το σημαντικό ρόλο που παίζει η φωτεινή πηγή παρατήρησης στη δημιουργία του χρώματος. Θα αναφερθούμε επίσης στης παραμέτρους την καταλληλότητα της φωτεινής πηγής για μια συγκεκριμένη εργασία, καθώς και στην τυποποίηση τους. ΠΡΟΣΔΟΚΩΜΕΝΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Όταν έχετε ολοκληρώσει τη μελέτη του κεφαλαίου αυτού , θα είστε σε θέση να :

• να επιλέγετε – με συγκεκριμένα εργαλεία επιλογής – τη φωτεινή πηγή που χρειάζεστε για μια συγκεκριμένη εργασία.

• Προσαρμόζετε οποιαδήποτε πηγή στη διάθεση σας στις απαιτήσεις των φωτοευαίσθητων υλικών που χρησιμοποιείτε για την επίτευξη σωστών χρωματικών αποτελεσμάτων. ΕΝΝΟΙΕΣ-ΚΛΕΙΔΙΑ

• Θερμοκρασία χρώματος φωτεινής πηγής

• Φωτομετρικά φίλτρα

• Mired ή Reciprocal Mega Kelvin

• Πρότυπες πηγές

• Δείκτης αναπαραγωγής χρώματος

ΕΙΣΑΓΩΓΙΚΕΣ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ Πολλά παραδείγματα στην καθημερινή ζωή αποδεικνύουν τη σημαντική επίδραση που μπορεί να έχει η χρησιμοποιούμενη φωτεινή πηγή στην παρατήρηση ενός αντικειμένου, στο “χρώμα” του αντικειμένου. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι η προσπάθεια που γίνεται, κατά την αγορά ενδυμάτων ή υφασμάτων, από αρκετούς πελάτες να δουν το ύφασμα στο “φώς της ημέρας”, μιας και γνωρίζουν ότι το χρώμα του υφάσματος θα είναι – κατά πάσα

πιθανότητα- διαφορετικό όταν φωτεινή πηγή θα είναι ο ήλιος . Στο κεφάλαιο αυτό, λοιπόν, θα εξετάσουμε τα χαρακτηριστικά μιας φωτεινής πηγής, καθώς και τους τρόπους που ακολουθούνται σήμερα για την τυποποίηση τους.

ΕΝΟΤΗΤΑ 3.1 ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑ ΧΡΩΜΑΤΟΣ ΦΩΤΕΙΝΗΣ ΠΗΓΗΣ Η προσπάθεια για την περιγραφή ενός χρώματος ξεκινά από την οπτική παρατήρηση. Επειδή, όμως , τα υποκειμενικά χαρακτηριστικά ενός χρώματος μπορεί να μεταβληθούν με την αλλαγή συνθηκών παρατήρησης και, κυρίως , με αλλαγή της χρησιμοποιούμενης φωτεινής πηγής ,πρέπει να υπάρξει κάποια μορφή τυποποίησης στον χρησιμοποιούμενο φωτισμό. Εάν , με τη θερμοκρασία καταλλήλων φασματογράφων , καταγραφεί το φάσμα της θερμικής ακτινοβολίας που εκπέμπει ένα θερμαινόμενο μαύρο σώμα, θα πάρουμε τη συνάρτηση του Σχήματος 1 , όπου Ελ είναι η εκπεμπόμενη ενέργεια ανά μονάδα

επιφάνειας του μαύρου σώματος σε μία χρονική μονάδα. Σχήμα 1 Η σχέση αυτή περιγράφεται μαθηματικά ως εξής :

E(v,T)dv = [(4πhv3)/c

3].[ 1/(e(hv/kT) – 1]dv Νόμος του Planck

Από τη σχέση αυτή είναι σαφές ότι η Eλ είναι συνάρτηση της

θερμοκρασίας του εκπέμποντας την ακτινοβολία σώματος. Μεταβολή της θερμοκρασίας αυτής μεταβάλλει την εκπεμπόμενη Ελ , όπως φαίνεται και από το διάγραμμα του Σχήματος 2.

Πολλά σώματα, θερμαινόμενα, εκπέμπουν ακτινοβολία, το φάσμα της οποίας μοιάζει πολύ με το αντίστοιχο της ακτινοβολίας ενός μαύρου σώματος. Μπορεί, λοιπόν, κάποιος, αναφερόμενος στην ομοιότητα αυτή, να ορίσει ως θερμοκρασία χρώματος μιας φωτεινής πηγής τη θερμοκρασία εκείνη του μαύρου σώματος, το οποίο

εκπέμπει ακτινοβολία με φασματική κατανομή όμοια με εκείνη της ακτινοβολίας που εκπέμπει το πραγματικό σώμα (φωτεινή πηγή). Μετριέται σε βαθμούς Kelvin, δεν έχει όμως καμία σχέση με τη θερμοκρασία στην οποία βρίσκεται η φωτεινή πηγή.

Σχήμα 2 Για τις συνήθεις φωτεινές πηγές βολφραμίου η σχέση ανάμεσα στη θερμοκρασία χρώματος της πηγής Τ και την εφαρμοζόμενη στην πηγή ηλεκτρική τάση δίνεται ( κατά Wenzel, Judd και Rouser ) από την εμπειρική σχέση

Τ = α1 + α2V1/2

όπου α1 και α2 είναι οι σταθερές με συνήθεις τιμές 620 και 245

αντίστοιχα. Στο Σχήμα 2 παρατηρεί κανείς πως το μεγάλο μέρος της ακτινοβολίας που εκπέμπουν οι διάφορες φωτεινές πηγές έχει μήκος κύματος μεγαλύτερο από τα 700nm , γεγονός που αποδεικνύει και την ενεργειακή σπατάλη κατά την μετατροπή της ηλεκτρικής σε φωτεινή ενέργεια στις φωτεινές πηγές. Εάν από το ίδιο διάγραμμα ξεχωρίσει κανείς το κομμάτι του ορατού φάσματος , θα δημιουργηθεί το διάγραμμα του Σχήματος 3. Από αυτό συνεπάγεται εύκολα το συμπέρασμα ότι με την αύξηση της θερμοκρασίας χρώματος της πηγής αυξάνεται ο λόγος Εμπλε :

Εκόκκινο στην εκπεμπόμενη ακτινοβολία. Χρησιμοποιώντας,

λοιπόν , δύο διαφορετικές φωτεινές πηγές ( δηλαδή πηγές διαφορετικής θερμοκρασίας χρώματος ) στην παρατήρηση του ίδιου αντικειμένου πιθανότατα θα δημιουργηθούν χρωματικά αισθήματα με διαφορετικά χρωματικά χαρακτηριστικά, μια και η φασματική σύνθεση του ερεθίσματος θα είναι διαφορετική. Σχήμα 3 Κατά συνέπεια είναι φανερό ότι είναι απαραίτητη η γνώση της

θερμοκρασίας χρώματος μιας πηγής. Για τη μέτρηση της αναπτύχθηκαν ειδικές συσκευές, η αρχή λειτουργίας των οποίων είναι η εξής : με τη βοήθεια φίλτρων αποκόπτεται μικρό τμήμα του φάσματος (π.χ. μπλε και κόκκινη περιοχή) της υπό εξέταση ακτινοβολίας, που δημιουργεί ένα συγκεκριμένο σύνθετο χρώμα. Με κατάλληλο οπτικό σύστημα αυτό το τμήμα της ακτινοβολίας οδηγείται στο μισό οπτικό πεδίο του οργάνου. Σχήμα 4 Στο υπόλοιπο μισό οδηγείται ακτινοβολία από πηγή γνωστής θερμοκρασίας χρώματος, αφού περάσει από σύστημα όμοιο με αυτό της υπό εξέταση ακτινοβολίας. Μετατοπίζοντας, με τη βοήθεια κοχλία, κατάλληλο διχροϊκό φίλτρο (βαθμολογημένο μάλιστα σε βαθμούς Kelvin) , δημιουργείται ομογενές οπτικό πεδίο, οπότε η ένδειξη της κλίμακας του κοχλία δένει κατευθείαν τη θερμοκρασία χρώματος της πηγής. Η σημασία της θερμοκρασίας χρώματος μιας πηγής έγκειται στο γεγονός ότι τα διάφορα φωτοευαίσθητα υλικά (π.χ. φιλμ, πλάκες, εκτύπωσης ) είναι κατασκευασμένα ώστε να δίνουν πιστή αναπαραγωγή χρωμάτων με φωτεινές πηγές συγκεκριμένης θερμοκρασίας χρώματος. Αποκλίσεις από τις τιμές αυτές οδηγούν σε χρωματικές αποκλίσεις. Η ρύθμιση της θερμοκρασίας του χρώματος μιας πηγής μπορεί να γίνει με την βοήθεια ειδικών φίλτρων, των ονομαζόμενων φωτομετρητών ( ή Lb, από τον αγγλικό όρο light balancing) φίλτρων. Τα φίλτρα αυτά χωρίζονται σε δύο κατηγορίες τα υποκύανα (bluish) , τα οποία αυξάνουν τη θερμοκρασία του χρώματος, και τα ερυθρά (reddish) , τα οποία ελαττώνουν τη θερμοκρασία του χρώματος της πηγής, απορροφώντας τμήμα του κόκκινου ή του μπλε άκρου, αντίστοιχα, από το φάσμα ακτινοβολίας που εκπέμπει η πηγή.

Ο χαρακτηρισμός των φίλτρων αυτών γίνεται συνήθως με τη βοήθεια της κλίμακας MIRED ( αρχικά των λέξεων Micro Reciprocal Degree). Η τιμή σε mired ισούται (όπως εύκολα προκύπτει από την ονομασία της μονάδας ) με (θερμοκρασία χρώματος σε βαθμούς

Kelvin)-1 * 106. Η χρήση του αντιστρόφου της θερμοκρασίας χρώματος, αντί της ίδιας θερμοκρασίας χρώματος, στην κλίμακας

αύτη γίνεται για δύο λόγους : αφενός επειδή μια μικρή διαφορά στο αντίστροφο της θερμοκρασίας ενός χρώματος μπορεί να γίνει οπτικά αντιληπτή ως μια αντίστοιχα μικρή διαφορά στη χρωματικότητα, ανεξάρτητα από την τιμή θερμοκρασίας χρώματος και αφετέρου γιατί τα φωτομετρικά φίλτρα αλλάζουν το αντίστροφο της θερμοκρασίας χρώματος κατά τις ίδιες ποσότητες σε όλες τις χρήσιμες (σε πρακτικές εφαρμογές) περιοχές τιμών της χρησιμοποιούμενης κλίμακας. Εάν, για παράδειγμα, έχουμε στη διάθεση μας ένα φιλμ κατασκευασμένο για σωστή χρωματική απόδοση με πηγή θερμοκρασίας Τ1 και πρέπει να φωτογραφίσουμε με πηγή

θερμοκρασίας χρώματος Τ2 , τότε χρειάζεται φωτομετρικό φίλτρο,

του οποίου η τιμή σε mired είναι ίση με

1.000.000(Τ1)-1 – 1.000.000(T2)-1. Το θετικό η αρνητικό πρόσημο

της διαφοράς δηλώνει αντίστοιχα και τη χρήση υποκύανου ή ερυθρού φίλτρου . (Σε κάποιες σύγχρονες βιβλιογραφικές πηγές το “mired” αναφέρεται

και ως ΜΚ-1 και ονομάζεται “reciprocal mega Kelvin”.)

3.2 ΠΡΟΤΥΠΕΣ ΦΩΤΕΙΝΕΣ ΠΗΓΕΣ Οι προσπάθειες για τυποποίηση των φωτεινών πηγών άρχισαν γύρω στο 1935 από τη CIE (Commission Internationale de L'Éclairage) , με τη δημιουργία των πρότυπων πηγών A, B και C. Οι πηγές αυτές εκπέμπουν ακτινοβολίες ως εξής συγκεκριμένες φασματικές κατανομές (Σχήμα 5) Σχήμα 5 • πηγή Α (ή SA ) με θερμοκρασία χρώματος 2.854Κ ( το 1968 η

θερμοκρασία χρώματος διορθώθηκε στην Τ68 = 2.855,5Κ).

Αντιστοιχεί στην ακτινοβολία που εκπέμπει μια κοινή λάμπα βολφραμίου. • Πηγή Β (ή SB) θερμοκρασία χρώματος 4.871Κ (Τ68 = 4.874Κ).

Από την ακτινοβολία Α προκύπτει η Β, μετά τη διέλευση της από ένα κατάλληλο φίλτρο (υγρό φίλτρο Davis-Gibson)

• Πηγή C ( ή SC ) με θερμοκρασία χρώματος 6.770Κ

( Τ68=6774Κ). Προκύπτει από την Α με αντίστοιχο τρόπο.

• Πηγή Ε ( ή SE). Αντιστοιχεί σε ιδανική (μη υπαρκτή) φωτεινή

πηγή, που εκπέμπει ίση ενέργεια σε όλα τα μήκη κύματος του ορατού φάσματος. Πρόκειται δηλαδή για ιδανική πηγή λευκής ακτινοβολίας. Εκτός από τις πηγές αυτές έχουν ακόμη προστεθεί και οι D65, D55 ,

D75 με θερμοκρασίες χρώματος 6.500Κ ( Τ68=6504Κ) , 5.500Κ και

7500Κ αντίστοιχα, οι οποίες χρησιμοποιούνται ευρύτατα στις γραφικές τέχνες. Γενικά, στις τελευταίες προτάσεις επικρατεί ο συμβολισμός της μορφής DT :ο δείκτης Τ εκφράζει (συνήθως με

δύο ψηφία που υποδεικνύουν εκατοντάδες) τη θερμοκρασία χρώματος της πηγής σε βαθμούς Kelvin. Στο Σχήμα 6 δίνονται οι φασματικές κατανομές των πηγών D65 , D55 και D75 .

Εκτός από αυτή τη μορφή τυποποίησης των φωτεινών πηγών , μια φωτεινή πηγή αξιολογείται και με το λεγόμενο δείκτη αναπαραγωγής χρώματος, ο οποίος μπορεί να πάρει τιμές από 0 έως 100 και είναι μέτρο για τη δυνατότητα αναπαραγωγής συγκεκριμένων χρωματικών αισθημάτων με μια συγκεκριμένη φωτεινή πηγή. Δείκτης αναπαραγωγής χρώματος ίσος με 100 χαρακτηρίζει φωτεινή πηγή η οποία δεν δημιουργεί αποκλίσεις και προβλήματα στην αναπαραγωγή χρωματικών αισθημάτων. Σύμφωνα με τις ισχύουσες διεθνείς προδιαγραφές, μια φωτεινή πηγή δεν πρέπει να χρησιμοποιείται στις γραφικές τέχνες, όταν παρουσιάζει δείκτη αναπαραγωγής χρώματος μικρότερο από 90. Σχήμα 6 Σύνοψη Στο κεφάλαιο αυτό εξετάσαμε τις φωτεινές πηγές παρατήρησης και τη θερμοκρασία χρώματος μιας φωτεινής πηγής. Με τη βοήθεια της

θερμοκρασίας χρώματος μιας φωτεινής πηγής περιγράψαμε τον τρόπο τυποποίησης των χρησιμοποιούμενων στις γραφικές τέχνες φωτεινών πηγών. Περιγράψαμε τις καθιερωμένες από το CIE πρότυπες πηγές και τα κριτήρια της χρήσης των φωτομετρικών (LB) φίλτρων για τη διόρθωση των χρωματικών αποκλίσεων που προκύπτουν από τη χρησιμοποίηση ακατάλληλων φωτεινών πηγών στις γραφικές τέχνες. Ορίσαμε ακόμη τη μονάδα mired ή reciprocal mega Kelvin που χαρακτηρίζει τα φωτομετρικά φίλτρα.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4

ΣΥΣΤΗΜΑΤΙΚΗ ΚΑΤΑΤΑΞΗ ΤΩΝ ΧΡΩΜΑΤΩΝ – ΧΡΩΜΑΤΙΚΟΣ ΚΥΒΟΣ

Σκοπός:

Σκοπός του κεφαλαίου αυτού είναι να αναλύσει τον απλούστερο

τρόπο με τον οποίο κατατάσονται συστηματικά τα χρώματα και

δημιουργούνται οι χρωματικοί χάρτες που χρησιμοποιούνται

ευρύτατα στον χώρο των γραφικών τεχνών.

Προσδοκώμενα Αποτελέσματα:

Όταν θα έχετε ολοκληρώσει τη μελέτη αυτού του κεφαλαίου,θα

είστε σε θέση να :

Α.) χρησιμοποιείτε τους χρωματικούς χάρτες

Β.) υπολογίζετε βάσει αυτών χρωματικές διαφορες

Γ.) κατασκευάζετε-εάν το επιθυμείτε-τους δικους σας χρωματικούς

χάρτες για το δικό σας εργαστήριο.

Έννοιες Κλειδιά:

Θεμελιώδη χρώματα

Βασικά χρώματα

Χρωματικός κύβος

Αχρωματικός άξονας

Ανάπτυγμα χρωματικού κύβου

Χρωματικός χάρτης

Εισαγωγικές παρατηρήσεις:

Ένα απο τα συχνότερα προβλήματα της καθημερινής πρακτικής

είναι ο ακριβής προσδιορισμός ενός χρώματος ή μιας χρωματικής

διαφοράς,έτσι ώστε να μπορέσει κανείς να αναπαραγάγει το

χρώμα αυτό με τη βοήθεια συγκεκριμένων χρωμάτων ή να επιτύχει

την αναπαραγωγή ενός χρώματος ξεκινώντας από άλλο

συγκεκριμένο χρώμα.

Για την επίλυση αυτών των προβλημάτων χρησιμοποιούνται,στον

χώρο των γραφικών τεχνών κυρίως,οι χρωματικοί χάρτες (πολλοί

τους ονομάζουν και χρωματικές σκάλες).Οι χάρτες αυτοί,παρά τα

μειονεκτήματα που παρουσιάζουν,δίνουν μια αρκετά ικανοποιητική

λύση στα προβλήματα αυτά και,λόγω της απλότητάς τους η χρήση

τους είναι ευρύτατα διαδεδομένη.

ΕΝΟΤΗΤΑ 4.1

ΔΗΜΙΟΥΡΓΙΑ ΤΩΝ ΧΡΩΜΑΤΙΚΩΝ ΧΑΡΤΩΝ

Σύμφωνα με την τριχρωματική θεωρία των Helmholtz-Young,σε

έναν παρατηρητή μπορεί να παραχθεί ένα οποιοδήποτε χρώμα με

τη βοήθεια των τριών ειδών οπτικών δεκτών,που είναι ευαίσθητοι

στο μπλε Β,στο πράσινο G και στο κόκκινο R,αντίστοιχα.Αυτά τα

τρία χρωματικά αισθήματα ονομάζονται θεμελιώδη χρώματα και

είναι τρείς ακραίες,δυνατές,χρωματικές καταστάσεις που μπορούν

να παραχθούν σε έναν παρατηρητή.Με την βοήθεια των

θεμελιωδών χρωμάτων και εξετάζοντας όλους τους δυνατούς

συνδιασμούς τους,μπορούμε να δημιουργήσουμε εύκολα όλες τις

δυνατές ακραίες χρωματικές καταστάσεις που μπορεί να διακρίνει

ένας παρατηρητής.Στον πίνακα που ακολουθεί,φαίνονται όλοι οι

δυνατοί συνδιασμοί των B,G,R.

