Kleurtheorie - Deel 3

Transcriptie

1 Kleurtheorie - Deel 3 Theo Duncker

2 Kleurmeting Kleurmodellen Standard Observer (waarnemer) Kleur meetsystemen Toleranties 2

3 Kleur modellen Munsell NCS Pantone Ral Benjamin Moore -etc. 3

4 Munsell Colour Tree 4

5 Hue = Tint T Hue is het attribuut van een kleur waarmee we rood onderscheiden van groen, blauw van geel enzovoort 5

6 Value = Helderheid De Value geeft een indicatie van de helderheid van een kleur Het schaalbereik van de helderheid loopt van 0 voor zwart tot 10 voor puur wit 6

7 Chroma = Verzadiging Chroma (of verzadiging) is gedefinieerd als de mate van afwijking van de neutrale kleur van eenzelfde waarde Kleuren met lage chroma worden zwak genoemd, kleuren met hoge chroma worden sterk ervaren 7

8 Kleurmodel (Munsell system) Het Munsell systeem is een kleurmodel goedgekeurd door de Optical Society of America (OSA) gebaseerd op een kleurmodel oorspronkelijk ontwikkeld in 1905 door A. H. Munsell, een kunstenaar en kunstleraar, met een modificatie door OSA leden. 8

9 Kleurmodel (Munsell system) Maar, het Munsell systeem is niet toepasbaar voor nauwkeurige kleurcontrole, omdat er een groot aantal kleuren niet in worden omschreven. Het menselijke oog kan 1miljoen tot 10 miljoen verschillende kleuren onderscheiden! 9

10 Kleurmodel (NCS Systeem) Het Natural Color System heeft 1950 verschillende kleuren en gaat uit van de basiskleuren Wit, Zwart, Geel, Rood, Blauw en Groen. Standard Edition 2 Verzadiging Kleuraanduiding S 1050-G30Y Verhouding Zwart-Wit 10

11 Kleurmodel (NCS Systeem) 11

12 Kleurmodel (NCS Systeem) 12

13 Kleurmodel (NCS Systeem) 13

14 Referentie systemen Pantone Veel gebruikt door ontwerpers Papieren kleurwaaier (TPX) Textiel systeem (TCX) Verwissel beide systemen niet met elkaar! 14

15 Voordelen van kleurmodellen Makkelijk te begrijpen Gemakkelijk in het gebruik Bruikbaar voor verschillende toepassingen 15

16 Nadelen van kleurmodellen Veel verschillende systemen Niet makkelijk te vergelijken Niet mogelijk om kleurverschillen uit te drukken Geen uniformiteit in de voorbeelden Gelimiteerde toonschaal van voorbeelden Iedere waarnemer maakt zijn eigen beoordeling 16

17 Wereldwijde handel N Visuele beoordeling werkt niet op wereldwijd nivo 17

18 Kleurmeting is vereist Waar moet een goede kleurmeter aan voldoen? 18

19 Principe van kleurmeting Om een object te kunnen zien hebben we nodig; een object, licht en onze ogen. Kleurmeet instrumenten hebben Een licht bron En Xenon lamp een oog" Sensor 19

20 Principe van kleurmeting Omgevingslicht heeft geen invloed, dus zal de meting altijd onder dezelfde omstandigheden plaatsvinden Xenon lamp Sensor 20

21 Kleurmeters R voltmeter lichtbron G B fotocel filters monster 21

22 Omschrijving van kleur Grootte Kleur Gewicht m? g 22

23 Colour Solid #1 23

24 Colour Solid #2 24

25 Kleurmeting Kleurmodellen Standard Observer (waarnemer) 25

26 Wat is een Standaard Observer? 26

27 LED Lampen 1 Watt 27

28 LED Lampen 1 Watt Relatieve Schaal Blauw Groen Geel Rood 464 nm 515 nm 586 nm 643 nm 28

29 LED Lampen 1 Watt Absolute Schaal Radiometrische waarden Blauw Groen Geel Rood 29

30 Blauw Groen Geel Rood LED Lights Fotometrisch Radiometrisch 30

31 Fotopisch - Scotopisch Standard Luminosity function Verschuiving in gevoeligheid naar het blauw voor lage luminanties 31

