Статьи

Пособие для колористов

Оглавление

1. Условия возникновения цвета

1.1. Излучение, свет и цвет

1.2. Наблюдатель

1.3. Объект

1.4. Источники света

1.5. Взаимодействие источника, объекта и наблюдателя

1.6. Метамерия

2. Измерение цвета

2.1. Системы измерения цвета

2.2. Система LAB

3. Системы образцов цвета

3.1. Цветовая система Манселла

3.2. Цветовая система Освальда

4. Правила смешения цветов

4.1. Аддитивное и субстрактивное смешение

4.2. Цветовой круг Гете

4.3. Диаграмма цветов и оттенков

5. Оценка и сравнение образцов

5.1. Типы эмалей и их свойства

5.2. Стандартные углы для оценки

5.3. Область отражения, вид сверху, вид сбоку

6. Разработка и колеровка цветов «солид»

7. Разработка и колеровка цветов «металлик» и «перламутр»

 

1. Условия возникновения цвета
Весь материальный мир, окружающий нас, представляется человеку в двух главных формах - как вещество и свет. Основное восприятие вещественных предметов происходит при воздействии света на орган зрения - глаз. Глаз позволяет человеку с помощью света оценить два важнейших качества предметов: форму и цвет.

Цвет- это ощущение (психофизиологическая реакция), возникающее в мозгу в ответ на свет, попадающий в глаз человека. Свет, например белый солнечный, падая на окрашенные предметы, изменяется (модифицируется) и, воздействуя на глаз наблюдателя, вызывает ощущение того или иного цвета. Таким, образом, для восприятия окружающего нас мира в цвете необходимо наличие трех составляющих системы: света, объекта наблюдения и самого наблюдателя.

Теперь подробнее рассмотрим эти три фактора, определяющие цвета предметов.

1.1. Излучение, свет и цвет
Свет - это движущаяся в виде электромагнитного излучения материя. Она имеет двойственную природу - волновую и корпускулярную. Поэтому световым частицам - корпускулам или фотонам присущи волновые свойства. Волновые свойства разных фотонов характеризуются длиной волны электромагнитных колебаний. Длины волн видимого глазом света измеряются в нанометрах (1нм одна миллионная часть миллиметра) и занимают диапазон от 380 до 780 нм, называемый видимым спектром электромагнитных волн. Помимо видимых глазом волн света человек использует и невидимые электромагнитные волны: начиная от самых коротких рентгеновских лучей и, кончая длинными радио волнами.

Видимый спектр можно получить, разложив луч белого солнечного света в стеклянной призме на цветные монохроматические составляющие. Преломление света в призме (изменение направления распространения) тем больше, чем меньше его длина волны и наиболее сильно отклоняются синие и фиолетовые лучи. Этот эксперимент впервые правильно объяснил Ньютон, подчеркивая, что лучи света разной длины волны только интерпретируются нами как цветные. При невысокой яркости мы уверенно выделяем в видимом непрерывном спектре солнечного света, например в радуге дождя, семь цветов (при условии, что каждый из них является фоном для других): красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый. Их легко запомнить по первым буквам слов в мнемонической фразе - Каждый Охотник Желает Знать, Где Сидит Фазан. На самом деле различимых цветов видимого спектра значительно больше и при достаточной яркости человек путем сравнения выделяет около ста тридцати спектральных цветов.

В диапазоне длин волн от 700 до 660 нм мы воспринимаем оттенки красного цвета, от 540 до 500 км оттенки зеленого цвета, от 450 до 470 нм оттенки синего цвета и так далее. Различимость цветовых оттенков различна в различных спектральных диапазонах. Она максимальна в синем диапазоне (около 23 цветов) и минимальна в красном (около 6 цветов).

Реальное же число различимых цветов очень велико. Каждый спектральный цвет может быть разбавлен белым светом и в итоге число различимых цветов, например в виде карточек образцов цвета, может достигать двадцати тысяч. Поэтому мы видим окружающий нас мир полный цветных объектов. Каждый объект посылает нам в глаза определенное сочетание длин волн света, что в конечном итоге определяет его цвет.

1.2. Наблюдатель

Органом наблюдения является глаз, который можно сравнить с фотоаппаратом. Глаз имеет сложное устройство, основными частями которого являются роговая оболочка, линза хрусталика и светочувствительный слой сетчатки. Хрусталик создает изображение предмета на сетчатке, которая связана нервными окончаниями с мозгом.

Сетчатка состоит из трех типов хроматических светочувствительных элементов (сенсоров - колбочек) с максимумами чувствительности в синей (450 нм), зеленой (550 нм) и красной (620 нм) областях видимого спектра. В сетчатке имеются также ахроматические палочки равномерной C чувствительностью по всему спектру. Колбочки могут работать только при высокой освещенности днем - дневное зрение, а палочки только при низкой в сумерках - сумеречное зрение.

Днем колбочки, освещаемые световыми волнами, посылают сигналы в наш мозг. Эти сигналы интерпретируются мозгом как определенный цвет. Какой именно цвет получится в результате этой интерпретации, зависит от сочетания в свете волн различной длины. Например. если колбочки зарегистрируют волны сразу всех длин волн солнечного спектра, то мозг будет воспринимать этот свет, как белый. Отсутствие света определенном на световом фоне воспринимается мозгом, как черный цвет.

1.2.1 Цветовосприятие

Цветовое ощущение связано с распределением чувствительности трех типов сенсоров глаза - колбочек по спектру. Исследования людей с нарушениями цветового зрения позволили определить спектральную чувствительность красных, зеленых и синих колбочек. В начале спектра от 380 нм до 430 нм свет действует только на синие колбочки. Их реакция приводит к ощущению фиолетового цвета. Различие цветов этой части спектра связано только с уровнем реакции синих колбочек, которая возрастает с ростом длины волны света. В фиолетовом интервале 380-430 нм цвета светлеют для более длинных волн.