B + G + R = W λευκό

B + G + - = C κυανό

B+ - + R = M ματζέντα

- + G + R = Y κίτρινο

B+ - + - =B μπλε

- +G+ - =G πράσινο

- + - + R = R κόκκινο

- + - + - = S (γερμαν.Schwarz = μαύρο)

Πολλές φορές στις γραφικές τέχνες το μαύρο αναφέρεται και ώς

Κ,από το αγγλικό Key (κλειδί),μια και στην αναπαραγωγή ενός

πρωτοτύπου το μαύρο παίζει πολύ σημαντικό ρόλο (κλειδί) για την

ποιότητα του τελικού αναπαραγόμενου.

Απο τα τρία θεμελιώδη χρώματα προκύπτουν,λοιπόν,τα οκτώ

βασικά χρωματικά αισθήματα,τα οκτώ βασικά

χρώματα.Οποιοδήποτε χρώμα μπορεί να αναπαραχθεί από τα

οκτώ αυτά βασικά ,αν ακολουθήσουν ορισμένοι κανόνες κατά την

«ανάμειξή» τους.Τα χρώματα C,M και Y ,επειδή προκύπτουν από

την ανάμειξη των θεμελιωδών χρωμάτων ανά δύο,εμφανίζονται

μερικές φορές και με την ονομασία δευτερογενή χρώματα.

Εάν αντιστοιχίσουμε τα τρία θεμελιώδη χρώματα στους τρεις

άξονες ενός τρισορθογώνιου συστήματος συντεταγμένων,εύκολα

καταλήγουμε σε έναν κύβο,σε κάθε κορυφή του οποίου βρίσκεται

ένα από τα οκτώ βασικά χρώματα (Σχήμα 1).

Στην αρχή των αξόνων βρίσκεται το μαύρο και στο άλλο άκρο της

μέγιστης διαγωνίου που διέρχεται απο το μαύρο,βρίσκεται το

λευκό.Σε κάθε σημείο του εσωτερικού του κύβου βρίσκεται ένα

χρώμα,στο οποίο αντιστοιχεί και μια τριάδα συντεταγμένων.Η

βαθμολόγηση των τριών αξόνων (ακμών του κύβου) γίνεται με

ίσες,αυθαίρετες μονάδες,το μέγεθος των οποίων αντιστοιχεί

συνήθως στο 1/10 ή στο 1/100 της ακμής του κύβου.Χρήση

μικρότερων μονάδων αποφεύγεται,διότι το μάτι αδυνατεί να

διακρίνει τόσο μικρές χρωματικές διαφορές,δηλαδή

χαρακτηριστικά δύο χρωμάτων,στα οποία αντιστοιχούν δύο

αμέσως γειτονικά σημεία του κύβου.Έτσι,λοιπόν,ένα σύνθετο

χρώμα Χ με συντεταγμένες Β= 70 , G= 44, R= 87 αντιστοιχεί σε

ένα σημείο του κύβου,όπως φαίνεται και στο διάγραμμα του

Σχήματος 2.

Πρέπει να τονιστεί ότι οι συντεταγμένες που δίνονται για κάθε

χρώμα δεν αντιστοιχούν σε σχετικές ποσοτικές αναλογίες των

συνιστώντων χρωμάτων.Δηλαδή το άθροισμα τους δεν ειναι ίσο με

100.Κάθε τιμή αναφέρεται πάντοτε σε σχέση με τη μεγαλύτερη

δυνατή ποσότητα του χρώματος που μπορεί να χρησιμοποιηθεί.

Ο άξονας συμμετρίας SW του κύβου ονομάζεται αχρωματικός

άξονας,γιατί πάνω σε αυτόν βρίσκονται όλα τα αχρωματικά

χρώματα,δηλαδή το λευκό,το μαύρο και το γκρι.Εάν φανταστούμε

μια τομή του κύβου από ένα επίπεδο κάθετο σε έναν από τους

τρεις άξονες αναφοράς,για παράδειγμα στον άξονα του Β,τότε

προκύπτει (ως τομή) ένα τετράγωνο,όλα τα σημεία της επιφάνειας

του οποίου έχουν κοινή προβολή σε αυτό τον άξονα.

Δηλαδή,όλα τα χρώματα που βρίσκονται επάνω στο επίπεδο της

τομής περιέχουν το ίδιο ποσοστό Β,αλλά διαφορετικά G και R.Εάν

γίνουν πολλές (π.χ. 100) παρόμοιες,παράλληλες τομές του

κύβου,πάντοτε από επίπεδα κάθετα σε διαφορετικά σημεία του

άξονα των Β,προκύπτει στην ουσία μια μετατροπή-ανάλυση του

κύβου σε 100 τετραγωνικές επιφάνειες,σε καθεμιά απο τις οποίες

όλα τα σημεία (χρώματα) έχουν κοινό ποσοστό Β και διαφορετικά

G και R.Όλες μαζί οι επιφάνειες αυτές αποτελούν ένα σύνολο,που

ονομάζεται χρωματικός πίνακας ή χρωματικός χάρτης.Κάθε σημείο

του χάρτη δίνει αμέσως,μέσω των συντεταγμένων του,τα ποσοστά

απο τρία βασικά χρώματα,που χρειάζονται για την αναπαραγωγή

του σύνθετου χρώματος,το οποίο αντιστοιχεί στο σημείο του χάρτη

(συνεπώς και του κύβου).

Οι χρωματικοί χάρτες χρησιμοποιούνται ευρύτατα από τους

κατασκευαστές χρωστικών υλών,αλλά και στις γραφικές τέχνες,για

τον διαχωρισμό των χρωμάτων ενός έγχρωμου πρωτοτύπου και

τη σωστή τελική εκτύπωση με τα μελάνια των διαφόρων μεθόδων

εκτύπωσης.

Σύνοψη :

Στο κεφάλαιο αυτό ορίσαμε αφενός τα θεμελιώδη και τα

δευτερογενή χρώματα,και αφετέρου τα βασικά.Με τη βοήθεια των

χρωμάτων αυτών δημιουργήσαμε τον χρωματικό κύβο

τοποθετώντας στις οκτώ κορυφές του τα οκτώ βασικά χρώματα.Με

τον τρόπο αυτό το άσπρο,το μαύρο και όλα τα γκρι βρέθηκαν στον

αχρωματικό άξονα

Με τη βοήθεια τομών του χρωματικού κύβου από επίπεδα κάθετα

προς μία από τις ακμές του και με ανάπτυξη και παράθεση των

τομών αυτών δημιουργήσαμε τους χρωματικούς χάρτες,που

χρησιμοποιούνται ευρύτατα στις γραφικές τέχνες,για τον

απλούστερο υπολογισμό χρωματικών διαφορών.

Για την αποφυγή χρωματικών αποκλίσεων,λόγω χρήσης

διαφορετικών υλικών (χαρτιά,μελάνια) από εκείνα που

χρησιμοποιούμε πιθανόν στο εργαστήριό μας,ειναι σωστότερο να

δημιουργήσουμε τους δικούς μας χρωματικούς χάρτες για τα

συγκεκριμένα υλικά που χρησιμοποιούμε στο δικό μας εργαστήριο.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 ΜΕΘΟΔΟΙ ΑΝΑΜΕΙΞΗΣ ΤΩΝ ΧΡΩΜΑΤΩΝ Κ. Σταθάκης Στο κεφάλαιο αυτό θα αναλύσουμε τους τρόπους με τους οποίους αναμειγνύονται τα χρώματα στις διάφορες εφαρμογές σε εκείνες που αναφέρονται στις γραφικές τέχνες. Όταν θα έχετε ολοκληρώσει τη μελέτη του κεφαλαίου αυτού, θα είστε σε θέση να: ● εξηγείτε γιατί βλέπετε “τα χρώματα που βλέπετε κάθε φορά” ● περιγράφετε τις ενέργειες που πρέπει να κάνετε για να δείτε ένα συγκεκριμένο χρώμα. ● Προσθετική μείξη ● Συμπληρωματικά χρώματα ● Αντίθετα χρώματα ● Πραγματικές καμπύλες μείξης ● Αφαιρετική μείξη ● Αφαιρέτης ενός χρώματος ● Ολοκληρωτική μείξη ● Οπτική μείξη Όταν αναμειγνύονται δύο ή περισσότερα χρώματα, δημιουργείται ένα νέο(σύνθετο) χρώμα με χαρακτηριστικά (υποκειμενικά ή αντικειμενικά) τα οποία οπωσδήποτε σχετίζονται με εκείνα των αναμειγνυόμενων χρωμάτων. Ο τρόπος ανάμειξης των χρωμάτων βασίζεται πάντοτε σε κάποιους συγκεκριμένους κανόνες (αρχές), γι’ αυτό και διακρίνουμε διάφορες μεθόδους χρωματικής ανάμειξης. Εμείς θα αναφερθούμε στις περισσότερο γνωστές και ιδιαίτερα σε αυτές που χρησιμοποιούνται στις γραφικές τέχνες.

Ενότητα 5.1 ΠΡΟΣΘΕΤΙΚΗ ΑΝΑΜΕΙΞΗ ΤΩΝ ΧΡΩΜΑΤΩΝ Είναι η πιο κοινή-και ίσως πιο απλή-μέθοδος ανάμειξης των χρωμάτων, η οποία αντιγράφει τον τρόπο δημιουργίας χρωματικού αισθήματος από το ανθρώπινο μάτι. Οποιοδήποτε σύνθετο χρώμα αναπαράγεται αναμειγνύοντας ποσότητες τριών κατάλληλα επιλεγμένων ακτινοβολιών, ξεκινώντας πάντοτε από τη “μηδενική” κατάσταση του σκότους, δηλαδή το μαύρο.”Προσθέτουμε” σταδιακά τις ποσότητες των χρωμάτων αυτών, γι’ αυτό και η μέθοδος ονομάστηκε προσθετική. Στην ουσία, αυτή η πρόσθεση σημαίνει ότι το τελικό αποτέλεσμα (χρώμα)χαρακτηρίζει από μια ενεργειακή φασματική κατανομή, η οποία σε κάθε μήκος κύματος είναι το άθροισμα των ενεργειακών κατανομών των χρωμάτων που αναμειγνύονται. Σε αυτήν την προσθετική μείξη ισχύουν η αρχή της αναλογικότητας και η αρχή της προσθετικότητας. Σύμφωνα με την πρώτη, εάν για δύο χρώματα Χ1 και Χ2 ισχύει η σχέση: το χρώμα Χ1 ταυτίζεται με το χρώμα Χ2, τότε θα ισχύει και η σχέση: το χρώμα αΧ1 ταυτίζεται με το χρώμα αΧ2 (όπου α>0). Η αρχή της προσθετικότητας ορίζει ότι, εάν δύο χρώματα Χ1 και Χ2 ταυτίζονται, τότε και τα χρώματα(Χ1+Χ2) και (Χ2+Χ3) ταυτίζονται (όπου Χ3 ένα τρίτο χρώμα). Οι τρείς κατάλληλα επιλεγμένες ακτινοβολίες που χρησιμοποιούνται, με τη βοήθεια της προσθετικής μεθόδου, για τη δημιουργία οποιουσδήποτε χρώματος είναι εκείνες που δημιουργούν σε ένα φυσιολογικό παράρτημα τα R, G, B χρωματικά αισθήματα, που παρατίθενται στο Σχήμα 1 και ονομάζονται πραγματικές καμπύλες χρωματικής μείξης, όπως τις καθόρισε η Διεθνής Ένωση Φωτισμού.

Σχήμα 1

Πραγματικές καμπύλες χρωματικής μείξης

ΕΝΟΤΗΤΑ 5.1 Οι καμπύλες του Σχήματος 1 είναι στην ουσία εκείνες που προσδιορίζουν τις ποσοτικές αναλογίες και τις ενεργειακές φασματικές κατανομές των τριών χρωμάτων (που τα ονομάσαμε R, B, G), οι οποίες είναι απαραίτητες για τη δημιουργία ενός αχρωματικού χρώματος ή, αλλιώς, την παραγωγή μιας ενεργειακής μονάδας για όλα τα μήκη κύματος της ορατής φασματικής περιοχής. Στην πράξη, αυτή η αναπαραγωγή οποιουδήποτε χρώματος μπορεί να γίνει με την ακόλουθη-πολύ γνωστή-πειραματική διάταξη (Σχήμα 2): με τη βοήθεια των τριών φωτεινών πηγών του Σχήματος, ο παρατηρητής προσπαθεί να ταυτίσει χρωματικά τα δύο οπτικά πεδία που διακρίνει στο πέτασμα. Το ένα οπτικό πεδίο αντιστοιχεί στο υπό αναπαραγωγή χρώμα και το άλλο στο πεδίο ανάμειξης των τριών ακτινοβολιών μπορεί ο παρατηρητής να αναπαράγει με πολύ μεγάλη γκάμα γραμμάτων, όχι όμως οποιοδήποτε χρώμα. Αν ακολουθήσει κανείς τα πορίσματα τις θεωρίας, τότε για την παραγωγή όλων των σύνθετων χρωμάτων πρέπει στις περιοχές του ορατού φάσματος με μικρό λ τα r, g, b να λαμβάνουν και αρνητικές τιμές(Σχήμα 3, ιδανικές καμπύλες μείξης των χρωμάτων), κάτι που θεωρητικά είναι αδύνατο να πραγματοποιηθεί.

Σχήμα 2

Πειραματική διάταξη αναπαραγωγής οποιουδήποτε χρώματος Το πρόβλημα μπορεί να ξεπεραστεί στις περισσότερες περιπτώσεις εάν η ακτινοβολία από τη μία εκ των τριών φωτεινών πηγών προστεθεί όχι στην ακτινοβολία των άλλων δύο, αλλά στο υπό αναπαραγωγή χρώμα. Στο τέλος, για την περιγραφή του αναπαραγόμενου χρώματος, η ακτινοβολία αυτή μπορεί να θεωρηθεί ότι αφαιρείται από το τελικό χρώμα.

ΕΝΟΤΗΤΑ 5.1

Σχήμα 3

Ιδανικές καμπύλες μείξης των χρωμάτων

Είναι πολύ κοινή αλλά και χρήσιμη η εικόνα του Σχήματος 4, που συμβολίζει την προσθετική μείξη των τριών θεμελιωδών χρωμάτων ανά δύο ή τρία. Στη διάταξη αυτή φαίνεται πως η προσθετική μείξη δυο θεμελιωδών (και βασικών) χρωμάτων δίνει και πάλι ένα (δευτερογενές) από τα βασικά. Για παράδειγμα, κόκκινο και πράσινο αναμειγνυόμενα προσθετικά δίνουν κίτρινο, πράσινο και μπλε δίνουν κυανό, ενώ κόκκινο και μπλε δίνουν magenta. Όμως, το πράσινο με το magenda ή το μπλε με το κίτρινο ή, τέλος, το κόκκινο με το κυανό όταν αναμειχθούν σε ίσες ποσότητες προσθετικά, δίνουν λευκό. Το μπλε, το πράσινο και το κόκκινο συνηθίζεται να θεωρούνται τα τρία βασικά χρώματα της προσθετικής μεθόδου. Γενικότερα, δύο χρώματα, τα οποία με την προσθετική τους ανάμειξη δίνουν λευκό ονομάζονται συμπληρωματικά χρώματα. Όταν όμως το αποτέλεσμα της προσθετικής μείξης δύο χρωμάτων είναι αχρωματικό (άσπρο, μαύρο ή γκρι), τότε αυτά τα δύο χρώματα είναι μεταξύ τους αντίθετα. Από τον ορισμό των αντιθέτων και των συμπληρωματικών χρωμάτων προκύπτει ότι όλα τα συμπληρωματικά είναι και αντίθετα, ενώ όλα τα αντίθετα δεν είναι συμπληρωματικά.

Σχήμα 4

Προσθετική χρωματική μείξη

ΕΝΟΤΗΤΑ 5.1 Πολύ γνωστά είναι και τα πειράματα που έκανε με τους δίσκους του ο Maxwell, για να δείξει την παραγωγή χρωμάτων με προσθετική μείξη. Σε κυκλικούς περιστρεφόμενους δίσκους χρωμάτισε κυκλικούς τομείς με τα χρώματα R, G, Β. Μεταβάλλοντας τη σχετική επιφάνεια των τριών έγχρωμων τομέων παρατήρησε ότι με περιστροφή του δίσκου έπαιρνε τα ίδια χρωματικά αποτελέσματα με τα αντίστοιχα που προέκυπταν από την προβολή τριών αντίστοιχων ακτινοβολιών σε μια οθόνη. Χαρακτηριστική περίπτωση τεχνολογικής εφαρμογής της προσθετικής ανάμειξης των χρωμάτων είναι το σύστημα δημιουργίας της εικόνας στις έγχρωμες οθόνες(τηλεόραση, υπολογιστές). Στην εσωτερική επιφάνεια της οθόνης είναι τοποθετημένα σε κανονική περιοδική διάταξη πολύ μικρά στοιχεία, τα οποία φθορίζουν στην περιοχή των R, G, B όταν διεγερθούν από τη δέσμη των ηλεκτρονίων. Εκείνα που δεν διεγείρονται αντιπροσωπεύουν την αχρωματική βάση (μαύρο).

ΕΝΟΤΗΤΑ 5.2 ΑΦΑΙΡΕΤΙΚΗ ΑΝΑΜΕΙΞΗ ΤΩΝ ΧΡΩΜΑΤΩΝ Είναι το ακριβώς αντίθετο της προσθετικής μεθόδου. Με τη μέθοδο αυτή παράγεται το χρωματικό αίσθημα, αφού αφαιρεθεί από κάποια υπάρχουσα ακτινοβολία(συνήθως λευκή) ένα τμήμα της ενέργειάς της, που αντιστοιχεί σε μια ή περισσότερες φασματικές περιοχές. Η “αφαίρεση” αυτή επιτυγχάνεται με τη βοήθεια φίλτρων ή άλλων στοιχείων (λεπτών έγχρωμων υλικών), τα οποία παίζουν ρόλο φίλτρου. Ως βασικά χρώματα στη μέθοδο αυτή επιλέγονται τρία χρώματα, τα οποία είναι σωστοί αφαιρέτες των τριών βασικών χρωμάτων της προσθετικής μεθόδου. Συγκεκριμένα, τα τρία αυτά χρώματα είναι: ● το κίτρινο, το οποίο είναι αφαιρέτης του μπλε, αφού αφήνει να περάσουν ή να ανακλαστούν οι κόκκινες και οι πράσινες ακτινοβολίες ● το magenta, το οποίο είναι αφαιρέτης του πράσινου, αφού αφήνει να περάσουν ή να ανακλαστούν μόνο οι κόκκινες και οι μπλε ακτινοβολίες. ● το κυανό, το οποίο αφαιρεί την κόκκινη φασματική περιοχή, ενώ αφήνει το μπλε και το πράσινο να περάσει ή να ανακλαστεί. Ως βάση λαμβάνεται πάντοτε το αχρωματικό λευκό με τη μορφή μιας ακτινοβολίας ή λευκού χαρτιού ή και των δύο μαζί σε συνδυασμό. Αντίστοιχο προς το Σχήμα 4 της προσθετικής μεθόδου είναι για την αφαιρετική μέθοδο το Σχήμα 5. Όπως παρατηρεί κανείς, και στα δύο σχήματα εμφανίζονται και τα έξι βασικά χρώματα, με μόνη διαφορά ότι στην αφαιρετική μείξη εμφανίζεται στο κέντρο του σχήματος το μαύρο αντί του άσπρου, μια και στην περίπτωση αυτή όλη η φωτεινή ακτινοβολία έχει απορροφηθεί.

