managementul_culorii

7/31/2019 managementul_culorii

1/115

40

Cap. 2 Utilizarea managementului de culoare

Managementul de culoare,"Color management", exprim conceptul potrivit cruia

descrierile de culoare dependente de echipamentele i programele de editare dintr-un flux de

reproducere a imaginilor, cunoscute cu precizie, sunt transformate ntr-o descriere generic

utilizat pentru controlul reproducerii corecte, cu acuratee, a culorilor.

Managementul de culoare este termenul utilizat n domeniul tehnologiei digitale i al

calculatoarelor pentru descrierea conversiei controlate a culorii ntre diferitele echipamente de

reproducere a acesteia, ca de exemplu scannere, camere digitale, monitoare TV, imprimante,

prese offset i mediile de reproducere corespunztoare.

Obiectivul managementului de culoare este asigurarea transferului imaginilor color

ntre diferitele tipuri de echipamente de intrare (de captare) i de ieire (de afiare i de

imprimare) dintr-un flux de reproducere, minimiznd, pe ct posibil, diferenele perceptibile

dintre culorile captate, afiate sau imprimate de echipamentele respective. Managementul de

culoar are ca obiectiv transformarea descrierilor de culoare dependeni de echipament,

denumite n mod uzual parametri de culoare sau date de culoare, ntr-o descriere generic,

care poate fi interpretat de toate echipamentele de procesare a culorii, astfel nct imaginile

color obinute s semene ct mai mult cu imaginile originale.

Importana managementului de culoare n reproducerea predictibili consistent a

culorilor ntr-un flux de lucru digital este dat de faptul c asigur compatibilitatea ntre

diferitele echipamente de intrare i ieire, diferitele sisteme de operare i diferitele aplicaii de

procesare (producere i editare) a imaginilor color. Managementul de culoare este important

pentru c permite integrarea ntr-un singur flux tehnologic continuu a diferitelor tipuri de

echipamente de procesare a imaginilor color, de la echipamente de captare, la echipamente de

afiare, pn la echipamente de imprimare, fr necesitatea efecturii unor conversii de

imagine intermediare sau a unor corecii de culoare la nivel de operare (de ctre utilizator).

Culoarea real este meninut automat de hardware- ul, sistemele de operare i software- ul

dedicat de scanare, editare, compoziie, proofing i distribuie a imaginilor color.Elementul cheie n reproducerea corect, cu precizie, a imaginilor color, folosind o

gam larg de echipamente i programe de la diferii productori, este sistemul de

management al culorii cunoscut n literatura de specialitate sub numele de CMS (Color

Management System).


2/115

41

Reproducerea unor imagini color, dac nu identice, aproape identice cu imaginile

originale, necesit cunoaterea managementului de culoare ca tiin i aplicarea sa de-a

lungul ntregului flux de lucru. n acest scop, specialitii n domeniu trebuie s neleag att

procesele de reproducere a culorilor ct i modul n care funcioneaz i descriu culoarea

echipamentele de reproducere i programele de editare a imaginilor disponibile. De asemenea,trebuie s neleag natura i modul n care se comport diversele medii de reproducere a

culorii n raport cu aceasta. i pentru asta e necesar s cunoasc conceptul de lumini teoria

de baz a culorii, modul de percepie al culorii la nivelul sistemului vizual uman i

complexitatea factorilor care l afecteaz, modul de descriere (reprezentare sau specificare) i

de msurare a culorilor, complexitatea conceptului de reproducere a imaginilor color. i, nu n

ultimul rnd, trebuie s cunoasc, la nivel conceptual, prile componente ale unui sistem de

management de culoare i modul lor de funcionare, n ansamblu, pentru atingerea scopului

propus: obinerea imaginilor color reale folosind tehnologia digital.Industria tipografic i publicistic, arta grafic i comunicaiile multimedia sunt

principalii beneficiari ai managementului de culoare i ai avantajului major pe care l ofer

societii globale de astzi utilizarea sistemelor de management de culoare: posibilitatea de

comunicare, fr bariere geografice, a informaiilor din orice domeniu de activitate, exprimate

prin imagini color complexe, mai sugestive i mai uor de neles.

2.1. Noiuni de teorie a culorii

Senzaia de culoare

Senzaia de culoare, denumit simplu culoare, reprezint senzaia vizual produs de

lumina care atinge retina ochiului uman. Ea este determinat de variaia sensibilitii

sistemului vizual uman la lumina din mediul nconjurtor. Razele de lumin care ating ochiul

genereaz culoarea vzut de om. Soarele, sursa primordial de lumin, emite raze de lumin.

Obiectele din mediul nconjurtor, naturale sau construite de om, care produc i emit, ca i

soarele, raze de lumin sunt numite surse de lumin sau iluminani. Culoarea obiectelor saumaterialelor din mediul nconjurtor care nu produc i nu emit raze de lumin, este vizibil

numai dac sunt iluminate de o surs de lumin.

Crearea senzaiei de culoare implic lumina emis de o surs ctre obiectul de

vizualizat, care reflect o parte din aceast lumin pe direcia ochiului uman i, ca reacie,

acesta transmite ctre creierstimulii interpretai drept culoare la acest nivel.


3/115

42

Prin urmare, senzaia de culoare a omului este determinat de urmtorii factori:

- proprietile fizice ale luminii i caracteristicile surselor care-o genereaz;- proprietile optice ale materialelor care formeaz obiectele luminate;- construcia fiziologic a ochiului i psihologia creierului uman.Avnd n vedere complexitatea factorilor care afecteaz senzaia de culoare,

reproducerea culorilor din natur necesit nelegerea conceptelor de lumin, a modului de

comportare a materialelor din natur n contact cu lumina i a mecanismelor de creare a

culorii la nivelul creierului uman, lucru care implic cunotine aprofundate cu privire la:

- fizica culorii: lumin, spectru vizibil, culoare;- conceptele care exprim cantitatea de lumin emis de o surs: flux luminos, emitan,

iluminan, intensitate luminoas exprimat prin temperatura culorii, luminan;

- proprietile optice ale materialelor: reflexia, transmisia, absoria;- interpretarea culorii: indexul de interpretare CRI (ColourRendering Index)- percepia vizual a culorii: percepie fizic, fiziologici psihologic;- culoarea obiectelor din natur: surse de lumini obiecte colorate;- caracteristicile culorilor: nuana, saturaia, strlucirea- tipuri de culori: culori acromatice/ monocromatice/ policromatice, primare/secundare,

aditive / substractive.

Fizica culorii

Lumina este o form de energie radiant, numit radiaie electromagnetic. Maxwell

(1831-1879) a definit lumina ca fiind o und electromagnetic care se propag cu viteza de

300.000 Km / secund. Domeniul undelor de radiaie electromagnetic formeazspectrul de

obiect

raze de lumin

raze de luminreflectateraze de lumin

ochiul omului

surs delumin


4/115

43

radiaie electromagnetic. Diferitele tipuri de radiaii electromagnetice creeaz unde de

lungimi diferite, unele foarte scurte, altele foarte lungi.

Luminaeste radiaia electromagnetic caracterizat prin:

- lungime de und sau frecven (numrul de oscilaii realizate/ secund), perceputde om ca fiind culoarea luminii;

- intensitate sau amplitudine, care este asociat percepiei umane de strlucire(brightness) a culorii.

Lungimea unei unde de lumin se msoar n metri, cu multiplii i submultiplii

acestuia, iar frecvena sa se msoar n Hertz (Hz). Unitatea de msur pentru intensitatea

unei unde de lumin este candela (cd).

Culoarea este proprietatea luminii determinat de:

- lungimea sa de und, care-i defineteparametrii de cromaticitate, percepui de omdrept culoare;

- intensitatea sa, care- i definete parametrul luminan, perceput de om ca strlucirea culorii.

Cele dou proprieti fizice ale luminii definesc culoarea prin parametri de culoare

independeni, cromaticitatea unei culori fiind determinat numai de lungimea de und, iarluminana numai de intensitatea acesteia.

Generic vorbind, orice combinaie de unde de energie electromagnetic care

impresioneaz, n mod specific, retina ochiului uman, definete o culoare care este mai

ntunecat sau mai strlucitoare, n funcie de intensitatea lungimilor de und componente.

unde:= lungimea undei de lumin, msurat n metri;= lungimea undei de lumin, msurat n metri;

n = indexul de refracie al mediului de propagare a undei de lumin;c 3 x108 metri/secund, viteza de propagare a undei de lumin n vid;f = frecvena undei de lumin msurat n hertzi, 1x Hz= 1/1x secund.

f

c

n fx n

c ,

Und de lumin

Lungime de und

Intensitate


5/115

44

Spectrul vizibilreprezint domeniul lungimilor de unde electromagnetice care poate fi

detectat de ochiul omului. Este format din undele de lumin vizibile, cu lungimi cuprinse

aproximativ ntre 380 nm (lumin ultraviolet) i 760 nm (lumin infrarou).

Spectrul vizibil este inclus n spectrul de radiaie electromagnetic deoarece ochiul

omului nu poate detecta dect o mic parte din undele radiaiei electromagnetice pe carecreierul le interpreteaz ca lumin colorat care poate fi:

- monocromatic, dac este format dintr-o singur lungime de und vizibil;- policromatic, dac este o combinaie de mai multe lungimi de und vizibile.Spectrul vizibil, vzut ca lungimi de und separate, se ntlnete n natur, sub form

de curcubeu. Lumina alb, compus din toate culorile spectrului vizibil, se poate descompune

n toate componentele sale, culorile curcubeului.

Culoarea violet, cea mai scurt lungime de und vizibil, se afl la o extremitate a

spectrului vizibil, iar culoarea rou, cea mai lung lungime de und vizibil, se afl la cealalt

extremitate a sa. Dac se reprezint pe o ax, n funcie de lungimea lor de und, ordinea

culorilor spectrului vizibil este Violet, Albastru (Blue), Verde (Green), Galben (Yellow),

Orange i Rou (Red). Cea mai scurt lungime de und situat n exteriorul spectrului vizibil

este UltraViolet- UV, iar cea mai lungInfraRed- IR. Dei nu sunt direct percepute de om,

undele ultraviolete pot determina unele materiale s emit lumin vizibil, iar undele

infraroii pot fi detectate de unele echipamente (camere) i convertite n lumin vizibil.

Cu ajutorul unei prisme, orice raz de lumin emis de o surs se descompune n

componentele sale color, culorile curcubeului, cunoscute sub denumirea de culori spectrale

sau monocromatice. Cunoscnd compoziia spectral a luminii astfel determinat, se pot afla

parametrii de cromaticitate care definesc culoarea suprafeelor iluminate de aceasta.

