SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

1

KAKO VIDIMO IN MERIMO BARVE

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

2

Barvni model mora biti procesno neodvisen

• zato so predpisana standardna merila za kolorimetrične meritve

UVOD OBJEKTIVNO VREDNOTENJE BARV

Leta 1931 je CIE (Commision Internationale d`Eclairege) – mednarodna komisija za razsvetljavo predpisala standardna merila.

Za objektivno vrednotenje barv potrebujemo:• določen izvor svetlobe (barvna

temperatura) in• določenega opazovalca (sprejemnik,

receptor) svetlobe (barvna občutljivost)

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

3

• Standardni merskotehnični opazovalec (povprečni človek z normalnim vidom) z 2 ° zornim kotom. Na osnovi meritev relativne spektralne občutljivosti očesa so bile določene standardizirane barvne vrednosti X, Y, Z. (l.1964 podali barvne vrednosti pri gledanju z 10° zornim kotom).

• Standardne svetlobe- svetloba A (volframova žarnica, z barvno temperaturo 2856 K)- svetloba B (neposredna sončna svetloba, 4874 K)- svetloba C (posredna sončna svetloba, 6774 K)- svetlobe D (D50, 5000K in D65, 6500K-vključuje tudi UV del spektra)- …..

Svetlobe D so bile definirane l. 1963, kot standardna svetloba za merjenje barve pa se D65 priporoča od l. 1986.

UVOD OBJEKTIVNO VREDNOTENJE BARV

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

4

Je najstarejši sistem iz l.1931, barvne vrednosti so prikazane v barvnem diagramu z barvnimi deleži x, y, z, od katerih sta x in y uporabljena za prikaz na diagramu, z pa izračunamo.

Sistem je omogočal natančno definiranje barve na osnovi barvnih deležev, zaradi nelinearnosti pa je bil manj primeren za vsakdanjo uporabo.

CIE BARVNI SISTEMUVOD

x = X / (X + Y + Z)y = Y/(X + Y + Z)z = Z /(X + Y + Z)

(x + y + z = 1)

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

5

CIELAB sistem (l. 1976) je najbolj izpopolnjen in uporabljen sistem.Barva je opredeljena z vrednostmi:

L* svetlost barve, od 0 (črno) do 100 (belo)a* lega barve na rdeče-zeleni osi (od +a do -a)b* lega barve na rumeno-modri osi (od +b do -b)

Za določanje barve zadošča uporaba treh vrednosti L*, a*, b*. Barvnevrednosti L*, a*, b* so s standardiziranimi barvnimi vrednostmimatematično povezane:

L* = 116 (Y/Yn)1/3 - 16a* = 500 [(X/Xn)1/3 - (Y/Yn)1/3]b* = 200 [(Y/Yn)1/3 - (Z/Zn)1/3]

UVOD CIELAB BARVNI SISTEM

Xn = 96,422, Yn = 100,00 in Zn = 82,521 (pri D50 in 2°).

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

6

Grafični prikaz CIELAB sistema.

UVOD CIELAB BARVNI SISTEM

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

7

Barvne razlike med dvema barvama so v CIELAB sistemu določijona osnovi razlik koordinat v vseh treh smereh barvnega prostora:

ΔE* = [(Δ L*)2 + (Δ a*)2 + (Δ b*)2]1/2

Natančneje so barvne razlike definirane z obrazcem ΔE*94, prikaterem je opravljena korekcija barvnega telesa iz krogle v elipsoid.Danes je vse pogostejša uporaba ΔE 2000.

UVOD BARVNE RAZLIKE

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

8

CIE Lab je eden najbolj uporabnih barvnometričnih sistemov. Uporabljajo ga:• spektrofotometri, • kolorimetri in • spektrodenzitometri.

Instrumenti zaznajo valovne dolžine odbite svetlobe v obliki numeričnih vrednosti. Območje in preciznost izmerjenih vrednosti pa je odvisno od merilnega inštrumenta:

• denzitometer jih interpretira kot OD (optično gostoto)• kolorimeter kot triobmočni opis• spektrofotometer kot spektralni opis

UVOD MERJENJE BARV

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

9

DENZITOMETER• najbolj razširjen procesni inštrument (grafična priprava, proces

tiska)

KOLORIMETER• meri svetlobo in jo razstavi v osnovne komponente RGB (kot

človeško oko, monitor ali skener). Izmerjene tri vrednosti nato pretvori v številčni barvni opis CIE XYZ, katerega lahko naknadno pretvori v katerokoli njegovo izpeljanko, npr. CIE Lab ali CIE Luv.

