ŠKOLA ZA RISANJE I SLIKANJE

Ljubljana

Seminarski rad pri predmetu

LIKOVNA ZAZNAVANJA

Mentor: Dr Mitja Peruš

Anita GRBAVAC JAKOBOVIĆ

SUSTAVI BOJA I KOLORIMETRIJA

Ljubljana, 2013.

IZJAVA O AUTORSTVU SEMINARSKOG RADA

Potpisana Anita Grbavac Jakobović autor sam seminarskog rada pod nazivom –LIKOVNA SPOZNAJA s

podnaslovom- SUSTAVI BOJA I KOLORIMETRIJA. Ja sam napisala seminarski rad pod nadzorom

mentora doc. mag. Mladena Jernejec. Ja svojim potpisom garantiram da je predloženi seminarski

rad isključivo rezultat mojega rada, da su radovi i mišljenja drugih autora čije sam radove koristila u

ovom zadatku navela ili citirala- u skladu sa pravilima.

Studentica: Anita GRBAVAC JAKOBOVIĆ

SADRŽAJ

UVOD ................................................................................................................................................ 1

POVIJESNI PUT SPOZNAVANJA BOJA ............................................................................................... 2

KLASIFIKACIJA BOJA I POJAVA BARVNOG SUSTAVA ........................................................................ 4

SUSTAVI ZA PRIKAZ BOJA ................................................................................................................. 7

KOLORIMETRIJA I MJERENJE BOJA ................................................................................................. 10

LITERATURA ................................................................................................................................... 12

1

UVOD

Najveći izvor informacija u čovjeka je vizualne prirode. Čovjekovo oko u sprezi s psihološkim

mehanizmom predstavlja najmoćnije osjetilo putem kojeg dobivamo 80% svih informacija o

vanjskom svijetu. Dio tih informacija – oko 40% - čine informacije o boji.

Kroz povijest se na različite načine istraživalo, objašnjavalo, opisivalo boju. Kemičari, fizičari,

matematičari, filozofi, umjetnici … - gotovo da nema ljudske djelatnosti koja se ne dodiruje sa

svijetom boje. Svi oni pokušali su svrstavati, podijeliti, objasniti boju, jer su shvatili da ona ima

čudesan utjecaj na čovjeka.

No uza sve – jedna je definicija:

Boja je isključivo psihofizički osjet induciran svjetlom, odnosno osjet koji u oku izaziva svjetlost

emitirana iz nekog izvora svjetlosti reflektiranu s neke obojene površine.

INTRODUCTION

The largest source of information in the human is visual nature. Human eye in conjuction with

psychological mechanism represents the most powerful sense by which we gain 80% of all

information about outdoors. Part of that information – about 40% - is about the colour.

Throughout the history there was a variety of research, explanation and description of the colour.

Chemists, physicists, mathematicians, philosophers, artists ... – there's almost no human activity

that's not connected with the world of colour. Many of them tried to classify, separate, explain the

colour, as they realised its extraordinary effect on people.

Nevertheless – there's a definition:

Colour is purely psychophysical sensation induced by light, that is sensation in the eye caused by

light emitted from a light source reflected from a painted surface.

2

POVIJESNI PUT SPOZNAVANJA BOJA

U početku bijaše Riječ i Riječ postade Svijetlo. I Bog odvoji

svjetlo od tame. I nazove svjetlost dan a tamu prozva noć.

(Biblija, Evanđelje po Ivanu)

Od kako postoji svijet, čovjek pokušava naći odgovor na pitanja-što je boja, zašto ju vidimo, zašto

reagiramo na nju, kako ju reproduciramo i kako ju izmjeriti. Čovjek je imao potrebu definirati boju,

koja ga je oduvijek privlačila kako u estetskom tako i u znanstvenom aspektu. Bojom su se bavili stari

Grci, Kinezi, Rimljani…

Jedan od začetnika ideje sustava boje bio je ARISTOTEL, 350.g.pr.Kr. Aristotel postavlja bijelu boju

nasuprot crne a između njih postavlja crvenu (kromatsku) boju.

LEONARDO DA VINCI 1452-1519., odbacuje intenzivan

kolorit i odnose boja na svojim slikama gradi isključivo na

temu svjetla i sjene i postavlja 2 teoretska pravca koji su

obilježili teoriju o boji.