После 430 нм на свет начинают реагировать зеленые колбочки, поэтому цвет в зависимости от их вклада в суммарную реакцию постепенно переходит в синий. Затем после 450 нм начинают работать красные колбочки, и синий цвет постепенно переходит через голубовато-синий в голубой, до 540 нм синие колбочки еще заметно реагируют на свет. формируя вместе с зелеными красными колбочками ощущение и зеленовато-голубого цвета. После 540 нм работают в основном зеленые и красные колбочки и цветовое ощущение по тому же принципу переходит от зеленого к красному через желтое и оранжевое.

При объяснении возникновения того или иного цветового ощущения приходится сравнивать реакции красных, зеленых и синих колбочек. Так для воли света 650 нм реакция зеленых колбочек в 10 раз меньше, чем красных. что дает ощущение почти чисто красного цветового тона. От 650 км до 780 нм продолжают работать только красные колбочки, и красные цвета темнеют вплоть до ощущения черного цвета.

1.2.2. Нарушения цветовосприятия

При некоторых соотношениях реакций красных, зеленых и синих колбочек возникает ощущение белого цвета. В этом случае реакции всех трех типов колбочек условились считать равными.

Наблюдатель с нормальным цветовым зрением при сопоставлений различно окрашенных предметов или источников света может различать при внимательном рассматривании большое количество цветов. Натренированный наблюдатель различает около 130 спектральных и около 30 неспектральных пурпурных цветов, по насыщенности около 25, по светлоте от 64 при высокой освещенности до 20 при пониженной освещенности (разумеется, здесь речь идёт о «тренированности» мозговых зрительных центров, ответственных за цветовые ощущения).

При аномалиях цветового зрения различается меньшее число цветов. Около 90% всех людей обладают нормальным цветовым зрением и около 10% - частично или полностью «цветнослепые». Характерно, что из этих 10% людей с аномалиями цветового зрения 95% - мужчины. Очень редки случаи полной цветовой слепоты, когда воспринимаются лишь ахроматические образы. Аномалии цветового зрения не мешают нормальной трудовой деятельности при условии, что к ряду профессий цветнослепые не должны допускаться.

Посмотрите на эту фотографию.

Вот как видит эту фотографию человек, страдающий дейтеранопией - формой дальтонизма, при которой зеленый цвет смешивается со светло- оранжевым и светло-розовым, а красный со светло-зеленым и светло- коричневым:

Есть разница, правда?

Кстати: в последнее время специалисты термин "дальтонизм" практически не используют. Существуют другие, более конкретные термины, указывающие на то или иное расстройство:
• цветоаномалия - пониженная чувствительность к одной из трех основных красок (красной, зеленой, синей);
• дихромазия (апония) - полная слепота на соответствующий цвет;
• протаномалия (протанопия) - невосприимчивость к красному цвету: обладатели протанопии воспринимают его как болотно-коричневый или серый;
• дейтераномалия (дейтеранопия) - пробел в восприятии зеленого цвета; страдающие подобным нарушением путают его с красным, серым или синим.

1.2.3. Адаптация зрения

Одно из основных свойств зрительного анализатора - адаптация зрения - обеспечивает опознание предметов по цвету (за счёт эффекта принадлежности цвета) при вариациях условий освещения и рассматривания в весьма широких пределах. Вместе с тем при изменении спектрального состава освещения визуально воспринимаемые различия между одними цветами усиливаются, а между другими ослабевают Например, при желтоватом освещении. создаваемом лампами накаливания, синие и зелёные цвета различаются хуже, чем красные и оранжевые, а при синеватом освещении в пасмурную погоду, наоборот, хуже различаются красные и оранжевые. При слабом освещении все цвета различаются хуже и воспринимаются менее насыщенными («эффект сумеречного зрения»). При очень сильном освещении цвета воспринимаются тоже менее насыщенными и «разбелёнными». Эти особенности зрительного восприятия широко используются в изобразительном искусстве для создания иллюзии того или иного освещения.

1.3. Обьект

Все объекты в природе с точки зрения восприятия их зрением можно разделить на самосветящиеся (первичные источники света) и отражающие или пропускающие свет (вторичные источники света). Впечатление определенного цвета объекта создается излучением, например солнечным, в спектре которого часть световых волн либо отсутствует, либо имеет относительно меньшую интенсивность.

Предметы окрашиваются красками, содержащими разное количество различных пигментов, красящих веществ или красителей. Поверхности окрашенных предметов поглощают, отражают и пропускают различные уникальные сочетания длин волн источников света. Количество поглощенного, отраженного и пропущенного предметами света может меняться в очень широких пределах.

Различные сочетания длин волн в отраженном или пропущенном предметом свете и формируют различные цвета. Следует отметить, что сами источники света могут иметь различный цвет, т.е. испускать свои собственные уникальные комбинации длин волн.

1.4. Источники света

Поскольку разные источники света излучают собственные уникальные сочетания длин волн (спектр), то цвет предметов зависит и от типа осветителя.

Поэтому цветовые измерения следует производить при определенных условиях. Для этого в 1931 году были установлены три стандартных источника белого света: А, В и С. Спектральный состав их излучения точно известен и характеризуется через спектр излучения Абсолютно Черного Тела (АЧТ).

АЧТ - это тело, поглощающее любое излучение, упавшее на него. В качестве АЧТ может служить теплоизолированная полость (шаровая цилиндрическая или коническая) из материала хорошо поглощающего излучение. Эта полость имеет небольшое отверстие для выхода излучения.

Излучательная способность АЧТ по длинам волн (его спектр излучения), как эталонного источника точно определяется только его абсолютной температурой в градусах по шкале Кельвина (°К).

Стандартный источник света типа А воспроизводит условия освещения вечерним солнечным светом с помощью Вольфрамовой лампы накаливания. Источник А имеет спектр излучения АЧТ, нагретого до 2856°К. Эта температура называется цветовой температурой источника света А.