Σχήμα 5 Αφαιρετική μείξη των χρωμάτων

ΕΝΟΤΗΤΑ 5.2 Συνεπώς, μπορεί κανείς να παραγάγει μεγάλη ποικιλία χρωμάτων χρησιμοποιώντας λευκή ακτινοβολία και τρία συγκεκριμένα φίλτρα. Βέβαια, στην πράξη η παραγωγή φίλτρων που να απορροφούν μια συγκεκριμένη φασματική περιοχή με άλμα διαφάνειας, στα όρια της περιοχής αυτής είναι αδύνατη. Συνέπεια της αδυναμίας αυτής και της χρήσης πραγματικών φίλτρων (χωρίς άλματα διαφάνειες στα όρια των περιοχών αναρρόφησης) είναι η δημιουργία των χρωματικών διαφανειών στα παραγόμενα χρώματα. Δηλαδή, παράγονται χρώματα τα οποία διαφέρουν από τα αναμενόμενα σημαντικά. Στις περιπτώσεις όμως αφαιρετικής μείξης χρωστικών μπορεί να διακρίνει κανείς δύο διαφορετικές περιπτώσεις. Στην πρώτη (απλή αφαιρετική μείξη) κατά την οποία εμφανίζονται φαινόμενα σχεδίασης, η απορρόφηση του τελικού μείγματος ισούται με το άθροισμα των απορροφήσεων των αναμειγνυόμενων χρωστικών. Στην περίπτωση, όμως, κατά την οποία, εκτός από τη διαφάνεια ή την ανάκλαση, εμφανίζεται σκέδαση (σύνθετη αφαιρετική μείξη), αυτό δεν ισχύει και το πρόβλημα γίνεται πιο πολύπλοκο, μια και ισχύει πλέον και ο νόμος των Kelvink-Munk (βλ. Κεφάλαιο 7).Περισσότερο, όμως, για το θέμα αυτό θα αναφερθούν στο κεφάλαιο 8. Στους κανόνες της αφαιρετικής μεθόδου ανάμειξης των χρωμάτων στηρίζεται η έγχρωμη φωτογραφία και, εν μέρει, η έγχρωμη εκτύπωση.

ΕΝΟΤΗΤΑ 5.3

ΟΠΤΙΚΗ ΧΡΩΜΑΤΙΚΗ ΜΕΙΞΗ Η μέθοδος αυτή, η οποία στην ουσία αποτελεί σύνθεση της προσθετικής και της αφαιρετικής μεθόδου, βασίζεται στην περιορισμένη διακριτική ικανότητα του ανθρώπινου ματιού. Το μάτι, δηλαδή, δεν μπορεί να διακρίνει μικρών διαστάσεων χρωματισμένες επιφάνειες από μια συγκεκριμένη απόσταση, η οποία είναι συνάρτηση του μεγέθους των επιφανειών αυτών, με αποτέλεσμα να δημιουργείται χρωματικό αίσθημα από την οπτική ανάμειξη τους. Τυπικό παράδειγμα οπτικής χρωματικής ανάμειξης είναι οι έγχρωμες (ραστεροποιημένες) εικόνες διάφορων εντύπων (βιβλίων, περιοδικών κλπ.).Είναι χαρακτηριστικό παράδειγμα του Σχήματος 6.Ενώ το μάτι μπορεί και διακρίνει πολύ εύκολα τις μεγάλου μεγέθους κίτρινες και magenta κουκκίδες, όσο το μέγεθος τους ελαττώνεται τόσο δυσκολότερη γίνεται η διάκριση των κίτρινων και magenta επιφανειών.

Σχήμα 6

Οπτική χρωματική μείξη

Στο τέλος, επειδή το μέγεθος των κουκκίδων είναι εξαιρετικά μικρό για το μάτι, είναι αδύνατος ο διαχωρισμός των κουκκίδων σε κίτρινες και magenta. Επιτυγχάνεται όμως η δημιουργία ενός χρωματικού αισθήματος, που προκύπτει από την προσθετική μείξη των χρωμάτων των δύο ειδών κουκίδων. Παρατηρείται, δηλαδή, μια κόκκινη επιφάνεια, της οποίας τα χρωματικά χαρακτηριστικά καθορίζονται από τα σχετικά μεγέθη των επιφανειών των κίτρινων και των magenta κουκκίδων. Το μέγιστο δυνατό εμβαδόν που μπορεί να καταλάβει η κουκκίδα

ΕΝΟΤΗΤΑ 5.3 αντιστοιχεί και στο μέγιστο δυνατό ποσοστό συμμετοχής(100%)του αντίστοιχου χρώματος στη δημιουργία του σύνθετου χρώματος στο σημείο εκείνο. Αύξηση ή μείωση, δηλαδή, του εμβαδού μιας κουκκίδας σημαίνει αύξηση ή μείωση του ποσοστού συμμετοχής του χρώματος της κουκκίδας στη δημιουργία του τελικού σύνθετου χρώματος στο σημείο εκείνο του εντύπου. Αυτή ακριβώς είναι και η αρχή στην οποία βασίζεται η εκτύπωση των έγχρωμων εικόνων. Μια έγχρωμη εικόνα αναλύεται(“διαχωρίζεται”) σε τέσσερις επιμέρους εικόνες: μία για καθένα από τα βασικά χρώματα των εκτυπώσεων(C, M, Y και S)(Σχήμα 7α, β, γ, δ, ε) Οι εικόνες αυτές είναι ραστεροποιημένες, είναι δηλαδή ένα σύνολο κουκκίδων διαφορετικού εμβαδού, ανάλογα με τη συμμετοχή του αντίστοιχου χρώματος στο σύνθετο χρώμα κάθε σημείου της υπό αναπαραγωγή εικόνας.

Σχήμα 7

Ανάλυση έγχρωμης εικόνας σε τέσσερις, μία για καθένα

από τα βασικά χρώματα των εκτυπώσεων(C, M, Y, S) Οι εικόνες αυτές τυπώνονται στη συνέχεια κατά σειρά και με απόλυτη σύμπτωση των σημείων τους, δημιουργώντας τελικά την τυπωμένη εικόνα (Σχήμα 8).Στο σχήμα αυτό φαίνεται ο σταδιακός σχηματισμός της έγχρωμης τυπωμένης

ΕΝΟΤΗΤΑ 5.3 εικόνας, ξεκινώντας από το κυανό(8α), προσθέτοντας σε αυτό το magenta(8β), κατόπιν ως τρίτο χρώμα το κίτρινο (8γ)και τελικά, το μαύρο χρώμα (8δ).

Σχήμα 8

Σταδιακός σχηματισμός της έγχρωμης εικόνας

στην τετράχρωμη εκτύπωση

Δραστηριότητα 1/Κεφάλαιο 5 Στις παραγωγικές διαδικασίες των γραφικών τεχνών χρησιμοποιείται πολύ συχνά από εμπειρικούς ο όρος “δύναμη του χρώματος”. Για να δηλώσει το ποσοστό του βασικού χρώματος που συμμετέχει στη δημιουργία ενός συγκεκριμένου σύνθετου χρώματος σε ένα σημείο της εικόνας. Με βάση όσα γνωρίζετε, πιστεύετε ότι η χρήση του όρου αυτού είναι σωστή. Αιτιολογήσετε την απάντηση σας σε ένα κείμενο 100 λέξεων. Ελέγξτε την ορθότητα της απάντησης σας συγκρίνοντας τη με τη δική μας, που δίνεται στο Παράρτημα, στο τέλος του κεφαλαίου.

ΕΝΟΤΗΤΑ 5.4 ΠΛΗΡΗΣ Ή ΟΛΟΚΛΗΡΩΤΙΚΗ ΜΕΙΞΗ Σύμφωνα με τη μέθοδο αυτή αναμειγνύουμε πρώτα αδιαφανείς χρωστικές και στη συνέχεια επικαλύπτουμε με το τελικό μείγμα μια επιφάνεια με μία και μοναδική επίστρωση χρωστικής. Ενώ, δηλαδή, στις προηγούμενες μεθόδους χρησιμοποιήθηκαν περισσότερες από μία επιστρώσεις ή φίλτρα, εδώ χρησιμοποιείται μία και μοναδική επίστρωση χρωστικής. Στη μέθοδο αυτή συνήθως χρησιμοποιείται το κανονικό εξάγωνο του Σχήματος 9(ιδιαίτερα προσφιλές στους ζωγράφους).

Σχήμα 9

Κανονικό εξάγωνο πλήρους μείξης των χρωμάτων

Εάν, ξεκινώντας από αυτό το εξάγωνο, μετατοπίσουμε το λευκό έξω από το επίπεδο του εξαγώνου και δημιουργήσουμε, με την προσθήκη και του μαύρου, έναν αχρωματικό άξονα κάθετο στο κέντρο βάρους του εξαγώνου, τότε δημιουργείται ένας χρωματικός χώρος, που έχει τη μορφή διπλής πυραμίδας(12εδρο).Στις δύο κορυφές της πυραμίδας βρίσκονται το άσπρο και το μαύρο. Ο χώρος αυτός μπορεί να διαιρεθεί σε έξι μικρότερα τετράεδρα, τα οποία έχουν κοινή ακμή του άξονα W-S(αχρωματικός άξονας).Τα χρώματα που βρίσκονται μέσα σε αυτά τα τετράεδρα μπορούν να αναπαραχθούν με τη βοήθεια μόνο των τεσσάρων βασικών, που βρίσκονται στις κορυφές του αντίστοιχου τετραέδρου.

ΕΝΟΤΗΤΑ 5.4 Δραστηριότητα 2/Κεφάλαιο 5

Στη διάταξη του σχήματος που ακολουθεί δίνονται: ΦΠ1 Φ1 Φ2 ΠΕΤ ΠΑΡ ΦΠ2 Φωτεινή πηγή φωτός ΦΠ1, εμπρός από την οποία τοποθετούνται δύο φίλτρα, το ένα μπλε Φ1 και τα το άλλο Φ2 κίτρινο, εκπέμπει ακτινοβολία η οποία οδηγείται μέσα από τα δύο φίλτρα, ανακλάται σε ένα αδιαφανές πράσινο πέτασμα ΠΕΤ και φτάνει στο μάτι ενός παρατηρητή ΠΑΡ. Στο ίδιο πέτασμα όμως προσπίπτει και άλλη ακτινοβολία, η οποία προέρχεται από την κόκκινη φωτεινή πηγή ΦΠ2.ΤΙ χρώμα θα δει ο παρατηρητής: (Θεωρήστε ότι στο μάτι του παρατηρητή δεν φτάνει διάχυτη ακτινοβολία και ότι όλα τα αναφερόμενα χρώματα είναι ιδανικά).Η δική μας απάντηση δίνεται στο Παράρτημα, στο τέλος του κεφαλαίου.

Δραστηριότητα 3/Κεφάλαιο 5 Κατασκευάστε δύο δίσκους του Helmholtz (από χαρτόνι)και, μεταβάλλοντας κάθε φορά το μέγεθος του μπλε, πράσινου και κόκκινου κυκλικού τομέα, δημιουργήστε περιστρέφοντας τον δίσκο, δύο διαφορετικά χρώματα. Δοκιμάστε στη συνέχεια να δημιουργήσετε αχρωματικό γκρι με τον ίδιο τρόπο. Δημιουργήστε κατόπιν ένα δίσκο, την επιφάνεια του οποίου έχετε χρωματίσει κατά τέτοιον τρόπο, ώστε η με την περιστροφή του να σχηματιστεί στο μέσο περίπου ενός cm και χρώματος διαφορετικού από το χρώμα της υπόλοιπης επιφάνειας του δίσκου. Περιστρέψτε στη συνέχεια τον δίσκο και προσπαθήστε να εξηγήσετε την εμφάνιση στην περιοχή του δακτυλίου ενός χρώματος που σε πρώτη σκέψη δεν αναμένατε. Εάν συναντάμε δυσκολίες στην ερμηνεία, μην απογοητεύεστε. Όσα μάθατε για τη σύγχρονη αντίθεση θα σας βοηθήσουν οπωσδήποτε.

Δραστηριότητα 4/Κεφάλαιο 5 Εάν διαθέτετε χρωματικό χάρτη, επιλέξτε ένα συγκεκριμένο, τυχαίο χρώμα και προσπαθήστε να το αναπαράγετε με τη βοήθεια των R, G, B κυκλικών τομέων του δίσκου του Helmholtz.(Θα χρειαστεί να μετασχηματίσετε τις τιμές του χάρτη ως προς το σημείο του λευκού.)

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Σύνοψη Στο κεφάλαιο αυτό εξετάσαμε τις κυριότερες μεθόδους ανάμειξης των χρωμάτων, δηλαδή την προσθετική, την αφαιρετική, την ολοκληρωτική και την οπτική. Στην τελευταία αυτή μέθοδο, που μπορεί να θεωρηθεί ένας συνδυασμός της προσθετικής και της αφαιρετικής μεθόδου, βασίζονται σε σημαντικό βαθμό οι γραφικές τέχνες χρησιμοποιώντας τα ράστερ στις εκτυπώσεις. Ορίσαμε ακόμη τις έννοιες των συμπληρωματικών και των αντίθετων χρωμάτων και διακρίναμε τη διαφορά τους.

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 5 Δραστηριότητα 1 Το πραγματικό μέγεθος της κουκκίδας του βασικού χρώματος καθορίζει και τον όρο “ποσοστό του χρώματος”(ακριβέστερα ποσοστό της κουκκίδας τους χρώματος, μια και εκφράζει τον λόγο του πραγματικού εμβαδού της κουκκίδας προς το μέγιστο δυνατό εμβαδό της, εκφρασμένο επί τοις εκατό). Ο όρος “δύναμη του χρώματος”(όπως και ο επίσης αδόκιμος όρος “ένταση του χρώματος”)αναφέρεται στο τελικό αποτέλεσμα (χρώμα), τα υποκειμενικά χαρακτηριστικά του οποίου είναι συνάρτηση και άλλων παραμέτρων και όχι μόνον του εμβαδού της κουκκίδας. Συνεπώς, η χρήση του όρου αυτού πρέπει να αποφεύγεται.

Δραστηριότητα 2 Έχοντας υπόψη ότι στον παρατηρητή δεν φτάνει διάχυτη ακτινοβολία και ότι όλα τα χρώματα είναι ιδανικά, μπορούμε να πούμε ότι: α) Η ακτινοβολία της πρώτης φωτεινής πηγής(λευκή) θα απορροφηθεί εξολοκλήρου από το φίλτρο Φ1 και Φ2, αφού η μπλε ακτινοβολία που θα περάσει από το Φ1 θα απορροφηθεί από το Φ2. β) Η ακτινοβολία της δεύτερης φωτεινής πηγής (κόκκινη) θα απορροφηθεί εξολοκλήρου από το πράσινο πέτασμα. Συνεπώς, στο μάτι του παρατηρητή δεν θα φτάσει φωτεινή ακτινοβολία. Άρα, ο παρατηρητής θα δει μαύρο χρώμα.

Κεφάλαιο 6

Χρωματικοί Χώροι – Χρωματικά Συστήματα

Σκοπός του Κεφαλαίου αυτού είναι να εξετάσει τα σπουδαιότερα

χρωματικά συστήματα, αναλύοντας τον τρόπο δημιουργίας τους και τα σημαντικότερα χαρακτηριστικά τους.

Όταν θα έχετε ολοκληρώσει τη μελέτη αυτού του Κεφαλαίου θα είστε

σε θέση να:

Αναλύετε τους τρόπους παραγωγής των χρωμάτων

Περιγράφετε τις μεθόδους μέτρησης των χρωματικών διαφορών στα διάφορα συστήματα

Αναλύετε τις διαφορές ανάμεσα στα χρωματικά συστήματα που χρησιμοποιούνται σήμερα

Αναγνωρίζετε τα προβλήματα που προκύπτουν από τις εφαρμογές της χρωματικής θεωρίας στην καθημερινή πρακτική

Έννοιες Κλειδιά:

Χρωματικό Σύστημα

Αχρωματικός Άξονας

Σχετικό γκρι

Τριχρωματικοί Συντελεστές

Τριχρωματικές Συντεταγμένες

Χρωματικός Κύκλος

Οπτική πυκνότητα

Σχετικό Σφάλμα Απόχρωσης

Τριχρωματικές Τιμές Στην καθημερινή Χρωματική πρακτική τα προβλήματα που

εμφανίζονται συνήθως σχετίζονται είτε με περιγραφή των χαρακτηριστικών (υποκειμενικών ή αντικειμενικών) ενός χρώματος, είτε με υπολογισμό χρωματικών διαφορών. Και στις δύο αυτές περιπτώσεις θα ήταν χρήσιμη μία συστηματική ταξινόμηση των χρωμάτων με βάση κάποια κριτήρια, που οπωσδήποτε θα σχετίζονται με τα χαρακτηριστικά των χρωμάτων. Η

συστηματική αυτή ταξινόμηση γίνεται συνήθως σε χώρους τριών διαστάσεων, περιέχοντας έτσι μία εικόνα των σχέσεων μεταξύ των χρωμάτων και διευκολύνοντας ταυτόχρονα την κατανόηση διάφορων ειδών χρωματικών υπολογισμών.

Η απλούστερη προσπάθεια απεικόνισης των χρωμάτων είναι ο χρωματικός κύβος, που αναφέρθηκε στο Κεφάλαιο 4. Κυριότερο πλεονέκτημά του είναι η απλότητα και η χρήση, στον ελάχιστο δυνατό βαθμό, κάθε είδους μαθηματικών υπολογισμών. Αυτός είναι και ο λόγος για τον οποίον τα αναπτύγματα του κύβου, οι χρωματικοί χάρτες, είναι τόσο δημοφιλή, ιδιαίτερα στους καλλιτέχνες (γραφίστες και designers). Ο χρωματικός κύκλος παρουσιάζει όμως και σημαντικά μειονεκτήματα. Το σημαντικότερο από αυτά είναι ότι δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ο ίδιος χρωματικός χάρτης όταν στην εφαρμογή απαιτείται η χρήση διαφορετικών χρωστικών ή υποστρωμάτων (π.χ. χαρτιών), γιατί τότε παρατηρούνται αποκλίσεις ανάμεσα στα πρακτικά αποτελέσματα και στις ενδείξεις του χρωματικού χάρτη. Τυπικό παράδειγμα αποτελούν οι διαφορές που εμφανίζονται στα χρώματα εικόνων στις οθόνες, οι οποίες χρησιμοποιούνται στην προεκτύπωση, και στα ίδια (υποτίθεται) χρώματα των τυπωμένων – με οποιαδήποτε μέθοδο εκτύπωσης – εικόνων.

Άλλο σημαντικό μειονέκτημα ενός χρωματικού χάρτη είναι το γεγονός ότι αγνοεί παντελώς τα μη γραμμικά φαινόμενα. Δε λαμβάνονται υπ’ όψιν ούτε οι συνθήκες παρατήρησης ούτε η διαφορά στην ικανότητα αντίληψης χρωματικών διαφορών από το μάτι στα διάφορα σημεία του κύβου (ίσες χρωματικές διαφορές είναι εύκολα αντιληπτές κοντά στην κορυφή του λευκού, ενώ διακρίνονται δύσκολα κοντά στην κορυφή του μαύρου). Τέλος πρέπει κανείς να διαθέτει χρωματικούς χάρτες για τα διάφορα υποστρώματα-φορείς της χρωστικής (π.χ. διάφορα είδη χαρτιού), τα οποία οπωσδήποτε επηρεάζουν το τελικό χρωματικό αποτέλεσμα, ιδιαίτερα όταν πρόκειται για διαφανείς χρωστικές. Για τους λόγους αυτούς λοιπόν, αναζητήθηκαν και προτάθηκαν κατά καιρούς άλλες λύσεις για την ταξινόμηση των χρωμάτων και έτσι δημιουργήθηκαν τα διάφορα χρωματικά συστήματα.