Prvi pravac - pet osnovnih svjetlosnih vrijednosti

prikazanog objekta (najviše, direktno, refleksno,

zatamnjenje, sjena).

I drugi pravac, teorija 6 osnovnih boja. Do njegovih

postavki nitko nije percipirao umjetnost sa znanstvenog

aspekta.

SIR ISAAC NEWTON 1642-1727. Na Newtonovim postavkama temelji se suvremeno razumijevanje

fizikalne prirode boje. Bavio se istraživanjem boje kao funkcije svijetla. 1676 g. napravio je pokus sa

prizmom koji zauvijek mijenja pravac Teorije boja u Znanost o boji. Demonstracijom sa prizmom da je

boja isključivo funkcija svijetla, odnosno

da se u bijeloj sunčevoj svjetlosti nalazi

kompletan spektar boja, koje ljudsko

oko može percipirati, Newtonov krug

boja, postao je temelj razumijevanja

odnosa boja, a cirkularni dijagram

postaje model za mnoge sustave boja u

18. i 19. st.

3

JOHAN WOLFGANG von GOETHE 1749-1832 je postavio

Newtonovu teoriju na nov način. Definirao je boju kao isključivo

fizikalnu veličinu, kao reflektirani dio svjetla koji u našem oku

stvara boju. On nadopunjuje Newtona, u smislu da je boja

psiho-fizički, subjektivni i individualni doživljaj promatrača, te da

slika ovisi kako o predmetu tako i o doživljaju promatrača.

EWALD HERRING 1834-1918 kao temelj vizualne boje uključuje

crnu i bijelu –Kao osnovni standarni sistem boja koristi se

Harringov krug boja. Uzeo je žutu u krug kao četvrtu primarnu

boju.

JOHHANES ITTEN 1888-1967 je svoj rad posvetio proučavanju i tumačenju vizualnog, psihološkog i

estetskog misterija boja. Bio je jedan od prvih ljudi koji je pokušao definirati strategije za uspješne

kombinacije boja i poistovjećivao ih sa oblicima.

VASSILY KANDINSKY 1866-1944. Bavio se karakterom boje i u

kojim oblicima djeluju. Dok Itten boje svrstava u osnovne

oblike,crvena- kvadrat, žuta- trokut, plava krug…elipse,

Kandinsky, likove izvlači u prostor u oblik trodimenzionalnih

tijela: crvena-heksaedar, žuta-piramida, plava- kugla.

Kandinski je boje obrazlagao ne samo da ih se može vidjeti,

nego i čuti. Po njegovoj teoriji žuta zvuči visoko, plava i crna

su duboki tonovi. Tako je u svojim apstraktnim slikama

uspostavio odnos- kontakt glazbe i boje (npr. “Fuga“).

I na kraju, posljednjom rečenicom koju je Goethe kazao na završetku svojeg života: „VIŠE SVJETLA“

završavam kratki povijesni put istraživanja prirode svjetla i boje kako bi ušli u svijet klasifikacije boja i

pojavu sistema boja.

4

KLASIFIKACIJA BOJA I POJAVA SUSTAVA BOJA

NASTANAK I OPAŽANJE BOJE

Boja nije svojstvo fizičkog svijeta, nego psihički doživljaj izazvan fizičkim poticajem (stimulusom) i

zavisi od fiziološkog te od različitih psiholoških faktora.

Za doživljaj boje potrebna su tri faktora:

1. Izvor svjetla (potreban za pobuđivanje osjeta vida)

2. Osjet vida gledatelja (čovjek i njegov vizualni sustav)

3. Objekt, koji se promatra i njegove osobine koje moduliraju svjetlost( svojstvo apsorpcije,

refleksije i transmisije svjetla.

Ukoliko izostane jedan od osnovnih preduvjeta nema boje.

BOJA S FIZIKALNOG ASPEKTA

Fizički podražaj – stimulus

Svjetlo je općenito definirano kao elektromagnetski val, određene valne duljine. Ljudsko oko

percipira valne duljine samo od 380 – 750 nm.