SPEKTROFOTOMETER• meri spektralne podatke – količino svetlobe, ki jo objekt odbija pri

izbranih intervalih vzdolž vidnega spektra. Meritve so kompleksen niz podatkov, grafično jih predstavlja spektralna krivulja –najpopolnejša informacija o barvi.

Spektrofotometer je najbolj precizen, uporaben in prilagodljiv inštrument za merjenje barv.

UVOD MERJENJE BARV

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

10

KOLORIMETRI IN

SPEKTROFOTOMETRI

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

11

Osnovna struktura naprave za vrednotenje barve:

Kipphan Helmut, Handbook of Print Media, Springer, 2001,1207 str.

KOLORIMETRI IN SPEKTROFOTOMETRI

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

12

Zakaj moramo pri uporabi kolorimetra opraviti pretvorboiz barvnega prostora RGB?

RGB barvni prostor je procesno odvisen, ni ponovljiv (toliko kot je naprav (monitojev, skenerjev,…), toliko je različnih RGB prostorov.

Procesno odvisni prostor pretvorimo v procesno neodvisni, standardiziran barvni prostor – paleta barv ni omejena s sposobnostjo naprave.

RGB → CIE XYZ ali CIE L*a*b*

KOLORIMETRI IN SPEKTROFOTOMETRI

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

13

Vrednotenje barv v grafiki je osnovano na standardu ISO 13655:1996 (v reviziji); SIST ISO 13655:1997Graphic technology — Spectral measurement and colorimetriccomputation for graphic arts imagesGrafična tehnologija — Spektrometrija in kolorimetrični izračuni za grafične upodobitve.

Standard predpisuje:• merska geometrija 0°/45° ali 45°/0°• standardni opazovalec 2°• svetlobni vir D50• CIELAB barvni sistem• črna mat podloga (z D 1.5 ± 0.2)• brez polarizacijskih filtrov• barvne razlike se vrednotijo najpogosteje po CIELAB formuli

[ ] 2/1222 *)(*)(*)(* baLE ∆+∆+∆=∆

KOLORIMETRI IN SPEKTROFOTOMETRI

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

14

Kontrola tiskaTako denzitometer kot kolorimeter sta priporočljiva za spremljanje tiska naklade, vendar se cenovno in glede na dejstvo, da večina kolorimetrov ne uporablja polarizacijskega filtra pri spremljanju procesa tiska – mokre barve priporočabolj uporaba denzitometra.

Sivo ravnovesje Denzitometer – z opcijo merjenja skozi več filtrovKolorimeter – v kolikor nimamo posebej klina oz. traku z merskimi polji za kontrolo sivega ravnovesja je ta naprava neprimerna! Vrednotenje na sliki –Barva na barvo – dobimo le skupne vrednosti merjenega polja npr.: L*a*b*.

DENZITOMETER : KOLORIMETER

Man Roland, The Direct Route to Quality, 2004, 35 str.

KOLORIMETRI IN SPEKTROFOTOMETRI

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

15

Konstrukcija in princip delovanja merilnih inštrumentov (kolorimetra in spektrofotometra) je podobna senzoričnemu modelu - človeškemu očesu.

MERJENJE BARV

1. Vzorec se osvetli s svetlobnim virom.

2. Del svetlobe se absorbira (vpije), del reflektira (odbije).

3. Odbito svetlobo zazna oko preko receptorjev (čepkov za zaznavanje barv (R, G in B) in paličk za zaznavanje svetlobe).

4. Preko vidnega živca se sproži zaznava barve v možganih.

ČLOVEŠKO OKO

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

16

1. Svetloba pade na barvni odtis.

2. Odbita svetloba preko sistema lečpade na senzor (meri intenziteto vpadne svetlobe vsake posamezne barve),

3. Merjeni signal se prenese v računalnik (opravi primerjavo dobljenega signala s tremi vrstami senzorjev (R, G in B), (vrednosti so definirane v CIE sistemu za standardnega opazovalca)

4. Rezultat so tripodročne vrednosti: X, Y in Z, ki jih lahko vrišemo v enega od tridimenzionalnih barvnih prostorov (npr. CIELAB ali CIELUV).

MERJENJE BARV KOLORIMETER, SPEKTROFOTOMETER

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

17

MERJENJE BARV PRIMERJAVA

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

18

KOLORIMETRI

MERJENJE BARV

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

19

Konstrukcija tripodročnega kolorimetra je podobna denzitometrski. Namesto treh barvnih filtrov: R,G in B in optičnega filtra je uporabljena kombinacija filtrov, ki imitirajo trivrednosti: X, Y in Z.

