Samenvatting Kleurenleer

SAMENVATTING KLEURENLEER HFST 7: Rastertechnieken Principe Scannen • • • •

Het halftoonbeeld wordt bij het scannen opgedeeld in pixels. De ingelezen RGB-waarden, worden omgezet naar CMYK-waarden of K-waarden (kleur of zw/w). ( rastertoonwaarden!) De RIP (raster image processor) zet deze waarden om naar een bitmap. Elke scanpixel komt overeen met een segment van het belichtingsrooster. Zo’n segment of macropixel bevat een welbepaald aantal micropunten. Bij een AM-raster maken de macropixels meestal deel uit van een grotere rastercel.

H a lfto o n o r ig in e e l ( g r ijs w a a r d e n b e e ld , 0 < = g < = 2 5 5 )

82

81

94

47

50

82

96

45

48

50

80

B it m a p m e t r a s t e r t o o n w a a r d e n (0 < = ϕ < = 2 5 5 )

•

95

A M - g e r a s te r d b e e ld

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0

1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0

1 1 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0

1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 1 0 0 0 0 1 1 1 0 0 0

1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 0 0

0 1 1 1 1 1 1 0

0 0 1 1 1 1 0 0

0 0 0 1 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0

1 0 0 0

1 1 0 0

1 1 1 0

B in a ir b e e ld ( b it m a p )

Macropixels en rastercellen vallen niet altijd samen. Soms maken macropixels deel uit van 2 of meer rastercellen. Dit hoeft voor de rasterpuntvorming geen negatieve gevolgen te hebben.

H a l fto o n o r ig in e e l ( g r ijs w a a r d e n b e e ld , 0 < = g < = 2 5 5 )

82

81

94

47

50

82

96

45

48

50

80

95

B it m a p m e t r a s t e r t o o n w a a r d e n (0 < = ϕ < = 2 5 5 )

A M - g e r a s te r d b e e ld ( r a s te r h o e k 7 5 ° )

1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0

0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0

1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0

1 1 1 0 0 0 0 0 1 1 0 0

1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0

1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1

0 0 0 0 0 1 1 1

1 0 0 0 0 1 1 1

1 0 0 0 0 1 1 1

1 1 0 0 0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 0

0 0 0 1

B in a i r b e e ld ( b it m a p )

Scanresolutie en lineatuur • • •

•

Het menselijke oog kan tot 50l/cm onderscheiden. Een scanresolutie van 250ppi volstaat om dit te bereiken! ( 100p/cm) Als het te scannen beeld op 100% grootte zal gebruikt worden mag je niet hoger gaan dan 400ppi. Groter heeft een onnodig grootte bestandgrootte. Bij vergroting, rekening houden met vergrotingsfactor! o Wil men het beeld met 300ppi scannen en op 200% grootte gebruiken dan moet je scannen met 600ppi! De lineatuur kan de keuze van de scanresolutie mee helpen bepalen. Neemt men de scanresolutie gelijk aan de lineatuur dan bekomt men teveel detailverlies! Origineel beeldfragment wordt als 1 rasterpunt vertaald (1 scanpixel -> 1 rasterpunt)

Origineel beeldfragment wordt opgedeeld in 4 scanpixels. Elke scanpixel definieert 1 quadrant van het rasterpunt (4 scanpixels -> 1 rasterpunt)

Voorbeelden •

Voorbeeld: scanresolutie gelijk aan de lineatuur

•

Scanresolutie = 2 x lineatuur is een heel goede verhouding:

•

Een verhouding hoger dan 2 zorgt maar voor een beperkte detailverbetering. Andere nadelen: zware bestanden en de rasterpunten worden fragmentarisch, met een moeilijker te compenseren punttoename. Voorbeeld: scanresolutie is 4 x de lineatuur

HFST 8: Colorimetrische eigenschappen van inkten en papier, kleurendensitometrie Colorimetrische eigenschappen van papier • •

Papier is wit als het geen kleur of kleurzweem vertoont, natuurpapieren zijn meestal geelachtig door het pulp. Om ze witter te maken wordt aan de strijklaag blauwe of fluoriscerende kleurstoffen toegevoegd. Als er een kleine kleurzweem is, zal je normaal de afwijking niet merken, omdat je het papier aanziet als basis  wit.

•

• •

Er is een kleine beeldomvang (veel kleiner dan in RGB!) en omdat papier te geelachtig is (krantenpapier is zeer geel!)  men kan wit drukken op alle plaatsen waar geen CMYK-rasterpunten voorkomen  zeer duur en omslachtig! Men kan ook de kleuren aanpassen door Y te verminderen! Andere eigenschappen van papier die kleurweergave beïnvloeden: o Glans  Hoe meer glans  hoe groter de kleuromvang  Maar, tekst is bvb niet goed leesbaar op glanzend papier, beter mat!  Glans meten met glansmeter, papier kan gestructureerd zijn. Daarom beter aan beide zijden meten. o Opaciteit  Dit bepaalt de mate van de lichtvangst bij rasterdruk op het papier. Hoe groter de opaciteit, hoe lager de lichtvangst, hoe groter de kleurverzadiging.  Opaciteit meten met opaciteitsmeter. o Absorptie  Fysische en geen optische eigenschap van papier.  Door absorptie van de drukdrager verdwijnen bepaalde bestanddelen van de inkt waardoor de kleur verandert.  Zo weinig mogelijk absorptie!  Kranten hebben grote absorptiegraad. o Ruwheid  Bepaalt de hechting van de inkt op de drukdrager, hoe ruwer, hoe minder vol de inktlaag gedrukt wordt.