Svjetlo nastaje u izvorima svjetla koji mogu biti:

IZRAVNI-primarni koji direktno emitiraju kontinuirani spektar koje ljudsko oko vidi kao bijelo

svijetlo, prirodni-sunce i umjetni- rasvjetna tijela. U sunčevu svjetlu zastupljene su sve

spektralne boje u idealnom omjeru, a njihova suma čini tzv. „bijelo“ svjetlo.

NEIZRAVNI izvori prenosioci energije zračenja, a to su gotovo sva tijela u prirodi koja energiju

svjetla prenose ASORPCIJOM, REFLEKSIJOM ako je tijelo ne prozirno i TRANSMISIJOM ako je

tijelo prozirno

5

BOJA S FIZIOLOŠKOG ASPEKTA

Oko prihvaća reflektirano svjetlo, gdje nema svjetla nema niti boje.

Elektromagnetski impuls reflektiranog svjetla dolazi do ljudskog oka i dalje se prenosi u receptore u

mozgu čija je funkcija stvaranje boja. U oku postoje 2 vrste fotoosjetljivih elemenata: štapići - na

vanjskom rubu mrežnice osjetljivi na niske svjetlosne razine odgovorni za svjetlinu boje, i čunjići-

odgovorni za ton boje. HERRINGOVA TEORIJA ili teorija suprotnih procesa pretpostavlja da čunjići

nisu osjetljivi na tri kromatska područja: crveno, plavo i zeleno, već na signal suprotnih parova

(komplementarni parovi). To nam pomaže razumjeti rezultate testiranja koja su pokazala da je

najčešći defekt osjećaja prema boji na parovima suprotnih boja. Drugi (rjeđi) nedostatak osjeta boje

je daltonizam – potpuna sljepoća na boje.

DOŽIVLJAJ BOJE

Ovisan je o tri faktora:

- spektralnom sastavu svjetla koje pada na promatrani predmet,

- molekularnoj strukturi materijala sa kojeg se svjetlo rekflektira ili propušta i

- čovjekovim osjetom boje putem vidnog sustava i mozga.

OPISIVANJE BOJE

Boja je stvar subjektivne percepcije i interpretacije definirana slijedećim pojmovima: ton boje (Hue),

zasićenje (Saturation) i svjetlina (Lightness).

Ton je vizualni doživljaj na temelju kojeg definiramo pojedinu boju: crvenu , plavu, žutu… što ovisi o

dominantnoj valnoj duljini.

Zasićenje predstavlja stupanj razlike između čiste boje i sivoga (grayscale), tj. udio čiste boje sadržane

u ukupnom vizualnom doživljaju boje.

Svjetlina jest udio crne u nekom tonu boje.

6

MIJEŠANJE BOJA

Postoje dva načina miješanja boja koji se temelje na trikromatskom principu reprodukcije boja, a

razlika je samo kako se ta sinteza vrši

ADITIVNA SINTEZA bazira se na trikromatskoj fiziologiji ljudskog oka

tj. na zbrajanju pojedinih valnih duljina odnosno zbrajanju tri snopa

svjetlosti crvene R, zelene G plave B.

Različitim omjerima intenziteta snopova moguć je širok raspon

različitih boja. Taj proces dobivanja novih boja združivanjem

(adition) svjetlosnih spektara crvene, zelene i plave u različitim

udjelima, nazivamo aditivni

sustav miješanja boja ili

aditivna sinteza. U

kolorimetriji definiran je kao RGB sustav. Ovaj sustav je

temeljni način prikazivanja na monitorima (televizorima).

SUPTRAKTIVNA SINTEZA se temelji na apsorpciji tj oduzimanju

pojedinih valnih duljina od bijele svjetlosti. Selektivno

uklanjanje valnih duljina vrši se pomoću filtera ( npr.

zelenoplavim filterom oduzimamo crveni (apsorbira se)

purpurnim oduzimamo zeleni a žutim oduzimamo plavi dio

spektra. U idealnim odnosima mješavinom ovih boja dobije se

crna boja čije je refleksija 0. Ova sinteza se koristi u tiskarskoj industriji. (CMYK proces)