Verde/ Green

(546nm)

Rou/ Red

(436nm)

Albastru/ Blue

(436nm)

Lungimi de und mai scurte Lungimi de und mai lungi

Spectrul vizibil Infrarou

(103nm)

Ultraviolete

(101nm)

Unde radio

(10-13

nm)

Raze X

(10-1

nm)

Lungimile de und din spectrul vizibil (nm)


6/115

45

Concepte care exprim cantitatea de lumin emis de o surs

Fluxul luminos( sauF), denumit i putere luminoas sau simplu lumin, reprezint

partea puterii radiante generat de o surs pe care omul o percepe drept lumin.

Sensibilitatea ochiului uman transform fluxul radiant, care definete puterea totalradiat de o surs exprimat n watts (W), n flux luminos, exprimat n lumens (lm). Defini ia

standard pentru fluxul luminos este urmtoarea:

Flux luminos- lumens = (Flux radiant- watts) x (683 lumens/ watt) x

x (Eficiena luminoas a sursei de lumin)

Unitatea de msur pentru fluxul luminos emis de o surs este lumenul (lm).Un lumen

este egal cu fluxul luminos emis de o surs punctiform cu intensitatea de o candel, care

radiaz uniform, n toate direciile. Lumenul a fost derivat din candela, unitatea standard de

msur pentru intensitatea luminoas, o candel reprezentnd fluxul luminos emis de o surs

punctiform ntr-o anumit direcie, n timp ce un lumen reprezint fluxul luminos emis de

aceasta n toate direciile.

Fluxul luminos reprezint o msur a puterii luminoase radiate de o surs deoarece

cantitatea de lumin dintr-o raz este aceeai, indiferent de suprafaa iluminat de aceasta, nu

reprezint ns o msur a strlucirii suprafeei iluminate deoarece:

- ochiul uman nu este uniform sensibil la toate lungimile de und vizibile;- o surs de lumin nu emite o putere egal pentru toate lungimile de und vizibile.Sensibilitatea ochiului uman la diferitele lungimi de und din spectrul vizibil definete

eficiena luminoas a unei surse de lumin, exprimat prin raportul dintre puterea echivalent

a luminii emise de sursi puterea electric a sursei respective. Practic, eficiena luminoas se

definete prin raportul dintre watts de lumin i watts Se exprim prin relaia:

Eficiena luminoas = (Flux luminos- lumen)/ [(Flux radiant-watt) x (683 lumens/ watt)]

Spre exemplu, pentru un bec incandescent cu flux luminos de 1700 lumeni i putere de 100W:

Eficiena luminoas = (1700 lumeni)/683 lumens / Watts x 100 Watts = 1700/683 x 100 = 2,49%.

Eficiena luminoas permite conversia fluxului radiant emis de o surs de lumin n

flux luminos, pentru orice lungime de und. Constanta 683 lumens/ wattface conversia de la

unitatea de msur a fluxului randiant (watt) la unitatea de msur a fluxului luminos (lumen),

ambele n fond puteri radiante, lucru necesar pentru c lumenul a fost definit cu mult nainte

de sistemul internaional de uniti de msur.


7/115

46

Curbele eficienei luminoase spectrale, ridicate experimental de Comission

Internationale de lEclarage/ International Commission on Illumination- CIE exprim

sensibilitatea ochiului uman la orice lungime de und, att n starea de adaptat la lumin

(photopic) ct i la starea de adaptat la ntuneric(scotopic), relativ la sensibilitatea maxim

corespunztoare lungimilor de und de 555nm i respectiv 507nm.

Curba pentru viziune photonic definete funcia vizibilitii (V) folosit n practic

pentru vizualizarea imaginilor color la lumina zilei.

Curbele eficienei luminoase spectrale sunt stabilite pentru observatorul standard

definit de CIE, ca medie statistic a populaiei care vizualizeaz culoarea normal. n practic

exist ns multe deviaii de la observatorul standard i este puin probabil ca orice individ s

vizualizeze culoarea la fel ca observatorul standard sau ca doi indivizi diferii s vizualizeze

culoarea n mod identic.

Ochiul uman lucreaz n mod integrativ, nsumnd efectul tuturor stimulilor pe care i

recepioneaz de la lumina cu diferite lungimi de und. Din acest motiv, fluxul luminos, care

exprim efectul produs asupra ochiului uman de puterea unei raze de lumin emis de o surs,

se determin prin nsumarea efectelor produse asupra ochiului de puterea fiecrei lungimi de

und din raza de lumin respectiv. Ca urmare a acestui lucru, fluxul luminos radiat de o surs

de lumin se poate determina pe baza uneia din urmtoarele relaii:

Curbele de eficien

luminoas

s ectral

determinate ex erimental de CIE (CIE 1931)

Eficienalumin

oass

pectral


8/115

47

- pentru sursele care emit un spectru de lumin liniar (sursa cu vapori de mercur):fluxul luminos total = (flux luminos pentru fiecare lungime de und emis de surs)

- pentru sursele care emit un spectru continuu de lumin- neliniar (sursa cu luminincandescent):

fluxul luminos total = (flux luminos pentru intervale regulate de lungimi de undemise de surs)

Fluxul luminos se exprim n funcie de distribuia puterii spectrale- SPD (Spectral

Power Distribution) care caracterizeaz complet puterea luminii pe care o emite o surs

pentru fiecare lungime de und din spectrul vizibil. SPD variaz mult n funcie de tipul sursei

de lumin. Spre exemplu, sursele de lumin incandescente i soarele, prin lumina natural a

zilei, produc un spectru de lumin continuu i neted. Sursele de lumin fluorescent produc un

spectru de lumin combinat, format dintr-un un spectru continuu, foarte ntins, produs de

particulele de phosphori dintr-un spectru liniar, produs de descrcarea mercurului.

Distribuia puterii spectrale a unei surse se poate msura cu un aparat de msur

dedicat, numit spectrofotometru. ns de regul, pentru fiecare surs de lumin, fabricantul

determin i specific fluxul luminos pe corpul sursei de lumin. Spre exemplu, fluxul

luminos pentru un bec cu lumin incandescent de 100 W este de 1.700 lumeni.

Dac distribuia puterii spectrale a sursei de lumin se mparte n intervale nguste de

lungimi de und, fluxul luminos, ca efect total produs asupra ochiului uman de puterea unei

raze de lumin emis de o surs, este egal cu suma efectelor produse de toate intervalele de

lungime de und din raza respectivi se exprim prin relaia:

F = km PV, km = 683 lumens/watt

Distribuia puterii spectrale relativ la lungimea de und:

surs incandescent stn a) i surs fluorescent drea ta)( Colour engineering SID 2002- ArturTarrant)


9/115

48

unde F reprezint fluxul luminos, P puterea intervalului unitate de lungime de und de

lime , iar km este constanta care transform fluxul de energie radiant emis de o surs n

flux luminos.

Modul de determinare a fluxului luminos emis de o surs de lumin, n funcie de

sensibilitatea ochiului uman la diferitele lungimi de und din spectrul vizibil i de percepia

luminii la nivelul creierului uman ca sum a efectelor produse de fiecare lungime de und n

parte, este reprezentat, sintetic, n figura urmtoare:

Rezult c, fluxul luminos emis de o surs de lumin se determin n funcie de:

- funcia vizibilitii (V= V ), care exprim rspunsul ochiului uman la stimuliirecepionai de la diferitele lungimi de und luminoas, determinat experimental

de CIE;

Flux radiant(Putere radiant)= puterea radiat

de sursa de lumin

Flux luminosF(Putere luminoas)

= partea din puterea radiantperceput de om ca lumin(cantitatea total de lumin

vizibil dintr-o raz )

Sensibilitateaochiului uman

Eficiena luminoas a sursei de lumin =puterea radiant perceput de om ca lumin (putere luminoas)

puterea radiant total emis de surs (putere electic)

Curbele de eficien luminoas spectral =rspunsul ochiului uman la stimulii recepionai dela diferitele lungimi de und din spectrul vizibil:

- curba viziunii photopice (adaptat la ntuneric)denumit funcia vizibilitii sau funciaV ;

- curba viziunii scotopice (adaptat la ntuneric);

Percepia integrativa ochiului uman

F = km V P

Distribuia puterii spectrale a

sursei de lumin SPD = P (puterea radiant relativ la fiecare

lungime de und din spectrul vizibil)

Distribuia puterii spectrale a unei surse de lumin incandescent relativla lungimea de und. mprirea n intervale de lungimi de und,


10/115

49

- distribuia puterii spectrale a sursei de lumin (SPD = P ), care exprimputerea radiant de o surs de lumin pentru fiecare lungime de und din spectrul

vizibil, indicat de fabricantul sursei respective.

Fluxul luminos reprezint o msur a luminii care trece dintr-un loc n altul i anume

de la suprafaa unui obiect care emite lumin, numit surs de lumin, la suprafeele altorobiecte care, fie emit la rndul lor alt lumin (obiectele fluorescente sau fosforescente), fie

reflect, mai mult sau mai puin, lumina incident ctre ochiul omului, care- o percepe drept

culoare, sau ctre alte obiecte. Din acest punct de vedere, suprafeele obiectelor din natur se

mpart n dou mari categorii:

- suprafa de emisie: este suprafaa unei surse de lumin care emite un flux luminosctre suprafeele altor obiecte (chiari surse de lumin) pentru a le ilumina;

- suprafa de reflexie: este suprafaa unui obiect care reflect, sub form de fluxluminos, o parte din fluxul luminos incident care o ilumineaz.

Prin urmare, compoziia spectrali puterea unui flux luminos depind de capacitatea

suprafeelor obiectelor din natur de a emite lumin sau de a fi iluminate de aceasta.

Conceptele care caracterizeaz un flux luminos n raport cu suprafaa sursei de lumin

care-l radiazi cu suprafeele obiectelor pe care le ilumineaz sunt prezentate schematic n

figura urmtoare:

Dintre acestea, n reproducerea culorii intereseaz luminana, caracteristica luminii

care este perceput de om drept strlucire a culorii, pentru determinarea creia se folosete

intensitatea luminoas exprimat n funcie de iluminan, care descrie iluminarea unei

suprafee de ctre un flux emis de o surs.

Sursa delumin Obiect

Ochi

Emitana (M)= fluxul luminos care pleac de pe unitatea de suprafa (1lux= 1lumen/m2)

Iluminana (E)= flux luminos incident (care cade) pe unitatea de suprafa (1lux= 1lumen/m2)

Intensitatea luminoas (I)= fluxul luminos radiat de o surs ntr-o anumit direcie (candela)

Luminana (L)= intensitatea luminoas eliberat de unitatea de suprafa s (candela/m2 )

Suprafa de emisie

Flux luminos

Intensitate luminoas

Flux luminos


Flux luminos


Suprafa de reflexie


11/115

50

Iluminana (E) unei surse de lumin caracterizeaz lumina care sosete (ajunge) pe

suprafaa unui obiect. Reprezint o msur a cantitii de lumin care ilumineaz o suprafa

(suprafaa unui obiect). Se definete ca fiind fluxul luminos care cade pe o unitate de

suprafa.