Таким образом. цветовая температура источника света, это температура АЧТ, при которой АЧТ излучает свет того же цвета, что и источник света. Источник света типа В с цветовой температурой около 4874°к воспроизводит прямой солнечный свет. Источник света типа С с цветовой температурой около 6774°К воспроизводит рассеянный солнечный свет.

В дальнейшем были добавлены еще два типа стандартных источников света D и Е. Два таких источника D50 и D65 воспроизводят определенные фазы света после восхода солнца и соответствуют цветовой температуре 5000°к и 6500°к соответственно. Источник типа Е это гипотетический источник с равномерным распределением энергии по спектру.

Основное применение источников света - создание правильной освещенности рабочего места для адекватной оценки цветов и оттенков красок, вне зависимости от времени суток, погоды, наличия окон и т.д. «Лампы колориста» обеспечивают более производительную и быструю работу при подборе цвета. Источники Д50 или Д65 применяются в качестве базовых ламп для работы по анализу образцов.

Ультрафиолетовая лампа необходима для приближения спектрального состава ламп к естественному дневному свету, поэтому рекомендуется использовать ее одновременно с базовым светом. Кроме того, эта лампа необходима для сравнительного анализа светлых образцов на содержание белых пигментов. Практический эффект основан на возникновении люминесценции (свечения) белых красителей под воздействием ультрафиолетового излучения.

Для использования лампах выбраны пять источников для максимально точного воспроизведения дневного спектра:

1. Тип А-30: один час после (или до) восхода (захода) Солнца (прим. 6 или 20-21 ч). Источник: вольфрамовая галогенная лампа 2950К, или люминесцентная лампа Extra High Color 2800к.

2. Тип СW40: утренний или вечерний свет (прим. 8-9 или 18-19 ч.). Источник: Вольфрамовая галогенная лампа со специальным фильтровым стеклом 4200К, или люминесцентная лампа Extra High Color 4000K "Cool White Fluorescent".

3. Тип "Daylight D50": прямой полуденный солнечный свет - стандарт "Noon Sky Daylight" (12-14ч.). Источник: вольфрамовая галогенная лампа со специальным фильтровым стеклом 5300к или люминесцентная лампа Extra High Color 5400K.

4. Тип "Daylight D65°: полуденный дневной свет в тени стандарт "Average North Sky" (ASTM). Источники: люминесцентные лампы Extra High Color 6500к, соответствующие типу D65 или типу С, или галогенная лампа со специальным стеклом.

5. Ультрафиолетовая лампа ближнего диапазона UV-A - тип BLB.

1.5. Взаимодействие объекта, источника и наблюдателя

Для существования нашей визуальной палитры цветов необходимо, чтобы присутствовали все три элемента - свет, обьект и наблюдатель. Без света не будет электромагнитных волн различной длины: без объектов свет останется просто белым, немодифицированным, а без наблюдателя не будет того сенсорного восприятия, благодаря которому волны различной длины распознаются или регистрируются как тот или иной уникальный "цвет".

"Если красную розу никто не видит, есть ли у нее цвет?" Ответ на этот вопрос (хотя, возможно, он вас и удивит) нет. Формально, цвет существует в виде электромагнитных волн различной длины. Однако цвет, известный нам как красный, это лишь наше представление о красном цвете, возникающее после того, как наша система визуального восприятия отреагирует на эти самые волны определенной длины.

Если нет наблюдателя, роза, по сути дела, бесцветна. Она лишь отражает определенное сочетание волн определенной длины, необходимое нам для того, чтобы видеть красный цвет...

...однако цвет, который мы воспринимаем и помним как "красный", является лишь порождением нашего мозга.

1.6. Метамерия при уравнивании цветов

Хорошо известно, что белый цвет можно получить, смешивая все составляющие солнечного спектра (все цвета радуги). Известно также, что ощущение белого цвета можно создать, смешивая излучения всего двух дополнительных цветов. Такими взаимно дополнительными цветами являются. например: красный - голубой, зеленый - пурпурный, желтый - синий и т.д. Теоретически число взаимно дополнительных различных цветов бесконечно велико. Реальное их число также очень велико.

Вообще все излучения (стимулы), различные по спектральному составу. но одинаковые по любому цвету, называют метамерными, Число метамерных стимулов разных цветов достигает по современным данным 10 миллионов.

Поскольку существуют метамерные стимулы, то существуют и краски с различными наборами пигментов, создающие спектры отражения света одинаковые по цвету. Однако, поскольку спектр отражения краски зависит от типа источника Света, то при смене типа осветителя очень часто Метамерность стимулов двух красок нарушается. В результате нарушается равенство цветов двух красок с разными пигментными составами.

Этот эффект часто проявляется в практике ремонта автомобилей при подборе цвета краски по образцу. Например, отремонтированная деталь автомобиля может не отличаться по цвету от его окружающих частей под искусственным источником света, а при свете солнца ясно видна разница в цвете.

2. Измерение цвета

К настоящему времени разработано достаточно много систем измерения цвета, а также систем, состоящих из образцов (карточек) цвета. Наиболее известны и употребительны четыре системы измерения цвета и три системы образцов цвета.

2.1. Системы измерения цвета

Физиологическая система λPB очень наглядна и ее координаты непосредственно связаны с нашими ощущениями:
• цветовой тон - это длина волны спектрального цвета, который при разбавлении белым светом дает цвет предмета;
• чистота цвета Р- характеризует степень разбавления спектрального цвета λ белым светом и определяет долю монохроматического излучения в общей смеси его с белым светом; цветовой тон λ и чистота Р характеризуют качество цвета и определяют его цветность.
• яркость цвета В это его количественная характеристика.

Координаты λ, Р, В однозначно характеризуют данный цвет. Однако сложение цветов в данной системе невозможно.