Τα συστήματα αυτά λειτουργούν ως μοντέλα που δίνουν τη δυνατότητα καθορισμού και αναπαραγωγής των χρωμάτων στους χώρους εφαρμογής (γραφικές τέχνες, τηλεόραση, φωτογραφία, κλωστοϋφαντουργία, αυτοκίνητα πλαστικά κλπ).

Σε κάθε χρώμα αντιστοιχούν κωδικοί αριθμοί, που διευκολύνουν την ταξινόμησή του σε ένα ορισμένο σύστημα. Οι κωδικοί αριθμοί οποιουδήποτε χρώματος προκύπτουν από τη μέτρηση του έγχρωμου δείγματος με εξειδικευμένα ευαίσθητα όργανα όπως σαρωτές

(scanner),πυκνόμετρα σάρωσης (scanning densitometer), χρωματόμετρα, φασματοφωτόμετρα και βιντεοκάμερες. Από τα συστήματα αυτά θα αναπτύξουμε τα σημαντικότερα (Munsell, CIE, Ostwald, MCS, DIN, OSA-UCS, GATF) και θα περιγράψουμε σύντομα μερικά από τα υπόλοιπα (Pantone, RGB, CMYK, HLS, HSB).

Ορισμένα από τα συστήματα αυτά περιέχουν τις αποχρώσεις που εμφανίζονται στη φύση και μπορεί να αναγνωρίσει το ανθρώπινο μάτι, καθώς και οποιαδήποτε απόχρωση μπορεί να συνθέσει ο άνθρωπος.

Εκτός όμως από αυτά τα συστήματα-μοντέλα κατάταξης χρωμάτων υπάρχουν και συλλογές πραγματικών έγχρωμων δειγμάτων με αποχρώσεις που προκύπτουν από συνδυασμό δύο, τριών ή και τεσσάρων βασικών χρωμάτων. Είναι δε ταξινομημένες με τέτοιο τρόπο που να μπορούν να εμπλουτίζονται και με νέες. Τέτοιες συλλογές έχουν δημιουργηθεί πάρα πολλές, από τις οποίες η πλέον γνωστή είναι η Maerz και Paul (1930), αλλά και η Munsell, συνώνυμη του συστήματος.

Μεταξύ πολλών τέτοιων συλλογών, οι οποίες πολλές φορές αναφέρονται και ως Άτλαντες, επισημαίνουμε το Pantone, (χρωματολόγιο σε χαρτί και ύφασμα), το Colour Harmony, το Ostwald, καθώς και άλλες σε μορφή βιβλίων τσέπης.

Στον χώρο της τηλεόρασης, της φωτογραφίας και των γραφικών τεχνών συνήθως βρίσκουν εφαρμογή τα μοντέλα κατάταξης χρωμάτων CIELAB, RGB, CMYK, Munsell, HSB και HLS. Υπάρχουν όμως και άλλες βιομηχανικές εφαρμογές, όπως κλωστοϋφαντουργία, πλαστικά και αυτοκίνητα, όπου κυρίως χρησιμοποιούνται τα συστήματα CIELAB και Munsell.

Όπως είναι γνωστό για την υποκειμενική αντίληψη των χρωμάτων είναι απαραίτητες τρεις παράμετροι (απόχρωση ή χροιά, φωτεινότητα ή λαμπρότητα ή τόνος και κορεσμός ή βαθμός κόρου). Βάσει αυτών των παραμέτρων, τα χρώματα μπορούν να τοποθετηθούν σε ένα τρισδιάστατο χρωματικό χώρο, όπως αυτός του Σχήματος 1 (βλ. αντίστοιχη προς το Σχήμα 1, Εικόνα 1, Παράρτημα 2

ο), όπου η απόχρωση και ο κορεσμός

βρίσκονται πάντα στο ίδιο επίπεδο, ενώ κάθετα σε αυτό βρίσκεται ο άξονας της φωτεινότητας (μαύρο - λευκό).

Αυτός ο χρωματικός χώρος δεν αποτελεί χρωματικό σύστημα, διότι δεν είναι βαθμολογημένος, αλλά μας παρουσιάζει την τρισδιάστατη αντίληψη από το ανθρώπινο μάτι του χρώματος ως βάση, στην οποία στηρίζονται όλα τα συστήματα ταξινόμησης. Για να συμπεριληφθεί, δηλαδή, οποιοδήποτε χρώμα σε κάποιο χρωματικό σύστημα πρέπει αφενός να καθορίζεται με τρεις παραμέτρους ή κωδικούς και αφετέρου ο τρισδιάστατος χώρος να είναι βαθμολογημένος και στις τρεις διαστάσεις

του. Στο Σχήμα 2 παρουσιάζεται σε ένα θεωρητικό χώρο μη βαθμολογημένο) η σχέση φωτεινότητας και κορεσμού για μία συγκεκριμένη απόχρωση και η υποκειμενική αποτίμηση ενός χρώματος ως προς τις συγκεκριμένες παραμέτρους (βλ. αντίστοιχη προς το Σχήμα 2, Εικόνα 2 στο Παράρτημα 2). Παρατηρούμε πόσο δύσκολα μπορούμε να περιγράψουμε κάποιο χρώμα και επομένως αδυνατούμε αν επικοινωνήσουμε στις καθημερινές συναλλαγές μας, στις οποίες το χρώμα κατέχει σημαντική θέση. Τις περισσότερες φορές με τις ίδιες λέξεις αναφερόμαστε σε διαφορετικά χρώματα και με διαφορετικές λέξεις στο ίδιο χρώμα. Η δυσκολία αυτή στην επικοινωνία, λόγω της υποκειμενικής (διαφορετικής από παρατηρητή σε παρατηρητή) αντίληψης των χρωμάτων, δημιούργησε την ανάγκη για αντικειμενικό καθορισμό του χρώματος, ο οποίος προϋποθέτει βέβαια ενόργανη μέτρησή του, όπως θα αναπτύξουμε και στο αντίστοιχο κεφάλαιο.

Η τεχνολογική εξέλιξη, τόσο στην κατασκευή τελειότερων οργάνων μέτρησης, όσο και στον τομέα των ηλεκτρονικών υπολογιστών, διευκόλυνε σε πολύ μεγάλο βαθμό το γρήγορο και ακριβή καθορισμό του χρώματος. Επίσης, δημιουργήθηκαν προγράμματα (software) που βοηθούν να μετατρέπουμε εύκολα τα δεδομένα ενός χρώματος από ένα σύστημα σε κάποιο άλλο.

Ενότητα 6.1

ΧΡΩΜΑΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ MUNSELL

Ένα από τα πιο ανεπτυγμένα και διαδεδομένα συστήματα σε πολλούς

τομείς εφαρμογών είναι το Munsell, που ονομάστηκε έτσι από τον εμπνευστή του, καθηγητή και καλλιτέχνη, A.H. Munsell, ο οποίος το πρωτοδημοσίευσε σε ένα μικρό βιβλίο το 1905. Το 1915 δημοσίευσε τον πρώτο Άτλαντα, και λίγο πριν από το θάνατό του το 1918, ίδρυσε μία ομώνυμη εταιρεία παραγωγής χρωματικών προτύπων. Το έργο συνεχίστηκε και το 1929 εκδόθηκαν χρωματικές κλίμακες με 20 αποχρώσεις. Με τη συνεργασία μιας υποεπιτροπής της Οπτικής Ακαδημίας της Αμερικής και της CIE (αρχικά της Διεθνούς Επιτροπής Φωτισμού), το 1950 ο γνωστός Άτλαντας διπλασίασε τις αποχρώσεις του από 20 σε 40. Το 1958 βγήκε μία ειδική έκδοση που βοήθησε στις συγκρίσεις των πρότυπων χρωμάτων που αναφέρονται σε γυαλιστερές επιφάνειες, όπως τα πλαστικά. Η τελευταία έκδοση (1990) εμπλουτίστηκε με ανοιχτές αποχρώσεις που χρησιμοποιούνται κυρίως σε καλλυντικά και διακόσμηση. Ο άτλαντας Munsell είναι μία συλλογή έγχρωμων λωρίδων, ταξινομημένων σύμφωνα με τις βαθμολογημένες παραμέτρους (κλίμακες) που αναφέραμε και επομένως περιλαμβάνει, περιορισμένη γκάμα αποχρώσεων. Το χρώμα όμως οποιουδήποτε έγχρωμου υλικού μπορεί να καθοριστεί, όταν συγκριθεί με τις έγχρωμες λωρίδες, κάτω από ορισμένο φωτισμό και συνθήκες παρατήρησης, καταλαμβάνοντας μία υπάρχουσα θέση ή να καταταγεί ανάμεσα σε δύο.

Το σύστημα έτυχε διεθνούς αναγνώρισης, ιδιαίτερα στο χώρο της τέχνης, του σχεδιασμού, της φωτογραφίας, της εκτύπωσης, της κλωστοϋφαντουργίας και των πλαστικών.

Υιοθετήθηκε από τα Αμερικανικά πρότυπα ASTM (American Standards for Testing Materials), τα Γερμανικά DIN (Deutsche Industrie Normen), τα Βρετανικά BS (British Standards), καθώς και άλλων χωρών. Χρησιμοποιείται ευρέως στην επιστήμη των χρωμάτων ως μοντέλο ομοιόμορφου χρωματικού χώρου και αποτελεί αντικείμενο σπουδών και έρευνας.

Το σύστημα αυτό υποδεικνύει ένα δρόμο ακριβούς ορισμού χρωμάτων και συγκρίσεων μεταξύ χρωμάτων. Κάθε χρώμα στο σύστημα έχει τρεις ιδιότητες ή παραμέτρους: την απόχρωση (hue), την αξία ή τιμή (value) και

το «χρώμα» (chroma) κατ’ αντιστοιχία με τους όρους απόχρωση, φωτεινότητα και κορεσμό που αναφέρθηκαν στην αρχή του κεφαλαίου. Συχνά μπορεί να το συναντήσουμε και ως μοντέλο HVC από τα αρχικά των παραμέτρων του. Για την καλλίτερη κατανόηση του συστήματος Munsell πρέπει να προσέξουμε συσχετίζοντας μεταξύ τους τα Σχήματα 3 και 4.

Στην αρχή ο Munsell, όπως φαίνεται και στο Σχήμα 4, καθόρισε 5 βασικές αποχρώσεις, υποδιαιρώντας τον κύκλο σε ίσα μέρη και τοποθέτησε άλλες 5 ενδιάμεσες, δημιουργώντας έτσι αρχικά 10 που αντιστοιχούν σε τομείς ενός κύκλου με τα αρχικά R, YR, Y, GY, G, BG, B, PB, P και PR. Αυθαίρετα διαίρεσε τον κύκλο σε 100 υποδιαιρέσεις, με αντίστοιχες οπτικές αλλαγές στην απόχρωση, και όρισε ως 0 την αρχή του κόκκινου τομέα ( R ). Έτσι για παράδειγμα μία απόχρωση στη μέση του κόκκινου τομέα θα έχει τιμή 5R, ενώ η τελευταία του ίδιου τομέα θα είναι η 10R κ.ο.κ.

Το 1993 ο Cal McGamy έκανε μία διαφορετική εισήγηση για τη σειρά των 10 αποχρώσεων που αποτελούν το χρωματικό κύκλο του Munsell: δηλαδή πρότεινε τα 3 βασικά της προσθετικής μείξης (κόκκινο, πράσινο, μπλε), τα τρία βασικά της αφαιρετικής μείξης (κυανό, magenta, κίτρινο) και άλλα 5 ενδιάμεσα, και έτσι διευκολύνονται αυτοί που τα χρησιμοποιούν στις εφαρμογές τους. Η νέα σειρά των αποχρώσεων τροποποιήθηκε σε R, YR, Y, GY, G, C, BC, BA, MB και Μ.

Η κλίμακα της αξίας δείχνει τη φωτεινότητα του χρώματος. Αρχίζει από το 0 για το καθαρό μαύρο και φτάνει το 10 για το καθαρό λευκό, και όπως φαίνεται στο Σχήμα 3, είναι κάθετη στο επίπεδο της σελίδας. Το μαύρο το λευκό και το γκρι αποτελούν τα αχρωματικά χρώματα.

Τέλος το «χρώμα» είναι το μέγεθος της απόστασης από το αχρωματικό χρώμα προς το εξωτερικό του κύκλου και παριστάνει τον αυξανόμενο κορεσμό από το ουδέτερο μέχρι το πιο γεμάτο χρώμα. Αν φανταστούμε κάποιο γκρι και το ανακατεύουμε σταδιακά με κάποιο κίτρινο ίδιας αξίας (φωτεινότητας), θα αναπτύξουμε μία σειρά χρωμάτων με ομοιόμορφη ελάττωση του κορεσμού τους. Οι μονάδες αυτής της κλίμακας ορίζονται αυθαίρετα από 0 ως 20 αλλά φτάνουν και μέχρι 30 για φθορίζοντα χρώματα.

Επομένως, μία απόχρωση στο σύστημα Munsell συμβολίζεται με τα αρχικά γράμματα των τριών παραμέτρων H V/C. Π.χ. ένα λαμπρό κόκκινο μπορεί να αποδοθεί ως 5R 6/14 ή και ακριβέστερα ως 5,3R 6,1/14,4.

Όλα τα χρώματα, μεταβάλλοντας μία παράμετρο του συστήματος ανεξάρτητα από τις άλλες, μπορούν να τοποθετηθούν σε ένα τρισδιάστατο χώρο. Τα αχρωματικά χρώματα καταλαμβάνουν τον κάθετο άξονα μαύρου-λευκού.

Με τη βοήθεια σύγχρονων προγραμμάτων σε υπολογιστές είναι δυνατή η μετατροπή των κωδικών του συστήματος Munsellσε κωδικούς άλλου συστήματος, π.χ. CIELAB, RGB, XYZ, CMYK, όπως θα αναφέρουμε και σε επόμενο κεφάλαιο.

Στην Εικόνα 4 του Παραρτήματος 2 παρουσιάζεται μία τέτοια αντιστοίχηση μόνο ως προς το σύστημα CIELAB και μάλιστα χωρίς τη βοήθεια κάποιου προγράμματος.

Ενότητα 6.2

Χρωματικό Σύστημα CIE

Όπως αναφέραμε στο Κεφάλαιο 1, η αντίληψη του χρώματος από έναν

παρατηρητή Χ είναι αποτέλεσμα της συμβολής τριών παραμέτρων: α) της φωτεινής πηγής με την οποία παρατηρούμε το υλικό, β) της διαφάνειας ή της ανάκλασης του προσπίπτοντος φωτός από το έγχρωμο υλικό και γ) της ευαισθησίας του παρατηρητή, δηλαδή της ανταπόκρισής του στις διάφορες ακτινοβολίες.

Έτσι, το παρατηρούμενο χρώμα εξαρτάται κυρίως από τη φωτεινή πηγή και την ευαισθησία του παρατηρητή (στο ορατό μέρος του φάσματος, 380nm – 700nm, που έχει την ικανότητα να καταγράφει το ανθρώπινο μάτι). Βεβαίως υπάρχουν κι άλλοι δευτερεύοντες παράγοντες που διαφοροποιούν το παρατηρούμενο χρώμα, όπως η κατεύθυνση του , φωτισμού και της παρατήρησης, η υφή της επιφάνειας και το χρωματικό περιβάλλον.

Για να επιτευχθεί μια, κατά το δυνατόν, ακριβής αντίληψη του χρώματος, θα έπρεπε να καθοριστούν αντικειμενικά οι παραπάνω παράμετροι της φωτεινής πηγής και του παρατηρητή. Οι άλλοι δευτερεύοντες παράγοντες που αναφέραμε αποτελούν αντικείμενο μελέτης του Κεφαλαίου 7 «Ενόργανη εξέταση (μέτρηση) εγχρώμου δείγματος». Η CIE (Διεθνής Επιτροπή Φωτισμού) κατέληξε, ύστερα από πάρα πολλά πειράματα, το 1931 στον αντικειμενικό ορισμό της φωτεινής πηγής και του παρατηρητή.

Η αναλυτική περιγραφή και η σημασία των φωτεινών πηγών (πρότυπων και τεχνητών) γίνεται στο Κεφάλαιο 3 του παρόντος τόμου. Οι πρότυπες φωτεινές πηγές είναι συναρτήσεις καθορισμένες από τη CIE και αναφέρθηκαν ήδη.

Τέλος, όσον αφορά την ευαισθησία (ανταπόκριση) του παρατηρητή, καθιερώθηκε από τη CIE ο «πρότυπος παρατηρητής», κανόνας που απαίτησε πολλά πειράματα με καταγραφές από πολλούς παρατηρητές και αντιστοιχεί στον μέσο όρο της ευαισθησίας πολλών παρατηρητών

κανονικής όρασης. Η ευαισθησία αυτή εκφράζεται με τις πρότυπες τιμές , , που αντιστοιχούν στην ανταπόκριση του ματιού στα βασικά χρώματα κόκκινο, πράσινο, μπλε του ορατού φάσματος (Σχήμα 5), δηλαδή βασίζεται

στην τριχρωματική θεωρία της αντίληψης του χρώματος (θεωρία Helmholtz-Young).

Οι πρότυπες τιμές που αφορούν την ευαισθησία του παρατηρητή είναι συναρτήσεις που εξασφαλίζουν την αντικειμενικότητα της παρατήρησης σε όλο το ορατό φάσμα. Υπάρχουν δύο γωνίες (πεδία) παρατήρησης 2

ο και

10ο, επομένως και αντίστοιχες πρότυπες τιμές (συναρτήσεις) (Σχήμα 5). Η

οπτική παρατήρηση και αντίληψη της γωνίας 10ο χρησιμοποιεί μεγαλύτερη

περιοχή παρατήρησης μιας απόχρωσης από πραγματικούς παρατηρητές, σε σχέση με αυτή των 2

ο.

Συμπερασματικά, όταν παρατηρούμε ή μετράμε ένα χρώμα είναι απαραίτητο να αναφέρουμε την πρότυπη πηγή (στις γραφικές τέχνες, όπως αναφέραμε, είναι η D50, D55 και D65) και τη γωνία παρατήρησης (συνηθέστερη αυτή των 10

ο).

Τριχρωματικές τιμές Χ, Υ, Ζ

Οι τριχρωματικές τιμές Χ, Υ και Ζ είναι αριθμοί που καθορίζουν κάθε χρώμα. Προκύπτουν εύκολα όταν μπορούμε να μετρήσουμε την επί τοις εκατό ανάκλαση οποιουδήποτε έγχρωμου δείγματος. Η μέτρηση γίνεται απλά και γρήγορα με ένα όργανο μέτρησης της ανάκλασης ( R ), για παράδειγμα ένα φασματοφωτόμετρο, ένα χρωμόμετρο, ένα πυκνόμετρο και ένα σαρωτή-scanner (τα όργανα μέτρησης περιγράφονται στο Κεφάλαιο 7).