Unitatea de msur a iluminanei este lux-ul, definit ca iluminana produs de fluxulluminos de un lumen care cade pe o suprafa de un metru ptrat.

Iluminana este egal cu fluxul luminos emis de o surs de lumin punctiform, care

ilumineaz unitatea de suprafa de arie s, reprezentat de conul cu vrful n sursa respectiv

i baza s, care acoper un spaiu foarte mic.

Matematic, iluminana se exprim prin formula:

E = lim F/ss0

n practic intereseaz iluminana pentru suprafeele iluminate din toate direciile, nu

dintr-un singur punct, pentru determinarea creia se aplic acelai principiu.

Iluminana se specificat pentru un punct de pe suprafaa iluminat de o surs de

lumin.Valoarea iluminanei variaz considerabil de la un punct la altul al suprafeei iluminate

de surs. Practic, este foarte greu de obinut, chiari cu aproximaie, o iluminan uniform

pentru o suprafa mai mare de civa centimetri ptrai. Spre exemplu, o surs de lumin,

care ilumineaz o ncpere, poate produce pe suprafaa de lucru a unui birou o iluminan

cuprins n intervalul [150 lux, 500 lux]. ntr-o zon cu clim temperat, iluminana produs

de soare pe suprafaa pmntului poate varia n intervalul [5000 lux, 50.000 lux], de la o zi

nnorat la o zi cu soare strlucitor.

Experimentele au demonstrat c la nivele de iluminare ridicate sau sczute, ochiul

uman distorsioneaz percepia vizual a culorii. Astfel, la nivele de iluminare sczute viziunea

culorii nu mai este normal deoarece viziunea photopic ncepe s fie nlocuit cu viziunea

scotopic. Starea de tranziie de la viziunea photopic la viziunea scotopic, cunoscut sub

denumirea de visiune mesopic, se produce la nivelul de iluminare de adaptare care produce

pe suprafeele din jur o iluminan cuprins n intervalul [10lux (amurg), 0,1lux (lumina

lunii)]. Nivelul de iluminare normal, necesar pentru a asigura viziunea normal a culorii, este

produs de surse de iluminare cu iluminana cuprins n intervalul [50lux, 10.000lux].

Valoarea iluminanei unei surse variaz considerabil de la un punct la altul al unei

suprafee deoarece iluminarea suprafeei variaz n funcie de poziia sa n spaiu iluminat.

Spre exemplu, iluminana n colurile unei ncperi este mai mic dect n centrul acesteia

deoarece fluxul luminos care ptrunde n aceste locuri este mai redus. Din acest motiv, pentru


12/115

51

fiecare tip de surs se determin iluminana ambiant a unei ncperi ca medie a valorilor

iluminanei pe planul orizontal al ncperii, la nlimea bncii sau partea de sus a biroului.

Dei conceptul de iluminan ambiant al unei surse n raport cu un tip de ncpere nu este

agreat pe plan internaional, valorile iluminanei recomandate pentru sursele de lumin se

calculeaz ca medie a valorilor iluminanei pentru fiecare tip de ncpere i sunt publicate despecialitii n domeniu pentru a fi utilizate de cei interesai.

Pentru determinarea mediei iluminanei unei surse de lumin ntr-un spaiu dat se

folosesc diferite metode. Dac fluxul de lumin emis de o surs punctual ntr-un con ngust

cade pe o suprafa normal s, perpendicular pe direcia razei de lumin, atunci iluminana

E0= F/s. Dac se nclin suprafaa astfel nct poziia sa normal formeaz un unghi fa de

direcia razei de lumin, acelai con de lumin acoper o suprafa mai mare (s / cos ) i

iluminana devine E0 = F cos / s , adic E0 = E0 cos . Rezult c, dac lumina cade pe o

suprafa oblic, iluminana produs de un flux luminos depinde de cosinusul unghiului de

inciden. Aceast relaie este numit legea cosinusului iluminanei. Photometrele,

instrumentele f olosite pentru msurarea iluminanei, sunt proiectate cu respectarea acestei

legi.

Trebuie luat n considerare i distana ntre sursa de lumini suprafaa pe care cade

aceasta. Dac fluxul luminos F produs de o surs de lumin punctiform ilumineaz suprafaa

s1 dintr-o zon a conului situat la distana d1 de sursa respectiv, atunci iluminana este:

E1 = F/ s1.

Dac se mut suprafaa de recepie a fluxului luminos mai departe de surs, la distana

d2 >d1, n care aria suprafeei este s2, iluminana devine:

E2 = F/ s2.

n aceste condiii:

E1/ E2 = s2 / s1 i E2/ EI = (d1/ d2)2.

Suprafaa:

s/ cos

Flux luminos F

Fluxul de lumin emis de osurs punctiform ilumineaz o

unitate de suprafa nclinatfa de direcia sa cu un unghi .

Suprafaa s

Flux luminos F

Unitatea de suprafailuminat de o surs

punctiform de lumin.

Suprafaa s

Flux luminos F

Fluxul de lumin emis de o surspunctiform cade normal pe unitatea

de suprafa pe care o ilumineaz.


13/115

52

Aceast relaie este numit n mod uzual legea ptratului invers. Potrivit acestei legi,

iluminana unei surse de lumin punctiform care ilumineaz o suprafa este invers

proporional cu ptratul distanei de la sursa de lumin la suprafaa iluminat. Altfel spus,

dac distana se dubleaz, iluminanta scade la un sfert din valoarea iniial.

Intensitatea luminoas (I) caracterizeaz lumina radiat de o surs de lumin.

Reprezint o msur a cantitii de lumin emis de o surs ntr-o anumit direcie. Se

definete ca fiind fluxul luminos radiat de o surs de lumin pe o direcie dat.

Intensitatea luminoas a unei surse variaz mult n funcie de direcia n care semsoar lumina emis, motiv pentru care se specific numai mpreun cu direcia respectiv.

Spre exemplu, becul incandescent cu difuzie prin lustr emite cantiti de lumin semnificativ

diferite pe direciile orizontali n jos, dar nu emite n direcia vertical n sus deoarece nu

permite lustra. Un proiector emite numai printr-un con ngust cu o deschidere foarte mici

nimic n orice alt direcie.

Intensitatea luminoas eliberat de o surs de lumin punctiform, care emite un flux

luminos F ntr-un con ngust, pe direcia care formeaz un unghi cu direcia normal, se

exprim matematic prin relaia:

I = lim F/

0

Unitatea de msur standard a intensitii luminoase este candela. Intensitatea

luminoas de 1 candel reprezint un flux luminos de un lumen emis de o surs de lumin

punctiform ntr-un unghi solid de un steradian. Sursele de lumin uzuale au intensitatea

luminoas cuprins n mod tipic ntre 80 i 100 candela.

De regul, intensitatea tuturor lungimilor de und din spectrul vizibil se exprim prin

temperatura sursei care le emite. Altfel spus, temperatura culorii este msura intensitii

luminii radiate de o surs. n fond, este o msur a intensitii relative a tuturor lungimilor de

und din spectrul vizibil deoarece este determinat prin comparaie cu temperatura la care este

nclzit o surs de lumin de referin (radiator cu corp negru).

Fs2s1

d1d2

Legea ptratului invers:E1/ E2 = s2 / s1 i E2/ EI = (d1/ d2)

2.


14/115

53

Temperatura culoriiunei surse de lumin se definete ca fiind temperatura la care se

nclzete radiatorul cu corp negru etalon pentru a obine nuana de culoare a luminii emis de

sursa respectiv. Prin definiie, temperatura culorii radiatorului cu corp negru etalon este egal

cu temperatura suprafeei sale, exprimat n grade Kelvin (KO).

Unitatea de msur standard pentru temperatura culorii este gradul Kelvin (KO

).O raz de lumin cu intensitatea de o candel are temperatura culorii de 1800 KO.

Experimentele efectuate de CIE au demonstrat c temperatura culorii poate fi

reprezentat simbolic sub urmtoarea form:

Aceast reprezentare arat c intensitatea luminii, exprimat prin temperatura culorii

sursei care o emite, variaz n funcie de lungimea sa de und. Se observ c intensitateaculorilor spectrale crete de la Red ctre Blue, rou fiind cea mai rece culoare vizibil, iar

albastru cea mai fierbinte, lucru total opus asocierilor tradiionale fcute de om pentru aceste

culori. Rou este considerat culoare fierbinte deoarece metalele ncinse radiaz rou i focul

este roiatic, dar roeaa acestor surse considerare calde este dat de faptul c rou este prima

culoare emis de surs atunci cnd cldura crete. Drept dovad, becurile incandescente

radiaz o culoare roiatic spre glbui pe toat durata lor de via. Albastru este considerat

culoare rece deoarece gheaa reflect culoarea luminii zilei fcnd-o s apar albastr, iar

gerul apare uneori tot albastru.

Temperatura culorii, ca msur a intensitii luminii, definete condiiile de iluminare

specifice unei surse de lumin. Experimentele efectuate de CIE au demonstrat c temperatura

culorii variaz considerabil de la o surs de lumin la alta, prin urmare condiiile de iluminare

variaz corespunztor, cu implicaii majore n interpretarea culorilor la nivelul creierului

uman. Spre exemplu, pentru o surs de lumin incandescent, temperatura culorii este aproape

egal cu cea a radiatorului cu corp negru etalon, n timp ce temperatura culorii unei surse de

lumin fluorescent este mult diferit de cea a sursei de referin i de aceea cele dou

definesc condiii de iluminare mult diferite.

Pentru a defini clar condiiile de iluminare determinate de diferite surse de lumin,

CIE a definit pentru acele surse care difer mult de sursa de referin aa numita temperatur

color corelat- CCT (Correlated ColorTemperature). CCT este egal cu temperatura culorii

sursei de referin cea mai apropiat de temperatura culorii sursei de iluminare.


15/115

54

Condiiile de iluminare variaz mult n funcie de tipul sursei de lumin care le

definete, deoarece temperatura culorii acestora variaz mult de la una la alta. n consecin,

pentru descrierea corect a culorilor majoritatea productorilor de echipamente care reproduc

digital culorile (Adobe, Scitex) spectrului vizibil au adoptat ca temperatur color pentru cele

mai uzuale surse de lumin urmtoarele valori:Lumina soarelui de la 4,300 pn la 6,500 oK

Cer albastru- senin de la 12.000oK pn la 27.000 oK

Cer acoperit- nnorat 7,000 oK

Sursa fluorescent cu lumin alb 6,500 oK

Sursa cu arc electric 5,000 oK

Bec incandescent de la 2,400 oK pn la 2,700 oK

Blitz de culoare albastr 6,000 oK

Pentru a evita interpretarea greit a culorilor, CIE a standardizat intensitatealuminoas pentru vizualizarea culorilor la temperatura culorii de 5000 K0 , iar sursa care o

emite a fost denumit generic D50. A aproximat lumina alb la lumina soarelui la intensitatea

luminoas de 6774K0 , iar sursa care o radiaz, soarele, a denumit-o generic iluminant C.