Drukinkten • • • •

•

Autotypische kleurenmenging = combinatie van additieve en subtractieve kleurenmenging, dit wordt gebruikt bij de kleurennabootsing in rasterdruk. Soms worden supplementaire kleurinkten (blauw, rood, grijs,…) aan CMYK toegevoegd om kleurenruimte uit te breiden.  steunkleuren, merkkleuren, goud, zilver,… Beste is CMYK + RGB, maar is zeer duur! Inktreeksen: o Warme inktreeksen (C iets groener, M iets roder, en Y iets roder) zijn geschikt voor rood en groen. o Koude inktreeksen (C iets blauwer, M iets blauwer en Y iets groener) zijn geschikt voor zuivere blauwe en violette kleuren. Spectrale reflectie van procesinkten o Zichtbare spectrum wordt beperkt tussen 400 en 700nm  400 – 500 blauw  500 – 600 groen  600 – 700 rood o Ideale procesinkt reflecteert 2/3 en absorbeert 1/3!  cyaan: reflecteert blauw en groen, absorbeert rood  magenta: reflecteert rood en blauw, absorbeert groen  geel: reflecteert groen en rood, absorbeert blauw

o o

Voor reële inkten moet rekening gehouden worden met ongewenste absorptie en reflectie! ZIE P8.6! kunnen tekenen!  zie blad met bijkomende tekeningen van mezelf!

Kleurendensitometrie • •

Densiteit  reflectiefactor en transmissiegraad Om de densiteit van kleuren te meten wordt het visueel spectrum opgedeeld in 3 delen (zoals rood, groen en blauw bij menselijk oog) dmv filters.

Voorstelling van de filters o o o •

Dr[Q]  rode kleurenfilter, Q = kleur Dg[Q] Db[Q]

Breedbandfilters: gebruikt om densiteit van de standaardkleuren bij meerkleurendruk te bepalen Smallbandfilters: gebruikt om een de densiteit te meten in een beperkt gebied van het absorptiecentrum P8.9

Interpretatie van de filterdensiteiten van de procesinkten • • •

Bvb. Bij ideaal C is de reflectie in het rood = 0. Als je nu de densiteit meet met een ideale roodfilter geeft dit oneindige densiteit. Bij Dg en Db geeft dit 0. (want alles wordt gereflecteerd en niet geabsorbeerd!). Bij reële inkten gemeten door reële selectiefilters zijn de maximum densiteiten beperkt door een te kleine hoofdabsorptie (ongewenste reflectie) en bij minimum densiteit is hij niet nul omdat er een nevenabsorptie ontstaat! Parasitaire componenten in de inkt: nevenabsorpties ontstaan hierdoor.

GATF-driehoek = visuele voorstelling van de parasitaire componenten binnen een processinkt. •

Formule om de coördinaten te bereken voor in de GATF: o C = Dr[C] / Dr[C] + Dg[C] + Db[C] o M = Dg[M] / Dr[M] + Dg[M] + Db[M] o Y = Db[Y] / Dr[Y] + Dg[Y] + Db[Y] o Onthoudt C + M + Y = 1 o Voorbeeld !!! Zie P8.13 !!! (misschien natekenen !)

Additiviteitsregel en additiviteitsfout = regel die zegt dat wanneer je inktlagen over elkaar drukt, de densiteit van de samengestelde laag gelijk is aan som van de densiteit van de afzonderlijke lagen. Bvb: CMY door blauwfilter  Db[C+M+Y] = Db[C] + Db[M] + Db[Y] In werkelijkheid is dit natuurlijk niet zo! In werkelijkheid ligt de waarde van de samengestelde laag lager dan de som van de afzonderlijke lagen!

 als je CMY samendruk bekom je dus niet de gewenste densiteit van zwart! (want C + M + Y = zwart!) daardoor komt er nog een extra laag K bij om de densiteit te verhogen! Je kan dit gemakkelijk voorstellen op een diagram als op P8.17! (checken!)

Hoofdstuk 9: kleurenconversie van RGB naar CMYK Zwartdruk • • •

•

Zwart (K) wordt toegevoegd aan de drie basiskleuren om de densiteit en kleurenruimte te vergroten! Met zwartdruk kan enkel de helderheid en de verzadiging geoptimaliseerd worden en niet de kleurtoon! K wordt gebruikt voor teksten en lijnwerk! Met CMY zou dat registerproblemen geven! Grijs kan weergegeven worden op 3 manieren: o 3-kleurendruk  CMY  lichtgrijs o 1-kleurendruk  K  zelden toegepast o 4-kleurendruk  CMY en K  middengrijs tot zwart o Bunt gebruikt de eerste en derde methode = klassieke kleurenreproductie P9.6 wat is da???

Zwartgeneratie bij vierkleurendruk De hoeveelheden CMY en K kunnen in meerdere verhoudingen toegepast worden om aan een bepaalde drukdensiteit te komen:

Bunt + skeletzwart • • • •

•

Meest toegepast CMY + K Lichtgrijs in CMY, vanaf ongeveer ¼-grijstoon tot zwart in CMYK Verzadiging van een kleur wordt hoofdzakelijk geregeld door een hoeveelheid complementaire kleur (bvb C voor rood). Als de complementaire kleur meer dan 50% bedraagt, vangt K aan. Complementair = aanvullend Bij deze methode bedraagt de som van de rasterpercentage (A) 355%. (C+M+Y+K) voor de weergave zwart.

Bunt + UCR • • • •

De som (A) van rasterpercentages van 355% is veel te groot voor sneldraaiende rotatiepersen en voor druk op krantenpapier.  A wordt vermindert door UCR UCR = under colour removal, de grijze tonen worden met een groter percentage K weergegeven en minder CMY dan bij de blunt-skeletmethode. Enkel in lichtgrijze tonen wordt nog CMY gebruikt zonder K Men kan zien waar UCR actief wordt door een knik in de curven bij een bepaalde toonwaarde.

