Nauka o boji 2008

Aditivna sinteza, Supraktivna sinteza, Munsellov sistemboja,NCS, CIE XYZ, CIE xyY, CIE Lab

Fakultet tehničkih nauka Novi SadDepartman za grafičko inženjerstvo i dizajn

1/49

Seminarski radoviTeme za seminarske radove se mogu uzeti kod izvođača nastaveSeminarski rad se šalje u PDF formatu na email adresu:naukaoboji@gmail.comRadovi moraju biti prelomljeni u nekom od programa zaprofesionalnu grafičku pripremu (Indesign, QuarkXpress,…) itreba da sadrži sve elemente seminarskog rada (sadržaj, uvod, razrada, literatura...)Rok za predaju: Stimulativni rok 5. maj 2008.Krajnji rok: 23.5.2008.Nakon krajnjeg roka seminarski rad se može predati tek sledeće godine.

2

Cilj vežbeUpoznavanje sa načinima mešanja boja

Aditivna sinteza

Suptraktivna sinteza boja

Raspoređivanja boja u sisteme boja

Munsellov sistem boja

Natural System Colour sistem boja

CIE prostori boja

CIE xy

CIE Lab

3

Mešanje bojaPodrazumeva se  promena boja nanešene na površinu putem druge boje ili više boja u cilju dobijanja nekog zamišljenog ili datog tona.

Mešanjem boja tj. stimulisanjem osećaja boja, želi se stvoriti  boja na način da se dobije isti stimulus boje kao i dati uzorak.

Razlikujemo aditivnu tj. sabirajuću i supraktivnu tj. oduzimajuću mešavinu stimulusa boje.

4

Newtonov eksperiment1666 je dokazao da propuštanjem monohromatske bele svetlosti kroz prizmu se dobija niz spektralnih boja i time dokazao je bela  sunčeva svetlost polihromatska.

5

Newtonova otkrićaOvim eksperimentom je pokazao da  vsaka od spektralnih tonova ima jedinstvenu prelomljivost (ugao prelamanja) pri prolasku kroz prizmu i da taj karakteristični ugao ostaje isti nezavisno od broja razdvajanja prizme  ili sabiranja sočiva.

6

Newtonov krug boja

7

Aditivna i supraktivna sinteza

8

Grassmanovi zakoniPrimenjivi za aditivni model mešanja boja1. Zakon: Bilo koja boja (izvor C) se može dobiti sa linearnom kombinacijom tri druge boje (primarne boje RGB), pod uslovom da ni jedna od te tri boje se može dobiti kombinacijom druge dve. C = Rc(R) + Gc(G) + Bc(B)2. Zakon Mešavina bilo koje dve boje (izvor C1 i C2) se mogu dobiti linearnim dodavanjem mešavina bilo kojih drugih tri boja čije boje individualno odgovaraju bojama izvora svetla.C3(C3) = C1(C1) + C2(C2) = [R1+R2](R) + [G1+G2](G) + [B1+B2](B)3. Zakon Dobijanje boje je postojano na svim vrednostima svetlinekC3(C3) = kC1(C1) + kC2(C2). 

9

Suptraktivni model mešanja

10

J. C. LeBlon‐ova teorijaJ. C. LeBlon je nastavljajući na nalazima Newtona dalje razvio svoju teoriju i primenio na ¾ bojno štampanje slika sa tri primarne boje

Njegov koncept je bio da 3  tona ne mogu dalje reducirati i razdvojitiTvrdio se da se pomoću tri primarne boje mogu izmešati sve ostale bojeUbacivanje crne noje radi stvaranje punog crnog tona

11

Sistematizacija bojaPostoji nekoliko načina podele boje prema odgovarajućim osobinama zasnovanim na tonu, zasićenju i svetlini‐sistemi rasporeda boja (colour order systems)‐sistem rasporeda pojedinačnih boja.

Najpoznatiji Munsell, Ostwald, Natural Colour System

Prostori boja precizno kvantifikuju bilo koju boju

Prostori boja koji su zavisni od uređaja (RGB, CMYK, HSB) i prostori boja koji su nezavisni od uređaja (CIE, YCC)

12

Sistemi rasporeda bojaUslovi za sistem rasporeda boja:

Da budu uređeni sa kontinualnim rasporedom boja

Da imaju logički sistem označavanja

Uključuju perceptualno ostvarljive dimenzije

Da sadrže stabilne, tačne i precizne uzorke.

Dodatno: da perceptualni rasporedi boja uniformno odražavaju razlike slično kao kod percepcije.

13

Munsellov sistem bojaAlbert Henry Munsell (1859‐1918)Krug oko čijeg polutara se prostire pojas bojas. Koristio je spektralne tonove i stavio ih je u krug od crvene do ljubičaste.Definisao je tri vrednosti koji opisuju neku boju:TON (HUE)ZASIĆENJE (CHROMA)SVETLINA (VALUE)

14

Munsellov ton“Kvalitet po kome se razlikuju različite boje”

5 osnovnih boja i 5 među boja.

Krug sa podelom od 10 i vrednošću od 100 obimnih poena

15

Munsellova svetlina (Value)U centru kruga vertikalni stub sa graničnim vrednostima od 0 (crna) do 10 (bela) na vrhu stuba sa međunijansama sive.“Kvalitet prema kome razlikujemo svetlu boju od tamne”Vizuelni odnos sa osnovom ljudskog razlikovanja u relativnom svetlu a ne na matematičkim vrednostima u odnosu na izvor svetla.

16

Munsellovo zasićenje (Chroma)“Kvalitet koji razlikuje čist ton od sive nijanse”.Osa hrome se prostire od centralne ose koja predstavlja svetlost do ivice kruga.Vrednost zasićenja u krugu je 0, dok je boja na ivici kruga najzasićenija.