Pentru interpretarea corect a culorilor reproduse pe monitoarele calculatoarelor sau

camerelor video, intensitatea luminoas a surselor de lumin utilizate de acestea a fost

stabilit la 5500K0 (D55), 6500K0 (D65), 7500K0 (D75) i 9300K0.

Luminana (L) reprezint intensitatea luminoas eliberat de unitatea de suprafa.

Dac unitatea de suprafa emite un flux luminos de intensitate luminoas I pe o direcie dat,

atunci luminana L este dat de raportul I/s. ntr-un singur punct al sursei :

L = lim F/ss0

Unitatea de msur standard pentru luminana unei suprafee este candela/ metru

ptrat, abreviat n mod uzual la cd/m2.

Luminana se specificat pentru un punct al suprafeei care radiaz lumina i variaz

mult, ca valoare, n funcie de:

- poziia fiecrui punct pe suprafaa care radiaz lumina;- unghiul de vizualizare al fiecrui punct de pe suprafaa care radiaz lumina.Valoarea luminanei unui punct de pe o suprafa care radiaz un flux luminos variaz

considerabil n funcie de poziia punctului respectiv pe suprafaa de emisie sau de reflexie.

De aceea, pentru determinarea luminanei trebuie specificate att poziia punctului pe

suprafaa care emite sau reflect o intensitate luminoas, ct i direcia n care suprafaa


16/115

55

respectiv radiaz lumina. n mod evident, luminana oricrei suprafee de reflecie depinde

de iluminana sursei de lumin care lumineaz suprafaa respectiv. Deoarece iluminana unei

surse variaz mult de la un punct la altul al suprafeei pe care o lumineaz, luminana unei

suprafee de reflexie variaz i ea considerabil de la un punct la altul al su. Potrivit

msurtorilor efectuate de CIE valoarea luminanei pereilor variaz, pentru majoritateancperilor, n intervalul [30 cd/m2, 100 cd/m2]. Un monitor de calculator poate avea

luminana de aproximativ 100 cd/m2, iar suprafaa unui tub fluorescent 1.800cd/m2 .

Filamentul unui bec incandescent poate avea luminana de 50.000cd/m2 etc.

Luminana suprafeelor iluminate, ca suprafee de reflexie, variaz mult n funcie de

unghiul de vizualizare. Spre exemplu, majoritatea suprafeelor reale nu reflect lumina

uniform, n toate direciile, iar suprafeele lucioase reflect foarte puternic n direcii

speculative. O suprafa care asigur o difuzie uniform a unei radiaii incidente, aa fel nct

luminana sa s fie aceeai n toate direciile din care poate fi msurat, poart denumirea desuprafa lambertian. Reflexia unei suprafee lambertiene respect legea cosinusului de

distribuie a energiei reflectate potrivit creia acesta este proporional cu cosinusul unghiului

de reflexie. Potrivit acestei legi, o suprafa lambertian de arie A i luminan de 1 cd/m2,

radiz un total de A lumen ntr- o emisfer de 2 steradian. Reciproc, dac se ilumineaz

uniform o suprafa lambertian cu o iluminant de lux, atunci luminana acestei suprafee

este de o cd/m2 , dac aceasta este 100% reflexiv.

Luminana suprafeelor reprezint o msur a strlucirii luminii, fiind interpretat de

creier drept strlucire a culorii, parametru determinat de intensitatea luminii independent de

lungimea sa de und, care determin cromaticitatea culorii. Luminana suprafeelor de emisie

sau reflexie este o msur fizic a luminii, fiind determinat de intensitatea fluxului de lumin

emis sau reflectat de o suprafa, n timp ce strlucirea culorii suprafeei respective are o

semnificaie determinat de capacitatea de reacie a ochiului uman la stimuli de lumin.

n figura urmtoare este reprezentat, sintetic, modul n care iluminana unei surse, care

exprim capacitatea sa de iluminare a suprafeelor obiectelor, i intensitatea luminoas radiat

de aceastq, conduc la determinarea luminane,parametru de lumin care exprim strlucirea

culorilor spectrului vizibil.


17/115

56

Proprietile optice ale materialelor

Reflexia este procesul prin care undele luminoase sunt ntoarse la trecerea dintre dou

medii materiale, mai precis sunt ntoarse de suprafeele obiectelor.

Reflexia nsoit de difuzie(mprtiere), proces de refracie (deviere) a unei raze

unidirecionale n mai multe direcii, atunci se numete reflexie difuz.

Reflexia unei raze unidirecionale ntr-o raz unidirecional, conform legilor optice,

care nu este nsoit de difuzie(mprtiere), se numete reflexie normal sau speculativ.

Reflexia normal sau speculativ exprim strlucirea suprafeelor netede la exterior,

lucioase i vopsite, care seamn cu un lichid. Este o reflexie de tip oglind, potrivit creia

lumina reflectat prsete suprafaa sub un unghi egal cu unghiul de incideni compoziia

spectral a luminii nu este alterat.

Mediul 2: Material obiect

Mediul 1:Aer

outin

Reflexie

Suprafa obiect

Specificarea caracteristicilor fluxului luminos pentru un punct al suprafeei, deemisie sau de reflexie, care radiaz lumina

Ochi

F2

F1

Fo

Fn

L2

M1

M2

Ln

En

E2

E1

Mn

L1

- de emisie - de reflexie

Iluminana (E) = fluxul luminos incident (care cade)e unitatea de su rafa 1 lux= 1 lumen/m2 :

- de emisie- de reflexie

Emitana (M)= fluxul luminosradiat de (care pleac de pe) unitatea

de suprafa (1lux=1lumen/m2

):

Luminana (L)= intensitatea luminoas eliberatde unitatea de suprafa (candela/m2):

- de emisie- de reflexie

Intensitatea luminoas (I) =fluxul luminos radiat de o surs

de lumin ntr-o anumit direcie(candela)

E

L

M

Suprafa de emisie

Sursa de

luminI Obiect 2

Obiect n

Obiect 1

Suprafa de reflexie


18/115

57

Reflexia difuz exprim culoarea suprafeelor vopsite la exterior. Este reflexia luminii

n diferite direcii produs de particulele de form neregulat care formeaz pigmenii din

vopsea. Deoarece particulele de pigment absorb o parte din lungimile de und mai mult dect

pe altele, compoziia spectral a luminii se altereaz, determinnd astfel o schimbare a culorii

suprafeelor incidente.O suprafa vopsit ideal ar trebui s aib numai reflexie difuz. Dar majoritatea

suprafeelor vopsite prezint att reflexie speculativ ct i difuz, n funcie de gradul

luciului su, n timp ce o oglind prezint numai reflexie speculativ, nu i difuz.

Suprafeele structurale, care au o textur la exterior format din linii paralele aezate n

mai multe straturi subiri, paralele i ele, prezint reflexii diferite n direcii diferite. Aceste

suprafee se comport ca o gril de difracie care reflect anumite lungimi de und mai mult

dect pe altele datorit fenomenului de interferen, modificnd astfel caracteristicile luminii

incidente, cu implicaii vizuale.Reflexia, normal sau difuz, las lungimea de und a radiaiei luminoase

neschimbat, cu excepia efectului Doppler care determin o schimbare a lungimii de und

atunci cnd suprafaa reflectant este n micare.

Pentru a msura corect cantitatea de lumin reflectat de o suprafa trebuie specificate

cu grij condiiile de iluminare i de vizualizare. n acest sens, CIE a stabilit o serie de

standarde geometrice pentru msurtorile reflexiei.

Reflectana () unei suprafee caracterizeaz capacitatea sa de a reflecta lumina

incidenti reprezint o msur a proprietii de reflexie a acestei suprafee.

Reflectana se definete ca raport ntre fluxul luminos reflectat de o suprafai fluxul

luminos incident pe aceasta. Dac fluxul luminos reflectat de unitatea de suprafa dA se

exprim n funcie de emitana suprafeei M, iar cel incident n funcie de iluminana sursei de

lumin E, atunci:

= (dreflectat)/ (dincident)= MdA/ EdA = M / E sau M = E

Rezult c emitana, proprietatea de emisie a unei suprafee, este egal cu produsul dintre

reflectana sa i iluminana sursei de lumin incident.

Reflectana total a unei suprafee este egal cu suma dintre reflectana sa normal (n)

i reflectana sa difuz (d), determinate ca raport ntre fluxul reflectat normal sau difuz de

suprafaa respectivi fluxul luminos incident pe acea suprafa, ceea ce matematic se

exprim prin relaia:

= n+ d i rezult c M = (n+ d)E


19/115

58

Reflectana unei suprafee depinde de:

- lungimea de und a luminii incidente;- polarizarea i distribuia geometric a luminii incidente.Dac este determinat de o singur lungime de und, reflectana unei suprafee este

monocromatic sau spectral. Pentru o anumit combinaie de lungimi de und, reflectanaunei suprafee depinde de distribuia spectral a luminii incidente care trebuie specificati

se cheam reflectan policromatic.

Raportul dintre reflectana unei suprafee iluminate i lungimea de und definete

distribuia reflectanei spectrale a suprafeei respective. Acest factor este folosit n mod uzual

pentru caracterizarea proprietii de reflexie a suprafeelor.

Distribuia puterii spectrale a luminii provenite de la suprafaa unui obiect cnd este

iluminat de o surs de lumin se numete distribuia puterii spectrale a luminii reflectate i

este definit de produsul dintre reflectana suprafeei respective i SPD aferent sursei careemite lumina ce cade pe aceast suprafa.

n practic, reflectana unei suprafee se determin prin comparaie cu reflectana unei

suprafee ideale, care reflect toat lumina, respectiv toate lungimile de und care cad pe ea,

la fel de puternic, n toate direciile. n acest context, reflectana oricrei suprafee se

calculeaz ca raport ntre lumina pe care o reflectat ea i lumina reflectat de o suprafa

ideal, n condiii geometrice definite.

Reflectana spectral este proprietatea unui material care reflect o singur lungime de

und din spectrul vizibil, i anume pe cea care-i definete culoarea. Reflectana unui material

alb pur, care reflect n mod egal toate lunfimile de und din spectrul vizibil, este 100%.

Experimentele au demonstrat ns c n realitate un material alb, ca de exemplu hrtia, are

reflectana de aproximativ 80%- 90%. n practic se folosesc eantioane albe cu reflectan de

80%- 90% ca standarde de reflexie.

Experimentele efectuate de CIE au demonstrat c suprafeele puternic colorate

prezint o variaie mare a reflectanei n raport cu lungimea de und, n timp ce suprafeele

acromatice prezint o variaie mai mic acestui factor. Reflectana culorilor gri i negru sunt

mult mai mici dect reflectana culorii alb, tipic 20%- 60 % pentru gri i 3%-5% pentru negru.