•

In vergelijking met de Bunt – skeletzwart reproductie wordt K hier praktisch uitsluitend bij neutraal donker en middentonen gebruikt??????????? P9.9

GCR = Gray Component Removal • Voor grijze tonen: o Bij 100% GCR-productie worden grijze tonen alleen door zwartdruk weergegeven. o Voor grijze tonen geldt: UCR = GCR • Voor gekleurde tonen: o UCR niet actief, maar GCR wel! o De laagste kleur wordt vervangen door een bepaald percentage K o  bij GCR wordt elke kleur voorgesteld als twee kleurinkten en zwart o wordt weinig gebruikt omdat de drukdensiteit laag is  met K = 100% bekom je niet dezelfde densiteit als een combinatie CMYK o GCR zorgt wel voor een lage som van de rasterpercentages en wordt veel gebruikt daardoor bij kranten.

GCR + UCA • •

UCA = under colour addition, het toevoegen van kleur GCR + UCA werkt hetzelfde als GCR, maar in de donkere tonen wordt de zwartdruk ondersteunt door een menggrijs van de drie kleuren CMY  drukdensiteit verhoogt terug

Voordelen en nadelen van UCR en GCR tov Bunt + skeletzwart Zie P9.13

Besluiten • •

UCR en GCR vooral gebruikt voor kleurenbeelden op sneldraaiende rotatiepersen, andere gevallen voorkeur aan klassieke kleurenreproductie. Richtwaarden van A voor de weergave donkerste tonen zijn: o Tweekleurenpersen vellenoffset: 300-340% o Vierkleurenpersen vellenoffset: 300-320% o Rollenoffsetpersen (heatset): 280 tot 300% o Idem maar krantenpapier: 220-240%

Samenvatting kleurenleer PART 2 Hfst 1: het waarnemen van kleuren Inleiding • • •

Colorimetrie = objectieve benadering van kleuren, de meting van kleuren in het oog en hersenen is bij elke persoon anders dus subjectief Kleurstimulus = de grootheid voor objectieve benadering van kleuren, ook kleurprikkel Voorwerpskleuren = Kleurstimulus die afkomstig zijn van voorwerpen

Lichtbronnen en lichtsoorten Lichtbronnen • • •

= voorwerp of toestel energie omzet in licht- of stralingsenergie licht is een vorm van elektromagnetische energie  de golflengte van licht ligt tussen 380nm en 780nm spectrale emissie of stralingsverdeling P(λ) = geeft straling (P) van de bron weer in functie van de golflengte (λ)

Lichtsoorten • • •

•

P(λ) stelt een bepaalde samenstelling van het spectrum van een lichtbron voor. Illuminant of lichtsoort = lichtbronnen die in de praktijk niet of nauwelijks kunnen gerealiseerd worden Normlichtsoorten of standaarden = enkele van de illuminanten worden als standaard gebruikt, de belangrijkste: o Lichtsoort A: gloeilamp, kleurtemperatuur = 2586K o Lichtsoort B: gemiddeld zonlicht op de middag, kleurtemp (= 4874K)  gloeilamp combineren met filters o Lichtsoort C: gemiddeld daglicht van bewolkte hemel (6774K)  kwartslamp met filters o Lichtsoort D50: bootst neutraalwit daglicht na (5000K) o Lichtsoort D65: gemiddeld daglicht met UV van 300 tot 380nm (6500K)  xenonlamp OF combinatie van gloeilamp met UV-lamp o Lichtsoort E: lichtsoort met volkomen vlak spectrum = evenveel energie per golflengte (5270K) D50 is wereldwijd de standaardlichtsoort voor de grafische sector

Kleurtemperatuur • •

Een zwart lichaam zal bij verschillende temperaturen andere kleuren stralen! Kleurtemperatuur o = de temperatuur die een zwarte straler moet hebben om dezelfde kleur te geven als de betreffende lichtbron o het geeft een idee welke kleur de het licht heeft o hoe LAGER de kleurtemperatuur, hoe roder de lichtindruk!!!

o

Sommige lichtbronnen hebben een kleur die nooit dezelfde indruk kan geven als die van de straling van een zwart lichaam. Het kan slechts met benadering gegeven worden = gecorreleerde kleurtemperatuur

Voorwerp 2 soorten: • Doorzicht: o De spectrale transmissiegraad touw(λ) is hier van belang o Bvb: gekleurde oplossingen, kleurendia’s, kleurenfilters,… o Filters kunnen ingedeeld worden:  Op basis van samenstelling (gelatine, glas, vloeistof,…)  Op basis van doelstelling (contrast, UV, selectie, IR, grijs, warmte, luminantie,...) • Opzicht: o De reflectie factor β is hier van belang. o Luminantie is helderheid (aka reflectie!) o β = L / Lo Kleurstimulusfunctie = functie die beschrijft hoe een elektromagnetische straling DIE OP HET OOG VALT samengesteld is, bepaalt de kleur van een voorwerp  φ(λ) = P(λ) . β(λ)

Het oog • • • • • • •

• •

optisch signaal opgevangen door het oog wordt omgezet in elektrische signalen Het netvlies bevat 2 soorten lichtgevoelige receptoren staafjes (lichtgevoelig) en kegeltjes (geringe lichtgevoeligheid, wel kleurgevoelig). Er zijn ongeveer 20 keer zoveel staafjes dan kegels. Gele vlek = bevat kegeltjes die rechtstreeks met de oogzenuwvezel verbonden zijn. Hierrond bevinden zich vooral staafjes. Grootste aantal staafjes op 20° van het centrum van het netvlies Grootste gezichtsscherpte in centrum van netvlies = foveola FORMULES a. Bij goede lichtomstandigheden  oog werkt vooral met de kegeltjes = fotopisch zien of dagzien zie P1.8 voor de formule + gegevens  KENNEN ??? b. Bij slechte verlichtingsomstandigheden  oog werkt vooral met staafjes = scotopisch zien of nachtzien Mesopisch zien = bij schemerlicht, voor luminanties tussen 0,1 en 30 cd/m² Bij nachtzien  de waargenomen lichtstroom bevat alleen de helderheid of luminantie van een voorwerp  geen kleur Bij dagzien  helderheids- en kleurwaarneming  door 3 soorten kegeltjes (R, G, B). De blauwgevoelige kegeltjes zijn veel minder talrijk!