7

SUSTAVI ZA PRIKAZ BOJA

Da bi se mogla znanstveno opisivati i precizno instrumentalno definirati boja, potrebno je točno

definirati izvor i energiju distribucije izvora svjetlosti pod kojom se boja definira i promatra. Većina

sustava za reprodukciju boje (TV, Tisak…) oslanja se samo na tri ili četiri boje za prikaz svih boja. To

nam omogućava metamerija. To je pojava pri kojoj jedan ili dva ili više promatranih uzoraka pod

jednim izvorom svjetlosti izgledaju identično, a tek pri promjeni svjetlosti dolazi do vidljive razlike u

tonu boja. Osim izvora svjetlosti postoji i metamerizam uzrokovan promatračem, gdje je vid oštećen

godinama i nismo svi jednakog vida. Osnovni uzrok metamerije je činjenica da je ona vizualni

doživljaj, a ne vlasništvo objekta. Ljudski sustav, vid, može doživjeti isti osjet boje od mnogo

kombinacija različitih valnih duljina.

SUSTAVI ZA PRIKAZ BOJA

Iz potrebe za vrednovanjem odnosa među bojama nastali su sustavi za prikaz boja. Osnovna podjela

sustava je:

-Sustavi bazirani na psihološkim atributima boje-intuitivni, bazirani na ljudskoj percepciji

MUNSELLOV, NATURAL COLOR SYSTEM-NCS

-Sustav baziran na miješanju boje i svjetla

PANTONE , OSTWALDOW SUSTAV

-Objektivni sustav bazirani na CIE zakonitostima

CIE XYZ, CIE LAB, CIE LUU

INTUITIVNI SUSTAV

a)MUNSELLOV SUSTAV BOJA

Američki kipar Munsell, kreirao je trodimenzionalni

sustav prikaza boja, tzv. Munsellovo stablo koji se smatra

temeljem razvoja boja. To je prvi prikaz boje označen s tri

vrijednosti .

HUE (H ) ton boje

VALUE (V) svjetlina

CHROMA (C) zasićenost , čistoća boje

Sastoji se od serije karata boja sa obojenim poljima koje

se koriste za vizualnu usporedbu sa ispitivanim uzorkom.

Munsell book of color-Atlas sa 1600 obojenih uzoraka,

različitog tona zasićenja i svjetline.

b) NCS NATURAL COLOR SYSTEM

Primjenjuje se u području umjetnosti, dizajna i arhitekturi. Sustav se temelji na pretpostavci da čovjek

percipira 6 osnovnih boja – crvenu, žutu, plavu, zelenu, crnu i bijelu, a sve ostale doživljavamo kao

mješavinu navedenih boja . Post ljen je kao stožac

8

SUSTAV BAZIRAN NA MIJEŠANJU BOJE SVIJETLA I PIGMENATA

a) PANTONE (PMS) sustav je

profesionalni sustav, namijenjen

industriji, arhitekturi, grafici i

dizajnu. Boje su identificirane

brojem koji je kod proizvođača

bojila dobiven određenim

recepturama za traženi ton i

namjenu. Katalog je lepezastog

oblika s označenim brojem za

svaku boju.Katalog sadrži 1114

obojenih uzoraka napravljenih iz

13+2 osnovnih pigmenata.

SPOT boje u ofsetnom tisku koje se ne mogu dobiti korištenjem standardnih boja tiskaju se posebno-

CMYK- treba ih predvidjeti i definirati posebno u pripremi

b) OSTWALDOW sustav se smatra danas ne upotrebljivim jer se tvrdnja da je udaljenost između

komplementarnih boja jednaka pokazala ne točnom. Intuitivni model baziran na aditivnoj sintezi.

OBJEKTIVNI SUSTAV BAZIRAN NA CIE ZAKONITOSTIMA

Prvi matematički standardni sustav za brojčano vrednovanje boje i razlike među njima ustanovila je

CIE (1931.) COMMISION INTERNATIONALE L,ECLORAIGE internacionalna komisija za svjetlo. CIE

komisija je definirala i standardizirala različite tipove bijelog svjetla i njihovu raspodjelu energije

zračenja. Zbog nemogućnosti preciznog pozicioniranja boje u 2D sustavu ustanovljen je 1976.god. CIE

LAB prostor boja proširen prikazom svjetline koji je najbliži vizualnoj percepciji.