17

Munsellova HromaPuno zasićenje za određene tonove se postiže na različitim mestima u sferi boja.

U Munsellovom sistemu crvena, plava i ljubičasta teže prema jačim tonovima koji u proseku imaju više vrednosti hrome, dok žuta i zelena imaju slabije tonove pri punom zasićenju.

Prvobitni krug boja i rezultujuća sfera je asimetrična.

18

Označavanje u Munsellovom sistemuTon Zasićenje/Svetlina

R 9/3 crveni ton, veoma svetao i nije jako zasićen (ružičasta)

RP 3/10 crveno ljubičasti ton, dosta taman u potpunosti zasićen (bogata burgundska crvena)

19

HSB(V) HLS sistem bojaZbog neadekvatne geometrije RGB modela u odnosu na psihofizičke atribute boja ljudskog vida na računarima je razvijen alternativni sistem RGB modelu HSL i HSB.Analogija sa Munsell sistemom.Boje su raspoređene  na krugu boja od 3600 oko centralne ose neutralnih boja koje idu od crne na dnu do bele na vrhu.

20

Preračunavanje u RGB iz HSL‐a

21

Preračunavanje u RGB iz HSV‐a

22

NCS (Natural Colour System)Elementarne boje: 6 boja koje ljudi osećaju kao čiste, i one odgovaraju percepciji boja u ljudskom mozgu.4 hromatične boje su Žuta, Crvena, Plava i Zelena i dve ne hromatske boje Bela i Crna.Sve druge boje se opisuju prema stepenu sličnosti sa elementarnim bojama.Ova sličnost je elementarni atribut (žutoća, crvenkastnost, plavičastost, itd...)NCS sistem označavanja je zasnovan na vrednosti koliko je data boja liči na dve ili više elementarnih boja.

23

NCS prostor bojaTrodimenzionalni model NCS Colour Space sadrži sve zasmislive površinske boje i mogu se označiti sa NCS nomenklaturom.Radi lakšeg shvatanja oznaka, dvostruka kupa je rastavljena u 2 dvodimenzionalna modela u NCS krug boja i NCS trougao boja.

24

NCSNCS krug boja je horizontalna sekcija koja ide kroz sredinu prostora boja, gledajući odozgo gde su četiri hromatke koponente raspoređene na ivicama kruga kao glavne tačke kompasa.

Svaki kvadrant između dve elementarne boje je podeljen u 100 jednakih koraka, gde je tek svaki 10 korak prikazan na NCS krugu boja.

Ton boje opisuje da li boja žuta ili žutocrvena.

Ton Y90R  je žuta boja (10%) sa 90% crvene komponente.

25

NCS označavanjeČiste sive boje nemaju tonove i dobijaju sufiks N koji označava neutralnost.Čista siva skala ide od bele do crne )

26

Young‐Helmholtz i MaxwellMaxwellova aparatura sastojala se od jednog belog ekrana podeljenog na dva dela.Svaka od lampi se naziva stimulus i u strogo kontrolisanom eksperimentu može stvoriti svetlost samo jedne talasne dužine.Subjekat eksperimenta (posmatrač) podešava intezitet tri lampe sve dok ne dobije traženu boju.Eksperiment pokazuje da određene kombinacije mešanja boja (najčešće se koristeprimarne boje crvena, zelena i plava) dozvoljavaju posmatraču da uglavnom dobije traženu boju (ne sve).

27

Maxwellov trougaoSvaka od boja se može predstaviti sa ovim jednakouglim trouglom.

Proporcionalnim dodavanjem određene količine crvene, plave (ljubičaste) i zelene.

Problem neki pigmenti su imali jaće intenzitet nego što su mogle proizvesti primarne boje

Uvođenje imaginarnih boja

28

Moderni CIE sistemi bojaMaxwellov sistem je predstavljao osnovu kolorimetrije

Bazirana na eksperimentima usaglašavanja boja sa primarnim bojama

Stvaranje lokusa (potkovice)

29

Prostori bojaTrodimenzionalni Euklidov prostor sa x,y,z osama koje odražavaju stimuluse za LM i S receptore. Početak (S;M;L)= (0,0,0) označava crnu boju.

Bela boja je definisana kroz vrednost temperature boje

30

CIE XYZ prostor bojaJedan od prvih matematički definisanih prostora boja je bio CIE XYZ prostor bojaCIE XYZ prostor boja ima oblik prizme u odnosu na prethodno prikazani tristimulusni prostor.U CIE XYZ prostoru boja, tristimulusne vrednosti nisu S M i L odzivi ljudskog oka nego niz tristimulusnih vrednosti nazvanih X, Y i Z koji grubo odgovaraju crvenom, zelenom i plavom stimulusu.CIE XYZ prostor boja je namerno konstruisan tako da Y parametar bude mera svetline ili luminancije boje. Hromatičnost boje se specificira sa dve izvedena parametra x i y, koji su normalizovani vrednosti tristimulusnih vrednosti X,Y i Z.

31

CIE XYZ

32

Funkcije usaglašenog stimulusa boja

33

Tristimulusne vrednosti za boju sa distribucijom spektralne

CIE 1931 xy hromatski dijagram

34

Izvedeni 2d prikaz CIE XYZ prostora boja se označava sa CIE xyY prostor boja i često se koristi za specifikaciju boja u praksi.

CIE LabLab prostori boja oponentnih prostor boja sa L za svetlinu i a i b su hromatske ose, baziranu na nelinearnoj kompresiji CIE XYZ prostor boja koordinata.

35

Iz XYZ u CIE Lab

36