Barvy a barevné modely - Pokročilejší témata - Printing.cz - Tisk, pre-press a knihařské zpracování

Závislost barevného vjemu na okolí pozorované barvy

Závislost barevného vjemu na okolí pozorované barvy

18. února 2001, 22.39 | Pochopit, jak vzniká barevný vjem, jak barvu vnímáme a jak ji můžeme popisovat není nutnou podmínkou pro práci s věrnými barvami - alespoň ne pro běžného uživatele (III. kategorie v úvodním článku). Řadě z nich zřejmě úplně postačí povědomí o nezávislém prostoru CIE L*a*b a existenci gamutu zařízení.

Čtenářům, kteří mají zájem i o něco z toho, co se děje "za oponou", jsme připravili následující článek o barvách. S ohledem na to, že přesné popisy některých jevů v článku spadají do oblasti fyziky a matematiky, v řadě případů jsme zvolili zjednodušený výklad. Také je potřebné rozhodnout, jakým způsobem označit barvy. Vzhledem k tomu, že budeme často používat označení RGB a CMYK a že řada barev bývá nazývána slangově (v tiskárnách běžný výraz "modrá" pro cyan), použijeme jejich anglická jména, pokud to nebude na závadu srozumitelnosti. Věříme, že to pomůže snazší čitelnosti článku.

Fyzikálně je barva směsí záření o různých vlnových délkách, resp. jde o část spektra viditelného záření, odraženého předmětem, jehož barvu posuzujeme okem pozorovatele. Barva, přesněji řečeno to, co člověk jako barvu vnímá, je závislá na mnoha okolních podmínkách. Mezi hlavní patří spektrální složení dopadajícího světla a směr jeho dopadu, směr pohledu pozorovatele, vlastnosti povrchu a vlastnosti pozorovatele například kvalita zraku, přizpůsobení okolnímu světlu, věk.

Pokud jde o vlastnosti pozorovatele, objektivní posuzování barev dále komplikuje skutečnost (mimo to, že asi 10% populace trpí poruchami barvocitu), že se naše smysly nechávají oklamat očekáváním a pamětí - při běžném pohledu nevnímáme barevné změny známých předmětů v závislosti na změnách okolního osvětlení. Člověk si totiž automaticky dorovnává jak intenzitu osvětlení, tak i hodnotu bílé barvy. Z výzkumů je rovněž známo, že vnímání barvy ovlivňují barvy v okolí pozorovaného místa. Vyplývá z toho, že pokud chceme barvy sdílet s ostatními, začlenit je do komunikace, nutně potřebujeme objektivní a přesný návod, jak je popisovat, měřit a kontrolovat.

Přesný popis barvy potřebujeme nejen v předtiskové přípravě a tisku. Není proto divu, že pokusy, zaměřené na třídění, uspořádávání a jednoznačné popisování barev nalezneme dokonce dříve, než byly k dispozici přístroje, o jejichž výsledky bychom se mohli opírat. Nechceme nyní provádět exkurze do historie, nastíníme pouze některé mezníky, z nichž ale vycházíme při popisu barev i dnes.

V roce 1905 vytvořil Albert H. Munsell systém třídění barev, zohledňující lidské vnímání. V mnoha směrech šlo o nadčasový systém, neboť i dnešní systémy popisu barev vycházejí z podobné koncepce. Přímo na Munsellově notaci jsou založeny produkty, které se stále používají. Munsellova notace vychází z toho, že barvu můžeme popsat třemi základními vlastnostmi:

- odstínem (Hue) Je to vlastnost, s jejíž pomocí běžně rozlišujeme jednu barvu od druhé - červená se liší od modré, zelená od žluté. Barvy se v sousedním spektru mohou mísit a získat tak plynulý přechod - například červená a žlutá vytvoří spektrum barev od červené přes oranžovou ke žluté. Počátek a konec této řady na sebe navazují, Munsell je uspořádal do kruhu. Stanovil také pět základních barev (Red, Yellow, Green, Blue a Purple - viz obr.), které rovnoměrně rozmístil po obvodu kruhu a vsunul mezi ně ještě pět barev složených (YR, GY, BG, PB a RP). Na Munsellově barevném kruhu je celkem 10 barevných sektorů, kterým je přiřazena číselná hodnota - v základním provedení je použito dělení na 100 kroků po obvodu kruhu, ale v případě potřeby je možné použít desetinná čísla.