CIE STANDARDNE VRSTE SVIJETLOSTI

A umjetno svjetlo – volframova žarulja

B sunčevo svjetlo-podnevno svjetlo

C prosječno dnevno svjetlo

D,65 prosječna dnevna rasvjeta

D izvedeni izvori svjetla

9

CIE YXY SUSTAV PRIKAZA

Ako kolorimetrom mjerimo boju

jabuke u YXY prostoru boje dobijemo

vrijednost x i y kao kromatske

koordinate koje odgovaraju točki A na

dijagramu kromatičnosti. Vrijednost Y

predstavlja stupanj refleksije u odnosu

na idealnu refleksiju od 100%.

Vremenom su uočeni nedostatci ovakvog vrednovanja boje

u slijedećim situacijama:

- jednaka udaljenost u dijagramu ne odgovara jednakim

vizalnim razlikama, jer ljudsko je oko osjetljivije na

promjenu tona nego na promjenu svjetline

- zbog plošnog – dvodimenzionalnog prikaza definicija boje

je neprecizna jer zanemarujemo informaciju o svjetlini

- položaj boje u dijagramu ovisi o izvoru (priroda, kut) svjetla

CIE LAB OBJEKTIVNI SUSTAV

Zbog navedenih nedostataka Yxy sustava godine 1976. CIE

organizacija je standardizirala CIE LAB sustav kao

najprihvatljiviji za

brojčano vrednovanje

boja. To je

trodimenzionalni

prostor boja temeljen

na objektivnom

vrednovanju boja i

najbliži je vizualnoj

percepciji. Nastao je

proširenjem dotadašnjeg pristupa uvođenjem treće osi koja sadrži svjetlinu (luminance).

KOLORIMETRIJSKA RAZLIKA ΔE*ab

Ovaj pojam opisuje razliku između dvije boje unutar CIE sustava. Definiran je kao euklidska razlika

između koordinata za dva položaja boja – referentnog i izmjerenog.Kolorimetrijska razlika opisuje

kvalitetu reprodukcije odnosno odstupanja od originala. Običnim rječnikom to bi značilo da li

izmjerena boja „zadovoljava“ ili previše odstupa od „tražene“. U tom smislu postoji orjentaciona

tablica vrijednosti kolorimetrijske razlike koja nam olakšava odluku zadovoljava li boja ili ne:

ΔE < 0,2 razlika boja se ne vidi

ΔE= (0,2-1) razlika boja se primjećuje

ΔE= (1-3) razlika boja se vidi

ΔE= (3,6) razlika boja se dobro vidi

ΔE>6 očigledna odstupanja

Y=13.37

x=0.4832

y=0.3045

10

KOLORIMETRIJA I MJERENJE BOJA

Boja se ne može mjeriti. Nije sastav fizičkog svijeta već psihički doživljaj izazvan fizičkim podražajem

(stimulusom). Ono što je mjerljivo je taj stimulus, svjetlo koje je ušlo kroz naše oko i u mozgu

proizvelo doživljaj boje. KOLORIMETRIJA je grana nauke o boji koja se bavi brojčanim određivanjem

boje u odnosu na vizualni podražaj. Mjerenje boje je bitno kod kontrola na reprodukcijama.

Mjerni uređaji su denzitometar, kolorimetar i spektrofotometar.

DENZITOMETAR

Uređaj koji mjeri faktor refleksije ili transmisije, tj.

omjer između upadnog svjetla usmjerenog prema

objektu i reflektiranog ili propuštenog svjetla koji dođe

do fotoćelije u uređaju . Postoji transmisijski i

reflektirajući denzitometar. Na osnovi dobivenog,

denzitometar izračunava optičku gustoću. To je

stupanj do kojeg materijali apsorbiraju svjetlo. Što je

više svjetla apsorbirano, tj. što je manje refleksije

optička gustoća je veća. Pri mjerenju boja koristi

filtere boja aditivne smjese RGB. U tiskarama se koristi za mjerenje punih polja procesnih boja, jer

vrijednosti gustoća ukazuju da li se količina bojila u tisku treba povećati ili smanjiti. U četvorobojnom

tisku važni su CMYK omjeri, jer ako oni nisu dobro podešeni neće se postići sivi balans.