Verschijnselen •

Helderheidsadaptatie

= oog kan zich goed aanpassen aan de luminantie. De totale luminantieomvang bedraagt verschillende machten van 10. Het aantal helderheidsniveau’s is wel beperkt. Kleuradaptatie o = oa het verschijnsel wanneer men de hoogste helderheid als wit gaat beschouwen o bvb: gloeilampen verlichte kamer  TL-buis licht ziet blauw o bvb: omgekeerd  gloeilamplicht ziet rose o de kegeltjes geraken vermoeid en daarmee minder gevoelig voor een bepaalde kleur. successief contrast o = vorming van nabeelden of succesief kleurcontrast o bepaalde delen van het netvlies waarop een stimulus gestaan heeft geven bij het wegvallen van de stimulus een negatief beeld  gevolg: de complementaire kleur wordt waargenomen o ook hier omdat de receptoren vermoeit geraken voor een deel van het spectrum o bvb: zien van rood vlak  rode kegeltjes herstellen zich langzaam  de andere kegeltjes responderen terwijl normaal op een wit vlak  er ontstaat een zweem van cyaan (complementaire kleur van rood) simultaan contrast o kleur van een oppervlak wordt beïnvloed door kleur van de omgeving o bvb: groen vlak  donkerder bij achtergrond lichtgroen  lichter bij achtergrond donkergroen metamerie o = 2 verschillende velden kunnen gelijk of ongelijk ervaren worden bij verschillende lichtbronnen. o Metamere kleuren = als ze gelijk ervaren worden bij slechts een bepaalde lichtbron o Bvb: 2 voorwerpen met verschillende reflectiecurve  bij bepaalde lichtbron beide dezelfde kleurindruk  verandering lichtbron andere kleur o

•

•

•

•

Modellen voor kleurenzien Trichromatisch model van Young en Helmotz • • •

= oog heeft 3 soorten kleurgevoelige receptoren (gevoelig voor R, G, B licht). Men is erin geslaagd de spectrale gevoeligheid van de drie kegeltjessoorten vast te leggen die zich op het netvlies bevinden. Deze kegeltjes sturen signalen die door het oog verwerkt worden tot elektrische impulsen en zo naar de hersenen. FORMULES! Check P1.11

 deze drie getallen zijn de tristimuluswaarden

Theorie van Hering • •

Beweert dat de meeste mensen vier basiskleuren aanvoelen (R, G, B, Y) en dat die als tegengestelde paren ervaren worden (R-G, B-Y)  tegenkleurtheorie Er zijn twee dubbelreceptoren die de kleur gewaar worden, en één receptor die het contrast regelt. De dubbelreceptor kan slecht op 1 kleur geschakeld zijn!

Theorie van Hurvich Jameson • •

= mengeling van Young en Helmotz en Hering = netvlies opgebouwd uit drie lagen o eerste laag: receptoren die informatie doorgeven de tweede laag o tweede laag: bipolaire cellen die de informatie van eerste laag opvangen. Ze zetten de RGB-informatie om naar signalen die volgens de theorie van Hering opgebouwd zijn. o Derde laag: zenuwcellen sturen die signalen naar hersenen

Kleurenblindheid • •

Ongeveer 8% van de mannen en 1% van de vrouwen Verschillende kleurenblindheden o Anomale trichromaten Hebben 3 receptoren, maar ze genereren ofwel teveel rood, groen of blauw. o Dichromaten kunnen alle kleuren nabootsen door menging van twee vaste kleursoorten o Monochromaten of achromaten totaal kleurenblind ofwel door kegeltjes die blind zijn, ofwel door kegeltjes die kleurenblind zijn

Hfst 2: Het nabootsen van kleuren Beschrijving van een kleur Kleur • • •

wordt beschreven met drie waarden: Helderheid Kleurtoon Verzadiging

In praktijk worden slechts 2 parameters gebruikt: • Helderheid • Chromaciteit (kleurtoon en verzadiging zijn verrekend) Verzadiging = het percentage kleurtoon in een kleur of de afwezigheid van wit = maat voor de kleurzuiverheid Er zijn veel meer receptoren die de helderheid waarnemen ipv kleurinformatie! Daardoor is een mens veel gevoeliger voor wijzigingen in de helderheid van een kleur dan in de chromaciteit! (JPEG  laat informatie van de chromaciteit weg zonder merkbaar kleurverlies)

Chromaciteit in de grijswaarden zijn zeer gevoelig voor de mens! Grijsbalans moet goed afgesteld zijn!

Kleurenmenging Additieve kleurenmenging • •

• •

•

Gekleurde lichtbundels worden met elkaar vermengd 3 verschillende mogelijkheden o gekleurde lichtbundels boven elkaar projecteren op wit scherm o ronde schijf met verschillende gekleurde sectoren snel ronddraaien o licht afkomstig van verschillende gekleurde stipjes die op een grote afstand niet afzonderlijk waarneembaar zijn De signalen worden opgeteld  totale energieverdeling = de spectrale energieverdeling van de deelsignalen PM(λ) = P1(λ) + P2(λ) + P3(λ) + … Primaire kleuren zijn RGB! o R+G=Y o G+B=C o R+B=M o R+G+B=W Complementaire kleuren = 2 kleuren die door additieve kleurenmenging wit geven.

