Färgteori del 1

1. Färgteoridel 1 En presentation av Gunnar Tonnquist

2. Ordet ”färg” betyder så mycket… • egenskap hos ett föremål: den blå skrivboken, den röda pennan • definition av ljusstrålar röda, gula, gröna, blå • människors hudfärg: vita, svarta, gula • material för färgning eller målning ”målarfärg”, ”färg i burk”

3. Newtons spektrum

4. Strålarna är inte färgade. …men de har …förmågan att framkalla …upplevelser av den ena eller andra färgen. Newton ... om vi talar korrekt om färg ...:

5. W D Wright: ”... Färger finns inte om det inte finns en iakttagare som ser dem.”

6. Vad är färg? • Förnimmelse Percept • Ljusstrålar är inte färgade ... • Färger behöver en iakttagare för att synas ... • Retning Stimulus... • Förnimmelsens fysiska orsak • Färgämne Colorant... • …bestämmer stimulus’ energifördelning

7. Färgens uppträdandeformer • ”modes of appearance” (Katz) • ytfärg, volymfärg, föremålsfärg • lysande färger, “fluorenta” färger etc. • Andra variabler • glans, textur, • genomsynlighet (translucency) • “tincture” (Green-Armytage)

8. den sanna betydelsen av “färg” är förnimmelse

9. Färglärans aspekter • Färg som förnimmelse • som skall beskrivas som sådan • Färgförnimmelsens fysiska stimulus • som kan mätas med fysiska metoder • Synsinnets fysiologiska respons - länken mellan fysik och syntörnimmelse • Kolorimetri - en psykofysisk simulering av färgseendet

10. FYSIOLOGI Seende PSYKO- LOGI FYSIK optik PSYKOFYSIK

11. Färgfysik De yttre orsakerna till färgförnimmelsen • För att se färg behöver vi en ljuskälla solljus - glödljus - lysrör • Ljusstrålarna från ljuskällan når ögat direkt / reflekterar / transmitterar • Den spektrala energifördelningen kan förändras

12. gtq X X IR-ljus UV- ljus Inget ljus utanför det synliga spektrum!

13. Färgkemi / -fysik Ett färgföremåls påverkan på stimulus’ spektrala energifördelning beror på • … materialets kemiska egenskaper (pigmentblandning etc.… • … ytans struktur, temperatur etc

14. Spektral energifördelning belysningreflexion x CIEstandardljus stimulusfunktion

15. FYSIOLOGI seende illumination reflexíon stimulus function PSYKO- LOGI FYSIK optik PSYKOFYSIK

16. Hur kan de beskrivas? Hur kan de ordnas? Hur kan ordningen presenteras? Vi behöver: en logisk struktur.. En skalningsmetod... (väl definierade referenspunkter) omkring 10.000.000 färger

17. Färgvaroabler (2) • Färgstyrka • Chroma (Munsell) • absoluta skilnaden från grått • kulörthet / chromaticness (NCS) • likheten till maximalfärgen • färgmättnad (DIN) • (chroma related to lightness) • colourfulness (Hunt) • (chroma related to brightness)

18. N C Sgrundbegrepp: Elementarfärger: vitt, svart, gult, rött, blått, grönt Elementaregenskaper: vithet, svarthet, gulhet / blåhet, rödhet / grönhet Härledda egenskaper:: kulörtthet (y orb) + (r org) kulörton r/(y+r), b/(r+b), g/(b+g), y/(g+y)

19. Herings bipolära skalor gtq

20. gtq Hering-NCS färgrymd

21. gtq NCSfärgbeteckning Svarthet, kulörthet,kulörton ger en logisk beskrivning av färgersutseende 2060-R70B blackness hue chromaticness

22. gtq NCS färgbeteckning 2060-Y70R NCS colour triangle NCS hue circle

23. gtq NCS färgatlas

24. gtq DIN färgrymd Sättigung / Dunkelstufe

25. FYSIOLOGI seende Hering illumination reflexíon Y G R stimulus function B PSYKO- LOGI FYSIK optik PSYKOFYSIK

26. … den felande länken ... • Färgfysiken utforskades av Newton, Young, Helmholtz m fl under 1600-1700- och 1800-talen • Färgförnimmelsernas egenskaper studerads av Hering och Munsell från 1870 till 1915 • … men kunskapen om seendets fysiologi var ännu bristfällig ...