Система RGB опирается на трехкомпонентную теорию цвета и связана с фундаментальными свойствами зрения. За основные цвета системы RGB приняты три смешиваемые монохроматические излучения: красное (700 нм); зеленое (546 нм); синее (436 нм). Любой другой цвет Ц представляется вектором с составляющими r, g, b по осям R, G, B, а именно:

Ц=rR+gG+bB

причем r=g=b для белого света. Координаты любого цвета можно найти экспериментально, меняя при смешении яркость составляющих Br. Вg. Вb основных излучений системы RGB. Следует отметить, что при смешении трех цветов с равными яркостями получается не белый, а голубой цвет. Для получения белого цвета соотношение яркостей должно быть следующим:

Br : Bg :Bb = 1 : 4,59 : 0,06.

Яркость любого цвета и равна сумме яркостей излучений, составляющих цветов. Длина вектора Ц равна сумме координат его составляющих, так как длина единичного вектора зависит от его направления в пространстве.

Недостатком системы RGB является отрицательные значения для некоторых составляющих r,g,b в ряде цветов. Этот недостаток системы RGB преодолен в чисто расчетной системе XYZ МКО (Международной комиссии по освещению) путем математических преобразований систем координат. В результате за основные цвета были приняты не существующие не реальные единичные цвета XYZ.

Составляющие х, у, z по осям Х, Y, Z выражаются по математическим формулам через составляющие r, g, b по осям R, G, В, т.е. система XYZ базируется на реальной системе цветов RGB. В системе ХYZ все реальные цвета имеют положительные координаты. Как и в системе RGB при равенстве координат составляющих х=у=r получается белый цвет Ц=xX+yY+zZ, но вся яркость сосредоточена в координате Y. Яркостные коэффициенты в системе ХYZ равны Вх : By: B2 = 0: 1 : 0. Общепринятое международное обозначение системы ХҮZ следующее: (х. y. Y) МКО

Неудобством системы Х Y Z является ее неравная контрастность. Это проявляется в том, что одинаково воспринимаемые цветовые различия цветов, например в зеленой и красной областях спектра, характеризуются разными расстояниями на графике цветности в системе XYZ

2.2. Система Lab

В этой системе, рекомендованной к применению МКО, визуальные цветовые различия характеризуются приблизительно равными расстояниями в любых частях цветового пространства Lab MKO.

Формула, используемая для расчета цветовых различий в единицах Lab МКО, характеризует расстояния в цветовом пространстве Lab МКО

Модель цветового пространства L*a*b МКО.

Для расчета цветовых различий координаты цвета X,Y,Z МКО преобразуют с помощью простых расчетов в три величины L, а и b. Эти три величины определяют другое цветовое пространство, называемое равноконтрастным цветовым пространством Lab МКО.

Все четыре представленные системы цветовых расчетов вытекают последовательно одна из другой и, по сути, представляют связанные системы.

3. Системы образцов цвета.

Хотя система определения цвета (x, y, Y) МКО принята во всем мире, в ряде случаев, когда требуется меньшая точность, применяются системы, состоящие из образцов цвета. Некоторые из них разработаны и применяются в конкретных областях промышленности, строительства, производстве пластмасс и т.п. В большинстве этих систем образцы цвета представляют собой печатные отписки или накраски. Есть системы, состоящие из светофильтров (жидкостных, пластмассовых или стеклянных).

Наиболее широко известны три системы образцов цвета: Манселла, Освальда и «Цветовая карта DIN».

3.1. Цветовая система Манселла.

Цветовая система Манселла включает два набора окрашенных образцов цвета: набор из более 1300 образцов с матовой поверхностью и набор из около 1600 образцов с блестящей поверхностью. Время от времени число образцов увеличивается и обновляется по мере выпуска более насыщенных и стойких пигментов. Стандартные образцы цвета в виде небольших карточек собраны в двухтомном «Атласе цветов Манселла». Имеются варианты в виде набора карт в скоросшивателе и в виде не скрепленных листов. В системе Манселла цвета поверхности карточек характеризуются тремя параметрами:

Они позволяют идентифицировать цвет в системе Манселла путем сравнения неизвестного цвета с цветом образца при определенных условиях наблюдения: обычный дневной цвет (источник типа С), освещение под углом 45° и наблюдение по прямой линии зрения, перпендикулярной к поверхности.

В круге цветовых тонов Манселла имеется десять областей от красной до красно- пурпурной. Интервал одного цветового тона, например R. включает 11 радиусов красного тона от 0-го до 10-го. Последний 10-й радиус красного тона совпадает с нулевым радиусом следующего желто красного тона YR. В каждом интервале одного цветового тона имеется основной цветовой тон, например в красном 5R. Образцы цвета в атласе Манселла представлены для четырех цветовых оттенков одного, например R, цветового тона: 2.5R, 5R, 7.5R, 10R. Таким образом, всего 40 радиусов цветовых тонов от красного до красно-пурпурного выбирались в соответствии с равномерным распределением их восприятия.

Светлота по Манселлу value обозначается в пределах от 0 до 10 и определяется путем сравнения с измеренной для эталонного образца.

Насыщенность по Манселлу chroma определяется, как отличие от серого цвета той же светлоты и нулевой насыщенности. Шкала насыщенности образцов цвета по Манселлу обозначается четными цифрами 2, 4, 6, 8, до максимально допустимой для данного цветового тона, например Y или РВ.

Равномерность ступеней 2 - 4, 4 - 6, 6 - 8, и т.д. предполагает равномерность зрительного восприятия.

Обозначения Манселла легко записываются, например желтый образец, характеризуемый цветовым тоном 5Y, светлотой 7 и насыщенностью 12 имеет цвет 5Y 7/12. Контрольные серые цвета обозначаются буквой N без обозначения насыщенности и тона, а только светлоты, например N6.

3.2. Цветовая система Освальда.

