KOLORIMETRIJSKA RAZLIKA

Doživljaj boje

Izvori svjetlosti• Svjetlost određuju fizikalne veličine: valna duljina, jakost

zračenja i skup valnih duljina • Temperatura boje svjetlost - izračunavamo pomoću

spektralne raspodjele zračenja crnog tijela i Wienovog zakona

• različite raspodjele spektralnog zračenja i različite temperature boje svjetlosti

• CIE komisija (Commission Internationale de lEclairage) 1931. godine standardizirala izvore svjetla definirajući osvjetljenje preko spektralne raspodjele i izvore kao fizičke stvaraoce emisije (eng. Illuminant)

0,00

50,00

100,00

150,00

200,00

250,00

375

395

415

435

455

475

495

515

535

555

575

595

615

635

655

675

695

715

735

755

Valna duljina (nm)

Rel

ativ

na r

aspo

djel

a sn

age A

C

D65

D50

F2

F8

F11

Izvor A: (klasična umjetna svjetlost, T 2852 K); svjetlost proizvedena žaruljom s volframovom niti;

Izvori D: CIE komisija je 1963. godine preporučila novo standardno osvjetljenje D 65, koje predstavlja prosječnu dnevnu svjetlost u vidljivom spektru i UV području do 300 nm. ( D50 - T 5003 K, D55 žućkasta dnevna svjetlost od 5503 K, D75-plava dnevna svjetlost od 7504 K );

Ljudski vizualni sustav

• Ljudski vizualni sustav je određen funkcijama izjednačenja boja standardnog promatrača

• CIE komisija uvela standardnog promatrača, kao matematički način prezentiranja prosječnog doživljaja boje ljudske populacije

• CIE komisija je odredila tri fiksna primarna podražaja, R, G i B, koji su monokromatski podražaji s λR=700 nm, λG=546,1 nm i λB=435,8 nm te provela istraživanja s ciljem utvrđivanja koliki je udio tri primarna podražaja svakom promatraču potreban svakom promatraču da se dobiju sve boje spektra

Q=RQ R+GQ G+BQ B E = r()R + g()G+ b()B

• imaginarne funkcije izjednačenja boje: koje nemaju negativnih dijelova

• Kod istraživanja 1931. godine CIE se koristila malim uzorcima boja, pa je vidni kut bio 2°, (kut koji objekt formira na oku pri udaljenosti od promatrača od oko 45 cm). CIE komisija je 1964. ponovila istraživanja za veće uzorke, s vidnim kutom 10°

Objekti-prenose primljenu energiju apsorpcijom, refleksijom i propuštanjem

o= + +

  o-upadni tok zračenja

-apsorbirani tok

-reflektirani tok

-propušteni(transmitirani) tok.

Sve veličine predstavljaju mjerenje odnosa i predmet su spektrofotometrijskih mjerenja, pa su izražene ili postocima (%) ili kao faktori (0,0-1,0)

Spektrofotometar mjeri faktor refleksije ili faktor transmisije intervalu valnih duljina, najčešće 10 ili 20 nm, duž cijelog spektra

-Većina objekata difuzno reflektira svjetlost

-Geometrije 45/0 i 0/45 predstavljaju mjerenje refleksije površine u jednom smjeru; geometrije 0/d i d/0 predstavljaju mjerenje refleksije površina pod difuznim osvjetljenjem.

Geometrija Osvjetljavanje Mjerenje

45/0 452 10

0/45 10 452

d/0 Difuzno 10

0/d 10 Difuzno

• Spektrofotometrijska krivulja (podražajna funkcija) je najvažniji podatak kolorimetrije. Ona jednoznačno određuje boju na taj način da dvije boje s jednakom podražajnom funkcijom, pod jednakim uvjetima promatranja, normalni promatrač doživljava kao jednake. Takve dvije boje nazivaju se bezuvjetno jednakima.