Trebuie subliniat c este foarte greu de produs o suprafa total absorbant, un negru ideal.

Practic negru ideal, cu factor de reflectan 0% nu exist.


20/115

59

Transmisia este procesul prin care undele de lumin strpung suprafeele obiectelori

trec prin materialul din care sunt fcute acestea.

Transmisia nsoit de difuzie(mprtiere), proces de refracie (deviere) a unei raze

unidirecionale n mai multe direcii, se numete transmisie difuz.

Transmisia unei raze unidirecionale ntr-o raz unidirecional, conform legiloroptice, care nu este nsoit de difuzie(mprtiere), se numete transmisie normal sau

direct.

Transmisia normal sau direct se produce printr-o suprafa de sticl perfect

transparent, caz ideal care nu se regsete n practic. O suprafa de sticl lustruit reflectat

numai o mic parte din lumina incident, marea parte ptrunznd prin sticl, conform legii

fizice a refraciei. Dac bucata de sticl are dou fee, dou suprafee lucioase- paralele prin

care trece lumina, la prima suprafa o mic parte din lumin este reflectat, iar restul trece

prin sticl. La a doua suprafa, o mic parte din lumina refractat iniial este reflectat, iar

restul trece prin suprafai este refractat din nou, pe o direcie paralel cu cea iniial. La

trecerea prin sticl, o parte din lumin este absorbit, dimensiunea acestei absorii fiind

dependent de lungimea de und a luminii. Multe sticle au o culoare cu tent de verde

deoarece o parte a lungimilor de und lungi (rosu) i scurte (albastru) sunt absorbite n

trecerea lor prin sticl.

Pentru lumina care trece prin sticl normal intensitatea de lumin reflectat este dat

de ecuaia:

Ir= I0 (n-1)2/ (n+1)2,unde Ir= intensitatea reflectati I0 intensitatea incident.

Considernd c pentru majoritatea materialelor solide transparente n este aproximativ 1.5,

conform experimentelor efectuate de CIE, intensitatea luminii reflectate de o suprafa

transparent este dat de relaia:

Ir= aproximativ 4% I0

Suprafaa obiectelorMediul 1 (aer)

Mediul 2 (material component)

Transmisie

out

in


21/115

60

Prin urmare, la trecerea prin orice material solid transparent ca sticla, 4% din lumin este

reflectat de suprafa. Prin urmare, cantitatea de lumin transmis printr-o foaie de sticl nu

poate depi 92% din cantitatea de lumin incident. Trebuie notat c proporia luminii

reflectate de o suprafa crete considerabil dac unghiul de inciden nu este normal i devine

mai oblic.Transmisia difuzse produce pentru materialele transparente care mprtie lumina,

adic o parte din lumina transmis strpunge n direcii total diferite de lumina incident.

mprtierea luminii se produce pe suprafeele plane deoarece:

a. procesul de lustruire produce zgrieturi pe suprafaa materialului transparent;b. textura suprafeei conine materiale cu diferii indexi de refracie.

n cazul materialelor transparente de tip foi de hrtie, se produce o mprtiere a luminii care

conduce la o transmisie difuz.

Transmisia normal sau difuz las lungimea de und a radiaiei luminoaseneschimbat.

Transmitana () unui mediu (obiect fcut dintr-un anumit material) exprim

proprietatea acestuia de a transmite o parte din lumina incident. Se definete ca raport dintre

fluxul luminos transmis prin mediul respectiv i fluxul luminos incident pe suprafaa acestuia

sau raportul dintre intensitatea total a luminii transmise, n toate direciile, i intensitatea

total a luminii incidente pe suprafaa acestuia.

Transmitana total a unei suprafee este dat de suma dintre transmitana sa normal

i transmitana sa difuz, determinate ca raport ntre fluxul transmis normal sau difuz, ceea ce

matematic se exprim prin relaia:

= n+ d

Transmitana unei suprafee depinde de:

- lungimea de und a luminii incidente;- polarizarea i distribuia geometric a luminii incidente.Dac este determinat de o singur lungime de und transmitana unei suprafee este

monocromatic sau spectral. Pentru o anumit combinaie de lungimi de und estepolicromatici depinde de distribuia spectral a luminii incidente care trebuie specificat.

La trecerea printr-o substan transparent, lumina transmis va suferi pierderi att

prin absorie ct i prin reflexie. Pentru orice material, transmitana variaz mult n funcie de

lungimea de und incident pe suprafaa sa. Transmitana unei singure lungimi de und se

numete transmitan spectral.


22/115

61

Absoria este procesul de transformare a energiei radiante perceput de om drept

lumin ntr-un alt tip de energie, n mod uzual energia termic (cldura) care se produce la

interaciunea lungimilor de und luminoase cu suprafaa obiectelor (materia).

Absorbana () unui material (obiect fcut dintr-un anumit material) exprim

proprietatea suprafeelor de a absorbi o parte din lumina incident. Se definete ca raportdintre fluxul luminos absorbit de mediul respectiv i fluxul luminos incident pe suprafaa

acestuia.

Potrivit legii Beer- Lambert, absorbana fiecrei lungimi de und este proporional cu

numrul moleculelor absorbante pe care le ntlnete raza de lumin n calea sa. Prin urmare,

depinde de absoria intrinsec a materialului n raport cu lungimea de und respectiv, de

lungimea b traseului parcurs prin material i de concentraia c a acestuia:

A () = log10(1/ T ()) = a ()bc

Legea Beer- Lambert e folosit pe scar larg att n analiza chimic, ct i n multe

alte aplicaii din industria vopselelor, coloranilori tipografic.

Absorbana unei suprafee depinde de:

- lungimea de und a luminii incidente;- polarizarea i distribuia geometric a luminii incidente.Dac este determinat de o singur lungime de und absorbana unei suprafee este

monocromatic sau spectral. Pentru o anumit combinaie de lungimi de und este

policromatici depinde de distribuia spectral a luminii incidente care trebuie specificat.

Fiind definite ca raport ntre valori ale fluxului luminos sau intensitii luminoase

reflectana, transmitana i absorbana unei suprafee nu au unitate de msur, motiv pentru

care se mai numesc i factori de reflectan, transmitani absorban.

Reflectana, transmitana i absorbana unei suprafee exprim proprietile optice ale

materialelori de aceea caracterizeaz comportarea acestora n raport cu lumina incident

care le determin culoarea. Aceste proprieti nu sunt ns constante, deoarece depind de muli

ali parametri, ca de exemplu: grosimea materialului, natura suprafeelor, unghiul de

inciden, temperatur, distribuia spectral a luminii, efectele de polarizare etc.

Modul de determinare a proprietilor optice ale materialelor, n vederea exprimrii

comportrii acestora n raport cu lumina incident pentru descrierea culorilor acestor

materiale este descris n documentaia CIE 1930-1998.


23/115

62

Culoarea obiectelor din natur

Culoarea este efectul produs asupra ochiului uman de undele electromagnetice emise

sau reflectate de corpurile din mediul nconjurtor pe direcia acestuia. Dup cum emit sau nu

unde electromagnetice, corpurile din natur se mpart n surse de lumini obiecte colorate.

Sursele de luminsunt corpuri sau obiecte care emit unde electromagnetice, respectivlumin. n funcie de compoziia undelor de lumin pe care le pot genera i emite ctre alte

obiecte din mediul nconjurtor acestea pot fi:

c. monocromatice, dac genereazi emit o singur lungime de und;d. policromatice, dac genereaz o combinaie de lungimi de und.Culoarea emis de o surs de lumin este dat de lungimea de und dominant care

produce senzaia de culoare i de intensitatea lungimii respective de und care produce

senzaia de strlucire sau luminozitate. Deoarece intensitatea luminii pe care o emit sursele

este de regul ridicat, ochiul uman distinge cu greu culoarea acestora, multe fiind perceputeca monocromatice, dei n realitate nu sunt.

Spectrulunei surse de lumin reprezint domeniul radiaiilor electromagnetice produs

i emis de sursa respectiv ca lumin vizibil, domeniul lungimilor de und pe care le poate

produce i emite ea fiind, de regul, mult mai larg.

Spectrul unei surse de lumin este inclus sau cel mult egal cu spectrul vizibil.

Obiectele colorate sunt corpuri din natur sau create de om care vin n contact cu

lumina emis de sursele de lumin.

Lumina se comport diferit n raport cu obiectele cu care vine n contact,undele de

lumin fiind absorbite, reflectate, transmise sau emise de suprafeele acestor obiecte. Astfel,

lumina reflectat este lumina care se lovete i se ndeprteaz de obiectul ctre care a fost

emis pe direcia ochiului uman. Lumina absorbit este cea care nu a fost nici reflectati nici

nu a trecut prin obiectul ctre care a fost emis. Lumina transmis este cea care a trecut prin

obiectul ctre care a fost emis.

Lumina reflectat Lumina absorbit Lumina transmis


24/115

63

Culorile obiectelorsunt determinate nu numai de caracteristicile optice ale suprafeelor

lor, ci i de orientarea acestora n spaiu, care afecteaz compoziia luminii care ajunge la

suprafaa obiectului respectiv pe direcia ochiului uman.

Obiectele opace au culoarea determinat de lungimile undelor de lumin pe care le

reflect, restul undelor de lumin fiind absorbite de acestea. Obiectele care reflect toatelungimile de und au culoarea alb, iar cele care le absorb pe toate au culoarea negru.

Obiectele care reflect, absorb, transmit i eventual emit lungimile de und n proporii

diferite au nuana de culoare din spectrul vizibil determinat de combinaia undelor de lumin

reflectate

Obiectele translucide sau transparente teoretic nu au culoare deoarece transmit,

mprtiat sau nu, toate undele de lumin emise ctre ele. n realitate ns, ele tind s aib

culoarea puinelor lungimi de und pe care le reflect, absorb o mic parte i transmit marea

majoritate a lungimilor de und care cad pe suprafaa lor.Obiectele incandescente, care genereazi emit lungimi de unde luminoase datorit

temperaturii lor ridicate, au culoarea determinat de natura particulelor solide emise pe

direcia ochiului uman. n mod uzual, aceast culoare este perceput ca fiind rou ncins sau

alb ncins. Obiectele incandescente reprezint surse de lumin termale care emit o mic parte

din energia lor (aproximativ 10%), sub form de particule solide ncinse, ca lumin vizibil,

iar restul ca lumin infrarou sau ultraviolet.

Obiectele fluorescente i fosforescente, care absorb undele de lumin emise ctre ele

i, ca o consecin, emit alte unde de lumin cu caracteristici diferite, au culoarea determinat

de lungimile de unde pe care le emit pe direcia ochiului uman. Pentru c emit lumin,

obiectele fluorescente, care emit alte lungimi de unde pe ntreaga durat a procesului de

absorbie, i cele fosforescente, care continu emisia chiari dup ce procesul de absorbie

nceteaz, reprezint surse de lumin.

