Co z tą teorią barw?

W gruncie rzeczy należy sobie zadać pytanie co to w ogóle jest ta barwa. Wśród wielu informacji na ten temat z pewnością znajdziemy definicję mówiącą, że jest to wrażenie wzrokowe powstałe w mózgu, na skutek działającego na oko promieniowania.

W takim razie oko jest pewnego rodzaju czujnikiem, podatnym na odbierany fragment promieniowania. Dzięki właściwościom receptorów narząd ten potrafi odbierać fale elektromagnetyczne i zamieniać je w impulsy elektryczne. Tak naprawdę oko potrafi odbierać jedynie niewielki wycinek fal. mieszczą się one między ultrafioletem, a podczerwienią co spokojnie daje odbiór ok 10 mln odcieni. Spektrum to jest jednak na tyle wystarczające, aby mózg mógł je szybko zinterpretować, a dodatkowo – pozostawił trwały ślad czyli obraz (wrażenie). 

Ponieważ w umyśle zachodzi wiele obliczeń, zaś głównie bazują one na informacji pochodzącej z oka (obraz). Aby człowiek mógł szybko reagować w otaczającej rzeczywistości (np.: chodzenie, działanie) zakres aktywacji neuronalnej w tym sektorze jest dosyć prężny. Praktycznie aż ¼ mózgu zajmuje się odbieraniem obrazu, zaś 70% neuronów bierze udział w analizie wrażeń wzrokowych. Dodatkowo mózg automatycznie porównuje obrazy z tym co widzieliśmy wcześniej (wspomnienia, pamięć).

W oku znajdują się 4 rodzaje receptorów. R, G, i B oraz receptor przenoszący informacje na temat jasności W (czopki i pręciki). Na powierzchni 1 mm jest ich ok 6 milionów. Te cztery informacje są przenoszone do mózgu, który zajmuje się dalszą interpretacją otrzymanych obrazów. Obraz który rzucany jest na siatkówkę ma wielkość znaczka pocztowego. Cała obróbka tego co pokazuje oko następuję w głowie.

No dobra ale co z tą barwą?

Izaak Newton rozszczepił światło przepuszczając je przez pryzmat, czyli przez przezroczystą bryłę o płaskich ścianach nachylonych względem siebie pod pewnym kontem. Dzięki temu otrzymał widmo światła białego w postaci pięknych kolorów. Postanowił je uporządkować i opisać matematycznie. 

Kolejnym ciekawym faktem jest zdolność dodawania lub odejmowania się barw wyodrębnionych w doświadczeniu Newtonowskim. Mowa oczywiście o fundamentalnej addycji (dodawaniu) lub subtrakcji (odejmowaniu) barw podstawowych. Te dwie metody tworzenia barw (i dzięki temu uzyskiwaniu barw pośrednich) używane są odpowiednio w monitorach i w druku. 

 

Dodawanie barw podstawowych

Wybierzmy z koła barw co 2 barwę. Zestawmy z tego dwa komplety kolorów. Pierwszy komplet to czerwony, zielony i niebieski, (RGB) drugi zaś – fioletowy, żółty i jasno niebieski  (CMY). 

 

Przyjrzyjmy się dokładniej pierwszemu zestawowi. Jeśli wyświetlimy te barwy razem będą one w sumie jaśniejsze niż wyświetlane pojedynczo. Jeśli będziemy je wyświetlać z coraz większą intensywnością otrzymamy barwę białą

Dzięki temu zjawisku monitory posiadają zdolność wyświetlania barw pośrednich. Ich panele złożone z tysięcy małych komórek zawierających elementy emitujące 3 barwy czerwony (red), zielony (green) i niebieski (blue) (RGB). Każdy z takich maleńkich zespołów poddany określonej intensywności (jasności) – dzięki układowi sterującemu (mikroprocesor) – potrafi wyświetlać barwę o określonej wartości i odcieniu. 