32 Gevoeligheid voor helderheid Standard Luminosity function Vλ curve 468 nm 515 nm 586 nm 643 nm 32

33 Standard Observer Experiment Gevoeligheid voor kleuren 33

34 Sensor

35 Standard observer Thumb nail 2 35

36 Standard observer Palm 10 36

37 Standard Observer 2 ø Viewing Angle 50cm 1.7cm 10 ø Viewing Angle 50cm 8.8cm 37

38 De Standaard Observer is de gemiddelde kleurgevoeligheid van het oog

39 39

40 CIE XYZ waarden zijn een combinatie van illuminant, object & observer. X X E %R RR = Y X Z Dit zijn de basis tristimulus waarden

41 Tristimulus Waarden (XYZ) Spectrale distributie van lichtbron X Spectrale reflectie van object X Spectrale gevoeligheid g van het oog Kleur (Tristimulus) 41

42 XYZ waarden voor de rode appel zijn voor een gegeven illuminant & observer. (Dus bijv. D65 en 10 0) X = Y = Z =

43 Vertaling naar waarneming XYZ waarden kunnen niet gemakkelijk worden vertaald naar een waargenomen kleur. Een kleurwaarde uitgedrukt in XYZ geeft ons geen indruk voor de gemeten kleur D65, 10 0 obs. X = Y = Z =

44 Vertaling naar waarneming XYZ kan wel worden vertaald naar.. Yxy L *a* b* HL a b L* C* h 44

45 CIE 1931 xy chromaticity diagram 45

46 CIE 1931 Yxy diagram x = X / (X+Y+Z) y = Y / (X+Y+Z) z = Z / (X+Y+Z) = 1 - x - y 46

47 CIELab of L*a*b* 47

48 L*a*b* Colour Space 48

49 Het L*a*b kleur systeem L*a*b* Yellow b*: Geelheid a*=50.00 b*=20.00 Green Red a*: Roodheid Blue 49

50 Het L*C*h kleur systeem L*a*b* L*C*h Yellow Hue C*: Chroma a*=50.00 b*=20.00 Green Red h: Hue angle C*=53.85 h=21.80 Blue 50

51 Het L*C*h kleur systeem C* drukt L*a*b* de chroma uit. Als de C* waarde vermeerderd, beweegt het kleurpunt naar de buitenkant van de kleurgrafiek, aangevend dat de kleur meer verzadigd is. Kleinere waarden geven aan dat de kleurintensiteit kleiner is. L*C*h Yellow C*: Chroma Hue a*=50.00 b*=20.00 Green Red C*=53.85 h=21.80 Blue 51

52 Het L*C*h kleur systeem L*a*b* h geeft de kleurhoek aan. De hoek is 0 op de +a* as (rood), en neemt toe tegen de richting van de klok in om de kleur aan te geven. 90 L*C*h Yellow Hue a*=50.00 b*=20.00 C*=53.85 h= Green 270 Blue Red h: Hue angle 52

53 Het L*C*h kleur systeem L*C*h vergelijking: L*a*b* ( ) ( ) 2 2 * C * = a * + b L*C*h Yellow h = b tan 1 a * * C*: Chroma Hue a*=50.00 b*=20.00 Green Red h: Hue angle C*=53.85 h=21.80 Blue 53

54 Het L*C*h kleur systeem Binnen het a*b* systeem is L*C*h het moeilijk L*a*b* om direct de kleur te kunnen herkennen Yellow aan de getoonde waarden. Het L*C*h Hue systeem echter is direct gerelateerd aan C*: Chroma een visuele waarneming en het is gemakkelijk om de kleur te bepalen aan de hand van Green de C* en h waarden. a*=50.00 b*=20.00 het C*=53.85 L*a*b* kleur systeem op h=21.80 Red h: Hue angle Plus, het lost de volgende problemen in Blue 54

55 Voordelen van het L*C*h systeem b* Voor L*a*b*: ab: Δa*: Minder rood Δb*: Minder geel Voor L*C*h: ΔC*: Verzadiging is minder a* ΔH*: Roder 55