Система Освальда представляет собой два идентичных конуса с общим 24-х секторным цветовым кругом. Вершины каждого из конусов соответствуют: верхний белому(Б) цвету и нижний черному(Ч) цвету. 24 точки на их общем круге с центром о соответствуют чистым цветовым тонам Ц.

Круг Освальда

Вертикальное сечение цветового тела представляет два треугольника ОБЦ и ОЧЦ с общей вертикалью Б-О-Ч и общей стороной ОЦ. Вершина Ц характеризует чистый цвет данного цветового тона, например красного.

Все другие точки внутри треугольников ОБЦ и ОЧЦ представляют собой смеси чистого цвета, например красного с черным и белым. Такие распределения одинаковы для всех 24-х чистых тонов. Цветовые тона воспроизводятся аддитивным усреднением чистого цвета, белого и черного в соответствующих пропорциях на вращающемся диске. Практическое применение системы Освальда встречает технические трудности, а также трудности при субтрактивном смешении цветов пигментов.

4. Правила смешения цветов.

Мы выяснили, что если на глаз действует смесь излучений (см. раздел 1.2), то реакции сенсоров на каждое из них складываются. Смешение разно окрашенных световых пучков дает ощущение нового цвета. Смесь различных красок также имеет другой цвет, нежели компоненты смеси. Эффект получения нового цвета в результате смешения излучений или физических сред называется смешением цветов. Законы смешения цветов излучений и пигментов отличаются в силу разницы происходящих в них физических явлений. Например, смесь желтой и синей красок имеет зеленый цвет, а смесь желтого и синего света - белый.

4.1. Аддитивное и субстрактивное смешение цветов

Различают два типа сложения цветов - аддитивное (смешение излучений) и субтрактивное (смешение пигментов). Эти названия происходят от латинских слов additio - складываю и subtragere - вычитаю.

Аддитивное сложение цветов происходит путем смешения потоков излучений, когда их яркости складываются.

Законы аддитивного смешения цветов окончательно сформулировал математик Г. Грассман. Из этих законов следуют практические правила получения определенных цветов за счет их смешивания:

1. Для каждого цвета существует другой единственный цвет (дополнительный"), при смешении с которым получается ахроматический белый цвет;

2. Субьективно одинаково воспринимающиеся цвета при смешении с другими цветами дают также одинаково воспринимающиеся цвета, вне зависимости от их спектрального состава;

3. При смешении двух разных цветов получается цвет, промежуточный между исходными, так что при смешении этого полученного цвета с одним из исходных нельзя получить второй исходный цвет.

4. При смешении двух разных цветов результирующий цвет всегда менее насыщен, чем хотя бы один из исходных.

Субтрактивное сложение цветов физически основано на поглощении части падающего на вещество излучения. Этот способ сложения цветов осуществляется с помощью сред, называемых красками. Краски обладают свойством поглощать излучение в отдельных зонах спектра. Отражение краски в зоне поглощения света должно быть управляемым. Средством управления служит, как правило, концентрация пигмента в красочном слое. Если бы существовали краски с полным пропусканием в двух зонах спектра, например B и R и управляемым поглощением в третьей, например G, то можно было бы чисто теоретически осуществить идеальный субтрактивный синтез с помощью трех красок: пурпурной - Р, голубой - BG и желтой-Y.

При вычитании из белого света идеальным желтым пигментом синей части спектра оставшаяся часть излучения приобретает желтый цвет (смесь красного и зеленого света). При вычитании из белого света идеальным голубым пигментом (циан) красной части спектра оставшаяся часть излучения приобретает голубой цвет (смесь зеленого и синего света). И. наконец, при вычитании из белого света идеальным пурпурным пигментом (фуксин) зеленой части спектра оставшаяся часть излучения приобретает пурпурный цвет (смесь красного и синего света).

Однако реальные краски лишь очень приближенно отвечают идеальным требованиям субтрактивного сложения. Кривые их спектрального отражения света очень причудливы. Тем не менее, можно показать, что цвет краски дополнителен к цвету поглощаемого ею излучения. Так желтая краска поглощает в основном синее излучение, зеленая пурпурное, красная - голубое.

4.2. Цветовой круг Гете

Классический цветовой круг Гете представляет из себя шесть печатных цветных образцов, расположенных в соответствии с их цветовым тоном в порядке следования цветов в радуге (спектре) солнечного света. Замыкается круг Гете неспектральным пурпурным (красно синим) цветом. Особенностью цветового круга Гете является то, что он предназначен для смешения цветовых стимулов. В нем первичными цветами являются сектора красного, зеленого и синего цвета. Это соответствует трехкомпонентной теории зрения. Дополнительными являются желтый, голубой и пурпурный цвета излучений, располагаемые в секторах круга напротив основных - синего. красного и зеленого соответственно. Стимулы дополнительных цветов в смеси с основными дают ощущение белого цвета.

Три первичных цвета представляют аддитивные цвета, т.к. сложение цветов двух основных стимулов в соответствующих пропорциях дает цвет дополнительного, лежащего между ними. Соответствующее сложение трех основных стимулов дает ощущение белого цвета.

Вычитание (субтрактивный синтез) из спектра белого излучения одного из основных цветов дает в результате излучение дополнительного цвета, лежащего напротив. Поэтому стимулы дополнительных цветов называют субтрактивными.

4.3. Диаграмма цветов и оттенков

Существующая система трех основных цветов недостаточно эффективна: она часто приводит к неудачам, ограничивает выбор опенков и увеличивает расход дорогостоящей краски.

Предлагаем измененный подход к субтрактивному синтезу цвета, учитывая реальные спектральные характеристики пигментов. Из всех доступных нам пигментов ни один не подходит для идеального субтрактивного синтеза. Вообще таких цветов, как чисто красный, чисто синий или чисто желтый и других у пигментов просто не существует. Пигментные краски могут восприниматься однотонными и часто описываются как таковые, но это не совсем точно. Когда мы в первый раз объясняли, почему цвет предмета выглядит определённым образом, мы делали это несколько упрощенно. Давайте теперь рассмотрим всё более детально.