Βάσει, λοιπόν, των τιμών της ανάκλασης R(λ), της πρότυπης φωτεινής πηγής S(λ) και των προτύπων τιμών , , (πρότυπος παρατηρητής), προκύπτουν από τις παρακάτω συναρτήσεις, με τον υπολογισμό ή από πρόγραμμα (software) υπολογιστή συνδεδεμένου με το όργανο μέτρησης, οι τριχρωματικές τιμές (πρωτεύοντες αριθμοί) Χ, Υ, Ζ (tristimulus value) ενός χρώματος.

Όπου ολοκληρώνουμε χρησιμοποιώντας τα αθροίσματα των 17 γινομένων (ανά 20nm) από 380nm μέχρι 700nm (Σχήμα 6).

Οι τιμές αυτές χαρακτηρίζουν ένα χρώμα (με δεδομένη πρότυπη φωτεινή πηγή και ορισμένες συνθήκες παρατήρησης). Δείγματα με ίδιες αντίστοιχες τιμές Χ, Υ, Ζ παρουσιάζουν το ίδιο χρώμα, όπως και αντιστρόφως, δηλαδή οι τριχρωματικές τιμές Χ, Υ, Ζ ορίζουν μονοσήμαντα ένα χρώμα.

Δισδιάστατο χρωματικό διάγραμμα x, y

Όπως είδαμε στο προηγούμενο κεφάλαιο, οι τιμές Χ, Υ, Ζ είναι το δακτυλικό αποτύπωμα κάθε χρώματος, βεβαίως κάτω από τις ίδιες συνθήκες φωτισμού και παρατήρησης. Δεν επαρκούσε όμως ο καθορισμός ενός χρώματος, ήταν απαραίτητος και ο συσχετισμός με τα άλλα χρώματα.

Στην αρχή επινοήθηκε το σύστημα CIE συντεταγμένων χρωματικότητας x, y (chromatic coordinate), όπου οι δύο θεμελιώδεις ιδιότητες του χρώματος, απόχρωση και κορεσμός, μπορεί να καθοριστούν στο δισδιάστατο διάγραμμα x, y (chromaticity diagram, βλ Εικόνα 5, Παράρτημα 2). Οι συντεταγμένες x, y υπολογίζονται βάσει των τριχρωματικών τιμών Χ, Υ, Ζ από τις σχέσεις:

Τρισδιάστατο χρωματικό διάγραμμα x, y, Y

Βελτιώνοντας το παραπάνω σύστημα, προστέθηκε η Τρίτη

παράμετρος που καθορίζει το χρώμα, η φωτεινότητα, και αποτέλεσε την Τρίτη συντεταγμένη Υ (%) κάθετη στο επίπεδο χρωματικότητας (x,y)έτσι προέκυψε ένα τρισδιάστατο σύστημα απεικόνισης χρωμάτων (Roesch, Σχήμα 7).

Ομοιόμορφοι χρωματικοί χώροι Το παραπάνω σύστημα (x y Y) έχει το μειονέκτημα ότι σε ίσες

αποστάσεις στο διάγραμμα χρωματικότητας (ίδιες διαφορές συντεταγμένων) δεν αντιστοιχούν ανάλογες οπτικές διαφορές. Για παράδειγμα, για ίδια διαφορά της συντεταγμένης χρωματικότητας y (π.χ. 0,05 μονάδες) για το μπλε χρώμα, αντιστοιχεί μία αισθητή διαφορά χρώματος, ενώ για το πράσινο η διαφορά είναι σχεδόν ανεπαίσθητη. Το μειονέκτημα, όμως, αυτό αντιμετωπίστηκε ικανοποιητικά έπειτα από πειραματισμούς και μαθηματικούς μετασχηματισμούς, με αποτέλεσμα να προκύψουν διάφορα συστήματα όπως το CIELAB (1976), που είναι και το πλέον χρησιμοποιούμενο.

Στο σύστημα αυτό οι τριχρωματικές τιμές μετατρέπονται σε μεγέθη, στα οποία η αριθμητική διαφορά αντιστοιχεί και σε οπτική διαφορά. Το σύστημα Lab που συνήθως εφαρμόζεται στις γραφικές τέχνες είναι συνώνυμο του CIELAB.

Σύστημα CIELAB Το 1976 η CIEπρότεινε, ως εύχρηστη εφαρμογή, το σύστημα που

ονομάζεται CIELAB. Είναι ένα τρισορθογώνιο σύστημα με άξονες τα μεγέθη L*, a*, b* (Σχήμα 8α, β, γ), τα οποία υπολογίζονται βάσει των τιμών Χ, Υ και Ζ από μαθηματικές σχέσεις (βλ. αντίστοιχη προς το Σχήμα 8α β, γ, Εικόνα 6, Παράρτημα 2).

Οι άξονες a* και b* ανταποκρίνονται στα ζεύγη κόκκινο-πράσινο και κίτρινο-μπλε, δηλαδή το σύστημα εναρμονίζεται με τη θεωρία αντίληψης του χρώματος βάσει των αντίθετων χρωμάτων.

Οι άξονες a* και b* τέμνονται στο λεγόμενο ουδέτερο σημείο (αχρωματικό). Ο τρίτος άξονας L*, που είναι κάθετος στο επίπεδο των a* και b*, και μάλιστα στο ουδέτερο σημείο, είναι μέτρο της φωτεινότητας. Όπως αναφέραμε στην εισαγωγή, το χρώμα χαρακτηρίζεται από το ανθρώπινο μάτι βάσει των τιμών L, C, H. Το σύστημα CIELAB είναι εναρμονισμένο και με αυτές τις παραμέτρους, που ανταποκρίνονται στην τριχρωματική θεωρία αντίληψης των χρωμάτων. Δηλαδή, ο καθορισμός του χρώματος γίνεται και με άξονες τα μεγέθη L*, C* , h αντί των L*, a*, b*.

Η γωνία h παριστάνει την απόχρωση και ο κορεσμός παριστάνεται με τον άξονα C*, που έχει αρχή το αχρωματικό σημείο και τέλος την περιφέρεια, όπου ο κορεσμός είναι μέγιστος (Σχήμα 8α).

Έτσι, λοιπόν, ένα χρώμα μπορεί να οριστεί είτε με τα μεγέθη L*, a*, b* είτε με τα L*, C* h. Και στις δύο περιπτώσεις L* είναι το μέτρο της φωτεινότητας και κυμαίνεται από 0 (μαύρο) μέχρι 100 (λευκό).

Οι τιμές C*, h υπολογίζονται βάσει των τιμών a*, b* από τις σχέσεις:

Όσον αφορά τη μετατροπή ενός χρώματος από το σύστημα CIELAB με τιμές L*, a*, b* σε κωδικούς στο Munsell και αντίστροφα, ήδη το αναφέραμε σε προηγούμενη ενότητα (6.1). Έτσι, για παράδειγμα, ένα χρώμα που στο σύστημα Munsell αναφέρεται ως 5R 5/10 στο σύστημα CIELAB θα εμφανίζεται με τα L* = 48,5 a* = 50,5 b* = 12,3.

Όπως αναφέρθηκε και στην εισαγωγή των χρωματομετρικών συστημάτων, υπάρχουν προγράμματα για υπολογιστές που μετατρέπουν τι τιμές Munsell, όχι μόνο σε Lab, αλλά και σε τιμές RGB (χρώματα οθόνης) και CMYK (χρώματα εκτύπωσης).

Χρωματική διαφορά δειγμάτων Η χρωματική διαφορά μεταξύ δύο σημείων (Α1, Α2 Σχήμα 8β) του

τριχρωματικού χώρου συμβολίζεται ως ΔΕ* (Σχήμα 8β) και η αριθμητική της τιμή υπολογίζεται βάσει των αντίστοιχων τιμών ΔL*, Δa*, Δb*, όπως φαίνεται στο Σχήμα 8β, από την εξίσωση:

Η χρωματική διαφορά ΔΕ* αποδίδεται επίσης βάσει των διαφορών των

τιμών κορεσμού ΔC* και χροιάς Δh, όπως φαίνεται στο Σχήμα 8β, διότι (Δa*

2 + Δb*

2 = ΔC*

2 + Δh

2), με την εξίσωση:

Ο προσδιορισμός της χρωματικής διαφοράς βρίσκει εφαρμογή στην

εκτίμηση του βαθμού ομοιομορφίας της βαφής ενός δείγματος (ΔΕ μεταξύ διαφόρων σημείων του), της σύγκρισης του χρώματος που πετύχαμε (στόχος) ως προς το χρώμα του πρότυπου δείγματος, και της αποτίμησης της μεταβολής του χρώματος σε διάφορες δοκιμασίες (πλύσιμο, ιδρώτας κ.ά.).

Πάντως πρέπει να τονιστεί ότι οι χρωματικές διαφορές που προκύπτουν από τις εξισώσεις μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αποδοχή ή όχι ενός δείγματος μόνο σε συνδυασμό με την οπτική αποτίμηση του δείγματος, διότι τελικός κριτής είναι το ανθρώπινο μάτι.

Ενότητα 6.3

ΧΡΩΜΑΤΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ OSTWALD

Ένα από τα πρώτα χρωματικά συστήματα, που προτάθηκε από τον Ostwald, χρησιμοποιούσε ως βασικό κριτήριο για τη συστηματική ταξινόμηση των χρωμάτων την απόχρωση. Δημιουργήθηκε αντιγράφοντας με χρωστικές τις χρωματικές μίξεις (προσθετικές) που προκύπτουν με συστηματική μεταβολή κυκλικών τομέων σε περιστρεφόμενο δίσκο.

Στην περιφέρεια ενός κύκλου, που είναι χωρισμένη σε 24 ίσα τόξα, τοποθετούνται τα χρώματα κατά τέτοιο τρόπο, ώστε «η διαφορά στην απόχρωση δύο γειτονικών χρωμάτων διατηρείται σταθερή». Τα 24 αυτά χρώματα συγκροτούν 8 τριάδες (διαδοχικών) χρωμάτων, στις οποίες τα μεσαία χρώματα ονομάζονται «κύρια χρώματα». Στο κέντρο του κύκλου τοποθετήθηκε το λευκό χρώμα. Δημιουργήθηκε με τον τρόπο αυτό ένα σύστημα πολικών συντεταγμένων με την απόχρωση να αντιστοιχεί σε μία πολική γωνία θ, ενώ ως δεύτερη συντεταγμένη ορίστηκε ο βαθμός κόρου, ο οποίος αυξάνεται κατά μήκος της ακτίνας του κύκλου. Δηλαδή στην περιφέρεια του κύκλου βρίσκονται τα χρώματα με τον μέγιστο βαθμό κόρου. Ο κύκλος αυτός ονομάζεται χρωματικός κύκλος.

Το αρχικό αυτό σύστημα του Ostwald βελτιώθηκε αργότερα με την προσθήκη ενός άξονα κάθετου στο κέντρο του κύκλου. Πάνω στον άξονα αυτόν τοποθετήθηκαν τα αχρωματικά χρώματα. Το άσπρο μετακινήθηκε στο πάνω άκρο του άξονα, ενώ στο άλλο άκρο τοποθετήθηκε το μαύρο. Η απόσταση. Η απόσταση άσπρου-μαύρου χωρίστηκε σε 8 ίσα τμήματα (8 γκρι) στη μέση, δε, αυτής της απόστασης βρίσκεται ο χρωματικός κύκλος. Οι διαστάσεις του χρωματικού κύκλου και του αχρωματικού άξονα είναι τέτοιες, ώστε η απόσταση κάθε σημείου της περιφέρειας του χρωματικού κύκλου από το άσπρο ή το μαύρο να είναι ίση με το μήκος του αχρωματικού άξονα (Σχήμα 9).

Με την τοποθέτηση του επιπέδου του χρωματικού κύκλου στο μέσον του αχρωματικού άξονα και κάθετα προς αυτόν, δημιουργείται ένας διπλός κώνος. Μία τομή του κώνου, που να περιλαμβάνει τον αχρωματικό άξονα, δίνει δύο ισόπλευρα τρίγωνα, τα οποία έχουν κοινή βάση τον αχρωματικό άξονα. Στις δύο απέναντι κορυφές των δύο τριγώνων. Οι οποίες βρίσκονται στην περιφέρεια του χρωματικού κύκλου, βρίσκονται δύο (από τα 24) χρώματα, τα οποία είναι μεταξύ τους αντίθετα.

Το χρωματικό αυτό σύστημα περιλαμβάνει συνολικά 680 χρώματα. Κάθε χρώμα δηλώνεται με τη βοήθεια τριών συντεταγμένων: η πρώτη (με τιμές από 1 ως 24) δείχνει τη θέση του στον χρωματικό κύκλο (απόχρωση). Η δεύτερη (Σχήμα 9) δίνει την περιεκτικότητα του χρώματος σε άσπρο και η Τρίτη την περιεκτικότητα σε μαύρο. Η απλότητα του συστήματος είναι ο κυριότερος λόγος της ευρείας χρήσης του συστήματος από τους καλλιτέχνες.

Ενότητα 6.4

Σουηδικό Σύστημα NCS (Natural Colour System)

Το σουηδικό χρωματικό σύστημα που παρουσίασε ο Hӓrd το 1970

αποτελεί χαρακτηριστικό παράδειγμα συστήματος που βασίζεται στην οπτική αντίληψη του χρώματος, σύμφωνα με τη θεωρία του Ε.Hering. Θεωρεί συνεπώς βασικά χρώματα τα κόκκινο, πράσινο, κίτρινο, μπλε, μαύρο και άσπρο, από τα οποία το πολύ τέσσερα είναι απαραίτητα για τη δημιουργία οποιουδήποτε σύνθετου χρώματος.

Κύριος στόχος του συστήματος είναι η περιγραφή ενός χρωματικού αισθήματος με βάση την «ποιότητα» του χρώματος, δηλαδή με βάση τον βαθμό ομοιότητάς του με τα έξι χρώματα που θεωρούνται βασικά. Γι’ αυτό και χρησιμοποιούνται ως μεγέθη στον προσδιορισμό της θέσης ενός χρώματος στον χρωματικό χώρο του συστήματος η περιεκτικότητα σε μαύρο, η περιεκτικότητα σε άσπρο και η περιεκτικότητα σε χρώμα («χρωματικότητα»), δηλαδή ο βαθμός ομοιότητάς του με ένα από τα βασικά χρώματα του συστήματος.

Τα τέσσερα από τα έξι βασικά χρώματα του συστήματος τοποθετούνται στον χρωματικό κύκλο, όπως ακριβώς δείχνει το Σχήμα 10.Αντιδιαμετρικά τοποθετούνται το κίτρινο με το μπλε και το πράσινο με το κόκκινο. Θα πρέπει να τονιστεί εδώ ότι η θεωρία του Hering υποστηρίζει πως εάν μια φωτεινή ακτινοβολία που περιέχει ίσες ποσότητες κίτρινου και μπλε εισέλθει στο μάτι, τότε οι ίσες ποσότητες κίτρινου και μπλε αλληλοεξουδετερώνονται, αλλά οι δέκτες του μαύρου και του άσπρου παράγουν ελάχιστο σήμα, που στέλνεται στον εγκέφαλο. Αυτή ακριβώς η θέση στηρίζει και τη δομή του χρωματικού συστήματος NCS.

Η μετάβαση από τη μία βασική απόχρωση στην άλλη γίνεται με τη βοήθεια δέκα διαβαθμίσεων. Αυτές οι ενδιάμεσες αποχρώσεις συμβολίζονται με το βασικό χρώμα από οποίο ξεκινάει η κίνηση (με τη φορά των δεικτών ρολογιού), ακολουθούμενο από την αντίστοιχη υποδιαίρεση του τόξου στο αντίστοιχο τεταρτημόριο και ολοκληρώνεται με το επόμενο γειτονικό βασικό χρώμα. Για παράδειγμα ο συμβολισμός Y20R σημαίνει 80 (απόχρωση κίτρινη) και κόκκινο 20. Ο συμβολισμός ολοκληρώνεται με την αναφορά δύο ακόμη διψήφιων αριθμών, εκ των οποίων ο πρώτος αναφέρεται στο ποσοστό του μαύρου και ο δεύτερος στο

ποσοστό του λευκού. Συνεπώς, η πλήρης περιγραφή ενός χρώματος στο σουηδικό σύστημα έχει τη μορφή 0040-Υ20R.

Κάθετος στο κέντρο του χρωματικού κύκλου είναι και ο αχρωματικός άξονας, ο οποίος υποδιαιρείται σε δέκα διαβαθμίσεις. Δέκα είναι και οι διαβαθμίσεις των πλευρών του τριγώνου, που ορίζεται από τον αχρωματικό άξονα και από ένα σημείο της περιφέρειας του χρωματικού κύκλου (που αντιστοιχεί σε μία από τις 40 πιθανές αποχρώσεις) (Σχήμα 11).

Στις πλευρές του τριγώνου του Σχήματος 11 βλέπουμε τις μεταβολές του ποσοστού του μαύρου («αμαύρωση»), του ποσοστού του λευκού («λευκότητα») και της χρωματικότητας. Ο όρος «βαθμός κόρου» χρησιμοποιείται και στο σύστημα αυτό, αλλά για να υποδηλώσει αυξημένη χρωματική αναλογία σε σχέση με τα αχρωματικά χρώματα. Το σύστημα περιλαμβάνει θεωρητικά περισσότερα από 2.500 χρώματα (66 σημεία σε κάθε τρίγωνο x 40 τρίγωνα-αποχρώσεις).

Τα τελευταία χρόνια το σουηδικό σύστημα κερδίζει συνεχώς έδαφος όσον αφορά τη διεθνή αποδοχή και αναγνώριση, ιδιαίτερα στον ευρωπαϊκό χώρο.

Ενότητα 6.5

Το Γερμανικό Χρωματικό Σύστημα DIN

Το 1953 παρουσιάστηκε από τον M.Richter το γερμανικό χρωματικό

σύστημα DIN (Deutsche Industrie Norm). Αρχικά περιείχε μόλις 160 χρωματικά δείγματα, σύντομα όμως αναπτύχθηκε σε ένα πλήρες χρωματικό σύστημα.

Στο σύστημα αυτό τα χρώματα ταξινομούνται με βάση την απόχρωση, τον βαθμό κόρου και τη σχετική λαμπρότητα. Για την ακρίβεια, μέσω της σχετικής λαμπρότητας ορίζεται ο όρος DIN-Dunkelstufe (βαθμίδα σκουρότητας) D από τη σχέση:

Όπου h = σχετική λαμπρότητα του χρώματος = Α/Α0

Με Α τη λαμπρότητα του χρώματος και Α0 τη μέγιστη δυνατή λαμπρότητα του χρώματος. Οι τιμές της D, ως συνάρτηση της σχετικής λαμπρότητας, δίνονται από το διάγραμμα του Σχήματος 12.

Στον χρωματικό κύκλο του συστήματος διακρίνει κανείς 24 αποχρώσεις, στις οποίες αντιστοιχούν 24 άνισα τόξα στην περιφέρεια. Τα τόξα είναι άνισα, γιατί αντιστοιχούν σε ίσες για το μάτι αντιληπτές χρωματικές διαφορές. Χρώματα με την ίδια απόχρωση είναι εκείνα που χαρακτηρίζονται από το διάγραμμα Ε = f(λ) ή R = f(λ) με μέγιστο στο ίδιο μήκος κύματος (με πηγή παρατήρησης την πηγή C του συστήματος CIE). Στο διάγραμμα του CIE του 1931 τα χρώματα του συστήματος DIN με τον ίδιο βαθμό κόρου βρίσκονται σε ομόκεντρες καμπύλες, με κέντρο το σημείο του λευκού της πηγής C, ενώ τα χρώματα με την ίδια απόχρωση βρίσκονται επάνω σε ένα από τα 24 ευθύγραμμα τμήματα, που ξεκινούν από το σημείο του λευκού της πηγής C και καταλήγουν στην περίμετρο του χρωματικού χώρου του συστήματος (Σχήμα 13).