KOLORIMETAR

Uređaj koji mjeri tristimulusne vrijednosti boja

(poput ljudskog faktora). Mjerenje se temelji na

uspoređivanju ispitivane boje s bojom nastalom u

kolorimetru miješanjem boja aditivne sinteze.

Jedna od najvažnijih prednosti kolorimetra je da

omogućava izračunavanje boja na bazi razlika u

svjetlini, tonu i kromatičnosti. Nedostatak je

nemogućnost registriranja metamernih boja. Oni su

ograničeni na promatrača i jedan izvor svjetla C ili

D 65 pa je nemoguća provjera pod različitim izvorima svjetla.

SPEKTROFOTOMETAR

Uređaj koji mjeri promjene u refleksiji, transmisiji ili zračenju u

intervalima, duž valnih dužina vidljivog dijela spektra. Rezultat

je spektrofotometrijska krivulja u valnom području od 350-

750nm. Uređaj rastavlja bijelo svijetlo na pojedinačne valne

dužine pomoću monokromatora, kojm se osvjetljava ispitivani

uzorak boje duž čitavog spektra. Reflektirano svjetlo dolazi do

fotoćelije, koja ih pretvara u električne impulse. Oni se dalje

preračunavaju tako da se na skali mogu očitati faktori refleksije

11

i transmisije, pri određenoj valnoj dužini. Kao grafički prikaz mjerenja dobije se spektofotometrijska

krivulja. Postoje tri načina mjerenja:

- sferna(svjetlost je jednolično raspršena)

- 0/45 ili 45/0(svjetlost dolazi samo sa jedne strane)

- multi angle ( u auto industriji)

USPOREDBA KOLORIMETRIJE I SPEKTROFOTOMETRIJE

Ljudsko oko može vidjeti svjetlost u vidljivom spektru, iako "svjetlost" nije jednaka "boji". Svjetlo je definirano kao "energija elektromagnetskog vala koja stimulira mrežnicu na oku i omogućuje vid". Stimulacija oka se prenosi mozgu, i tu se stvara koncept "boje" po prvi put, kao odgovor mozga na

informacije poslane od oka. Princip po kojem kolorimetar vidi boje je sličan ljudskom. Metoda korištena u kolorimetru se zove tristimulusna metoda; kolorimetri koji koriste ovu metodu su dizajnirani da mjere svjetlost na način jednak onome kako ljudsko oko doživljava svjetlost. Tristimulusni kolorimetar ima značajke kao što

su niska cijena, kompaktna veličina, vrhunska mobilnost i jednostavan rad. Kolorimetri mogu jednostavno određivati tristimulusnu vrijednost. Kolorimetar nije primjeren za kompleksne analize boja kao što su metamerija.

Druga metoda za mjerenje boja koristi spektrofotometar; instrument za mjerenje boje koristi metodu mjerenja spektralnih karakteristika svjetla i onda računa tristimulusne vrijednosti bazirane na jednadžbi za CIE-ine Standard Observer funkcije. Spektrofotometar ima visoku preciznost i povećanu prilagodljivost. To je pogodno za kompleksnije analize boja zato što može odrediti spektralnu refleksiju na svakoj valnoj duljini. Spektrofotometar može biti puno skuplji nego kolorimetar. Kolorimetar se uglavnom koristi u proizvodnji za mjerenja razlike boje. Spektrofotometar se koristi za analize visoke preciznosti i za upravljanje bojama uglavnom u

laboratorijima te istraživanje i razvoj aplikacija.

12

LITERATURA

Dr. sc. Maja Strgar Kurečić OSNOVE O BOJI 1.2.I 3. dio- Kontrola boja od percepcije do mjerenja,

Skripta za predavanja pri Katedri za reprodukcijsku fotografiju, Grafički fakultet u Zagrebu

Dr.sc. Đurđica Parac –Osterman, red.prof. OSNOVE O BOJI I SUSTAVI VREDNOVANJA- Zagreb 2007,

Izdavač, Tekstilno-tehnološki fakultet Sveučilišta u Zagrebu

Johan Wolfgang von Goethe: Učenje o bojama prvi svezak, Scarabeus naklada Zagreb

Nikola Tanhofer – O boji-izdavač ADU i Novi Liber d.o.o. Zagreb