В действительности вместе с большим числом отраженных лучей красного света лепестки розы отражают различное количество и других цветов спектра, содержащихся в белом световом потоке. Наряду с красным отражается и относительно большая часть оранжевого света. Отражаются и желтые, немного зеленых, синих и фиолетовых лучей. Таким образом, в воспринимаемом нами потоке света от розы представлены цвета всего спектра, но основные составляющие отражения это красные и оранжевые лучи, остальные цвета представлены в относительно малых количествах.

Реальные оттенки красного цвета, которые можно встретить пигментов, это либо оранжево-красный, либо фиолетово-красный. Любой оттенок синего или голубого пигментов - это либо зелено-голубой, либо фиолетово-синий. А любой оттенок желтого пигмента либо зеленовато- желтый, либо желтый с оранжевым оттенком.

Более того, оказывается, что другие цвета пигментов тоже являются сочетаниями оттенков. Нет, например, и пигмента чисто зеленого цвета. Зеленый цвет воспринимается таковым в силу того, что большая часть отраженного света состоит из зеленых лучей. Другие же цвета просто плохо воспринимаются на фоне отраженного зеленого света.

Поэтому практически можно учитывать только те световые цветные лучи, которые обозначены на рисунках выше пунктирной линии. Световые лучи с цветами, обозначенными на рисунках ниже пунктирной линии, отражаются в таких ничтожных количествах, что ими можно пренебречь. Для большей наглядности мы представили в нижних частях рисунков соотношения практически учитываемых лучей.

Теперь давайте рассмотрим подробнее, что же происходит, когда смешиваются не идеальные желтый и синий пигменты, а реальные с их оттенками. Например, смешаем цвета таких красок, как лимонно-желтая ганза и церулеум.

В целом можно сказать, что любая зелено-желтая краска, например. ганза желтая или лимонно-желтый кадмий, отражают не только желтые, но и часть зеленых лучей спектра источника света, поглощая остальные.

Представим себе последовательность разворачивающегося процесса движения света, изображенного на рисунке выше:
1) Белый свет падает на окрашенную поверхность и проникает сквозь прозрачный связующий компонент.
2) Как показано на рисунке, белый свет это комбинация всего спектра цветов.
3) Белый свет, падая на частицу пигмента, частично отражается от её поверхности (для простоты на рисунке отражение не показано), а также проникает вглубь.
4) Желтый пигмент в разной степени поглощает все цвета белого светового потока, рассеивая преобладающую часть желтых и значительную часть зеленых лучей. Именно лучи этих цветов, как показано, и рассеиваются частицами желто-зеленого пигмента.

Как видно на спектральной диаграмме, краски зелено-голубого цвета, включая церулеум, будут рассеивать преобладающую долю синих лучей. значительную часть зеленых и немного фиолетовых. Это отражено на схеме рассеяния белого света рассеиваются лучи двух доминирующих цветов: синего и зеленого.

Схема взаимодействия пигментов лимонно-желтой ганзы и церулеума.

Представим очень упрощенную схему взаимодействия цветных лучей, рассеиваемых этими пигментами.

Зеленые лучи спектра, рассеянные ганзой не поглощаясь церулеумом почти все им также отражаются и рассеиваются. В свою очередь зеленые лучи спектра, рассеянные церулеумом, также не поглощаясь ганзой почти все ею также отражаются и рассеиваются. Желтые же лучи спектра, рассеянные ганзой, отражаясь от церулеума в малом количестве (на схеме не показано), в основном им и поглощаются. Аналогично синие лучи спектра, рассеянные церулеумом, отражаясь от ганзы в малом количестве (на схеме не показано) в основном ею и поглощаются.

В результате многократного отражения, поглощения и рассеяния от спектра лучей источника света остаются только лучи, испытывающие наименьшее поглощение и в частицах пигмента Ганзы, и в частицах пигмента церулеума. При достаточной толщине слоя краски именно такие лучи, в конце концов, достигают поверхности и покидают её, формируя зеленый цвет.

Вообще цвет смеси пигментов определяют те лучи спектра источника света, которые испытывают относительно наименьшее поглощение И соответственно наибольшее отражение В слое краски. Теперь вы понимаете, почему данные оттенки желтого и синего дают зеленый цвет?

Так смесь киновари и кармина даст более насыщенный красный цвет, а смесь кадмия желтого с лимонно-желтой краской выделит желтую составляющую их цвета. Если взаимное наименьшее поглощение все же достаточно велико, то светлота смеси красок будет низкой по сравнению с каждой из красок. Этот вариант даст смесь ультрамарина и кармина, цвет которой приобретет темно-фиолетовый оттенок. Необходимо учитывать, что отмеченные выше эффекты зависят от весовых соотношений смесей пигментов.

Установив, что первичных цветов у пигментов в чистом виде не существует, мы видим, что традиционные цветовые диаграммы выглядят неточными и устаревшими.

Основные цвета занимали почетные места на цветовых кругах в бесчисленных изданиях, как будто эти цвета действительно существуют среди пигментных красок. Теперь мы знаем, что этих цветов нет у пигментов. Именно поэтому сектора красного, желтого и синего в «Диаграмме цветов и оттенков не закрашены.

Коротко обобщим:

1. В чистом виде первичных цветов пигментов не существует.

2. Даже у ярко-красного пигмента есть опенок либо фиолетового. либо оранжевого.

3. Мы можем поместить шесть цветов пигментов во вспомогательную цветовую диаграмму.

4. Указав стрелкой одного цвета на сектор, окрашенный другим, мы можем определить, к какому цвету стремится данный оттенок.

Теперь мы можем составить диаграмму цветов и оттенков пигментов.