• Dvije boje koje normalni promatrač doživljava kao jednake, a imaju različitu podražajnu funkciju, nazivaju se metamerima ili uvjetno jednakima

Kolorimetrija, mjerenje boja, danas ima dva važna zadatka:

1.   brojčano izražavanje razlike dviju boja

2. izrada normi i dopuštenih odstupanja

CIE prostori boja su prostori koji se zasnivaju na izjednačenju boja, uključuju osnovne norme i postupke mjerenja boja, i neovisni su o prostoru boja uređaja pa tako preciznije opisuju boju

Početna točka su tropodražajne vrijednosti

xRSX k

yRSY k

zRSZ k

Množenjem tri spektralne krivulje koje predstavljaju izvor svjetla, objekt i promatrača, dobivaju se tropodražajne vrijednosti: X, Y i Z

-Sλ relativna snaga CIE standardiziranog izvora svjetlosti

-Rλ faktor refleksije objekta

-xλ , yλ i zλ funkcije izjednačenja boja standardnog promatrača

-k je konstanta normaliziranja

-Δλ je interval valnih duljina

• Tropodražajne vrijednosti, kao tri varijable, možemo promatrati kao trodimenzionalni prostor u kojem je svaka os jedna primarna boja, a tropodražajne vrijednosti uzorka određuju

položaj unutar trodimenzionalnog prostora

- nemamo stvarnu informaciju o karakteristikama boje (ton, zasićenje i svjetlina)

- moraju se transformirati u neki drugi prostor boja

LAB LCH

L* a* b* L* C* h*

50 60 40 50 72 33

50 -80 0 50 80 180

70 0 90 70 90 90

uzorak X Y Z

35,90 20,25 2,90

8,36 15,03 3,41

6,95 5,49 23,09

CIE xy dijagram kromatičnosti• Ako u XYZ koordinatnom sustavu odredimo tropodražajne

vrijednosti i točke spojimo krivuljom, javlja se oblik potkove,

poznat kao spektralna krivulja ili spektralni luk.

Kromatske koordinate x, y se izračunavaju iz tropodražajnih vrijednosti prema slijedećim jednadžbama:

ZYX

Xx

ZYX

Xx

ZYX

Xx

ZYX

Yy

Nedostaci prikaza boja u dijagramu kromatičnosti

- percepcijska neujednačenost

- međusobna udaljenost dominantnih valnih duljina

CIE L*a*b* (CIELAB) prostor boja

• trodimenzionalni prostor boja koji razdvaja os svjetline, L* (lightness), te

kromatske osi na a* (crveno-zelena) i b* (žuto-plava) • bolja vizualna ujednačenost

16116*3/1

nYYL

3/13/1

500*nn Y

YX

Xa

3/13/1

200*nn Z

ZY

Yb

• Kolorimetrijska razlika –je prostorna udaljenost između dviju točaka koje opisuju boje u prostoru boja i označava se kao ΔE

222 **** baLE ab

• Kolorimetrijska razlika ΔE*=1 je određena kao tek zamjetljiva razlika (JND, Just Noticeable Difference). To je prag pri kojem izvježbani promatrač može uočiti razliku između dvije boje. Značajnu ulogu pri određivanju kolorimetrijske razlike ima i određivanje područja tolerancije. Pri uspoređivanju originala i reprodukcije razlikujemo opaženu (kad promatrač vidi razliku u boji) i prihvatljivu (da li je razlika u boji prihvatljiva)

kolorimetrijsku razliku

Opažanje razlike ovisi o:

-veličini slike

-kontrast

-karakteristike površine

-okruženje

-osvijetljenost

• Za dobro slaganje između eksperimentalnih podataka i CIELAB prostora boja, sve elipse bi trebale biti jednake veličine. Elipse koje su blizu neutralnim bojama su najmanje, dok s povećanjem zasićenja elipse postaju veće i izduženije

• Različite kolorimetrijske razlike je su dobivene modificiranjem

CIELAB jednadžbe za ΔE

E*94=(L*/kL SL)2+(C*ab/kC SC)2+(H*ab/kH SH)21/2

gdje je: SL=1

SC=1+0,045 C*ab

SH=1+0,015 C*ab

C*ab= (a*2+ b*2)1/2

hab= tan-1 (b*/a*)

HHCC

T

HHCCLL Sk

H

Sk

CR

Sk

H

Sk

C

Sk

LE

222

00