Hoe ontstaan kleuren en waarom zien we ze? Kleurmodellen en methoden van hun beschrijving

Omdat we het belang van kleuren in het leven van consumenten en producenten kennen, hebben we een grote hoeveelheid informatie over dit onderwerp opgesteld.

Licht als kleurbron

Als we het over kleuren hebben, is het onmogelijk om licht niet te vergeten. Het is een van de belangrijkste kwesties, en kennis op dit gebied zal je helpen het mechanisme van kleurcreatie te begrijpen en het antwoord te vinden op de vraag hoe we dingen zien. Dus laten we bij het begin beginnen. De aard van licht is jarenlang mysterieus en moeilijk te begrijpen geweest. Tegenwoordig weten we dat licht zich zowel als een golf als als een stroom deeltjes gedraagt. Dit fenomeen wordt een golf-deeltjesdualiteit genoemd. Elektromagnetische golven met een lengte van 380-780 nanometer worden zichtbaar licht genoemd. Wit licht wordt geproduceerd door zeven eenvoudige enkele kleuren, de basiskleuren, te mengen. Na ontbinding kunnen ze worden waargenomen in de vorm van de algemeen bekende zeven kleuren van de regenboog. Dit fenomeen verschijnt aan de hemel op zonnige dagen als het regent. Vallende waterdruppels werken als een prisma en splitsen wit licht in zijn componenten, namelijk kleuren. Elk van de zeven kleuren komt overeen met een specifiek golflengtebereik. Elektromagnetische golven met de langste golflengte (635-770 nm) zijn rood, terwijl de kortste (380-450 nm) verantwoordelijk is voor het zien van paars. De basiskleuren die we zien staan hieronder weergegeven. Als de golf een tussenliggende lengte heeft van twee aangrenzende bereiken, worden overgangskleuren gecreëerd.

Waarom zien we kleuren?

Nu we weten dat bepaalde elektromagnetische golflengten een bepaalde kleur hebben, laten we eens kijken waarom we kleurrijke objecten zien. Kleurwaarneming vloeit rechtstreeks voort uit de gevoeligheid van de respectieve receptoren in het oog voor de lichtgolflengte. We kunnen de kleuren van verschillende objecten (bijv. kleurpotloden of bloemen) zien omdat ze de lichtstralen die erop vallen reflecteren en absorberen. Deze objecten schijnen niet met hun eigen licht, maar absorberen specifieke elektromagnetische golflengten uit het zichtbare lichtbereik en reflecteren de overige. We zien een bepaalde kleur omdat een deel van de straling die door het oppervlak van het object wordt weerkaatst, onze ogen bereikt. Voor een beter begrip van dit mechanisme kun je het het beste uitleggen met een voorbeeld. Rode klaprozen absorberen elektromagnetische stralen van alle golflengten, behalve die welke overeenkomen met de rode kleur. Golven van deze lengte worden gereflecteerd, waardoor het oog een rode kleur ziet wanneer de golven het oog bereiken. Wanneer een object wit is, betekent dit dat al het witte licht erdoor wordt gereflecteerd. Zwarte objecten daarentegen absorberen alle golflengten in het zichtbare lichtbereik.

Fysiologie van kleurperceptie – hoe komt het dat we zien?

Het fenomeen van absorptie en reflectie van elektromagnetische golven, waardoor we de wereld om ons heen in kleur kunnen zien, zou niet mogelijk zijn zonder ogen. Het zijn extreem gevoelige organen van het gezichtsvermogen, die deelnemen aan het creëren van beelden, algemeen bekend als visie. Om erachter te komen waarom we elektromagnetische golven als kleur zien, moeten we kijken naar de structuur van het oog. Het gezichtsorgaan is uitgerust met lichtgevoelige receptoren, dat wil zeggen staafcellen en kegeltjes. Lichtgevoelige cellen bevinden zich aan de achterkant van de oogbol, het netvlies. Staafcellen zijn verantwoordelijk voor het waarnemen van vorm en beweging. Ze zijn zo gevoelig dat ze zelfs een enkel foton kunnen vangen. Kegels daarentegen zijn verantwoordelijk voor het zien van kleuren. Er zijn drie soorten kegeltjes in het menselijk oog, die reageren op verschillende golflengten, waardoor je rode, blauwe en groene kleuren kunt zien. Als de receptoren intermediaire golflengten registreren, reageren alle drie de groepen kegeltjes op de stimulus, waardoor een indruk ontstaat van een tussenkleur in de hersenen die bestaat uit drie basiskleuren.

Mechanisme voor het maken van afbeeldingen

Zichtbaar licht is niets meer dan elektromagnetische golven in het bereik van 380-780 nm. Licht dat op een voorwerp valt, wordt er deels door geabsorbeerd en deels gereflecteerd. Vervolgens wordt de door het object gereflecteerde elektromagnetische golf naar de receptoren in het oog gericht, dat wil zeggen kegeltjes en staafjes in het netvlies, waar een gereduceerd en omgekeerd beeld wordt gecreëerd. In de volgende fase zenden de receptoren een impuls naar de hersenen, waarin de gegevens worden geïnterpreteerd en op basis daarvan een afbeelding van het object wordt geproduceerd. Alles gaat razendsnel, dat zie je als je om je heen kijkt. De kleuren die we zien worden direct geregistreerd en verwerkt, waardoor er een beeld ontstaat. Het ongelooflijke gezichtsorgaan, het oog, onderscheidt een enorm aantal kleuren. Volgens de literatuur zijn het er enkele miljoenen. Het is vermeldenswaard dat kleur geen kenmerk van licht is, maar slechts een indruk die wordt geproduceerd door een elektromagnetische golf van een bepaalde lengte in de hersenen. Het zien van een kleur is tijdelijk en wordt niet vastgelegd in ons geheugen. Daarom is het extreem moeilijk om dezelfde kleur opnieuw te herkennen omdat we geen patroon hebben waarmee we een kleur kunnen vergelijken. Wetende dat kleurenvisie subjectief is, is het belangrijk om te onthouden dat de interpretatie van kleur door verschillende waarnemers dubbelzinnig en onnauwkeurig kan zijn.