Заметьте, что сектора с названиями цветов КРАСНЫЙ, ЖЕЛТЫЙ И СИНИЙ не закрашены. Причина тому отсутствие этих цветов в доступных нам видах краски. На окончательном варианте цветового круга, который мы назовем диаграммой цветов и оттенков, можно видеть шесть цветовых тонов, которые мы и будем использовать в дальнейшем, заменив ими традиционные три первичных цвета. Именно эти шесть цветов являются минимумом для получения широкой гаммы. Каждый из этих цветов, как показывают стрелки. является промежуточным, или, иначе, стремится к одному из «вторичных» цветов.

Мы можем использовать данную цветовую диаграмму, чтобы определить состав каждого конкретного цвета. Если вы действительно хотите овладеть мастерством в получении нужного цвета, то вам необходимо избавиться от старых методов и представлений и принять новые.

5. Оценка и сравнение образцов

На практике при составлении красок очень важно правильно оценить цвет образца. Для этого необходимо научиться рассматривать панели. В этой главе рассмотрены способы ориентирования при оценке образцов под тремя углами наблюдения, в настоящее время используемых в лабораториях по цветоподбору.

5.1. Типы эмалей и их свойства

Существует три типа эмалей, которые обладают определенными цветовыми эффектами: цвета СОЛИД, цвета МЕТАЛЛИК и цвета ПЕРЛАМУТР.
Цвета «солид» не меняют свой оттенок при изменении угла рассмотрения. В цвета «солид» окрашены приблизительно 30% автомобилей.

Эти краски имеют превосходную укрывистость и легки в применении.

Цвета «металлик» и «перламутр» однако, зависят от углов зрения. Наличие эффектных частиц металлического зерна или перламутровых частиц, влияет на восприятие цвета при изменении угла рассмотрения. Эта особенность называется "polychromaticity», или многоцветность. Если Вы посмотрите на автомобиль, окрашенный краской «металлик или «перламутр». Вы заметите, что эмаль ярко светится, искрится, а затем постепенно темнеет при изменении угла обзора.

Проиллюстрируем, почему содержащие зерно краски ведут себя таким образом. Представьте себе, что зерна алюминия как крошечные зеркала отражают весь падающий на них свет и ориентированы параллельна поверхности краски. Когда свет падает на поверхность краски, часть света отражается пигментом (цвет), а часть отражается алюминиевым зерном (яркость). В зависимости от угла зрения мы видим либо отражение от пигментов, либо от зерна. Когда свет от алюминиевого зерна отражается в сторону от наблюдателя, краска выглядит более темной, потому что преобладает отражение от пигментов.

Мы составили график из поведения различных типов краски.

Значение яркости краски расположено на оси у, в то время как угол рассмотрения представлен на оси х. Отражение цветов «солид» не меняется с углом рассмотрения, и это может быть представлено прямой линией. Чтобы оценить цвет, используем для рассмотрения любой угол. С другой стороны. со скольких точек зрения мы должны описать визуальные свойства металликов и перламутров?

Если мы ограничимся единственной точкой, информации будет недостаточно, чтобы повторить цвет. Используя только две точки, мы получили бы впечатление, что их поведение может быть представлено линейным способом, поэтому необходимо три точки, чтобы описать кривую. Большее количество точек дало бы более близкое описание кривой, но это приведёт к существенно более высокой сложности. Три точки дадут нам оптимальный результат.

5.2. Область отражения, вид сверху, вид сбоку

Специалисты экспериментально установили, что три тщательно отобранных для рассмотрения угла позволяют дать оптимальную оценку цветам металлик» и «перламутр». Эти три угла назывались «near specular». «flat» и «high». Тем временем автомобильная промышленность в значительной степени использует популярную, но неопределенную терминологию «flор» и «flір». Поэтому, специалисты решили представить собственную терминологию. Угол «near specular» остается «near specular» или «область отражения». Угол «flat» становится «head оn» или «вид сверху» и «high становится «side оn» или «вид сбоку».

На иллюстрации показано, почему углы названы таким образом. Рассматривая панель, мы видим отражение источника света. Известно, что угол отражения света равняется углу падения. Все другие углы определены относительно угла отражения, «область отражения» расположена в 15 градусах от угла отражения. «Вид сверху» 45 градусов от угла отражения, «вид сбоку - 110 градусов от угла отражения. Вам необязательно запоминать эти определенные числа, но Вы должны уметь располагать ваш образец так, чтобы оценить цвет правильно.

6. Разработка и колеровка цветов "солид"

Сплошные цвета или "солиды" название, используемое для неэффектных красок, неметалликов. Солиды не содержат ни частиц алюминия, ни частиц слюды. Как правило, солиды почти исключительно содержат укрывающие пигменты.

Воспроизведение краски может быть представлено в цветовой системе Lab. Черный и белый пигменты расположены на концах вертикальной оси 1. Правило для всех цветов «солид»: их яркость еделяется соотношением белого и черного пигментов (градации серого).

При разработке цвета «солида колорист, прежде всего, определяет, каким будет основной оттенок. Рассмотрим, к примеру, сине-зеленый цвет: Синий Аквамарин Opel 19995.

Очевидно, что основной оттенок зеленовато-синий. Поэтому мы выбираем зеленовато-синий пигмент. Затем, мы изменяем яркость, используя белый пигмент. Смесь выглядит слишком зеленой, и мы корректируем оттенок, добавляя синий пигмент.

Теоретически, можно компенсировать преобладание зеленого, добавляя красный пигмент. Однако этого подхода следует избегать по возможности, поскольку это смешивание двух дополнительных цветов. Смешивание дополнительных цветов привело бы к чрезмерно ненасыщенной смеси, с грязным серым оттенком.

Грязнить/чернить предпочтительно используя черный, который имеет дополнительное преимущество увеличения укрывистости.