Imajo nižjo absolutno točnost kot spektrofotometri.

MERJENJE BARV KOLORIMETRI

Razlika z denzitometri je:• v svetlobnem viru• spektalni propustnosti R, G, B filtrov in • prikazu vrednosti meritev

Merska geometrija 0/45 ° ali 45/0 ° (obstajajo pa tudi z d 8°). Opremljeni so lahko s polarizacijskimi filtri.

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

20

MERJENJE BARV KOLORIMETRI

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

21

MERJENJE BARV KOLORIMETRI

Fotoelektrični kolorimeter, optično filtriranje s tristimulusnimi filtri.

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

22

SPEKTROFOTOMETRI

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

23

Referenčni vrednosti, ki sta potrebni za izris spektralne krivulje sta:

Ø valovna dolžina svetlobe in Ø odbojnost (stopnja refleksije)

Spektrofotometer:(Digital Swatch-book) meri odbojnost pri 31 izbranih valovnih dolžinah s korakom 10 nm.

Inte

nzite

ta

SPEKTROFOTOMETRIMERJENJE BARV

Izmerjene spektrofotometrične vrednosti nam dajo spektralne krivulje –prstni odtis barve.

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

24

SPEKTROFOTOMETRIMERJENJE BARV

Reflektirana svetloba se loči na difrakcijski rešetki (mreži) in nato izmeri s pomočjo vrste senzorjev.

Odvisno od natančnosti se reflektirna svetloba meri s koraki 1, 5 ali 10 nm. Iz izmerjenih vrednosti refleksij se nato izmerijo trikromatičnevrednosti X, Y in Z.

Ker te triobmočne vrednosti ne dobimo s pomočjo filtrov, ampak izcelotnega spektra, je absolutna natančnost spektrofotometrov zelo visoka.

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

25

SPEKTROFOTOMETRI

Prednost:• lahko izračunajo trikolorimetrične funkcije za vsako

standarizirano vrsto svetlobe in standardiziranega opazovalca, če so te vrednosti shranjene v programu.

• lahko vrednoti D za vse standardne filtre• prikaz krivulje spektralne porazdelitve moči nam lahko služi za

oceno metamerizma

MERJENJE BARV

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

26

1. Uporabi se standardni izvor svetlobe A, C, D50 ali D65 in standardni opazovalec (2 in 10°).

2. Odtis se osvetli pod kotom 45°. Reflektirana svetloba pri 0° se usmeripreko odklonskega zrcala na merilno glavo spektrofotometra, kjer se s pomočjo uklonske mrežice svetloba razprši v celoten spekter.

3. Izsevano svetlobo vidnega spektra (med 380 in 730 nm) merijo fotodiode.

4. Rezultati se podajo kot triobmočne vrednosti X, Y in Z in kot barvne (kromatične) koordinate x, y in Y.

5. Izmerjene vrednosti se lahko takoj primerjajo z referenčnimi. Nato pa se zahtevane vrednosti digitalno posredujejo do dozerja črnila, kjer se takoj opravi sprememba in tako odpravi napaka.

SPEKTROFOTOMETRIMERJENJE BARV

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

27

Princip merjenja faktorja refleksije sspektrofotometrom:• krožni filter (filter wheel principle)• princip monokromatorja(monochromator principle)• princip uklonske mrežice (diffraction grating principle)

Kipphan Helmut, Handbook of Print Media, Springer, 2001,1207 str.

SPEKTROFOTOMETRIMERJENJE BARV

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

28

SPEKTROFOTOMETRIMERJENJE BARV

SAM

O ZA

INTE

RNO U

PORA

BO

29

LITERATURA

SCHLÄPFER, K. Farbmetrik in der Reproduktionstechnik und im Mehrfarbendruck. UGRA St. Gallen, 1993.LOOS, H. Farbmessung. Verlag Beruf + Schule, Itzehoe, 1989.GOLOB, V. Teorija barvne metrike. Strokovni seminar DKS numerično vrednotenje barve, Ljubljana, 1999.Informacijski materiali Gretag-Macbeth, X-Rite.Heidelberg, Colour&Quality, 1999Premrov Alina, semnirarska naloga: SGP 1, Spektrofotometer, 2004Man Roland, The Direct Route to Quality, 2004, 35 str.Kipphan Helmut, Handbook of Print Media, Springer, 2001,1207 str.