Subtractieve kleurenmenging • • • • •

Kleur absorbeert bepaalde delen van het spectrum! Door menging van de kleuren kan men zo de absorptie zelf bepalen. 2 manieren: a. kleurinkten mengen (gekleurde oplossingen mengen) b. achter elkaar plaatsen van filters (dia’s, foto’s,…) totale spectrale tranmissiegraad voor de filters is de vermenigvuldiging van de verschillende tranmissiegraden! (Zie P2.3) DM(λ) = D1(λ) + D2(λ) + D3(λ)+ … Primaire kleuren zijn CMY a. RxG = Z b. RxB = Z c. GxB = Z d. WxC = C e. WxM= M f. WxY = Y g. YxC = (R+G) x (G+B) = (RxG) + (RxB) + (GxG) + (GxB) = Z + Z + G +Z =G h. YxM = R i. CxM = B j. YxMxC = Z

Autotypische kleurenmenging Additieve en subtractieve kleurenmenging tesamen gebruikt! Voor gebruikt in meerkleurendruk.

De wetten van Grassman Kwalitatieve benadering Alle wetten zijn gebaseerd op de additieve kleurenmenging! • WET 1: Door keuzen van 3 grondkleuren op primaire kleuren kan met additieve menging alle kleuren nagebootst worden. Dit door een bepaalde hoeveelheid van de kleuren te gebruiken. o FORMULE: Q = A.A + B.B + C.C Q = kleur ; A,B,C = gekozen grondkleuren ; A,B,C hun hoeveelheden of tristimuluswaarden o Strenger gezien is dit niet altijd mogelijk en moet er bij de kleur Q nog een grondkleur gemengd worden ! Q + A.A = B.B + C.C (in zeer uitzonderlijke gevallen moet er zelfs een tweede basiskleur toegevoegd worden bij Q) •

WET 2: Als twee kleuren dezelfde kleurindruk geven, moet dat ook zo zijn als de intensiteit van beide met dezelfde factor verandert. o FORMULE: Q1 = Q2  2xQ1 = 2xQ2 Q = A.A + B.B + C.C  5Q = 5A.A + 5B.B + 5C.C

•

WET 3: als twee verschillende kleuren dezelfde kleurindruk geven, dan blijft dat zo als ze gemengd worden met bepaalde kleuren. o FORMULE: Q1 = Q2  Q + Q1 = Q + Q2

Vectoriële benadering Men kan alles uittekenen met vectors !  Als Q, A, B, C niet alle vier gelijk zijn aan nul dan geldt: Q.Q + A.A + B.B + C.C = 0 Men kan dus met de drie tristimuluswaarden een kleur gaan voorstellen. Vanaf P2.7 tot 2.9 matrices  moet dit gekend zijn???

Hfst 3 : Kleursystemen = Enkele standaarden bij het kiezen van de primaire kleuren. De belangrijkste zijn van het CIE. CIE = commision internationale de l’Eclairage

CIE-RGB •

Bronkleuren zijn 3 spectraalkleuren namelijk : o R, rode spectraalkleur met golflengte 700nm o G, met golflengte 546,1nm o B, met golflengte 435,8nm

•

Er kan nagegaan worden hoeveel van de bronkleuren nodig is om een spectraal kleur na te bootsen. Dit als men vooropstelt dat alle spectraalbronnen dezelfde energie hebben! o FORMULE: 1(λ) = r (λ) x R + g (λ) x G + b (λ) x B o NOG DE STREEPJES BOVEN DE KLEINE LETTERS ZETTEN!!! Die r(λ),… staan voor de relatieve grootheden of de spectrale tristimuluswaarden.

•

Elke kleur Q kan dan geschreven worden als: FORMULE: Q = RxR + GxG + BxB

•

Als P(λ) de spectrale stralingsverdeling is van Q dan kun je de tristimuluswaarden vinden door: FORMULES P3.1!!! Gelijke hoeveelheden van de bronkleuren geeft wit of E! FORMULE: E = RE.R + GE.G + BE.B RE = GE = BE E = ideaal licht dat bestaat uit gelijke hoeveelheden R,G,B

•

•

Lineaire combinatie van de functies: FORMULE: V(λ) = LR.r(λ) + LG.g(λ) + LB.b(λ) PAS OP! Ook hier nog streepjes boven de kleine letters! LR, LG en LB zijn de relatieve luminanties of intensiteiten van de bronkleuren

•

Indirecte nabootsing o Kleur dat niet nagebootst kan worden op beeldscherm o Dit vanaf dat er negatieve tristimuluswaarden zijn o Van 400 tot 630nm

•

Overnemen achterkant P3.2!!!

Kleurcoördinaten Het is vaak handiger om alles in tweedimensionale omgeving te zetten (ipv de vectoren). In dat geval wordt alleen nog met relatieve hoeveelheden van de bronkleuren gewerkt • FORMULE: Q = R.R + G.G + B.B  relatieve hoeveelheden zijn dan : r = R/R+G+B g = G/R+G+B b = B/R+G+B

•

Aangezien r+g+b=1 volstaan 2 kleurcoördinaten!  uitzetten in chromaciteitsdiagram! ZIE P3.3!

•

Als we alle spectraalkleuren uitzetten in de diagram bekomt men een gesloten lus. Alleen de kleuren binnen de driehoek van bronkleuren RGB kunnen effectief nagebootst worden!!! ZIE P3.4! Je ziet een groter oppervlakt van niet te reproduceren kleuren, maar dat valt mee! Toch is het voorkomen van negatieve trimuluswaarden nadelig, daarom CIE-XYZ!