Interpretarea culorii. Indexul de interpretare a culorii

Culoarea unui obiect vizualizat este determinat n principal de distribuia puterii

spectrale (SPD) a luminii care trece de la obiect la ochiul uman, lumina reflectat de suprafaa

obiectului cnd este iluminat de o surs de lumin.

SPD-ul luminii reflectate de suprafaa unui obiect cnd este iluminat de o surs de

lumin este dat de produsul ntre SPD-ului sursei de lumini reflectana spectral pe fiecare

punct al suprafeei pe care o ilumineaz sursa respectiv, care definete distribuia reflectanei

spectrale a suprafeei iluminate.


25/115

64

Deoarece SPD-ul unei surse de lumin variaz n limite foarte largi n funcie de tipul

acesteia, SPD-ul luminii reflectate de o anumit suprafa variaz semnificativ de la un tip de

surs de lumin la altul. Rezult c, o suprafa arat diferit, are culori diferite, dac este

iluminat de dou surse de lumin cu SPD diferit, ca de exemplu o surs cu lumin

incandescenti una fluorescent. Altfel spus, culoarea unui obiect vizualizat sub o luminincandescent este diferit de culoarea aceluiai obiect vizualizat sub o lumin fluorescent.

Cel mai surprinztor lucru este acela c suprafeele colorate pot fi recunoscute sub ambele

tipuri de iluminare deoarece sistemul vizual uman se adapteaz uor la schimbarea condiiilor

de vizualizare.

Deoarece unele tipurile de surse de lumin folosite n mod uzual produc o interpretare

corect a unei game largi de culori la nivelul creierului uman iar altele nu, apare necesitatea

determinrii proprietilor de interpretare a culorilor specifice surselor de lumin utilizate.

Spre exemplu, tubul fluorescent emite foarte puin putere n partea roie a spectrului, curezultatul c majoritatea suprafeelor roii arat mohorte cnd sunt iluminate astfel. Alte

surse de lumin emit numai o singur band ngust de lungimi de und, motiv pentru care

interpretarea culorilor este att de proast nct unele culori sunt de nerecunoscut.

Indexul de interpretare a culorii- CRI (ColorRendering Index -) caracterizeaz lumina

radiat (emis) de o surs de lumin, exprimnd particularitile de interpretare a culorilor

definite de lumina emis de sursa respectiv la nivelul creierului uman.

CRI este un numr care exprim efectul produs de lumina emis de o surs asupra

culorii obiectelor, prin comparaie cu o surs de referin. Acest numr este obinut pe baza

unei formule matematice determinat experimental de CIE, prin compararea iluminrii

produse de o surs asupra unor mostre de culoare cu iluminarea produs de o surs de

referin asupra acelorai mostre de culoare.

Rezultatele experimentelor efectuate de CIE au artat c CRI are valori mai mici sau

egale cu 100. O surs de lumin ideal are CRI = 100. O surs cu CRI care tinde ctre 0

distorsioneaz grav culorile. Se poate spune c o interpretare cu acuratee a culorii necesit

CRI = minim 90, dar puine tipuri de surse moderne ndeplinesc aceste condiii.

Pe baza formulei stabilite de CIE se poate determina CRI pentru orice surs de lumin.

Pentru ctorva surse de lumin folosite n mod uzual CRI are urmtoarele valori:

- lumina soarelui minim 95;- surs de lumin fluorescent rece de culoare alb 62;- surs de lumin fosforescent minim 80.


26/115

65

La modul general, CRI este folosit pentru descrierea i evaluarea surselor de lumin

prin determinarea calitii luminii emise. n mod special, CRI se folosete pentru a caracteriza

lumina emis de sursele cu SPD diferit, culorile vizualizate la surse de lumin cu SPD diferit

fiind percepute diferit de sistemul vizual uman. Fenomenul este denumit metamerism iar

sursele respective se numesc surse metamerice.

Percepia vizual a culorii

Percepia culorii este definit de modul n care ochiul, prin construcia sa fiziologic,

interpreteazi deosebete culorile din spectrul vizibil.

Culoarea este senzaia dat de undele de lumin reflectate de un obiect luminat sau

emise de o surs de lumin ctre ochiul uman. La nivelul ochiului, irisul regleaz cantitatea de

lumin care ptrunde prin pupile (lentile), ctre retin. Pupilele focalizeaz lumina ctre

retin, funcie de lungimea sa de und.Retina, considerat parte a creierului, este o structur nervoas complex, care conine

dou tipuri de receptori sensibili la lumin, numii bastonae (rods) i conuri (cones), datorit

formei lor fizice. Aceti receptori transform lumina n impulsuri nervoase care creeaz

senzaia de culoare pe creierul uman.

Receptorii de tip bastona, sensibili la intensitatea luminoas, disting ntre ntuneric i

lumin. Structural, ei sunt activi la nivele sczute de lumin, au timp redus de rspuns la

stimuli luminoi i conin substane care absorb lumina. Din acest motiv ei nu deosebesc

culoarea, fiind responsabili cu vederea pe timpul nopii. Receptorii de tip con, sensibili la

diferitele lungimi de und pe care creierul le interpreteaz drept culori, sunt activi la nivele

ridicate de lumini permit percepia culorii pe timpul zilei. Structural, ei conin nite

substane chimice numite pigmeni, care contribuie la crearea senzaiei de culoare i au timp

rapid de rspuns la stimuli de lumin.

RETINA

PUPILA

IRIS

NERVUL

OPTIC

RECEPTORI TIP

BASTONAI CON


27/115

66

Experimentele efectuate de Newton i confirmate de teoria Young-Helmholtz au

demonstrat c retina ochiului uman conine trei categorii de receptori tip con, fiecare categorie

fiind sensibil la o anumit gam de unde luminoase:

- receptori Long sau Red, sensibili la lumina roie, cu lungimi de und lungi, 500nm- 700nm;-receptori Middlesau Green, sensibili la lumina verde, cu lungimi de und medii, 450nm- 630nm;

- receptori Short sau Blue, sensibili la lumina albastr cu lungimi de und scurte, 400nm- 500nm. Percepia culorii la nivelul creierului uman trebuie definitinnd cont c:

-este rezultatul stimulrii simultane a celor trei categorii de receptori din retin;-este afectat de lumina mediului nconjurtori de adaptarea ochiului la aceast lumin;-diferite combinaii de lungimi de und pot fi percepute ca senzaii de culoare identice

(metamerism).

Oricum, n reproducerea culorilor din mediul nconjurtor, trebuie avut n vedere c

lumina vizibil perceput drept culoare de sistemul vizual uman este mai mult psiho-fiziologic dect fizic.

Percepia fizic a culorii se bazeaz pe pigmenii de culoare din retin, fiecare

categorie de receptori tip con coninnd cte un pigment care reflect una din cele trei

categorii de unde luminoase i le absoarbe pe celelalte dou. Practic, culoarea perceput de

sistemul vizual uman poate fi descris prin combinaia aditiv a lungimilor de und LMS,

corespunztoare culorilor RGB, pe care le reflect pigmenii din structura receptorilor tip con.

Acetia absorb, selectiv, o parte din lumin pentru a reflecta numai lungimile de und care

definesc o anumit culoare.Rspunsul receptorilor din retin la diferii stimuli de lumin are, n principiu, forma

curbelor de rspuns ridicate pe baza experimentelor lui Newton.

(Isaac

Newton)

Curbele de rspuns spectral pentru fiecare tip de con din retina ochiului uman


28/115

67

Pe baza acestor curbe de rspuns au fost determinate curbele de combinare a culorilor

folosite pentru reprezentarea acestora n vederea descrierii, captrii, sau reproducerii.

Cele trei categorii de receptori tip con rspund n mod diferit la diferitele lungimi de

und din lumina vizibili, prin urmare, au curbe de rspuns diferite. Diferena ntre

semnalele recepionate de la cele trei categorii de receptori tip con permite creierului sperceap o gam larg de culori diferite.

Nervul optic interpreteaz impulsurile nervoase primite de la retin, prin intermediul

receptorilor sensibili la lumini creeaz, la nivelul creierului uman, senzaia de culoare. i

astfel, omul poate percepe i distinge milioane de culori i nuane de gri.

Percepia fiziologic a culoriieste determinat de particularitile fiziologice ale

indivizilor. Ca orice senzaie fiziologic, culoarea nu este perceput la fel de toate persoanele,

dup cum nici vederea aceleai persoane nu este la fel pe tot parcursul vieii sale. Practic, nu

exist culoare absolut deoarece particularitile fiziologie sau afeciunile ochiului uman potproduce anomalii de interpretare a culorilor. Din acest motiv, doi indivizi pot percepe culori

diferite pentru acelai obiect. Unii indivizi se pot nate cu defeciuni de vedere. De exemplu,

daltonitii nu disting culoarea roie, ei vd de culoare verde tot ceea ce oamenii normali

consider a fi de culoare rou.

Percepiapsihologic a culoriieste determinat de factorii emoionali specifici

mediului social n care triete fiecare persoani determin, la rndul ei, efectele socio-

economice ale culorilor. Culoarea poate fi considerat un fenomen psihologic deoarece

exprim numai caracteristicile luminii detectate de ochiul omului care sunt afectate de factori

emoionali pasai la nivelul subcontientului uman. n acest context unele culori creeaz

emoii diferite, uneori chiar opuse. Spre exemplu, n cultura multor popoare, negrul este

asociat cu moartea i durerea, iar albul semnific viai puritate. n Orient ns, albul este

culoarea tradiional pentru doliu i durere.

Caracteristicile culorii

La nivel conceptual, culoarea este caracterizat prin cromaticitatea sa, determinat de

lungimea de und sau de mulimea lungimilor de und care o definete, i de strlucirea sau

luminozitatea sa, determinat de intensitatea undei de lumin. Lungimea de undi

intensitatea culorii fiind determinate de energia electromagnetic, reprezint cantiti fizice, n

timp ce cromaticitatea i strlucirea acesteia, fiind determinate de percepia uman a culorii,

sunt psihologice. Percepia uman despre intensitatea culorii este neliniar, la schimbri de

intensitate diferite ochiul uman putnd percepe aceeai schimbare n strlucirea culorii.


29/115

68

Caracteristicile pe baza crora ochiul uman deosebete culorile sunt nuana (hue),

saturaia i strlucirea (brightness). Sistemele de msurare i reprezentare a culorilor folosesc

pentru descrierea culorilor spectrului vizibil parametri (de culoare) care se refer la aceste trei

caracteristici intrinseci ale culorii.

Cromaticitatea unei culori este definit de nuana i saturaia acesteia, luate mpreun.Nuanaculorii (hue) este parametrul de culoare determinant de lungimea de und

dominant din mulimea lungimilor de und care formeaz culoarea respectiv. Este definit

de gradaia unei culori n interiorul spectrului vizibil.