Idąc dalej tym tropem możemy określić (opisać matematycznie) zbiór wszystkich kolorów, które wyświetlamy dzięki takim maleńkim komórkom. Równie łatwo możemy również określić wszystkie kolory, które jest w stanie zarejestrować ludzkie oko. Dzięki temu mamy możliwość porównać te dwie przestrzenie barw: wysyłane przez monitor i odbierane przez ludzkie oko.

 

Czym jest gamut?

Gamut to po prostu każdy kolor, który możemy zobaczyć. Zagadnienie to zawdzięczamy pierwszym badaniom J. C. Maxwella, który był kontynuatorem badań Newtona. Jednak dzięki dysponowaniu coraz doskonalszym środkom technicznym ich pomiary stawały się coraz bardziej dokładne. Kolejni kontynuatorzy doprowadzili w 1931 r. do opracowania znormalizowanego systemu kolometrycznego CIE 1931.

 

Budowa gamutu jest dosyć banalna. Kształt, który opisuje to wszystkie kolory które jesteśmy w stanie zarejestrować. Poszczególne wycinki w kształcie trójkątów to obszary kolorów które możemy zobaczyć. W uproszczeniu każdy z monitorów posiada odpowiedni „wycinek” z tego całego gamutu. Dlatego też tańsze modele, których części nie są wysokiej jakości po prostu wyświetlają mniej kolorów. Z kolei sprzęt dedykowany dla branży graficznej jest w stanie oddać więcej odcieni, które zauważamy.

Cała „zabawa” zaczyna się kiedy nasz monitor wyświetla więcej kolorów niż przypuśćmy drukarka (lub drukarnia ;)) gdzie drukujemy nasze materiały. Co zrobić kiedy te trójkąty (monitor i drukarka) nie pokrywają się? I tu przychodzi z pomocą zarządzanie kolorem, z nieodłącznym tematem profili kolorystycznych. Jednak to dobry temat na oddzielny post.

A co z odejmowaniem się barw?

Teraz zajmijmy się drugim zestawem wyodrębnionym z koła barw. Weźmy jasno niebieski (cyjan), fioletowy (magenta) i żółty (yellow) (CMY).

Jeśli nadrukujemy je na białą powierzchnię wspólnie będą się osłabiać (odejmować) w kierunku czerni (choć w tym przypadku chodzi oczywiście o pochłanianie fal przez powierzchnię, od której odbija się światło białe). Można powiedzieć, że przyjmą odwrotny kierunek niż przy dodawaniu (RGB) – będą coraz ciemniejsze.

I to zjawisko jest używane w poligrafii. Dodatkowy kolor czarny (K) jest wprowadzony sztucznie, aby podnieść jakość wydruków, ponieważ w praktyce nałożenie się tych trzech barw (CMY) często bywa zbyt jasne (zbyt niedoskonałe ze względu na podłoże i wchłanianie farby). Dlatego w druku posługujemy się czterema kolorami (CMYK).

Technicznie bardzo skomplikowane jest nałożenie takich nasyceń aby pokrycia kolorów dawały pożądany odcień danej barwy. O ile w poprzednim modelu (RGB) jasność można było swobodnie sterować, tak w druku nie jest to takie proste. Dlatego postanowiono trzymać się 100% nasycenia, zaś odcienie uzyskiwać za pomocą kropek. Z takim zamysłem powstał raster.

 

Co to jest raster?

Raster to po prostu zbiór kropek. Są one bardzo małe. Dodatkowo można „sterować” odległością i wielością kropek od siebie. To również wdzięczny temat na kolejny post.

W skrócie: używając kolorów (CMYK) i danego rastra bez większego problemu możemy uzyskać dość dużą ilość barw pośrednich, które w zupełności wystarczą aby wydrukować powierzone materiały z należytą jakością.

 

No dobra, a jak to się ma z gamutem?

Powracając do gamutu barw. W całkowitej przestrzeni kolorów zbiór kolorów emitowanych przez monitor nie wypełnia całego gamutu. Jednak jest większy niż zbiór kolorów CMYK. To dosyć uproszczona wersja jednak generalnie CMYK jest niniejszym zbiorem kolorów niż RGB. Dodatkowo w pewnej części zgodnej ze zbiorem RGB.