27. FYSIOLOGI seende ? Hering illumination reflexíon Y G R stimulus function B PSYKO- LOGI FYSIK optik PSYKOFYSIK

28. … den felande länken ... • Färgfysiken utforskades av Newton, Young, Helmholtz m fl under 1600-1700- och 1800-talen • Färgförnimmelsernas egenskaper studerads av Hering och Munsell från 1870 till 1915 • … men kunskapen om seendets fysiologi var ännu bristfällig ...

29. FYSIOLOGI seende ? Hering illumination reflexíon Y G R stimulus function B PSYKO- LOGI FYSIK optik PSYKOFYSIK

30. Färgmätning (kolorimetri) • en simulering av färgseendet • som anger “färg” med tre operationellt bestämda tal vilka bildar en färgvalens • denna länk mellan fysiken och psykologin kallas psykofysik

31. Färgförnimmelsen beror av • iakttagarens färgseende • den spektrala sammansättningen av den stimulus som når ögat - • belysning xreflektans • den geometriska situationen betr. • belysning och observation

32. FYSIOLOGI seende ? Hering illumination reflexíon Y G R stimulus function B PSYKO- LOGI FYSIK optik PSYKOFYSIK

33. Ögats spektralavstämning gtq

34. Färgmätning • Bestäm spektrala energifördelningen hos ljuskällan (= välj standardljus) • Mät objektets spektrala reflektans resp. transmittans (våglängd för våglängd) med en spektrofotometer • Multiplicera belysnings-, objekt- och observatörsfunktionerna

35. Kolorimetrins villkor • För att mätdata skall vara jämförbara och meningsfulla, • måste de spektrala och geometriska belysnings- och “betraktnings”- förhållandena vara identiska och väl definierade • måste utvärderingen ske mot en standardobservatör ...

36. Kolorimetrins princip • Den ständigt skiftande belysningen omkring oss ersätts av ett urval “standardljus” med definierad energifördelning • Den mänskliga iakttagaren representeras av en “standardobservatör” med definierade “spektralavstmningsfunktiner”

37. CIE standardljus(källor)

38. Spektral energifördelning belysningreflexion x CIEstandardljus stimulusfunktion

39. CIE spektrala avstämningsfunktioner

40. CIE ’psykofysisk’ färg • CIE-systemet beskriver en färgstimulus med tre operativt definierade värden, t.ex. tretristimulusvärdem = färgvalens, • färgvalensen motsvarar den färgförnimmelse en stimulus förväntas ge upphov till. • stimuli med samma färgvalens ser lika ut, men valensen säger inte hur de ser ut eller vilken energifördelning de har.

41. Sums of products - wavelength by wavelength - of illumination P, sample reflection R (transmission) and spectral matching functions x,y,z; usually normalised to give Y=100 for the perfect white (zero absorption) CIE tristimulus values CIE tristimulus values Sums of products - wavelength by wavelength - of illumination P, sample reflection R (transmission) and spectral matching functions x,y,z; usually normalised to give Y=100 for the perfect white (zero absorption)

42. Våglängdsvisa produktsummor av belysning P, ytans reflektans R (alt. kroppens transmittans T) och spektral- avstämnings- funktionerna x,y,z normaliserade så att Y=100 för idealt vitt (noll absorption) CIE tristimulusvärden

43. CIE kromaticitetskoordinater x och y anger färgstimulus’ färgkaraktär, Y dess ljushet. x, y,Y bildar tillsammans stimulus’ färgvalens x + y + z = 1

44. CIE kromaticitetsdiagram Spectrum locus “hästskon” Purpurlinjen

45. MacAdam - rymden

46. MacAdams ellipser

47. Hur man gör ellipser till cirklar How to transform ellipses into circles

48. u’v’ transformationen

49. E.Q. Adams’Lab(1923)

50. Färgvalens ... En grupp av tre kolorimetriskt bestämda värden som motsvarar den färgförnimmelse som en stimulus kan förväntas ge upphov till u,v,Y X ,Y ,Z d,,Y L*C*h x,y,Y L*a*b*