CIE-XYZ Primaire kleuren zijn: • X: imaginair rood, 496nm (= de complementaire golflengte, hij heeft geen dominante golflengte) • Y: imaginair groen,520nm • Z: imaginair blauw, 476nm FORMULE: 1(λ) = x (λ) . X + y (λ) . Y + z (λ) . Z ook hier de kleine letters overstrepen ! Dat zijn de spectrale tristimuluswaarden! FORMULE: Q = X.X + Y.Y + Z.Z Als P(V) de spectrale stralingsverderling is van Q dan FORMULE: zie P3.6

De bronkleuren zijn zo gekozen dat y(λ) gelijk is aan de oogevoeligheidscurve V(λ)  luminantie van een kleur wordt bepaald door de tristimuluswaarde Y.

Kleurcoördinaten x=X/X+Y+Z y=Y/X+Y+Z z=Z/X+Y+Z (diagram p3.6 zeker checken!!!)  je ziet dat hier wel alle kleuren binnen de driehoek liggen! Gevormd door de bronkleuren X,Y,Z. De lus heet de spectraallus en de verbindingslijn die de eindpunten van de spectraallus verbindt heet de purperlijn! •

Omdat ook hier de kleurcoördinaten relatieve coördinaten zijn, weten we niets over de luminantie of helderheid van een kleur. Willen we dat weten moet we rekening houden met Y de tristimuluswaarde die de luminantie van een kleur weergeeft. Een kleur Q(x,y,Y) wordt dan driedimensionaal weergegeven door het gewone diagram met loodrecht daarop de Y-as voor de luminantie!

P3.8 matrices kennen???

Bepaling van een mengkleur • • •

Menging van twee kleuren  bekomen kleur ligt op de verbindingslijn tussen de twee kleuren (bij additieve systemen). Van twee complementaire kleuren verkrijgt men wit! WA IS DA NU WEERE??? P3.8  formules

xyY-kleurenruimte en de visuele waarneming deze ruimte sluit zeer goed aan bij de visuele waarneming! • •

De helderheid komt overeen met Y De kleurtoon hangt af van de dominante golflengte. Dominante golflengte = de golflengte (λd) van de spectraalkleur (l(λd)) waaruit door toevoeging van wit de kleur Q kan gevormd worden!

• • •

•

Dominante golflengte vind je op de chromaticiteitsdiagram door vanaf het witpunt E een lijn te trekken door de kleur Q. Het snijpunt met de purperlijn bepaalt de golflengte. Check diagram op P3.9! Voor de corresponderende kleuren is geen dominante golflengte nu, daarom wordt de complementaire golflengte λc gebruikt? P3.9 Verzadiging s  de relatieve afstand tussen de kleur Q en het witpunt E. FORMULE: ZIE P 3.10!

o Alle spectrale kleuren hebben dus verzading = 1 en wit = 0 Equidistant = Grote nadeel xyY-systeem  het kan de gelijke kleurverschillen niet weergeven met gelijke afstanden! Het is dus NIET equidistant! Voorbeeld P3.10.

Uniforme chromaticiteitssystemen UVW of CIE-UCS-systeem 1960 • •

Eerst equidistantie binnen het diagram. Omrekening van de kleurcoördinaten (x,y) naar (u,v) gebeurt als volgt: o u = 4x / -2x + 12y + 3 o v = 6y / -2x + 12y + 3

U’V’W’ of CIE-UCS-systeem 1976 Nog meer equidistantie binnen het diagram o u’ = 4x / -2x + 12y + 3 o v’ = 9y / -2x + 12y + 3

Hfst 4: Uniforme kleursysteem Inleiding Kenmerken • • •

3-dimensionaal (gebasseerd op Munsell-kleurrangschikkings-systeem). De coördinaten zijn helderheid, kleurtoon en verzadiging in relatie met CIE-XYZ-systeem optimale equidistantie wordt nagestreefd  kleurverschil wordt dus herleid tot een afstandsberekening in die ruimte.

Luminantie, absolute en relatieve helderheid • •

Luminantie = hoeveelheid licht die in bepaalde richting wordt uitgestraald per m². De tristimuluswaarde Y is op een constante na gelijk aan de luminantie! Helderheid B (brightness) = absolute helderheid, gebaseerd op wet van Weber-Fechner  respons van visuele prikkel is evenredig met het logaritme van de intensiteit van de prikkel  B = cte.log(L) = cte.log(cte.y)

•

Relatieve helderheid = invloed van omgeving wordt uitgeschakeld door luminantie van voorwerp te vergelijken met wit vlak op zelfde manier belicht. Yo is de referentiewaarde

Verzadiging, chroma en kleurzuiverheid • • •

Chroma = relatieve volheid van een kleur  de verhouding van de kleurvolheid van een oppervlak tov de helderheid van een zelfde verlicht wit oppervlak. Verzadiging = volheid van een kleur tov helderheid van het voorwerp Kleurzuiverheid = spectraal kleuraandeel, vergelijkt volheid van kleur met deze van de bijhorende spectraalkleur bij welbepaalde helderheid

Kleurverschillen Kleurverschil = kleurafstand ∆E in een driedimensionale ruimte. Voor willekeurige ruimte is de formule: ∆E = √∆A² + ∆B² + ∆C²

Het Munsell-systeem = een kleurenordeningssysteem geordend naar kleurtoon (Hue), helderheid en chroma. De basiskleuren zijn rood, geel, groen, blauw en purper. De verbeterde versie van het systeem bevat 100 kleurtonen. • Het systeem dient als basis voor alle uniforme systemen! Dit omdat de kleurverschillen gelijke kleurafstanden hebben! • Munsell-coördinaten: o Hue (H) of kleurtoon = weergegeven langs de cirkelomtrek, de kleurtonen worden weergegeven met een getal gevolgd door een lettercode bvb. 7,5 YR o Chroma (C) = weergegeven langs de straal van de cirkel (er zijn 16 verzadigingsstappen). Wit, zwart en alle grijze tinten hebben een chroma gelijk aan 0, de kleuren aan de omtrek hebben de maximum chroma. o Value V = helderheid, verticaal weergegeven van 0 (zwart) tot 10 (wit) • Zie p4.4  visuele voorstelling!!!

