Rys. 1
Dopasowanie kolorystyczne powłok lakierniczych
Postrzeganie koloru jest bardzo subiektywne. Część ludzi, szczególnie mężczyźni, ma problem z rozróżnianiem barw. Kobiety rozróżniają kolory znacznie lepiej, część mężczyzn niektórych barw nie widzi w ogóle (daltoniści). Kobiety i mężczyźni różnią się nieco mózgami oraz receptorami w oku. Jedna z teorii zakłada, że w trakcie ewolucji człowieka kobiety zajmowały się głównie zbieractwem, a mężczyźni polowali. Przy zbieraniu jagód, ziół, grzybów i owoców odróżnienie barwy było niezwykle ważne, pomyłka mogła kosztować życie i stąd większe zdolności percepcji barw u kobiet. Dla mężczyzn ważniejsze było określenie odległości do celu, żeby trafić przy rzucie dzidą czy strzale z łuku oraz umiejętność odnalezienia drogi do domu po skończonym polowaniu, dlatego do dzisiaj panowie rzadziej błądzą i lepiej określają wymiary niż kobiety.
Na odbiór koloru ogromny wpływ ma oświetlenie. Kolor niektórych przedmiotów może wydawać się identyczny w świetle sztucznym, a w świetle naturalnym mogą być zauważalne znaczne różnice i odwrotnie. Nawet światło słoneczne i naturalne światło rozproszone, np. w pochmurny dzień, mogą powodować powstawanie różnic w odbiorze koloru. Podobnie możemy postrzegać połysk. Powłoka z tej samej farby na gładkiej powierzchni będzie wydawała się bardziej błyszcząca od tej nałożonej na chropowatą powierzchnię.
Co to jest kolor? Żeby odpowiedzieć sobie na to pytanie, musimy zagłębić się w naturę światła. Dziś definiujemy światło jako przedział fal elektromagnetycznych o długości od nieco poniżej 400, aż do ponad 700 nm. Foton, podstawowa jednostka światła, jest cząstką elementarną nieposiadającą ładunku elektrycznego ani momentu magnetycznego o masie spoczynkowej równej zero (m0 = 0), liczbie spinowej s = 1 (fotony są zatem bozonami). Fotony są nośnikami oddziaływań elektromagnetycznych, a ponieważ wykazują dualizm korpuskularno-falowy, są równocześnie falą elektromagnetyczną. Światło białe jest mieszaniną fal (fotonów) o różnych długościach. Widać to najlepiej, gdy światło białe przechodzi przez pryzmat (rys. 1).
Omawiając zagadnienia związane ze światłem i barwami, nie sposób pominąć naszego naturalnego organu do postrzegania, jakim jest oko i analizujący powstający w oku obraz mózg (rys. 2).
Rys. 2
To, co postrzegamy jako kolor, w rzeczywistości kolorem nie jest. Nasze oko reaguje na fale elektromagnetyczne odbite przez obserwowany przedmiot. Jabłko przedstawione na rysunku zatrzymuje prawie wszystkie fale, oprócz tych o długości około 400 nm, które nasze zmysły przetwarzają na kolor czerwony. Nieco dokładniej to zjawisko obrazuje rysunek 3.
Rys. 3
Każdy postrzegany przez nas kolor to bardzo rzadko pojedyncza fala o określonej długości, a prawie zawsze mieszanina barw. Mamy zatem kolor wynikowy będący mieszaniną fal elektromagnetycznych (rys. 4).
Rys. 4
Farby są kolorowane za pomocą barwników zwanych też kolorantami. Producenci farb korzystają z różnych systemów kolorowania wykorzystujących od kilku do kilkudziesięciu kolorantów. Dają one możliwość stworzenia setek tysięcy kolorów, ale nie wszystkich. Jeszcze 25–30 lat temu farby przemysłowe kolorowano w masie (całą szarżę produkcyjną), a zamówienie innego koloru niż oferował producent w mniejszej ilości niż wielkość produkcyjna, np. 600 litrów, było niemożliwe. Pierwszy wyłom poczynili producenci renowacyjnych lakierów samochodowych, później dołączyli do nich producenci farb przemysłowych. Z natury światła wiemy, że kolorów, tylko w zakresie światła widzialnego, może być nieskończona ilość. Do ich porównywania stworzono przestrzenny model światła i barw pozwalający na dość precyzyjne porównywanie kolorów (rys. 5).
Rys. 5. Model przestrzeni barwnej w postaci kuli
Każdy kolor, łącznie z nasyceniem barwy, można opisać w tej przestrzeni za pomocą trzech wektorów:
L – jasność od czarnego do białego;
a – od zieleni (-a) do czerwieni (+a);
b – od niebieskiego (-b) do żółtego (+b).
Parametrem pozwalającym na porównywanie konkretnej barwy z jej wzorcem jest ∆E opisany wzorem:
Graficzną ilustrację takiego porównania w przestrzeni barwnej ilustruje rysunek 6.
Rys. 6. Graficzna ilustracja parametru ∆E
A – położenie koloru porównywanego; A’ – położenie koloru porównywanego sprowadzonego do tej samej jasności co kolor wzorcowy; B – kolor wzorcowy
Przyjmuje się, że
0 < ΔE < 1 – obserwator nie zauważa różnicy,
1 < ΔE < 2 – zauważa różnicę jedynie doświadczony obserwator,
2 < ΔE < 3,5 – zauważa różnicę również niedoświadczony obserwator,
3,5 < ΔE < 5 – każdy zauważa wyraźną różnicę barw,
5 < ΔE – obserwator odnosi wrażenie dwóch różnych barw.
Powyższe dane są danymi statystycznymi sprawdzonymi doświadczalnie. Ze względu na faktyczną nierównomierność przestrzeni CIELab zalecana ostatnio przez ISO jest ΔE2000. Model przestrzeni barwnej nie jest jednolity, dlatego wprowadzono wartości korygujące uwzględnione między innymi w ΔE2000.
Dziś projektanci i producenci farb posługują się wieloma wzorcami kolorystycznymi, których pochodzenie i system opisu barw znacznie się różnią. Omówimy tylko te najbardziej znane.