Methoden voor kleurbeschrijving en beoordeling

Het menselijk oog kan de kleur niet objectief beoordelen, maar er zijn apparaten die kleur nauwkeurig meten. Instrumentele methoden maken het mogelijk om de kleur in numerieke vorm te definiëren op basis van een gestandaardiseerde berekening met behulp van colorimeters of spectrofotometers. Het wiskundige kleurenrecord is ontwikkeld door de International Commission on Illumination (CIE) en is consistent met de visuele beoordeling. Kleur kan worden beschreven met behulp van drie attributen : tint, helderheid en verzadiging.

• Tint is een kleurkenmerk dat afhangt van de straling van een specifieke golflengte, die wordt opgevangen door de receptoren in het oog. Dan kunnen we een specifieke kleur zien, bijvoorbeeld groen, rood of blauw. Kleuren die tint hebben, worden chromatische kleuren genoemd.
• Helderheid , of kleurintensiteit, is de gevoeligheid voor stralingsintensiteit die ervoor zorgt dat de kleur zich ontwikkelt. Een maat voor kleurhelderheid is luminantie, die bij daglicht de hoogste waarde heeft voor de geelgroene kleur met een golflengte van 555 nm, en ‘s nachts voor een golflengte van 510 nm die overeenkomt met de blauwgroene kleur.
• Verzadiging betekent het mengen van een chromatische kleur met wit, grijs of zwart. Pastelkleuren worden onverzadigde kleuren genoemd omdat ze veel witte kleur bevatten.

De gepresenteerde kleurattributen zijn ook gestandaardiseerd door het CIE-systeem, waardoor het mogelijk is om een kleur volledig te beschrijven met behulp van de drie variabelen.

Kleur tolerantie

Aangezien een model van ideale kleurafstemming op industriële schaal onhaalbaar is, is het gebruikelijk om kleurtolerantiebereiken vast te stellen. Het ontbreken van 100%kleurafstemming kan verschillende oorzaken hebben, waaronder verschillen in de aanvoer van grondstoffen voor de productie die geverfd zijn. Een andere reden is kleurverandering tijdens vervolgprocessen in de productie. In feite heeft elke partij producten een bepaalde kleurafwijking. De omvang van deze fout is het bereik waarbinnen de kleur als acceptabel en bijna in lijn met het vastgestelde patroon kan worden beschouwd. De definitie van kleuracceptatie wordt meestal individueel tussen aannemers vastgesteld.

RGB-model

Een andere manier om kleuren te beschrijven is het RGB-model. Het is een manier om kleurruimte uit te drukken in een coördinatensysteem, beschreven door de RGB-afkorting die afkomstig is van Engelse namen van kleuren: R – rood, G – groen, B – blauw. Het is gebaseerd op de indruk met het menselijk oog elke kleur te zien die wordt gecreëerd door drie lichtstralen in deze kleuren in specifieke verhoudingen te mengen. Alleen dit model kan verklaren hoe de kleurindruk in het menselijk brein tot stand komt. Helaas heeft het model een paar nadelen – het verklaart bijvoorbeeld niet waarom er geen lichtere kleur of puur wit wordt geproduceerd wanneer felle kleuren met elkaar worden gemengd. Het is belangrijk om in gedachten te houden dat het RGB-model slechts een theoretisch model is en dat de reproductie ervan afhankelijk is van een specifiek apparaat.

CMY- of CMYK-model

Het bestaande CMY-kleurmodel is in de praktijk onvoldoende basis om alle met het menselijk oog onderscheiden kleuren te verkrijgen. Het mengen van de componenten van het model, dwz blauw (cyaan), rood (magenta) en geel, zal nooit zwart opleveren. Daarom hebben we het vaak over een CMYK-model dat wordt aangevuld met de zwarte kleur K, de hoofdkleur (zwart). Het is het meest gebruikte kleurmodel om meerkleurige prints of computergraphics te maken. De individuele kleuren van het CMYK-model kunnen worden verkregen door de vier hoofdkleuren te combineren in de juiste verhoudingen.

Theorie versus praktijk – kleurbeschrijving en beoordeling

Nu je de meest populaire kleurbeoordelingsmodellen kent, zou je kunnen stellen dat het voldoende is om de RGB-modelkleuren te mengen met de CMYK-modelkleuren en dat we in theorie alle mogelijke kleuren zouden moeten verkrijgen. Het is echter niet het geval. Waarom? Omdat het menselijk oog niet lineair reageert en kleurstoffen en kleurrijke materialen niet perfect zijn. Daarom worden in de praktijk verschillende methoden gebruikt om onvolkomenheden te maskeren. De methoden om deze gebreken te compenseren, worden kleurproductie genoemd, waaronder bijvoorbeeld bedrukken, industrieel verven of de productie van kleurpotloden, verven en vernissen. Het blijkt dat het probleem niet is om een specifieke kleur te produceren, maar om het uit te drukken – hoe het precies zou moeten zijn. Hoe definieer en benoem je een kleur zodat de naam door iedereen op dezelfde manier wordt begrepen? Deze vraag is nog niet beantwoord, maar misschien zal in de toekomst een universeel kleurcoderingssysteem worden ontwikkeld om dit probleem op te lossen.