- jasem (Value, lightness) Popisuje vlastnost barvy podle měřítka "tmavá - světlá". V Munsellově notaci nabývá hodnot od 0 (pro všechny barvy čistá černá) do 10 (pro všechny barvy čistá bílá). Černá a bílá, spolu s odstíny šedé mezi nimi, se označují jako neutrální barvy a nemají v našem smyslu slova odstín.

- sytostí (Chroma, saturation) Popisuje vlastnosti barvy ve smyslu přechodu od neutrální šedé k čistému odstínu při stálé hodnotě jasu. Někdy se hovoří i o přechodu od slabého odstínu k odstínu živému. Názorně si nejlépe tuto vlastnost můžeme představit tím, že k šedé barvě začneme přidávat zvolený odstín (třeba žlutou) a pokračujeme tak dlouho, až získáme čistou žlutou. Stupnice začíná na nule pro čistou neutrální šedou, její konec však přesně stanoven není - s vývojem nových pigmentů se maximální hodnoty sytostí pro jednotlivé odstíny a světlosti mění. Je snad možné říci, že u běžných materiálů se dostáváme až k hodnotě 20, reflexní materiály mohou mít tuto hodnotu i přes 30.

Pokud bychom se někdy setkali se symbolickým zápisem Munsellovy notace, bude mít tvar "H V/C" (např. 5R 6/14), pro neutrální barvy "N V/" (např. N 5/ pro 50% šedou). Tady je důležité si uvědomit, že Munsellovy prostory jsou diskrétní, obsahují jednotlivé barevné odstíny jako vzorky barev. Spojitému popisu barev, na základě rovnic, se věnují až následně popsané modely. Uspořádání barev v prostoru se nazývá Munsellův barevný prostor. Výhodou Munsellovy notace je, že ji lze použít pro jakoukoliv barvu, a to díky otevřenému uspořádání i pro nově vytvořenou. Stupnice sytostí není teoreticky omezena a v praxi končí u zatím dosažitelných hodnot sytostí pro jednotlivé odstíny. Protože prakticky dosažitelné sytosti jsou jiné u žluté a jiné třeba u modré, nemá Munsellův barevný prostor pravidelný tvar.

Na Munsellově notaci a barevném modelu je založena řada produktů pro barevnou komunikaci nejen v průmyslu, ale třeba i v medicíně nebo na psychologické testy. K dispozici je řada barevných knih, obsahujících barevné vzorky, sloužící k vizuální identifikaci a volbě barev, nebo např. produkty pro testování poruch ve vnímání barev.

V roce 1993 byla navržena adaptace modelu zohledňující, mimo jiné, masové používání dvou způsobů tvorby barev - sčítací a odečítací (additive, subtractive), RGB a CMY. Kruh byl nazván "Munsell primary hue circle" a obsahuje všech šest primárních barev (R,G,B, C, M, Y):

Na samotném modelu či standardech se nic nemění, pouze některé sektory získaly nová označení, použitelnější s ohledem na vývoj v technologiích tisku a multimédií.

Výše popsaný systém byl definován dávno před nástupem počítačů a pre-press technologií. Moderní systémy však vyžadují přesné matematické metody pro popisování barev. Založení CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) v roce 1931, zodpovědné za stanovení a udržování mezinárodních standardů, bylo odpovědí na poptávku po standardizaci modelů barev. Výstupy práce CIE jsou, kromě jiného, definice barevných prostorů, normy, definující metodologii měření, vlastnosti pozorovatele a vlastnosti osvětlení. Stanovení "standardního" pozorovatele je pro další definice barev jedním ze základních úkolů. Už jsme hovořili o tom, že lidé vnímají barvy různě. Definice vlastností standardního pozorovatele vychází z výzkumu působení barev na "průměrného" člověka. Rozeznáváme dva typy pozorovatelů, rozlišené podle úhlu vstupu paprsků do oka a tím i plochy sítnice, kterou barvu vnímá - 10° pozorovatel vnímá barvu celou sítnicí, 2° pozorovatel vnímá barvu nejcitlivější částí oka, tzv. žlutou skvrnou. Přednost se dává měřením za podmínek 2° pozorovatele. Pro správné vnímání barev je rovněž důležité uvažovat i o vlivu okolního osvětlení. Způsoby zahrnutí tohoto vlivu probíráme i na jiných místech přílohy, důležité je vědět, že osvětlení je charakterizováno svou barevnou teplotou.

Odborný garant článku:

Článek byl převzat z čísla 6/1999 odborného polygrafického měsíčníku Svět tisku. Časopis si můžete předplatit na www.svettisku.cz