Saturaiaculorii este parametrul de culoare determinant de puritatea culorii, adic de

lungimile de und care se combinat cu lungimea de und dominant ce definete nuana

culorii. Reprezint intensitatea unei nuane de culoare. O nuan pur, fiind definit de o

singur lungime de und, este complet saturat.

Strlucirea(brightness) sau luminozitatea (luminance) culorii este parametrul deculoare determinant de intensitatea undelor de lumin care o definesc. Mai mult lumin

nseamn unde de lumin de intensitate mai mare care determin culori mai intense sau mai

strlucitoare. Intensitatea luminii se exprim prin temperatura culorii sursei care o emite.

Pentru a obine o descriere formal, nu i foarte precis, a culorilor spectrului vizibil

care s indice, generic, relaiile dintre aceste culori s-a reprezentat nuana culorii pe

circumferina Cercului color al lui Newton, iar saturaia acesteia pe raz. Strlucirea culorii a

fost reprezentat pe linia acromatic care trece prin centrul cercului, de la negru, prin diferite

nuane de gri, ctre alb, fiind considerat constant n raport cu cromaticitatea unei suprafee.

Culorile complet saturate (o singur lungime de und) sunt plasate pe circumferina

cercului, iar lumina acromatic (combinaie a tuturor lungimilor de und n proporii egale), n

centrul acestuia. Pornind, pe Cercul lui Newton, de la Red ctre Blue i de la origine ctre

circumferin, se trece de la lungimi de und lungi la cele scurte i de la combinaii n

proporii egale de lungimi de und ctre o singur lungime de und, parcurgnd astfel toate

Reprezentarea caracteristicilor de

culoare pe Cercul color al lui Newton


30/115

69

culorile vizibile. Strlucirea culorilor, considerat constant n raport cu cromaticitatea lor,

este reprezentat n originea cercului.

O culoare spectral este complet saturat, prin urmare este situat pe cerc. Newton a

demonstrat experimental c nu toate culorile pot fi reprezentate prin culori spectrale. Spre

exemplu, Magenta nu este culoare spectral deoarece nu este format dintr-o singur lungimede und, ci din amestecul de Red i Blue, n cantiti egale, dar este o culoare complet saturat

Experienele lui Newton au artat c mai multe amestecuri de lungimi de und diferite

pot produce aceeai nuan de culoare i c, din punct de vedere al saturaiei, unele culori

spectrale sunt percepute ca fiind mai saturate dect altele. Spre exemplu, Red este perceput ca

fiind mai saturat dect Yellow. n plus, pentru aceeai nuan de culoare pot fi percepute mai

multe nivele diferite de saturaie.

Strlucirea sau luminozitatea unei culori se raporteaz la proprietile suprafeei pe

care cade lumina i la caracteristicile sursei de iluminare. Experimental s-a stabilit cstrlucirea culorii perceput de om nu este proporional cu reflexivitatea suprafeei de

inciden, ci se afl ntr-o relaie logaritmic. Totodat s-a observat c suprafee diferite,

iluminate diferit, pot fi percepute ca avnd aceeai strlucire i c nuana i saturaia culorii

sunt aceleai pentru o valoare dat a acesteia. Experimentele lui Maxwell au demonstrat c

strlucirea unei suprafee colorate este constant. Teoria lui Maxwell st la baza colorimetriei

moderne.

Tipuri de culori

Ochiul uman poate distinge aproximativ 16,7 milioane de culori diferite, care pot fi

grupate pe baza urmtoarelor trei criterii:

a. n funcie de caracteristicile fizice ale luminii care definete culoarea se

deosebesc culori acromatice, culori spectrale sau monocromatice i culori policromatice.

Culorile acromaticesunt produse de lumina acromatic, care nu are culoare, fiind

caracterizat numai de intensitatea sa. Obiectele din mediul nconjurtor vizualizate de om la

lumin acromatic sunt percepute de acesta ca avnd culoarea gri. Variind intensitatea

luminii, teoretic de la zero la infinit, se obine axa acromatic sau scala de gri, de la negru

(absena luminii), pn la alb (combinaie a tuturor lungimilor de und din spectrul vizibil n

proporii egale).

Culorile spectrale sau monocromaticesunt produse de o singur lungime de und din

spectrul vizibil. Sunt culorile curcubeului din spectrul vizibil. Exist tabele de culoare care

arat lungimile de und pentru diferite culori spectrale, care ns nu trebuie interpretate ca


31/115

70

fiind definitive deoarece culorile spectrale i mprirea acestora n culori distincte reprezint

o problem de cultur, gust i limbaj. Mai mult chiar, intensitatea unei culori spectrale poate fi

alterat considerabil de percepia sa, motiv pentru care o surs de lumin nu trebuie s

produc ntocmai o anumit lungime de und pentru ca aceasta s fie perceput ca fiind o

culoare spectral.Culorile policromatice sunt culorile care pot fi produse prin combinarea mai multor

lungimi de und din spectrul vizibil, n diferite proporii. Majoritatea obiectelor sau imaginilor

din mediul nconjurtor sunt percepute de om de culori policromatice sau policromii.

b.n funcie de proprietatea anumitor lungimi de und de a se combina (amesteca

sau mixa) n diferite proporii pentru obinerea culorilor spectrului vizibilse deosebesc

culori primare i culori secundare.

Culorile primare sunt seturi de trei culori prin combinarea crora, n diferite proporii,

se pot obine, teoretic, toate culorile spectrului vizibil. Practic ns, s-a demonstrat c gama deculori obinute prin combinarea oricrui set de culori primare este mai restrns dect gama

de culori posibil a fi distins de om.

Culorile secundare se obin prin combinarea, n proporii egale, a dou culori primare.

Practic, sunt culori complementare culorilor primare.

Potrivit teoriei lui Newton, culorile RGB- rou (Red), verde (Green) i albastru

(Blue)- sunt culori primare, deoarece corespund lungimilor de und LMS- lungi (Long),

medii (Middle) i scurte (Short)- la care sunt sensibili receptorii ochiului uman, prin

combinarea crora n diferite proporii se pot obine diferite culori din spectrul vizibil.

Experimentele lui Newton, efectuate prin dispersia luminii cu ajutorul unei prisme de sticl,

au demonstrat c lumina alb este o combinaie a tuturor culorilor din spectrul vizibil i

conine cele trei culori primare n proporii egale. Culorile CMY, complementare culorilor

primare RGB, sunt culori secundare, deoarece:

Cyan = Blue (albastru) + Green (verde)

Magenta = Red (rou) + Blue (albastru)

Yellow (galben) = Red (rou) + Green (verde).

Absena luminii produce culoarea negru. Prin combinarea culorilor primare n proporii

inegale, se obin culori diferite de culorile spectrale, proporia, n sine, determinnd culoarea.

Maxwell a demonstrat c setul de culori primare nu este unic, c de fapt orice set de

culori care pot fi combinate pentru a produce culoarea alb formeaz un set de culori primare.

Cele mai uzuale seturi de culori primare folosite pentru specificarea culorilor pe care le poate


32/115

71

percepe sistemul vizual uman, sunt derivate ns din culorile primare RGB definite de

Newton.

Pornind de la setul de culori primare RGB, determinat pe baza corelaiei ntre fizica i

percepia culorii, s-au definit mai multe seturi de culori primare, cu scopul de a lrgi gama de

culori din spectrul vizibil care pot fi descrise i reprezentate n vederea reproducerii cuajutorul tehnologiei disponibile.

c.n funcie de modul de combinare (de amestec sau de mixare) a undelor de

lumin folosit pentru obinerea unei culori vizibile se deosebesc culori aditive i culori

substractive

Culorile aditivese obin prin combinarea (adunarea) undelor de lumin de diferite

lungimi care cad direct pe ochiul uman. Altfel spus, culorile prezente n lumin, ca lungimi

diferite de und, se adun pentru a forma o nou culoare pe care o poate distinge sistemul

vizual uman.Cercul color al lui Newton reprezint, n mod intuitiv, proprietatea de combinare

aditiv a culorilor.

Culorile primare RGB sunt numite culori aditive primare deoarece lungimile de und care le

definesc se combin aditiv, n diferite proporii, pentru a forma culoarea corespunztoare

undelor de lumin care ating ochiul. Experienele au demonstrat c toate culorile ntlnite n

natur pot fi reproduse prin combinarea acestor trei lungimi de und de diferite intensiti.

Culorile secundare CMY, obinute prin combinarea aditiv a culorilor primare RGB,

sunt numite culori aditive secundare.

Cyan = Green + Blue

Magenta = Red + Blue

Yellow = Red + Green

Cercul lui Newton

Combinarea aditiva culorilor primare RGB


33/115

72

Combinarea aditiv a culorilor primare RGB st la baza definirii sistemului aditiv de

reprezentare a culorilor RGB n care culoarea alb se obine prin proiectarea simultan a trei

fascicule identice de lumin RGB.

Culorile substractive se obin prin extragerea unor lungimi de und din lumin pe baza

proprietii unor substane de a absorbi anumite lungimi de und. Practic, se extrag (se scad)din lumin selectiv, prin absorbie, anumite lungimi de und pentru a fi reflectate pe direcia

ochiului uman numai cele care determin culoarea dorit. Se spune c diferitele lungimi de

und se combin substractiv pentru a obine alte culori pe care le poate distinge sistemul

vizual uman. Substanele naturale sau produse de om care, aplicate pe suprafeele obiectelor

iluminate, reflect numai lungimile de und care corespund culorii dorite, absorbind restul, se

numesc pigmeni.

Maxwell a stabilit experimental c n spectrul vizibil exist nuane de culoare care nu

pot fi obinute prin combinarea aditiv a culorilor primare RGB. Potrivit teoriei lui Maxwell,prin combinarea substractiv, n diferite proporii, a culorilor secundare CMY se poate descrie

o gam mai larg de nuane de culori din spectrul vizibil. Din acest motiv, culorile secundare

CMYau fost denumite culori substractive primareCMY, iar culorile obinute prin

combinarea substractiv, n pri egale, a dou dintre acestea au fost numite culori

substractive secundare RGB.

Red = Magenta + Yellow

Green = Yellow + Cyan

Blue = Cyan + Magenta

ntruct culorile substractive, dei obinute prin absoria selectiv a anumitor lungimi

de und din lumin, sunt determinate, n fond, de lungimile de und RGB reflectate care se

combin aditiv i cad direct pe ochiul uman pentru a forma culoarea dorit, culorile aditive

primare RGB formeaz un set culori primare general valabil, cruia i corespunde setul de

culori secundare format din culorile substractive primare CMY. Culorile substractive CMY

formeaz un set de culori primare numai pentru reproducerea culorilor n procesul de tiprire

sau imprimare.

Combinarea substractiv a culorilor primare CMY st la baza definirii sistemului

substractiv de reprezentare a culorilor CMYK n care culoarea negru se obine teoretic prin

amestecul a trei cantiti egale de cerneal CMY, dar practic prin adugarea unei cantiti

suplimentare de cerneal neagr.