56 L*a*b* waarden zijn gerelateerd aan XYZ waarden, maar zijn makkelijker te visualiseren X = Y = Z = 9.32 L* = (helderheid) a* = (roodheid) b* = (geelheid) 56

57 Kleurverschillen worden berekend voor het monster t.o.v. de standaard. Monster _ standaard = delta verschil L* = _ L* = dl* = 4.03 helderder a* = a* = da* = minder rood b* = b* = db* = 1.04 geler 57

58 Delta E Color Difference L* ΔE * ab = ( ΔL *) 2 + ( Δa *) 2 + ( Δb * ) 2 Target ΔL* ΔE*ab +b* Δa* Sample -a* Δb* +a* -b* 58

59 Kleurmeting Kleurmodellen Standard Observer (waarnemer) Kleursystemen Toleranties 59

60 Tolerantie vaststellen +b* h C* Referentie Goed Acceptabel Niet goed -a* + a* -b* 60

61 Maximale ΔL, Δa en Δb +b* h C* -a* +a* -b* 61

62 Maximale ΔE +b* h C* -a* +a* -b* 62

63 Maximale ΔC* en Δ h 0 +b* h C* -a* +a* -b* 63

64 Maximale ΔC* en Δ h 0 Werkt niet goed voor achromatische kleuren +b* C* h ΔH* -a* +a* ΔC* C* -b* 64

65 Baseer de tolerantie op hoe belangrijk/zichtbaar het onderdeel is en de inspanning om te produceren. Wanneer een product word geassembleerd zijn er sommige delen erg belangrijk/zichtbaar en sommige minder. Daarom mogen er voor de minder belangrijke delen minder strakke toleranties worden gesteld. Zichtbaar deel Minder zichtbaar deel Tolerances ΔL*=1.0 Δa*=0.3 Δb*=0.55 Tolerances ΔL*=1.4 Δa*=0.5 Δb*=

66 Baseer de tolerantie op hoe belangrijk/zichtbaar het onderdeel is en de inspanning om te produceren. Afhankelijk van de eigenschappen van het onderdeel zoals afmeting, vorm, etc. is het soms moeilijk om dezelfde kleur te bereiken als bij de andere delen. Standaard d deel Moeilijk te kleuren deel Tolerantie ΔL*=1.0 Δa*=0.3 Δb*=0.5 Tolerantie ΔL*=1.4 Δa*=0.5 Δb*=0.7 66

67 Voorbeelden van gebruik kleurverschil DE* ab Kleurverschil? (gebruik onderstaande tabel alleen voor algemene impressie) Kleurverschil DE* ab Tot tot tot tot tot tot Groter dan 3.0 Groter dan 12 Visuele beoordeling Geen kleurverschil te onderscheiden Klein kleurverschil door geoefende waarnemer Uiterste waarneming door gemiddelde waarnemer Gebied voor strikte controle van kleurverschillen, voor waar bijv, onderdelen vlak naast elkaar worden beoordeelt. Dit gebied word vaak gebruikt voor kleurcontrole in een productieomgeving. Gebied waar kleuren gelijk ogen als ze verspreid naast elkaar liggen (niet naast elkaar) Gebied waar klachten over kleurverschillen verwacht kunnen worden. Andere kleur. 67

68 Kleurverschil t.o.v. kleurrichting L* Ik zie geen verschil! Target a* Ik zie wel verschil! 68

69 Voorbeeld... Zijn deze twee kleuren gelijk? Ze lijken gelijk als ze op een afstand staan, maar... 69

70 Voorbeeld Als je ze naast elkaar zet zie je de verschillen Zijn deze twee kleuren gelijk? Het zijn verschillende kleuren! 70

71 Kleurverschil t.o.v. kleurrichting 2 Hoe goed de grootte van ΔE*ab overeenkomt met het visueel waargenomen kleurverschil is afhankelijk van de richting waar het kleurverschil optreedt. In het algemeen geldt dat voor gelijke ΔE*abb waarde, kleurverschil in tint-richting meer te onderscheiden is dan in verzadigings- of helderheidsrichting. 71