Het Lab-systeem • •

• • •

Hunter stelde het Lab-systeem samen op grond van de tegenkleurtheorie van Hering. De Lab-coördinaten: o L = helderheid of lightness o a = de hoeveelheid rood indien positief, de hoeveelheid groen indien negatief o b = de hoeveelheid geel indien positief, de hoeveelheid blauw indien negatief MAAR het Hunter-Lab-systeem discrimineert verzadigde kleuren beter dan lichte kleuren  CIELAB drukt de kleurverschillen zeer equidistant uit. Het Lab-systeem is een wiskundige transformatie van het XYZ-systeem Kleurverschil tussen een monster m en standaard s:

o

• •

FORMULE: ∆E*ab = √(∆L*)² + (∆a*)² + (∆b*)²

o FORMULE: ∆L* = L*m - L*s o FORMULE: ∆a* = a*m - a*s o FORMULE: ∆b* = b*m - b*s De meeteenheid is CIELAB! Maar mag weggelaten worden! Een kleurverschil of ∆E*ab wordt pas waargenomen tussen 1 en 2 voor een geoefend oog. Tussen 2 en 3,5 ook voor niet geoefend oog. Tussen 3,5 en 5 duidelijk zichtbare afwijking. En > 5 sterke afwijking.

Het CIELCh-systeem • • • • •

Via omzetting naar cilindrische coördinaten bekomen we met het CIELABsysteem een goede overeenkomst met de visuele waarneming voor helderheid, chroma en kleurtoon. Chroma C*ab is hetzelfde als de afstand tot de helderheidsas en de kleurtoon wordt bepaald door de hoek h°ab vanaf de positieve a*-as. FORMULE: C*ab= √(a*)² + (b*²) FORMULE: h°ab = bgtg b*/a* (boogtangens of –ATAN) Zie een grafiek op p4.6 Kleurverschil tussen monster m en standaard s: o FORMULE: ∆E*ab = √(∆L*)² + (∆C*ab)² + (∆H*ab)² o ∆L* = L*m - L*s o  kleurtoonverschil kun je afleiden uit die formule !  ∆H*ab = √(∆E*ab)² - (∆L*)² - (∆C*ab)²

Het LUV-systeem •

• •

negatieve punten van het CIELAB-systeem: o heeft te maken met de uitsplitsing van ∆E*ab, zo wordt algemeen vastgesteld dat ∆C*ab overgewaardeerd wordt ten nadele van ∆L* o bij additieve menging van twee kleuren ligt de mengkleur niet op de verbindingslijn Daarom CIELUV-systeem! Is gebaseerd op het U’V’W’-systeem De transformatievergelijkingen en de weergave zijn helemaal hetzelfde als het LAB-systeem alleen is de equidistantie nog beter!

• •

suv = 13√(u’ – u’0 )² + (v’ – v’0 )² C*uv = √(u*)² + (v* )² = L*.suv

•

Kleurtoonhoek: h°uv = bgtg v*/u* = bgtg v’-v’0 / u’-u’0

•

Kleurtoonafstand: ∆H*uv = √(∆E*uv)² - (∆L*)² - (∆C*uv)²

•

CIELUV voor geschikt voor autotypische (meerkleurendruk) en additieve kleurenmenging(beeldscherm).

Hfst 5: colorimetrie = het meten van kleuren

Inleiding • •

Voor instrumentele kleurmeting wordt altijd gewerkt met het CIE-XYZsysteem! Dit omdat alle kleurcoördinaten dan positief zijn! Bij kleur Q met tristimulusfunctie φ(λ) zijn deze formules geldig: P5.1

•

Kleurstimulus rechtstreeks van lichtbron  φ(λ) = P (λ) Kleurstimulus afkomstig van voorwerp  φ(λ) = P (λ) + β(λ) Kleurstimulus afkomstig van doorzichtig voorwerp  φ(λ) = P (λ) + touwteken(λ)

•

Gebruikte lichtsoort bij de metingen: o Soort C (daglicht zonder UV) o Soort D65 (daglicht met UV) o D50 komt meer en meer o De lichtbron kan nooit de ideale lichtsoort leveren, daarom worden bijkomende filters gebruikt om dit te BENADEREN. Meestal zijn er dus nog correctiefactoren nodig! Ideaal wit en referentiepunten bij de metingen: o Instellen van radiantiefactor, luminantiefactor, reflectiefactor of reflectiegraad door vergelijking met volkomen mat wit lichaam o  bestaat niet!  werken met standaarden  MgO  NU BaSO4 Normering: o Omdat men slechts de relatieve waarden van X,Y,Z wil gebruiken wordt er een normeringsfactor ingevoerd  k formules P5.2

•

•

o

Men kiest k zodanig dat Y = 100 voor het absoluut wit licht!

•

Witpunt of neutraal punt: o Witreferentie wordt geassocieerd met de genormaliseerde tristimuluswaarden van de gebruikte lichtsoort.  E is absoluut wit of neutraal punt o Bij toesten op basis van driefiltersysteem  gebruikte lichtsoort als neutraal punt  hier gelden voor die lichtsoort de gecentraliseerde trisimuluswaarden: FORMULE: X0’ = Y0’ = Z0’ = 100 o

Om de correcte XYZ-waarden te vinden is transformatie nodig van de gemeten waarden X’Y’Z’: FORMULE: zie p5.4

Spectraal fotometrische kleurmeting • •

•

Spectraalfotometer = toestel waarmee de transmissie- en reflectiecurve van een voorwerp kan bepaald worden. Het toestel bepaalt per golflengte-interval (bvb 10nm) de reflectiefactor en transmissiefactor. Uitgaande van die gemeten waarden kan men de tristimuluswaarden berekenen: P5.4  deze formule kan je gebruiken voor de Y en Z-waarden ook (zie voorbeeld achterkant P5.3!)