Το χρωματικό σύστημα DIN εμφανίζεται και με τη μορφή χρωματικού χάρτη, που περιέχει 24 φύλλα, ένα για κάθε απόχρωση. Σε κάθε φύλλο τα διάφορα χρωματικά δείγματα είναι κατασκευασμένα (τυπωμένα) σε ματ χαρτί μικρών διαστάσεων (περίπου 2,5cm

2 x 2,5cm) και μπορούν να

αποκολληθούν από τη σελίδα για χρωματικές οπτικές συγκρίσεις. Στην ίδια σελίδα τα χρώματα ταξινομούνται κατά αύξουσα D, από το επάνω μέρος της σελίδας προς τα κάτω, και κατά αυξανόμενο βαθμό κόρου, από τα αριστερά προς τα δεξιά της σελίδας.

Ενότητα 6.6

Χρωματικό Σύστημα OSA-UCS (Optical Society of America-Uniform Color Scales)

Είναι ένα χρωματικό σύστημα που παρουσιάστηκε από την Optical

Society of America το 1977 και εμφανίζει ομοιόμορφη οπτική κατανομή στον χρωματικό χώρο, βασισμένη στον τρόπο δημιουργίας των στερεών κρυστάλλων στο ρομβοεδρικό κρυσταλλικό σύστημα καθώς και στη θεωρία των αντιθέτων χρωμάτων του Hering.

Εάν αντιστοιχήσουμε τη θέση κάθε χρώματος με το κέντρο μιας σφαίρας ακτίνας R και επιχειρήσουμε να πετύχουμε την πυκνότερη δυνατή διάταξη των σφαιρών στον χώρο, θα καταλήξουμε, ξεκινώντας από τη διάταξη του Σχήματος 14α (διάταξη σφαιρών με κέντρα στο ίδιο επίπεδο), στο Σχήμα 14β (κέντρα γειτονικών σφαιρών σε δύο πλησιέστερα επίπεδα). Με αυτή τη διάταξη προκύπτει τελικά ένα κανονικό πολύεδρο, που ονομάζεται κυβο-οκτάεδρο (Σχήμα 15). Στο κυβο-οκτάεδρο παρατηρούμε ότι κάθε χρώμα (κέντρο σφαίρας) απέχει ίση απόσταση (2R) από 12 γειτονικά χρώματα (έξι που βρίσκονται στο ίδιο επίπεδο, και ανά τρία στα αμέσως γειτονικά επίπεδα).

Σε δύο από τους άξονες συμμετρίας του κυβο-οκταέδρου (τους EMG και FMH του Σχήματος 15) τοποθετούνται αντιδιαμετρικά τα χρώματα μπλε και κίτρινο στον έναν και κόκκινο και πράσινο στον άλλον (θεωρία του Hering). Οι παράμετροι, που αντιστοιχούν στους δύο αυτούς άξονες και χαρακτηρίζουν ένα χρώμα, είναι η τιμή του κίτρινου j και του πράσινου g αντίστοιχα. Σε κάθε άξονα υπάρχουν αρνητικές και θετικές τιμές. Το j για πραγματικά χρώματα παίρνει τιμές από -6 (μπλε) έως +12 (κίτρινο), ενώ το g παίρνει τιμές από -10 (κόκκινο) μέχρι +6 (πράσινο).

Κάθετα στο επίπεδο των δύο αξόνων j και g και στο σημείο Μ υπάρχει ο τρίτος άξονας αναφοράς του συστήματος, ο άξονας της λαμπρότητας L. και η λαμπρότητα παίρνει αρνητικές και θετικές τιμές (από -7 μέχρι +5). Όλα τα χρώματα με μέση λαμπρότητα βρίσκονται στο επίπεδο L = 0.

Η δομή του συστήματος αυτού παρουσιάζει κάποιες δυσκολίες όσον αφορά τον προσανατολισμό στον χώρο, ιδιαίτερα για κάποιον που δεν έχει ασχοληθεί ιδιαίτερα με αυτόν, παρουσιάζει όμως ένα σημαντικό πλεονέκτημα: το κυβο-οκτάεδρο διαθέτει επτά διαφορετικά επίπεδα, στα

οποία οι προβολές των χρωματικών διαφορών, δηλ. οι αποστάσεις όλων των δυνατών γειτονικών χρωμάτων, είναι ίσες. Τα επτά αυτά επίπεδα είναι (Σχήμα 15): EFGH, BFIKHD, AFJLHC, LJGDCE, KLBGAE, IADLJBCK.

Οι δημιουργοί του συστήματος πιστεύουν πως τα επίπεδα αυτά σχετίζονται με τις χρωματικές αρμονίες και καταβάλλονται προσπάθειες για δημιουργία αρμονικών κανόνων, χρήσιμων στους καλλιτέχνες.

Το σύστημα περιλαμβάνει 558 πραγματικά χρώματα, κατασκευασμένα με πραγματικές χρωστικές.

Ενότητα 6.7

Χρωματικό Σύστημα GATF

Το χρωματικό αυτό σύστημα δημιουργήθηκε από το Graphic Arts Technical Foundation των ΗΠΑ για αποκλειστική χρήση στις γραφικές τέχνες. Ως βασικά χρώματα χρησιμοποιεί τα χρώματα της εκτύπωσης, δηλαδή τα Y, M, C και Κ. Για την κανονική ταξινόμηση τν χρωμάτων χρησιμοποιείται η έννοια της οπτικής πυκνότητας μιας επιφάνειας και μάλιστα στις τρεις κύριες φασματικές περιοχές, δηλ. στην μπλε, κόκκινη και πράσινη.

Πιο συγκεκριμένα, κατ’ αναλογία προς τους συντελεστές x, y και z του συστήματος CIE, ορίζονται εδώ οι συντελεστές r, g και b σύμφωνα με τις σχέσεις:

Όπου Dr, Dg και Db οι οπτικές πυκνότητες μιας χρωστικής στην κόκκινη, πράσινη και μπλε ακτινοβολία αντίστοιχα. Με τη βοήθεια των μεγεθών Dr, Dg και Db μπορεί να γίνει ο υπολογισμός των χρωματικών αποκλίσεων που δημιουργούνται με τη χρήση διαφόρων ειδών χρωστικών ουσιών (και κατ’ επέκταση φίλτρων, μελανιών κλπ). Στην περίπτωση των μελανιών για τα μεγέθη Dr, Dg και Db ισχύουν οι σχέσεις:

Dr = crC + mrM + yrY Dg = cgC + mgM + ygY (1) Db = cbC + mbM + ybY Όπου οι συντελεστές μπροστά από κάθε χρώμα (cr, mr κλπ) είναι οι

λόγοι της οπτικής πυκνότητας στην κόκκινη ακτινοβολία του κυανού και του ματζέντα αντίστοιχα, προς την οπτική πυκνότητα στην πράσινη και μπλε

ακτινοβολία αντίστοιχα: δηλαδή οι συντελεστές cr, mg, yb είναι ίσοι με τη μονάδα. Επιπλέον, όλοι οι συντελεστές ci, mi, yi με i = r, g, b είναι σταθεροί κι ανεξάρτητοι από τις τιμές που παίρνουν τα C, M και Y, με την προϋπόθεση ότι δεν χρησιμοποιούνται ευρείες φασματικές περιοχές. Τα C, M, Y είναι οι ποσότητες των μελανιών που χρησιμοποιούνται για τη δημιουργία ενός σύνθετου χρώματος.

Σε αναλογία προς τις πραγματικές καμπύλες μείξης των χρωμάτων στο σύστημα CIE υπάρχουν και στο σύστημα GATF οι καμπύλες του Σχήματος 16.

Η λύση των εξισώσεων (1) ως προς C, M και Υ δίνει τις ποσότητες συγκεκριμένων μελανιών, που απαιτούνται για την αναπαραγωγή ενός σύνθετου χρώματος. Στις ποσότητες αυτές περιλαμβάνονται και οι απαραίτητες διορθώσεις των χρωματικών αποκλίσεων που οφείλονται στα μελάνια. Η λύση του συστήματος αυτού είναι:

(2)

Όπου Δ = 1 – mbyg – cbyr – cgmr + cgmbyr + cbygmr Οι συντελεστές μέσα στις παρενθέσεις αντιπροσωπεύουν τις

διορθώσεις που πρέπει να γίνουν στο αντίστοιχο χρώμα. Στο σύστημα GATF ορίζονται επιπλέον οι έννοιες «σχετικό γκρι» και

«σχετικό σφάλμα απόχρωσης»:

Σχετικό γκρι =

σχετικό σφάλμα απόχρωσης =

Όπου H η μέγιστη, Μ η μέση και L η ελάχιστη από τις τρεις πυκνότητες μιας χρωστικής, που προκύπτουν από πυκνομέτρησή της με μπλε, πράσινη και κόκκινη ακτινοβολία αντίστοιχα. Η θέση μιας χρωστικής στον χρωματικό χώρο του συστήματος (που είναι ένα ισόπλευρο τρίγωνο) προσδιορίζεται με τη βοήθεια του σχετικού γκρι και του σχετικού σφάλματος απόχρωσης. Το πλεονέκτημα της χρήσης των παραμέτρων

αυτών έγκειται στο γεγονός ότι με αυτές και το χρωματικό τρίγωνο (Σχήμα 17) ο υπολογισμός των χρωματικών αποκλίσεων που δημιουργούνται στα διάφορα στάδια της διαδικασίας αναπαραγωγής ενός εντύπου, και ειδικότερα στην εκτύπωση, καθίσταται σχετικά απλός.

Χρωστικές με μηδενικό σχετικό σφάλμα τοποθετούνται στις κορυφές του τριγώνου. Οι τιμές, γενικότερα, του σχετικού σφάλματος απόχρωσης τοποθετούνται στην περίμετρο του τριγώνου, ενώ οι γραμμές που οδηγούν προς το ορθόκεντρο του τριγώνου χρησιμεύουν για τον καθορισμό του σχετικού γκρι. Κάθε πραγματική χρωστική, λοιπόν, αντιστοιχεί σε ένα σημείο στο εσωτερικό του τριγώνου. Εάν συνδέσουμε τις θέσεις των τριών χρωστικών μελανιών C, Μ, Υ που χρησιμοποιούνται σε μία εκτύπωση, και προεκτείνουμε τα ευθύγραμμα τμήματα μέχρι την περίμετρο του τριγώνου, τότε με αντίστοιχη δεύτερη βαθμολόγηση (που δημιούργησε η σχολή γραφικών τεχνών της Κοπεγχάγης) της κάθε πλευράς του τριγώνου, προκύπτουν κατευθείαν οι τιμές των παραγόντων στις παρενθέσεις των εξισώσεων (2). Το Σχήμα 18 περιγράφει τη γραφική λύση των εξισώσεων (2). Υπενθυμίζεται, ότι οι παράγοντες α11, α22 και α33 είναι ίσοι με τη μονάδα.

Είναι προφανές ότι αλλαγή των χρησιμοποιούμενων χρωστικών από άλλες, με διαφορετικές απορροφήσεις, σημαίνει αλλαγή των θέσεων των χρωστικών και συνεπώς επαναπροσδιορισμό των απαιτούμενων χρωματικών διορθώσεων.

Ενότητα 6.8

Χρωματικό Σύστημα Pantone

Αντιπροσωπευτικό και ευρύτατα χρησιμοποιούμενο δείγμα της

κατηγορίας εκείνης των χρωματικών συστημάτων που δημιουργήθηκαν από κατασκευαστές συγκεκριμένων προϊόντων (κυρίως μελανιών). Η βασική ιδέα της δημιουργίας των συστημάτων αυτών είναι το γεγονός ότι από τη στιγμή που επιλέγονται συγκεκριμένες χρωστικές για τη δημιουργία ενός σύνθετου χρώματος, περιορίζονται αυτόματα και οι δυνατότητες χρωματικής αναπαραγωγής. Συνεπώς, δεν είναι απαραίτητο να ασχολείται κανείς με μία τεράστια παλέτα αναπαραγώγιμων (και με άλλες χρωστικές) χρωμάτων, ούτε και είναι πάντοτε απαραίτητη η ακριβής (αλλά μερικές φορές δύσκολη) περιγραφή των χαρακτηριστικών εκείνων που απαιτούνται από ένα χρωματικό σύστημα για την ένταξη ενός χρώματος σε αυτό. Επιπλέον, παραμένει πάντοτε ο ίδιος κύριος στόχος: η, κατά το δυνατόν, πιστή αναπαραγωγή του συγκεκριμένου χρώματος στη συγκεκριμένη εφαρμογή.

Στις γραφικές τέχνες, για παράδειγμα, ο γραφίστας σχεδιάζει μεν με διάφορα υλικά (μαρκαδόρους, τέμπερες, λάδια, χαρτιά, σε υπολογιστή, κλπ), όμως κύριο μέλημά του παραμένει πάντοτε η αναπαραγωγή του συγκεκριμένου χρώματος με τα μελάνια της εκτυπωτικής μεθόδου, η οποία θα χρησιμοποιηθεί στην εκτυπωτική επιφάνεια (ματ ή γυαλιστερή), που έχει επιλεγεί.

Για τους λόγους αυτούς, η Pantone, γνωστή κατασκευάστρια ευρέος φάσματος χρωστικών για διάφορες εφαρμογές, πρότεινε το 1963 ένα χρωματικό σύστημα (Pantone Matching System) βασισμένο στις δικές της χρωστικές. Το σύστημα περιείχε μία παλέτα 747 χρωμάτων, τα οποία δημιουργούνται με τη βοήθεια εννέα βασικών αποχρώσεων, που αναμειγνύονται με μεταβαλλόμενες ποσότητες λευκού και μαύρου και τοποθετούνται σε ένα αυθαίρετο αριθμημένο σύστημα κυλινδρικών συντεταγμένων. Το σύστημα συνοδεύεται από έναν χρωματικό οδηγό , που περιέχει επτά σύνθετα χρώματα ανά σελίδα, τυπωμένα σε λεία και σε ματ επιφάνεια και χαρακτηρισμένα από συγκεκριμένο κωδικό αριθμό.

Η Pantone έχει δώσει το σύστημά της σε κατασκευαστές λογισμικού συστημάτων Desk Top Publishing (DTP) και ηλεκτρονικού σχεδιασμού, έτσι ώστε να μπορεί κανείς να επιλέξει από την οθόνη του υπολογιστή ένα

χρώμα με τον αντίστοιχο κωδικό του συστήματος της Pantone. Εδώ όμως να τονιστεί ότι δεν πρέπει να παραβλέπονται οι παράμετροι «ρύθμιση οθόνης», «συνθήκες παρατήρησης», και «χρησιμοποιούμενα μελάνια», οι οποίες είναι δυνατόν να οδηγήσουν σε σημαντικές χρωματικές αποκλίσεις κατά την εφαρμογή.

Ενότητα 6.9

Σύντομη Αναφορά Σε Άλλα Συστήματα

Υπενθυμίζουμε ότι το αρχικό μοντέλο CIELAB (L*a*b*) είναι

σχεδιασμένο έτσι ώστε να εφαρμόζεται σε όλους τους τομείς στους οποίους υπεισέρχεται ο παράγοντας χρώμα, δηλαδή ρυθμίζει το πρόβλημα της μεταβλητότητας αναπαραγωγής χρώματος με τη χρήση διαφορετικών οθονών ή εκτυπωτών.

Τα παρακάτω μοντέλα όμως αναφέρονται σε εφαρμογές που έχουν άμεση σχέση με συσκευές, όπως οθόνη, εκτυπωτής, σαρωτής και βιντεοκάμερα. Επίσης, για αποφυγή διευκρινίζουμε ότι όπου αναφέρεται μοντέλο Lab είναι το ίδιο με το L*a*b* (χάριν συντομίας παραλείπεται ο αστερίσκος).

6.9.1 RGB Αποτελεί ένα προσθετικό μοντέλο, διότι χρησιμοποιεί τα τρία βασικά

χρώματα – κόκκινο, πράσινο και μπλε – της προσθετικής μείξης. Οριοθετεί τον χώρο των χρωμάτων της οθόνης.

6.9.2 CMYK Είναι ένα αφαιρετικό μοντέλο , διότι χρησιμοποιεί τα τρία βασικά

χρώματα – κυανό, ματζέντα και κίτρινο - της αφαιρετικής μείξης, και επιπλέον το μαύρο. Καθορίζει τον χρωματικό χώρο που σχετίζεται με εκτυπωτές (laser και inkjet) και βρίσκει εφαρμογή στις βασικές χρωστικές των μελανιών στις εκτυπώσεις.

6.9.3 HSB Είναι μία παραλλαγή του RGB και βασίζεται στα τρία βασικά χρώματα

της προσθετικής μείξης. Τα αρχικά γράμματα HSB συμβολίζουν τις τρεις παραμέτρους (χροιά, κορεσμό και λαμπρότητα). Υπενθυμίζουμε ότι η χροιά είναι το μήκος κύματος της ορατής ακτινοβολίας που αντανακλάται και μετριέται σε βαθμούς από 0

ο μέχρι 360

ο, ο κορεσμός είναι η σχετική

καθαρότητα του χρώματος και η λαμπρότητα είναι η επί τοις εκατό

ποσότητα της φωτεινότητας του χρώματος (0 άσπρο – 100 μαύρο, καθορίζει το πώς βλέπουμε φωτεινά και σκοτεινά χρώματα).

6.9.4 HLS Είναι παραλλαγή του προηγούμενου. Τα αρχικά γράμματα HLS

συμβολίζουν τις τρεις παραμέτρους (χροιά, φωτεινότητα και κορεσμό). Παρατηρούμε ότι οι δύο παράμετροι είναι ίδιες με το σύστημα HSB, ενώ διαφέρει η τρίτη. Αντί της λαμπρότητας εδώ υπάρχει η φωτεινότητα, που είναι μία γραμμική κλίμακα από το φωτεινότερο στο σκοτεινότερο, σε αντίθεση με τη λαμπρότητα που είναι μη γραμμική.

Ενότητα 6.10

Χρώμα και Ηλεκτρονικοί Υπολογιστές

Η συνεχώς αυξανόμενη χρήση των ηλεκτρονικών υπολογιστών στα

διάφορα στάδια των γραφικών τεχνών, ιδιαίτερα σε εκείνα που σχετίζονται με την επεξεργασία των εικόνων (συνεπώς και με τις χρωματικές ρυθμίσεις), επέβαλε νέα δεδομένα στη χρωματική επεξεργασία.

Όλα τα χρωματικά συστήματα που χρησιμοποιούνται στους υπολογιστές μπορούν να χωριστούν στις ακόλουθες κατηγορίες:

α. σε αυτά που χρησιμοποιούν τον χρωματικό κύβο, β. σε όσα χρησιμοποιούν κυλινδρικές συντεταγμένες, γ. σε εκείνα που χρησιμοποιούν τον λεγόμενο αντίθετο χρωματικό

χώρο (βασίζονται δηλαδή στη θεωρία του Hering), δ. σε αυτά που συνδέονται άμεσα με συγκεκριμένους κατασκευαστές

χρωστικών υλών και κυρίως μελανιών (π.χ. Pantone). Ανεξάρτητα, όμως, από το χρωματικό σύστημα που χρησιμοποιείται,

στο τελικά δημιουργούμενο χρωματικό αίσθημα σημαντικές παράμετροι παραμένουν η ίδια η οθόνη (θερμοκρασία χρώματος της φωτεινής πηγής και δυνατότητες ρύθμισής της, οι χρησιμοποιούμενες επιστρώσεις φωσφορικών αλάτων, ο τρόπος σάρωσης της οθόνης) καθώς και οι συνθήκες παρατήρησης (ιδιαίτερα το διάχυτο φως).