72 Kleurverschil bij verschillende verzadigingen Achromatische kleuren Ik zie verschil! ΔE*ab = 2.0 Hoog chromatische kleuren Ik zie geen verschil! 72

73 Tolerantiegrenzen Mac Adam ellipsen Grenzen weergegeven in het CIE 1931 diagram waarbinnen geen verschil in kleur wordt waargenomen Experiment uit 1942 met 24 gekleurde lichten bij 48 cd/m 2 73

74 Delta E en boxtoleranties komen niet overeen met onze visuele waarnemingsdrempel ΔE*ab Δa*, * Δb* Hue De vorm van de De vorm en grootte van de tolerantiegrenzen gedefinieerd visuele waarnemingsdrempel door ΔE*ab en Δa*, Δb* varieert afhankelijk van de kleur. verschillen totaal van de visuele waarneming. 74

75 4 problemen van het L*a*b* kleur systeem In vergelijking met L*a*b* kleurverschil ΔE*ab, kleuronderscheid ellipsen zijn: Groter als de verzadiging toeneemt Breedte varieert met de kleur Richting wijzigt in blauwe zone Verschilt met de helderheid 75

76 Kleuronderscheid Ellipse t.o.v. DE*ab Visueel zelfde kleur ΔE*ab Target Gelijke afstanden Visueel zelfde kleur Visueel andere kleur 76

77 Kleuronderscheid Ellipse t.o.v. DE*ab Visueel zelfde kleur Visuele beoordeling ΔE*ab Target Gelijke afstanden Visueel zelfde kleur Visueel andere kleur 77

78 Tolerantie systemen +ΔC* Nieuwe kleurverschil vergelijkingen werden ontwikkeld om meer overeen te komen met een visuele waarneming + ΔH* - ΔH* ΔE*ab ΔE CMC (1:1) - ΔC* ΔE CIE*94 (1:1:1) ΔE CIE*00 78

79 Kleurverschil vergelijking Laten we ΔE*94 vergelijken met ΔE*ab. ΔE ab ( ) ( ) ( ) * * * b a L Δ + Δ + Δ = Δ ab E * Difference Color * * * Δ + Δ + Δ = H H C C L L S K H S K C S K L Color Difference ΔE*94 79

80 ΔE*94 kleurverschil vergelijking Functie coefficient is afhankelijk van de verzadiging g Δ E 2 * Δ L * Δ C * Δ H * 94 = + + K L S L K C S C K H S H 2 2 waar: SL=1 SC= C* C SH= C* C* van target kleur Maar Als verzadiging laag is (bv.: C*=1) SL=1 SC=1.045 SH=1.015 Als verzadiging hoog is (bv.: C*=50) SL=1 SC=3.250 SH=

81 ΔE*ab Vergelijking van ΔE*94 en ΔE*ab 100=wit =1.5 =1.0 b =0.5 =0.5 * +: geel =0.5 =0.5 -: groen +: rood ΔE*94 is ontworpen om de tolerantie gelijk te kunnen houden wanneer de verzadiging verandert. ΔE*94 -: blauw 0=zwart a * 81

82 Invloed van de 4 problemen ΔE*94 weegt de verzadigings Groter als verzadiging toeneemt. afhankelijkheid, id het grootste t L*a*b* *b* probleem, mee en voorziet daarmee in een grote verbetering. Breedte varieert met de kleur. Afhankelijk van de helderheid. Maar de kleur-verschil esc vergelijking ege g dat het meest overeenkomt met de visuele waarneming is ΔE00, de nieuwste vergelijking. Richting verandert in blauwe zone. 82

83 Kleurverschil vergelijkingen naast elkaar Kenmerk ΔE*94 ΔECMC ΔE00 ΔE00 is de nieuwste kleurverschil vergelijking en verbetert in hoge mate de afhandeling van de 4 problemen van het L*a*b* ab kleur systeem. Verzadiging Kleur Helderheid Blauw 83

84 ΔE 00 Resultaat in de L*a*b* kleurruimte CIE ΔE2000 C*

85 Vragen en praktijk demonstratie 85

86 Thee pauze 86