Временный результат смешивания распыляется на тест-пластину. Сцениваем цвет под несколькими стандартными источниками света, включая искусственный дневной свет, желтый свет и флуоресцентный свет. Мы замечаем проявление метамерии, при сравнении с образцом. Оно проявляется под желтым светом как чрезмерно зеленый оттенок. Чтобы устранять это явление, необходимо добавить основной пигмент, имеющий более красный тон под желтым светом.

Наконец при необходимости, мы будем грязнить/темнить смесь черным, в зависимости от требуемой концентрации. В ассортименте пигментов Вы найдете третий черный пигмент. Однако этот пигмент используется исключительно для разработки очень глубоко-черных цветов.

В случае если оттенок смешанной краски зеленее по сравнению с цветом автомобиля, только увеличение количества обоих синих пигментов, сохраняя соотношение между пигментами постоянным, предотвращает проявление метамерии.

Запомните несколько простых правил:

Рекомендуется использовать основные пигменты, которые внесены в состав рецептуры. Не рекомендуется превышать 10% фактического количества, при увеличении веса определенного компонента в рецептуре.

7. Разработка и колеровка цветов «металлик» и «перламутр»

Разработка и колеровка цветов «металлик» и «перламутр» требует ясного понимания в поведении частиц алюминия и слюды в слое краски. Алюминиевые частицы действуют подобно крошечным зеркалам, отражая свет под некоторым углом, так, что цвет подвержен изменениям относительно угла рассмотрения. Поэтому, мы всегда оцениваем цвет под тремя определенными углами, называемыми "область отражения", "вид сверху" и "вид сбоку".

Эффект перламутра обусловлен крошечными частицами слюды, покрытыми неорганическим пигментом, обычно двуокисью титана или оксидом железа. Особенность слюды то, что она частично отражает и частично пропускает свет, преломляя его. Этот вид материала называется "прозрачным". толщина слоя слюды и природа материала покрытия определяет цвет и возможный эффект. В зависимости от увеличения толщины слоя покрытия слюды (например, двуокиси титана), цвет частицы слюды изменятся от белого до желтоватого, от золотого до медно-красного. от Фиолетового до синего, от бирюзового до зеленого. При некоторой, определенной толщине слоя покрытия происходит преломление, таким образом, что отраженный и преломленный лучи света противоположны по цвету.

Металлическая частица в краске отражает лучи света полностью, а частица слюды частично отражает и частично преломляет луч света. Конечно. прозрачность частиц слюды неблагоприятно влияет на укрывающие свойства краски.

И алюминий и частицы слюды ведут себя подобно пигментам. Выбор алюминия или перламутра определен размером частицы, яркостью и флопом. Использование галогенной лампы или другого сильного источника света может облегчить надлежащий выбор алюминия или перламутра. Правильный выбор алюминиевого зерна чрезвычайно важен, поскольку невозможно осветлить цвета «металлик» в "области отражения" и при виде сверху", и в то же самое время затемнить "вид сбоку". Эти свойства полностью зависят от типа зерна.

Чтобы получить точный размер частицы и уровень яркости, может быть, необходимо смешать два типа алюминия. "Флоп" явление, при котором различная световая интенсивность зависит от угла рассмотрения. При "виде сбоку мы главным образом видим цвет прозрачного пигмента, принимая во внимание, что область отражения" свет отраженный доминирующий алюминием. Флоп яркости зависит от размера и формы алюминиевых частиц, вязкости и способа нанесения. Некоторые пигменты (белый, оксиды, корректор флопа) влияют на ориентацию алюминиевой частицы в слое краски, которая в свою очередь влияет на флоп. Их можно использовать только в малых количествах.

Интенсивность отраженного света в области отражения" может быть уменьшена при добавлении корректора флопа. Дополнение небольшого количества белых пигментов осветлит цвет при "виде сбоку", но это уменьшит яркость алюминия при "виде сверху". Ассортимент основных пигментных паст для приготовления цветов «металлик» и «перламутр главным образом состоит из прозрачных пигментов, чтобы получить оптимальный эффект от используемого алюминиевого зерна. В цветах «металлик и перламутр светлое/темное соотношение определяется смесью алюминия или слюды с одной стороны и черного пигмента с другой.

Рассмотрим, к примеру, красный перламутровый цвет 19927, Renault Rouge Rubis Metallic. Разложим формулу данной краски на основные компоненты. Полное понимание свойств каждого компонента, позволит нам, при необходимости изменять их количество в формуле, что в свою очередь даст возможность максимально точно подобрать цвет.

Первое важное наблюдение при осмотре образца, состоит в том, что Мы имеем дело с красным цветом. Помимо этого ясно, что цвет «металлик» или «перламутр», поскольку слой краски содержит металлические частицы, и отраженный свет изменяется по интенсивности, когда мы смотрим на образец, поочередно, со всех трех стандартных углов. Цвет воспринят как красный. Поэтому, чтобы воспроизвести его, основной пигмент должен быть таким же красным.

Изменяем основной цвет, добавляя красный с синим оттенком. Правильный выбор между этими пигментами поможет избежать эффекта метамерии. Например, один будет казаться менее красным под желтым источником света, чем другой.

Далее необходимо выбрать тип перламутра, который мы будем использовать. Это решение основано на флопе цвета и размере частицы. Красный цвет в области отражения» заставляет нас использовать красный перламутр.

Под нашими стандартными источниками света, мы замечаем, что это формула более красочна по сравнению со стандартом. Поэтому мы грязним цвет, добавляя черный. Исправляем флоп и меняем размер частиц.

Пришло время напылить первый тест. Выкраску сравниваем со стандартом, и определяем угол, под которым наблюдается наиболее существенное цветовое различие. В этом случае: "вид сверху".

---

Производственная компания «СПЕЦКРАС» более 10 лет предлагает широкий спектр лакокрасочных материалов. Одним из направлений являются и пигментные пасты.

Наши специалисты ответят на все интересующие вас вопросы по телефону:
8-800-333-64-78