Επειδή οι δευτερογενής ακτινοβολία των αλάτων του φωσφόρου διαρκεί πολύ μικρό χρονικό διάστημα (και μάλιστα ελαττώνεται εκθετικά με το χρόνο), η οθόνη πρέπει να «ανανεώνεται». Για το λόγο αυτό η δέσμη των ηλεκτρονίων σαρώνεται συνεχώς στην οθόνη. Η σάρωση αυτή μπορεί να γίνει κατά δύο τρόπους: με τον πρώτο τρόπο (πεπλεγμένη σάρωση) η δέσμη σαρώνεται κάθε δεύτερη γραμμή από pixel και στη συνέχεια επιστρέφει στην κορυφή της οθόνης για να σαρώσει τις υπόλοιπες γραμμές. Με αυτό τον τρόπο σάρωσης η εικόνα-πλαίσιο χωρίζεται στην ουσία σε δύο πεδία, από τα οποία το ένα περιλαμβάνει τις περιττές σειρές των pixel και το άλλο τις άρτιες.

Στη δεύτερη μέθοδο σάρωσης (μη πεπλεγμένη σάρωση) η δέσμη ηλεκτρονίων σαρώνει διαδοχικά, σε μία και μοναδική σάρωση, όλες τις γραμμές των pixel.

Η συχνότητα σάρωσης πρέπει να υπερβαίνει την ονομαζόμενη «κρίσιμη τιμή ανανέωσης», πάνω από την οποία η εικόνα εμφανίζεται

σταθεροποιημένη και σταματά να τρεμοσβήνει (“flickering”). Ενώ στα συστήματα (δέκτες) τηλεόρασης –που χρησιμοποιούν ακόμη την τεχνολογία των καθοδικών σωλήνων (CRT)- η συχνότητα σάρωσης ήταν αρχικά της τάξης των 25-30 Hz και η σάρωση συνήθως πεπλεγμένη, σήμερα η συχνότητα αυτή έχει αυξηθεί σε τιμές τουλάχιστον 50-60 Hz, που εξακολουθεί να δημιουργεί προβλήματα στην ανάγνωση κειμένου μικρού μεγέθους γραμμάτων, ιδιαίτερα όταν αυτό μετακινείται κατά τη διεύθυνση του y άξονα της οθόνης. Η σημερινή πρακτική στις οθόνες των υπολογιστών αναφέρει σάρωση μη πεπλεγμένης μορφής και συχνότητες μεγαλύτερες από 70 Hz.

Ένα μέγεθος που έχει άμεση σχέση με την συχνότητα της σάρωσης είναι το εύρος φάσματος. Καθορίζει ουσιαστικά τον αριθμό των pixel που μπορεί να σαρώσει η δέσμη στη μονάδα του χρόνου και κατά συνέπεια το κοντράστ στις λεπτομέρειες (μαζί με την ανάλυση της εικόνας).

Εκείνο, όμως, το στοιχείο της εικόνας που παρουσιάζει ιδιαιτερότητες στην οθόνη είναι η λαμπρότητα της εικόνας (συνεπώς και των χρωμάτων). Έχει άμεση σχέση με τη δέσμη των ηλεκτρονίων, ελέγχεται από το σύστημα ελέγχου προβολής (display controller) και ρυθμίζεται από έναν ειδικό ενισχυτή, που υπάρχει στο σύστημα του πλέγματος της οθόνης. Βέβαια η λαμπρότητα εξαρτάται άμεσα και από τη συχνότητα ανανέωσης της οθόνης. Όσο αυξάνει αυτή η συχνότητα τόσο μεγαλύτερη ισχύς της δέσμης απαιτείται για να επιτευχθεί συγκεκριμένη λαμπρότητα. Με άλλα λόγια, απαιτείται να εφαρμοστεί μεγαλύτερη τάση στον καθοδικό σωλήνα. Για τη μέτρηση της λαμπρότητας της οθόνης χρησιμοποιούνται μονάδες cd/m2, που περιγράφουν το εξερχόμενο φως ανά μονάδα επιφάνειας της οθόνης. Η εξερχόμενη ακτινοβολία δεν είναι γραμμική συνάρτηση της τάσης που εφαρμόζεται στον καθοδικό σωλήνα, αλλά έχει τη μορφή:

Όπου L = σχετική λαμπρότητα = (

)

Με = μέγιστη ένταση της εξερχόμενης ακτινοβολίας

= ελάχιστη ένταση της εξερχόμενη ακτινοβολίας V = εφαρμοζόμενη τάση γ = γάμα άρα η σχέση μετατρέπεται εύκολα στην ακόλουθη σχέση:

Και δίνεται από το διάγραμμα του Σχήματος 19. Στον ηλεκτρονικό υπολογιστή η εικόνα δημιουργείται σύμφωνα με το

ακόλουθο διάγραμμα:

Μνήμη απεικόνισης Μνήμη ελέγχου (κάρτα) Οθόνη (Display memory) (Display controller) Η μνήμη απεικόνισης αποθηκεύει κάθε φορά προσωρινά τις

πληροφορίες απεικόνισης, δηλαδή τις τιμές των bit για κάθε στοιχείο της εικόνας που πρόκειται να εμφανιστεί στην οθόνη του υπολογιστή, σε ένα πλαίσιο. Με τις πληροφορίες αυτές τροφοδοτείται το σύστημα ελέγχου της εικόνας, που μετατρέπει τις πληροφορίες αυτές σε σήματα της μορφής «ενεργό εικονοστοιχείο» - «ανενεργό εικονοστοιχείο», με στόχο τη δημιουργία στην οθόνη των αντίστοιχων σχημάτων.

Για να εξετάσουμε όμως την περίπτωση εισαγωγής χρώματος σε μία εικόνα, θα ξεκινήσουμε από την περίπτωση μιας μονόχρωμης εικόνας. Οι πληροφορίες της εικόνας περιέχονται σε ένα σύνολο bit, που ορίζουν το λεγόμενο bit plane, το οποίο είναι υποσύνολο της μνήμης απεικόνισης και αποτελεί την ελάχιστη μνήμη (απλούστερη μορφή), όπου σε κάθε σημείο ή εικονοστοιχείο του επιπέδου αντιστοιχεί ένα bit μνήμης. Μία τετράγωνη εικόνα με 512 x 512 στοιχεία απαιτεί 2

18 (αφού 2

9 = 512) bit μνήμης σε

μοναδικό bit plane. Επειδή για κάθε bit προβλέπονται μόνο δύο καταστάσεις (0 και 1), είναι προφανές, ότι ένα και μοναδικό bit plane παρέχει ασπρόμαυρη εικόνα. Το ψηφιακό αυτό σύστημα, με τη βοήθεια κατάλληλων διατάξεων (καταγραφέας Κ, μετατροπέας D/A, Σχήμα 20) μετατρέπεται σε αναλογικό για την εμφάνισή του στην οθόνη.

Χρησιμοποιώντας περισσότερα από ένα bit plane μπορούν να δημιουργηθούν στην οθόνη διαφορετικοί τόνοι του γκρι ή διαφορετικά χρώματα, όπως φαίνεται στο παράδειγμα του Σχήματος 21. Κάθε εικονοστοιχείο της οθόνης ρυθμίζεται από τα αντίστοιχα bit σε κάθε ένα από τα Ν επίπεδα (bit plane), τα οποία συνθέτουν τη συνολική μνήμη της απεικόνισης.

Οι δυαδικές τιμές των μεμονωμένων bit μεταφράζονται σε τιμές τάσης μεταξύ 0 (μαύρο) και 2

84 (πλήρης ένταση = μέγιστη λαμπρότητα), δηλαδή

συνολικά 20 τιμές. Για ένα σύστημα με τρία bit plane προκύπτουν συνολικά

8 (= 23) διαφορετικά επίπεδα έντασης. Επεκτείνοντας δηλαδή τις τιμές του

παραδείγματος στο Σχήμα 20, για 3 bit plane απαιτείται συνολική μνήμη 23

x 512 x 512 bit. Μεγαλύτερη αύξηση όμως των δυνατών επιπέδων έντασης μπορεί να

επιτευχθεί με τη βοήθεια των ονομαζόμενων πινάκων επιλογής (LUT = Look Up Table), όπως φαίνεται στο Σχήμα 22. Ο πίνακας επιλογής παρεμβάλλεται μεταξύ του καταγραφέα και του συστήματος D/A της οθόνης και διαθέτει 2

8 εισόδους. Καθεμία από αυτές μπορεί να διαθέτει Μ

bit, όπου το Μ μπορεί να είναι μεγαλύτερο του Ν. Στην περίπτωση αυτή

μπορούν να εισαχ8ούν 2Μ τιμές έντασης, όμως μόνο 2

Ν διαφορετικές τιμές

μπορούν να επιτευχθούν συγχρόνως στην οθόνη. Από τη στιγμή που στις οθόνες χρησιμοποιούνται ως βασικά χρώματα

τα B, G, R, για τη δημιουργία και των οκτώ βασικών απαιτούνται τουλάχιστον 3 bit plane ( ένα για κάθε χρώμα). Για να δημιουργηθούν βέβαια περισσότερες αποχρώσεις για κάθε χρώμα, πρέπει να χρησιμοποιηθεί μνήμη με περισσότερα bit plane. Σύμφωνα με τη σημερινή πρακτική, χρησιμοποιούνται 8 bit plane για κάθε χρώμα, δηλαδή μια μνήμη απεικόνισης με 24 bit plane συνολικά. Για κά8ε χρώμα μπορούν να χρησιμοποιηθούν 256 ( = 2

8) αποχρώσεις. Με τον συνδυασμό όλων των

δυνατών καταστάσεων και των τριών χρωμάτων συνολικά δημιουργούνται 16.777.216 ( = 2

24) χρώματα, τα οποία σήμερα θεωρούνται μία πλήρης

μνήμη απεικόνισης χρώματος (Σχήμα 23). Βέβαια αυτή η πλήρης μνήμη απεικόνισης (full colour frame buffer)

μπορεί να επεκταθεί με τη χρήση πινάκων επιλογής εύρους Μ bit ανά χρώμα, μπορούν να δημιουργηθούν και να εμφανιστούν συγχρόνως στην οθόνη 23

Ν διαφορετικά χρώματα από μία παλέτα 23

Μ χρησιμοποιήσιμων

χρωμάτων. Πιο συγκεκριμένα, στο παράδειγμά μας, με μία μνήμη απεικόνισης 24 bit plane ( = 3 χρώματα x 8 επίπεδα ανά χρώμα) και με πίνακες επιλογής εύρους 10 bit για κάθε χρώμα, μπορούν να παρατηρηθούν στην οθόνη συγχρόνως 16.777.216 ( = 2

24) χρώματα από

μία παλέτα 1.073.741.824 ( = 230

) χρωμάτων επιλογής.

Ενότητα 6.12

Κρίσεις και Σχόλια για τις Εφαρμογές στις

Γραφικές Τέχνες

Το χρωματικό διάγραμμα CIE x+y είναι πολύ χρήσιμο στις χρωματικές αναμείξεις γιατί, μεταξύ άλλων, μπορεί κανείς πολύ εύκολα να υπολογίσει όλα τα χρώματα που θα προκύψουν από την προσθετική ανάμειξη, με οποιαδήποτε αναλογία δύο οποιωνδήποτε χρωμάτων, τα οποία στ διάγραμμα αυτό αντιπροσωπεύονται από δύο συγκεκριμένα σημεία. Απλώς, φέρουμε το ευθύγραμμο τμήμα που ενώνει τα δύο σημεία και κάθε χρωματικό προϊόν προσθετικής τους ανάμειξης αντιστοιχεί σε σημείο που βρίσκεται πλησιέστερα προς το χρώμα που συμμετέχει σε μεγαλύτερη αναλογία στη δημιουργία. Εάν τα δύο χρώματα αναμειχθούν σε ίσες ποσότητες, προφανώς το δημιουργούμενο χρώμα βρίσκεται ακριβώς στο μέσον αυτού του ευθύγραμμου τμήματος. Το ίδιο ισχύει και με την ανάμειξη ενός χρώματος με το λευκό. Εάν μάλιστα αναμειχθεί το λευκό με ένα χρώμα που βρίσκεται στην περίμετρο του διαγράμματος (απλό χρώμα), τότε πάνω στο ευθύγραμμο τμήμα που συνδέει το λευκό με το απλό χρώμα βρίσκονται όλα τα χρώματα που χαρακτηρίζονται από την ίδια απόχρωση (εκείνη του απλού χρώματος) και με βαθμό κόρου σε τιμές από 0 9λευκό) μέχρι 1 (απλό χρώμα).

Εύκολα προκύπτει από όσα αναφέρθηκαν στην προηγούμενη παράγραφο πως ο βαθμός κόρου ενός χρώματος Α (Σχήμα 26) μπορεί να

οριστεί εύκολα ως ο λόγος

, -όπου Ε η θέση του λευκού και Π η θέση

του απλού χρώματος- που καθορίζει την απόχρωση του Α (και όλων των χρωμάτων που βρίσκονται στο ευθύγραμμο τμήμα ΕΠ).

Από το ίδιο σχήμα προκύπτει πως το χρώμα Α μπορώ αν το αναπαραγάγω με προσθετική μείξη ζευγών απλών χρωμάτων, τα οποία βρίσκονται στα σημεία όπου οποιαδήποτε ευθεία, που διέρχεται από το σημείο Α, τέμνει την περίμετρο του διαγράμματος (π.χ. των Β1 και Γ1 ή των Β2 και Γ2 κ.ο.κ.).

Όλα όσα αναφέρθηκαν για τα δύο χρώματα, μπορούν να ισχύσουν και στην περίπτωση ανάμειξης τριών χρωμάτων. Για να προσδιοριστεί το σύνολο των χρωμάτων που μπορούν να παραχθούν από τη μείξη τριών οποιωνδήποτε χρωμάτων, αρκεί να συνδέσουμε τα τρία σημεία στο

χρωματικό διάγραμμα x+y. Το δημιουργούμενο τρίγωνο περιλαμβάνει τα σημεία που μπορούν να αναπαραχθούν με οποιονδήποτε συνδυασμό αναλογιών στη μείξη των τριών χρωμάτων. Όλα τα εκτός τριγώνου σημεία (χρώματα) δεν είναι δυνατόν να παραχθούν από τη συγκεκριμένη τριάδα.

Το γεγονός αυτό έχει πολύ μεγάλη σημασία στις γραφικές τέχνες και όταν αγνοείται δημιουργούνται πολλές φορές δισεπίλυτα προβλήματα. Χαρακτηριστικό παράδειγμα είναι οι διαφορές στις χρησιμοποιούμενες χρωστικές στην εκτύπωση όφσετ και στις φθορίζουσες χρωστικές επιστρώσεις των οθονών, που σήμερα πλέον χρησιμοποιούνται ευρύτατα, ιδιαίτερα στον χώρο της προεκτύπωσης.

Εάν συγκρίνουμε τα εμβαδά του τριγώνου που δημιουργούν οι ενώσεις του Ρ22, που χρησιμοποιούνται στις κοινές έγχρωμες οθόνες, και του εξαγώνου που σχηματίζουν τα τυποποιημένα μελάνια της όφσετ (Σχήμα 27), θα διαπιστώσουμε πολύ εύκολα πως υπάρχουν και χρώματα τα οποία δεν μπορούν να αναπαραχθούν με μελάνια της όφσετ, ενώ υπάρχουν και χρώματα τα οποία μπορούν να τυπωθούν με μελάνια της όφσετ, αλλά είναι αδύνατο να παρατηρηθούν στην οθόνη. Ο προβληματισμός αυτός ελαττώνεται σημαντικά με τη χρήση οθονών με χρωστικές επιστρώσεις PLP-

SB (LP-SB: Long Persistence-Short Blue), όπως φαίνεται και από το διάγραμμα του Σχήματος 28, όπου τα γραμμοσκιασμένα εμβαδά αντιστοιχούν στα επιπλέον χρώματα που μπορούν να ληφθούν με τη χρήση του βελτιωμένου τύπου χρωστικών επιστρώσεων της οθόνης.

Το πρόβλημα γίνεται οξύτερο, εάν λάβει κανείς υπόψη του και τη λαμπρότητα των δημιουργούμενων χρωμάτων, εάν δηλαδή αναφερθούμε στο διάγραμμα xyY. Θεωρώντας ότι καθένα από τα χρησιμοποιούμενα βασικά χρώματα στην οθόνη του διαγράμματος x+y μετατρέπεται σε μία τριγωνική πυραμίδα. Για υψηλές τιμές λαμπρότητας, λοιπόν, η παλέτα των δυνάμεων να αναπαραχθούν στην οθόνη χρωμάτων είναι σημαντικά μικρότερη, περιοριζόμενη σε ένα και μοναδικό σημείο (λευκό), όταν η τιμή της σχετικής λαμπρότητας στην οθόνη γίνει ίση με 80 cd/m

2 περίπου.

Συγκρίνοντας τις υψηλές λαμπρότητες με τις αντίστοιχες υψηλές ενός εντύπου (που είναι της τάξης των 250-1000 cd/m

2, ανάλογα με τις

συνθήκες παρατήρησης) και τις διαφορές που προκύπτουν από την υφή και το χρώμα του φορά του εντύπου (χαρτί ή άλλο υλικό), μπορεί κανείς εύκολα να συλλάβει το μέγεθος του προβλήματος.

Το πρόβλημα, βέβαια, αυτό δεν περιορίζεται μόνο στα μελάνια, ισχύει για κάθε είδους εισόδου και εξόδου των συστημάτων επεξεργασίας εικόνας, που χρησιμοποιούνται εκτυπωτές inkjet ή laser ως έξοδοι, σαρωτές (scanner) κάθε είδους ή βιντεοκάμερες ως είσοδοι. Καθένα από αυτά τα περιφερειακά χρησιμοποιεί το δικό του χρωματικό σύστημα, που

καθορίζεται από την αντίστοιχη τεχνολογία του. Κύριο πρόβλημα παραμένει πάντα η αντιστοιχία ή η ταύτιση των χρωμάτων της οθόνης με το τελικό προϊόν. Πολλές φορές οι χρήστες των συστημάτων έχουν την πεποίθηση ότι επειδή και η οθόνη και η έξοδος μπορούν μεμονωμένα να δώσουν αποδεκτής ποιότητας χρωματικά αποτελέσματα, οπωσδήποτε και ο συνδυασμός τους θα οδηγήσει σε ανάλογης ποιότητας αποτέλεσμα. Δυστυχώς, όμως, αυτή η αντίληψη δεν επαληθεύεται πάντοτε στην πράξη. Συνήθως καμία από τις χρησιμοποιούμενες χρωματικές παλέτες (στην οθόνη, στην είσοδο ή στην έξοδο) δεν είναι πλήρες υποσύνολο της άλλης (ή των άλλων). Αναπτύχθηκαν –και εξακολουθούν να αναπτύσσονται- βέβαια τεχνικές για την ελαχιστοποίηση του προβλήματος, δεν μπορεί όμως να ισχυριστεί κανείς ότι το πρόβλημα έχει εξαλειφθεί.