Combinarea substractiva culorilor secundare


34/115

73

2.2. Sisteme de reprezentare i msurare a culorilor

Problema reprezentrii i msurrii culorilor dateaz nc din antichitate dar, odat cu

apariia i dezvoltarea tehnologiilor de reproducere a imaginilor color, s-a impus necesitatea

utilizrii unor sisteme unitare de descriere a culorilor la nivel internaional, care s asigurecomunicarea cu fidelitate a acestora dintr-un loc n altul i de la un echipament la altul.

Pentru descrierea culorii, ca form de comunicare, trebuie adoptat iniial un limbaj de

reprezentare (notare) a acesteia. Sistemul de reprezentare a culorii reprezint un model de

specificare a stimulilor de culoare n funcie de trei parametri care constituie coordonatele

unui spaiu de culoare tridimensional definit pe modelul viziunii color tristimulus proprie

omului. n acest context, s-au dezvoltat mai multe standarde de reprezentare i msurare a

culorilor bazate, fiecare, pe anumite principii, care rezolv problemele de culoare ntr-o

manier proprie i ofer soluii specifice de notare i descriere a acestora.

Pentru integrarea unor fluxuri tehnologice folosind echipamente i programe de la mai

muli fabricani, specialitii n domeniu au dezvoltat diverse soluii de interconectare i

implementare a diferitelor sisteme de culoare utilizate n procesul de prelucrare computerizat

a imaginilor color. Pentru aplicarea acestor soluii, toi cei implicai ntr-un proces de

reproducere a imaginilor color trebuie s aib cunotine despre:

- descrierea culorii: notarea, reprezentarea sau specificarea sa;- modele de culoare i gama de culori asociat fiecruia: RGB, CMY(K), CUBUL

COLOR, CIE;

- spaii de culoare: RGB, CMYK, CIEXYZ, CIEL*a*b*;- interconectarea spaiilor de culoare;- msurarea culorii: standardul CIE, indexul de interpretare a culorii, parametri de

culoare specifici echipamentelor de reproducere, sistem de culori de referin; sistem

de culori bazat pe calculator;

- instrumente de msurare a parametrilor de culoare: colorimetrul, spectroradiometrul,spectrofotometrul, densitometrul;

- procedura de determinare a parametrilor de culoare;- conversia de culoare;- sisteme tehnologice de reprezentare a culorilor: comparaie.


35/115

74

Descrierea culorii. Notarea, reprezentarea sau specificarea sa

Descrierea oricrei culori din spectrul vizibil const n notarea, reprezentarea sau

specificarea sa prin trei parametri de culoare numerici care definesc un set de valori

tristimulusdeoarece percepia culorii la nivelul creierului uman este determinat de trei

categorii de receptori sensibili la lumin, care transmit ctre creier trei semnale pentru fiecareculoare din cmpul vizual. O valoare tristimulus exprim, direct sau indirect, proporiile n

care se combin culorile primare RGB pentru formarea unei noi culori i, implicit,

caracteristicile stimulilor de culoare sensibili la lungimile de und LMS corespunztoare

acestor componente primare de culoare.

Fiecare set de culori primare definete un set de valori tristimulus care este folosit

pentru reprezentarea culorilor spectrului vizibil n funcie de culorile primare respective.

Fiecare set de valori tristimulus reprezint, n fond, o msur a culorii exprimat prin trei

parametri de culoare care definesc, fiecare, o valoare tristimulus din setul respectiv.Cele mai uzuale seturi de valori tristimulus folosite pentru reprezentarea direct a

culorilor spectrului vizibil sunt:

(R, G, B)- asociat culorilor primare RGB, care se combin aditiv pentru obinereaunei culori din spectrul vizibil;

(C, M, Y)- asociat culorilor secundare CMY, care se combin substractiv pentruobinerea unei culori din spectrul vizibil.

Setul de valori tristimulus RGB, definit de culorile aditive primare RGB, permite

reprezentarea generic a culorilor printr-o relaie de forma:

Sensibilitatea ochiului fiind diferit pentru diferitele culori primare RGB, coeficienii de

culoare R, G, B, care au valori diferite de uniti de putere fizic (watts), sunt considerai

valori unitate, pentru simplificarea calculelor.

Culoarea alb, combinaia aditiv de culori primare RGB n proporii egale, poate fi

reprezentat, generic, prin relaia:

Alb = 1R+ 1G + 1B

n mod similar, setul de valori tristimulus CMY, definit de culorile substractive

primare CMY, permite reprezentarea generic a culorilor folosind urmtoarea relaie:

C = culoarea descris sau reprezentat (specificat)C = RR+ GG + BB, unde R, G, B = valori tristimulus care exprim intensitile relative

ale culorilor primare, 0 R, G, B 1R G B = culorile rimare ca lun imi de und.

C = culoarea descris sau reprezentat (specificat)C = CC+ MM+ YY,unde C, M, Y = valori tristimulus care exprim intensitile relative

ale culorilor primare prin valori unitare 0 C, M, Y 1;C, M, Y = culorile primare, ca lungimi de und.


36/115

75

Culoarea negru, combinaia substractiv de culori primare CMY n proporii egale,

poate fi reprezentat, generic, prin relaia:

Negru = 1C+ 1M+ 1Y

Setul de culori primare RGBi valorile tristimulus asociate lui reprezint punctul de

plecare pentru definirea altor seturi de culori primare i valori tristimulus asociate, deoarecesunt definite pe baza percepiei fizice a culorii la nivelul ochiului uman, care creeaz senzaia

de culoare n contact direct cu diferite combinaii aditive de lungimi de undRGB.

Pentru reprezentarea unic a tuturor culorilor spectrului vizibil folosind trei valori

numerice, Comission Internationale de lEclarage/ International Commission on Illumination-

CIE a definit experimental urmtoarele dou seturi de valori tristimulus:

(X, Y, Z)- asociat culorilor primare virtuale CIEXYZ (fr reprezentare n domeniulvizibil), derivate din setul de culori primare RGB;

(L*, a*, b*)- asociat culorilor primare virtuale CIEL*a*b*, derivate din setul de culoriprimare virtuale CIEXYZ.

Orice culoare a spectrului vizibil, care poate fi obinut prin combinarea n proporii

diferite a culorilor dintr-un set de culori primare, poate fi exprimat printr-o relaie folosind

setul de valori tristimulus asociat, cu precizarea c valorile unitate trebuie reevaluate.

Reprezentarea sau specificarea culorilor din natur prin valori numerice permite

memorarea simpl a specificaiilor de culoare folosind tehnologia digitali eliminarea

ambiguitilor de descriere a acestora generate de faptul c exist o mulime de culori vizibile

n natur crora oamenii nu le cunosc denumirea i exist nuane de culoare pe care anumii

indivizi nu le deosebesc.

Modelul de culoare i gama de culori reprezentat pe baza lui

La modul general, modelul de culoare este un sistem tridimensional (trei coordonate-

3D) de reprezentare numeric a culorilor spectrului vizibil prin parametri de culoare care

descriu complet orice culoare perceput de om. Este un model matematic abstract care

permite reprezentarea sau specificarea numeric a culorilor din spectrul vizibil pe baza unui

set de valori tristimulus asociat unui set de culori primare care, prin combinare n anumite

proporii, conduc la obinerea unei noi culori.

Un model de culoare se definete n concordan cu principiul percepiei vizuale a

omului, pe baza proprietii lungimilor de und care cad direct pe ochiul omului de a se

combina aditiv pentru obinerea altei culori i a caracteristicilor suprafeelor obiectelor din

mediul nconjurtor de a absorbi anumite lungimi de und din lumin. Un model de culoare se


37/115

76

definete pentru o tehnic de reproducere a culorilor folosit de o anumit tehnologe,

deoarece culorile specificate folosind modelul respectiv exist numai dac sunt detectate de

ochiul omului. De regul, un model de culoare este orientat ctre un hardware specific (RGB,

CMY, YIQ) sau ctre o anumit aplicaie de prelucrare a imaginilor (HSI).

Din punct de vedere matematic, orice model de culoare construit pe baza construcieifiziologice a sistemului vizual uman este tridimensional i se poate reprezenta numai ntr-un

spaiu tridimensional, definirea oricrui punct de culoare n acest spaiu fcndu-se cu ajutorul

a trei parametri de culoare care reprezint valoarea tristimulus corespunztoare unei culori din

spectrul vizibil. Dac fiecare parametru de culoare se reprezint pe o ax, se obine o poziie

unic n spaiu de culoare tridimensional pentru fiecare culoare posibil a fi detectat de ochiul

omului.

Vederea uman fiind trichromatic, pentru a descrie complet senzaia de culoare a

omului sunt necesari, n principiu trei parametri, dar pentru reprezentarea acesteia n vedereareproducerii pot fi necesari mai muli, n funcie de tehnologia de reprezentare a culorii

folosit. Majoritatea modelelor de culoare definite sunt tridimensionale (CIEXYZ, CIELAB,

RGB, CMY) sau extensii ale acestora (CMYK sau RGBA).

Un model de culoare generic ofer o modalitate standard de a descrie culorile

spectrului vizibil folosind trei parametri de culoare (valori tristimulus), corespunztori celor

trei tipuri de receptori sensibili la lumin din retin. De aceea, se reprezint ca un subspaiu al

unui spaiu tridimensional (3D) care conine toate culorile ce se pot reprezenta n interiorul

modelului respectiv. Orice culoare care poate fi specificat folosind un model de culoare

corespunde unui singur punct n interiorul acestuia.

n funcie de modul de obinere a culorilor dintr-un set de culori primare, exist trei

tipuri de modele de culoare:

- modelul de culoare aditiv RGB;- modelul de culoare substractiv CMY;- modelul de culoare CIExyz.

Modul de combinare a setului de culori primare pe baza cruia este construit fiecare

tip de model de culoare este reprezentat grafic sub una din urmtoarele forme:

Modelul colorRGB

Modelul colorCMYK

Modelul colorCIEx z


38/115

77

Fiecare model de culoare poate reprezenta o anumit gam de culori care se definete

ca fiind mulimea de culori din spectrul vizibil care pot fi descrise (specificate) pe baza unui

asemenea model. La modul general, gama de culori (color gammut) care poate fi reprezentat

pe baza unui model de culoare este determinat, ca numr de culori reproductibile, de metoda

folosit pentru obinerea unei noi culori, de percepia uman a culorii, de modul deimplementare al modelului respectiv i de tehnologia folosit pentru implementarea acestuia.

Un model de culoare ofer fie o descriere exact, fie o reet standard de combinare a

culorilor dintr-un set de culori primare pe baza creia se poate obine o gam de culori mai

larg sau mai puin larg care ns este inclus n gama de culori perceptibile de sistemul

vizual uman.

n procesul digital de reproducere a culorilor, modelele de culoare se foloses

managementul_culorii

Documents

Transcript of managementul_culorii