Werking van spectraalfotometer: o Lichtbron  op monster o Gereflecteerde licht naar monochromator (prisma), die de lichtstraal spectraal ontbindt o Fotodiodes meting de stralingsverdeling en sturen door naar de computer

Tristimulusmeting •

Tristimuluscolorimeter = gebaseerd op trichromatisch model  het bezit drie types receptoren met verschillende spectrale gevoeligheid. Dit zijn de spectrale tristimuluswaarden:

•

Ideaal = 3 lichtgevoelige elementen met dezelfde spectrale gevoeligheid  bestaat niet  met behulp van filters kan dit benaderd worden (XYZ-filters)

• •

FORMULES NIET KENNEN P5.6??? Werking tristimuluscolorimeter: o Lichtbron  monster  filters vangen de lichtbundel op o Sturen door naar fotodetector o Wordt omgerekend door computer

Hfst 6: toestelafhankelijke kleurensystemen RGB-systemen Scanners en digitale camera’s • •

• •

•

Alle gemeten RGB-waarden of tristimuluswaarden zijn toestelafhankelijk + toestelafhankelijke kleurruimte! Bij scanner zijn toestelafhankelijke parameters: o Filterkarakteristieken o Gebruikte lichtbron o Optische pad (geheel van lenzen, prisma’s en spiegels) o Spectrale gevoeligheid van de detectors (CCD’s) GEEN ENKEL TOESTEL HEEFT DEZELFDE PARAMETERS! Werking scanner: o Lichtbron  wit licht met stralingsverdeling P(λ) naar een punt p van het origineel o Spectrale reflectie β(λ) op dat punt filtert het witte licht naar een kleurstimulusfunctie φ(λ). o 3 filters onbinden de functie in rood, groen en blauw spectrum o de 3 fotodetectoren zetten die spectra om in tristimuluswaarden R, G en B. de RGB-tristimuluswaarden worden zodanig geijkt bij de kalibratie van de scanner zodat bij een witreferentie alle drie de waarden 255 zijn en bij zwart alle drie de waarden 0 zijn!

Monitoren • •

weergave van beeld op beeldscherm  de fosfors vertalen de RGB-waarden in visuele kleuren (volgens de fosfor spectrale karakteristieken) Gamma: o Omzetting van tristimuluswaarden naar kleur is bij CRT-beeldbuis niet zo nauwkeurig! (meestal zijn de kleuren donkerder dan de originele kleuren). o  er is een niet-lineair verband tussen de spanning u van het elektronenkanon en de luminantie Y (een fout dus) FORMULE: p6.3 o o

de gamma-CRT (dat teken daar) is een constante en gelijk aan 2,5 om dit te herstellen die fout wordt een gammacorrectie ingevoerd of compensatiewaarde. De totale gamma is altijd: FORMULE:

o

bij goede omgevingsverlichting zou globale gamma gelijk zijn aan 1, maar in realiteit is hij iets groter dan 1 zodat hij hoger is dan het omgevingslicht  beter beeld

o

BIJ WINDOWS:  Gamma-correctie meteen in besturingssysteem, de compensatiegamma is 2,2 (fomularium) FORMULE (kennen):

o

BIJ APPLE:  Gamma-correctie in besturingssysteem van 1,8 (er is nog een correctie in de grafische kaart van 1,22)

Kleurenoverdracht van scanner naar monitor

De facto-standaarden = aantal toestelafhankelijke kleurenruimtes • NTSC = national television systems commitee  3 standaard CRT-fosfors (niet gebruikt in grafische wereld, wel in videowereld) • Apple RGB • Adobe RGB • sRGB = ontwikkelt voor de uitwisseling van kleurinformatie tussen besturingssysteem en internet Het is ook standaard voor kleurenbeelden die aangeleverd worden zonder kleurinformatie.

Hfst 7: CMYK-kleurenruimtes CMY- en CMYK-systemen •

• •

grote toestel- en procesafhankelijkheid!!! Heel wat parameters waar rekening mee gehouden moet worden: o inkten o drukdrager o drukparameters o drukomstandigheden o perskarakteristieken o prepress-karakteristieken o zwartberekening (UCR, GCR) CMY zou moeten alle kleuren kunnen weergeven, maar bij donkere tonen is er een te beperkte zwarting! Daarom CMYK. Voorstelling CMYK-ruimte op twee manieren o Rasterpercentages o Kleurdensiteiten uitzetten in kleurenkubus

Inktkleurordeningssystemen CMYK-kleurenatlas • • •

= bevat alle combinaties van CMYK, als kleurvakjes gedrukt, zo kan een ontwerper de CMYK-samenstelling ingeven voor een gewenste kleur rasterpercentages nemen toe kotje per kotje in stappen van 10%, voor pasteltinten is dat per 5%. Combinaties mogelijk: o C,M,Y en K afzonderlijk o Twee kleuren uit de vier tezamen o Drie kleuren uit de vier tezamen o Vier kleuren tezamen

PMS-kleuren • •

= pantone matching system, er zijn 9 inkten die vermeng worden! Alle kleuren zijn genummerd en voorzien van hun mengingswaarden. PMS bevat ook: o Metaalinkten o Fluorescerende inkten o Pasteltinten o Druk op zowel gestreken als ongestreken

FOCOLTONE •

= four color tone, CMYK-representatie van de PMS-kleuren, niet alle kleuren van het PMS-systeem kunnen omgezet worden.

HiFI • • • •

hoog gepigmenteerde proceskleuren high-end: kleuruitbreiding + 4 proces kleuren vergroting CMYK-kleurruimte meestal in combinatie met FM-rastering