Για να πετύχει ο γραφίστας τη μεγαλύτερη δυνατή «γκάμα» χρωμάτων με τριχρωμία ή τετραχρωμία, είναι υποχρεωμένος τεχνολογικά να επιλέξει ως βασικά το κίτρινο, το ματζέντα και το κυανό, μια και η κίτρινη είναι η πολυτιμότερη γι’ αυτόν χρωστική, αφού δημιουργεί χρωματικά αισθήματα με τη μεγαλύτερη λαμπρότητα και βαθμό κόρου.

Ένα άλλο χαρακτηριστικό, του οποίου ο εξαιρετικά σημαντικός ρόλος στον οπτικό χαρακτηρισμό των χρωμάτων αναδεικνύεται εύκολα στο διάγραμμα x+y, είναι η θερμοκρασία χρώματος της φωτεινής πηγής. Μεταβολή της θερμοκρασίας χρώματος της φωτεινής πηγής παρατήρησης σημαίνει αυτόματα αλλαγή της θέσης του λευκού στο χρωματικό διάγραμμα κατά μήκος της θερμοκρασίας χρώματος της φωτεινής πηγής παρατήρησης, το λευκό μετατοπίζεται προς την κόκκινη περιοχή του χρωματικού διαγράμματος, ενώ η αύξηση της θερμοκρασίας χρώματος της πηγής το μετατοπίζει προς την περιοχή του μπλε. Αυτό σημαίνει όμως πως αλλάζει και η απόχρωση (και ο βαθμός κόρου) ενός συγκεκριμένου χρώματος, παρ’ όλο που οι συντεταγμένες του x, y δεν μεταβάλλονται.

Από όσα προαναφέρθηκαν, είναι γνωστό πως με ανάμειξη δύο ακτινοβολιών, που αντιστοιχούν σε «βασικά χρώματα», προκύπτει και πάλι βασικό χρώμα. Για παράδειγμα, η ανάμειξη μπλε και κίτρινης ακτινοβολίας δίνει τελικό αποτέλεσμα λευκό χρωματικό αίσθημα. Δε συμβαίνει όμως το ίδιο με την ανάμειξη αντίστοιχων χρωστικών ουσιών όπου η καθημερινή πρακτική και εμπειρία αναφέρει ως χρωματικό αποτέλεσμα το πράσινο. Η ανάμειξη των ακτινοβολιών μπορεί να παρασταθεί στο χρωματικό διάγραμμα x+y με ένα ευθύγραμμο τμήμα, καθορίζεται δηλαδή από μία γραμμική σχέση. Η μείξη όμως χρωστικών δεν είναι γραμμική. Αυτό φαίνεται και στο παράδειγμα του Σχήματος 30, στο οποίο η συστηματική ανάμειξη τριών χρωστικών ουσιών (μιας μπλε, μιας κίτρινης και μιας

κόκκινης) σε διάφορες αναλογίες οδηγεί σε προφανή μη γραμμικά αποτελέσματα.

Επιπλέον ένα ιδιαίτερο πρόβλημα στις γραφικές τέχνες (και στην έγχρωμη φωτογραφία) είναι η αναπαραγωγή των χρωμάτων εκείνων, που τεχνολογικά δεν είναι δυνατόν να αναπαραχθούν. Οι μέθοδοι έγχρωμης αναπαραγωγής (φωτογραφία ή εκτύπωση) μπορούν εύκολα να αναπαράγουν χρωματικά αισθήματα με χαμηλό βαθμό κόρου, αλλά δεν έχουν την δυνατότητα –λόγω έλλειψης των κατάλληλων χρωστικών ουσιών- να αναπαράγουν αισθήματα μεγάλου κόρου. Με τον τρόπο αυτό, όμως, γίνεται δύσκολη η αναπαραγωγή μίας φυσικής εικόνας, μια και δεν υπάρχει χρωματική αντιστοιχία με την πρωτότυπη φυσική εικόνα. Η μόνη, προς το παρόν τουλάχιστον, δυνατή μέθοδος είναι η αναπαραγωγή των λεπτομερειών της εικόνας κατά τέτοιο τρόπο, ώστε οι διαφορές βαθμού του κόρου των στοιχείων της φυσικής εικόνας να εμφανίζονται (οπωσδήποτε μικρότερες) στο αναπαραγόμενο. Αυτό σημαίνει ότι, παρά τη διαρκή βελτίωση της τεχνολογίας, η έγχρωμη αναπαραγωγή στη φωτογραφία και στις γραφικές τέχνες παραμένει μία τέχνη. Η ρύθμιση των διαφόρων παραμέτρων, ακόμη και στις περιπτώσεις χρησιμοποίησης της πλέον προηγμένης τεχνολογίας, βασίζεται σε αρκετά μεγάλο μέρος στα αισθητικά κριτήρια του ατόμου που την εκτελεί.

Τα προβλήματα γίνονται ακόμη μεγαλύτερα, εάν εισαχθεί και ο παράγων «λαμπρότητα». Για την αναπαραγωγή μιας εικόνας αυτός είναι ίσως ο σημαντικότερος παράγων: η «ισορροπία» ανάμεσα στο μαύρο και το άσπρο. Ο αριθμός των διακριτών τιμών λαμπρότητας εξαρτάται από βέβαια από την ευαισθησία του ματιού του παρατηρητή και από το μέγεθος της παρατηρούμενης επιφάνειας. Πρέπει όμως να αναφερθεί, ότι ένα φυσιολογικό ανθρώπινο μάτι είναι εξαιρετικά ευαίσθητο σε μικρές αλλαγές της λαμπρότητας σε μέσες τιμές της, δηλαδή στη μέση περίπου του αχρωματικού άξονα. Επιπλέον το μάτι μπορεί ευκολότερα να κατατάξει αχρωματικά χρώματα σε μία αύξουσα σειρά λαμπρότητας, από το να κάνει το ίδιο με χρώματα διαφορετικής απόχρωσης και βαθμού κόρου.

Πρέπει να τονιστεί ότι τα χρωματικά μοντέλα HSV, HLS κλπ δεν ενδείκνυνται για ακριβή ποσοτικό προσδιορισμό των χρωμάτων. Οι λόγοι είναι προφανείς ακόμη και αν υποθέσει κανείς πως τα R, G, B σήματα στην οθόνη δεν είναι συναρτήσεις της εφαρμοζόμενης τάσης, τα χρώματα που δημιουργούνται έχουν άμεση σχέση με τις χρωματικές ιδιότητες των συγκεκριμένων επιστρώσεων του φωσφόρου στο συγκεκριμένο μόνιτορ. Δηλαδή σε ένα άλλο τύπο οθόνης δεν θα έχουμε τα ίδια αποτελέσματα. Πέραν αυτού, οι τρεις παράμετροι των μοντέλων αυτών (απόχρωση, βαθμός κόρου και λαμπρότητα) εμφανίζονται να μην είναι ανεξάρτητες η

μία από την άλλη. Συγκεκριμένα, εάν κινηθεί κανείς επάνω στο χρωματικό επίπεδο H-S, η εμφανιζόμενη (σχετική) λαμπρότητα μεταβάλλεται στην οθόνη, ακόμη και αν οι αριθμητικές τιμές του V (ή του L) παραμένουν σταθερές. Οι μεγαλύτερες αποκλίσεις εμφανίζονται συνήθως στην περιοχή του μπλε, του κυανού και του πράσινου. Το ίδιο παρατηρείται και με τον εμφανιζόμενο βαθμό κόρου των χρωμάτων, όταν μεταβάλλονται οι τιμές του V ή του L. στην περίπτωση αυτή, χωρίς να μεταβληθούν οι αριθμητικές τιμές του S.

Τα προβλήματα που σχετίζονται με τα χαρακτηριστικά των χρωμάτων στις οθόνες οδηγούν τον ISO σε οδηγίες για τον προσδιορισμό των χρωματικών διαφορών στις οθόνες. Η οδηγία ISO 9241, π.χ., αναφέρεται στις απαιτήσεις των οθονών που προσδιορίζονται για χρήση «γραφείου» (DTP). Εκεί αναφέρονται οι χρωματικές διαφορές ΔΕ, που πρέπει να υπάρχουν ανάμεσα στα δύο χρώματα, ώστε αυτά να μπορούν να θεωρηθούν ότι ταυτίζονται ή ότι διαφέρουν. Τα τεστ αυτά πρέπει να γίνονται σε πέντε διαφορετικά σημεία της οθόνης (Σχήμα 32), όταν η οθόνη είναι ρυθμισμένη σε λευκό D65 και τα δείγματα έχουν διάμετρο μεταξύ 7 και 28mm, παρατηρούμενα από απόσταση 40cm.

Ενότητα 6.13

Μετατροπή από το σύστημα CIE-xyY στο RGB

και Αντίστροφα

Για να προσδιορίσουμε τις συντεταγμένες ενός σημείου του συστήματος CIE-xyY στο χώρο RGB, θα χρησιμοποιήσουμε τη σχέση:

=

Με την προϋπόθεση ότι η φασματική κατανομή του χρώματος είναι

γνωστή, οπότε πολλαπλασιάζοντας αυτήν την κατανομή με τα xyz, παίρνουμε ΧΥΖ.

Οι τιμές των xi, yi, και zi καθορίζονται από τη σχέση παραλληλίας των αξόνων των τρισορθογώνιων συστημάτων CIE-xyY και RGB και από τις συντεταγμένες ενός κοινού σημείου και στα δύο συστήματα. Το πρώτο επιτυγχάνεται από τη γνώση των χρωματικών χαρακτηριστικών του φωσφόρου της οθόνης, ενώ το δεύτερο λαμβάνεται ως κοινό σημείο και στα δύο συστήματα το λευκό της οθόνης με συντεταγμένες (xw, yw, Yw).

Η μετατροπή από το RGB στο CIE είναι ευκολότερη, μια και στο CIR τα χρώματα υπολογίζονται σύμφωνα με τη φασματική τους κατανομή, ενώ από το CIE στο RGB πρέπει κανείς να γνωρίζει τις συντεταγμένες των φωσφορικών επιστρώσεων της οθόνης. Για την πρώτη, λοιπόν, περίπτωση ισχύει η σχέση:

=

(1)

Όπου Χr = T(λ) xdλ, Χg = Τ(λ) ydλ, Xb = T(λ) zdλ κοκ. Εάν οι χρωματικές συντεταγμένες x, y των βασικών RGB στο σύστημα

CIE είναι γνωστές, τότε ισχύει:

=

και ακόμη Χr = xrCr (2)

Οπότε η σχέση (1) γίνεται (λαμβάνοντας υπόψη και τη σχέση x + y + z = 1):

=

Ή πιο συνοπτικά: [Χ’] = [C’][R’]. Γνωρίζοντας τις τριχρωματικές τιμές για το χρησιμοποιούμενο λευκό

(Xw, Yw, Zw) και τις τριχρωματικές συντεταγμένες (xw, yw) και τη λαμπρότητα Υw αντικαθιστούμε και έχουμε:

[X’] = [XwYwZw] και [R’] = [CrCgCb] Οπότε προκύπτει ότι:

Με

Για τη μετατροπή από το CIE – xyYστο RGB ισχύει η σχέση: [R’] = [C’]

-1 ∙ [X’] = [C’’][X’].

Στο [C’’] ανήκουν οι όροι: C11 = [(yg - yb) - xbyg + ybxg] / CrD C12 = [(xb - xg) - xbyg + ybxg] / CrD C13 = [xgyb - xbyg] / CrD C21 = [(yb - yr) - ybxr + yrxb] / CgD

C22 = [(xr - xb)-xryb + xbyr] / CgD C23 = [xbyr-xryb] / CgD C31 = [(yr-yg)-yrxg + ygxr] / CbD C32 = [(xg-xr) – xgyr + xryg] / CbD C33 = [xryg-xgyr] / CbD

Ενότητα 6.14

Παγκόσμια Κοινή Γλώσσα Των Χρωμάτων Πολλά από τα προβλήματα που έχουν σχέση με την καθημερινή

πρακτική και τις τεχνολογικές εφαρμογές των χρωμάτων θα μπορούσαν να αντιμετωπιστούν ευκολότερα, εάν είχε καθιερωθεί διεθνώς μία κοινή χρωματική γλώσσα, που θα ήταν κατανοητή –σε μεγάλο βαθμό τουλάχιστον- από όλους. Με τον τρόπο αυτό θα ήταν περισσότερο κατανοητές οι ονομασίες των χρωμάτων και θα αποφεύγονταν οι δυσνόητες ή εξωτικές ονομασίες του εμπορίου (μπλε του κοβαλτίου, μπλε του Chartres, ultramarine κλπ.), που δεν προσφέρονται ιδιαίτερα για την κατανόηση των χρωματικών χαρακτηριστικών. Θα μπορούσε να δημιουργηθεί μια διεθνής χρωματική γλώσσα, βασισμένη σε κάποιο από τα απλούστερα και περισσότερο χρησιμοποιούμενα χρωματικά συστήματα, που θα συνέδεε τα χαρακτηριστικά του χρώματος στο συγκεκριμένο χρωματικό σύστημα με τις καθημερινές ονομασίες.

Μια τέτοια γλώσσα προτάθηκε στα τέλη της δεκαετίας του ’70 και ονομάζεται Universal Color Language (UCL). Περιγράφει τα χρώματα χρησιμοποιώντας έξι διαφορετικές βαθμίδες ακριβείας με ονομασίες (βαθμίδες 1 έως 3) και αριθμητικά χαρακτηριστικά (βαθμίδες 4 έως 6). Είναι πολύ εύκολο να γίνουν αντιληπτά τα πλεονεκτήματα της γλώσσας αυτής μέσα από την καθημερινή πρακτική.

Ας επιχειρήσουμε, για παράδειγμα, να περιγράψουμε το χρώμα του μελιού. Εάν ζητηθεί από έναν κοινό χρήστη να περιγράψει το χρώμα του μελιού, αυτός πιθανότατα θα το χαρακτήριζε σε πρώτη προσέγγιση «καφέ» (βαθμίδα 1). Εάν του ζητηθεί να χαρακτηρίσει ακριβέστερα το χρώμα, τότε πιθανότατα θα χρησιμοποιήσει τον όρο «κιτρινωπό καφέ» (βαθμίδα 2), διακρίνοντας με τον τρόπο αυτό το χρώμα από ένα «κοκκινωπό καφέ» ή ένα «πρασινωπό καφέ». Πιθανώς να είναι σε θέση να προσδιορίσει ακόμη καλλίτερα το χρώμα χρησιμοποιώντας τον χαρακτηρισμό «ελαφρά κιτρινωπό καφέ» (βαθμίδα 3). Σε αυτήν την καλλίτερη περίπτωση ήδη δίνονται στοιχεία, που σχετίζονται έμμεσα με τα υποκειμενικά χαρακτηριστικά του χρώματος και πιθανόν, εάν το άτομο διαθέτει και κάποιες παραπάνω δυνατότητες, να μπορούν να χρησιμεύσουν στην, κατά προσέγγιση έστω, ανεύρεση της θέσης του σε ένα χρωματικό σύστημα.

Για όλους όμως εκείνους που διακινούν χρωστικές ύλες, τα στοιχεία αυτά δεν είναι αρκετά, απαιτούνται και άλλα, για τον ακριβέστερο προσδιορισμό ενός χρώματος και τον έλεγχό του. Ο έμπορος, π.χ. της χρωστικής χρειάζεται περισσότερα στοιχεία. Γι’ αυτόν θα ήταν ασφαλέστερο να μπορούσε να χρησιμοποιήσει τους ακριβείς χαρακτηρισμούς των χρωστικών, που εφαρμόζει ένα συγκεκριμένο χρωματικό σύστημα, όπως π.χ. 9ΥR 5/3 στο σύστημα Munsell βαθμίδα 4).

Ο κατασκευαστής, τέλος, της χρωστικής χρειάζεται αναμφίβολα περισσότερα στοιχεία για τη χρωματικά ακριβή και χρονικά σταθερή παραγωγή του ίδιου προϊόντος. Αυτά τα πρόσθετα στοιχεία (βαθμίδες 5 και 6) αναφέρονται στη δημιουργία της χρωστικής σε συνδυασμό με το χρωματικό σύστημα το οποίο θα χρησιμοποιηθεί.

Παρά το γεγονός ότι τα πλεονεκτήματα από την ευρεία χρήση της γλώσσας αυτής (ή κάποιας παρόμοιας) στην καθημερινή πρακτική είναι εμφανέστατα, κυρίως όσον αφορά τη συνεννόηση στις πρακτικές εφαρμογές, εντούτοις δεν έχει γίνει αποδεκτή από ευρύτερους κύκλους ατόμων, ίσως λόγω και της έλλειψης των απαραίτητων θεωρητικών γνώσεων.

Στα σχήματα που ακολουθούν δίνονται κάποια παραδείγματα εφαρμογής της UCL στην ονοματολογία των χρωμάτων. Στο σχήμα 33 δίνονται σε συντομογραφία, η ονοματολογία που συνιστά το πρώτο στάδιο (ονόματα σε κυκλικό ή ελλειπτικό περίγραμμα) και το δεύτερο στάδιο (ονόματα χωρίς περίγραμμα) της χρωματικής γλώσσας. Στο σχήμα 34 δίνεται η ονοματολογία που αφορά μία σελίδα ενός χρώματος (purple = magenta) στον χρωματικό χώρο. Από το σχήμα αυτό φαίνεται η κατανομή στον χώρο του χρωματικού συστήματος των διαφόρων χαρακτηρισμών στην ονοματολογία των χρωμάτων. Εάν εξετάσει κανείς προσεκτικά το διάγραμμα, θα αντιληφθεί εύκολα τη σημασία των χαρακτηριστικών που πολλές φορές δίνονται σε ένα χρώμα, όπως για παράδειγμα ανοιχτό, σκούρο, βαθύ, δυνατό, ζωντανό, λαμπρό, κλπ. και οι οποίοι χαρακτηρισμοί συνήθως παρερμηνεύονται λόγω της επικρατούσας άγνοιας και σύγχυσης.

Σύνοψη

Στο κεφάλαιο αυτό αναφερθήκαμε στα σημαντικότερα εν χρήσει χρωματικά συστήματα με τα ιδιαίτερα χαρακτηριστικά τους. η κατανόησή τους είναι απαραίτητη επειδή μόνο αυτά δίνουν τη δυνατότητα ακριβούς προσδιορισμού και αναπαραγωγής των χρωμάτων με βάση τα υποκειμενικά ή αντικειμενικά χαρακτηριστικά τους, σε όλους τους κλάδους εφαρμογών. Δόθηκε ιδιαίτερη έμφαση στο σύστημα CIE και στις διάφορες παραλλαγές του, μια και αυτό είναι σήμερα το γενικότερα αποδεκτό και περισσότερο χρησιμοποιούμενο χρωματικό σύστημα.

Εξετάσαμε ακόμη τους τρόπους διαχείρισης του χρώματος στους Η/Υ. επιπλέον, επισημάνθηκαν τα προβλήματα που προκύπτουν από την καθημερινή χρωματική πρακτική, ιδιαίτερα στον κλάδο των γραφικών τεχνών. Τέλος, έγινε μια περιγραφή της παγκόσμιας κοινής γλώσσας των χρωμάτων, η καθιέρωση της οποίας θα μπορούσε να περιορίσει τα προβλήματα που εμφανίζονται σε αυτή την καθημερινή πρακτική.

Είναι ευνόητο, λοιπόν, ότι πρέπει να μελετήσετε με ιδιαίτερη προσοχή το κεφάλαιο αυτό και να επιμείνετε στον έλεγχο των Προσδοκώμενων Αποτελεσμάτων.