Tài liệu Màu sắc: lý thuyết cơ bản pdf

Màu sắc: lý thuyết cơ bản Ánh sáng mà chúng ta nhìn thấy được là một loại sóng điện từ. Tự thân nó không thể tạo một làn điệu hấp dẫn cặp mắt của chúng ta. Mà mắt chúng ta có thể nói như là một hệ thống anten dò tìm, loại trừ và thâu nhận từ nhiều dãi băng tần khác nhau. Các nhà nghiên cứu bảo là mắt người có thể thấy được ánh sáng có dãi sóng từ 380nm đến khoảng 700nm. Băng tần của dãi sóng ấy được gọi là quang phổ tức là mắt người có thể nhìn thấy và được bắn chiếu ra bởi sự phóng xạ tia cực tím và tia hồng ngoại. Ánh sáng là từ phổ thông dùng để chỉ các bức xạ điện từ có bước sóng nằm trong vùng quang phổ nhìn thấy được bằng mắt thường (tức là từ khoảng 400 nm đến 700 nm). Giống như mọi bức xạ điện từ, ánh sáng có thể được mô tả như những đợt sóng hạt chuyển động gọi là photon. Ánh sáng do Mặt Trời tạo ra còn được gọi là ánh nắng (hay còn gọi là ánh sáng trắng bao gồm nhiều ánh sáng đơn sắc biến thiên liên tục từ đỏ đến tím); ánh sáng Mặt Trăng mà chúng ta thấy được gọi là ánh trăng thực tế là ánh sáng do mặt trời chiếu tới mặt trăng phản xạ đi tới mắt người; do đèn tạo ra còn được gọi là ánh đèn; do các loài vật phát ra gọi là ánh sáng sinh học. Trong khuôn khổ bài viết này, chúng ta chỉ bàn đến lý thuyết cơ bản về màu sắc, màu sắc thật sự thế nào sẽ có các chủ đề khác trong mục này. Hệ thống thị giác con người & năng lực tri giác màu sắc tiêu biểu Phần quan trọng của mục này được cảm hứng từ các chương trình trên chương trình Truyền hình của Prof, cả nội dung lẫn hình thức trình bày. Tác giả trong chương trình ấy là giáo sư lâu năm tại Đại học Politechnica ở Bucharest. Phải nói thật là trước khi trao đổi về bất cứ điều gì về lý thuyết màu sắc, điều quan trọng cần thiết phải nắm vững là đây. Lý thuyết về màu sắc cơ bản sẽ được trình bày quanh HVS: Hệ thống thị giác con người, vì vậy, có một số khái niệm khoa học được dùng để trình bày vấn đề. Các sinh vật khác con người có thể cảm thụ được nhiều màu hơn (chim 4 màu gốc) hoặc ít màu hơn (bò 2 màu gốc) và ở những vùng quang phổ khác (ong cảm nhận được vùng tử ngoại). Hầu hết mắt của các sinh vật nhạy cảm với bức xạ điện từ có bước sóng nằm trong khoảng từ 300 nm đến 1200 nm. Khoảng bước sóng này trùng khớp với vùng phát xạ có cường độ mạnh nhất của Mặt Trời. Như vậy có thể suy luận là việc các loài vật trên Trái Đất đã tiến hoá để thu nhận vùng bức xạ tự nhiên mạnh nhất đem lại lợi thế sinh tồn cho chúng. Không hề ngẫu nhiên mà bước sóng ánh sáng (vùng quang phổ mắt người nhìn được) cũng trùng vào khu vực bức xạ mạnh này. Việc quan sát về ánh sáng và màu sắc được thực hiện cách đây hơn 2000 năm, trong công trình nghiên cứu của Thomas Young, J. C. Maxwell and H. von Helmholtz, những tác giả về lý thuyết ánh sáng ở thế kỷ thứ XIX, đã lập ra hệ toán học màu. Maxwell xác nhận nền tảng lý thuyết tam sắc, tất cả mọi tình trạng màu đều quy chiếu về tỷ lệ từ ba màu cơ bản ấy. Việc chọn ba màu tiên yếu ấy được xem là lý thuyết cơ bản trong sinh học của hệ thống thị giác. Có thể nói nó là cảm biến ánh sáng của đôi mắt, là võng mạc. nó bao gồm hai thể loại cảm nhận ánh sáng. Thể loại que, thể loại cảm nhận đầu tiên về cường độ ánh sáng và là loại giúp chúng ta thu nhận được hình dạng và viền ảnh. Thể loại khác đó là thể loại hình nón thu nhận màu sắc. Có một loại thứ ba có thể kể đến giữa hai thể loại chính kia đó là khả năng lọc dãi sóng hay gọi là bộ phận dò tìm tam sắc chuẩn tiên khởi. Hãy xem biểu đồ, dãi sóng ngắn (S), trung bình (M) và dài (L) tương ứng tỷ lệ cảm thụ màu xanh blue (B) green (G) và red (R). Chúng ta thấy ba đường của màu đỏ, xanh dương, xanh lá không bằng nhau. Đó là điều mà chúng ta đã nói về số lượng ánh sáng cần thiết trong từng cường độ dãi sóng khác nhau S,M và L. Trở lại lý thuyết tam sắc, là ba màu tự nhiên thuần tiên khởi: R, G, B. Ba màu này là thuần khiết đầy đủ nhất trong mắt chúng ta, do vậy khi có hỗn sắc khác nhau thì sẽ tạo ra những dãi màu khác nhau có thể nhìn thấy được. Từ ba màu cơ bản đầu tiên này sẽ xây dựng nên những dãi màu khác nhau tùy theo tỷ lệ màu sắc hỗn loạn khác nhau. Pha trộn màu Nói đến pha trộn màu, người ta có hai cách tiếp cận vấn đề. Thứ nhất, một loại kính lọc màu nào đó sẽ giảm trừ màu sắc không cần thiết hiện diện trong tia phóng xạ ánh sáng chiếu đến. Ánh sáng thuần trắng hoặc gần như trắng được đề cập đến khi nói đến màu sắc của quang phổ. Cách tiếp cận khách quan này, trong cảm nhận bởi bộ lọc, bạn chỉ dám chắc rằng màu sắc có được từ nguồn sáng chứa đựng nó. Chẳng hạn như dùng nguồn ánh sáng xanh dương và kính lọc đỏ, bạn có thể không bắt được màu đỏ cũng như màu đỏ không là thành phần cơ bản ban đầu của ánh sáng xanh dương bởi vì nguồn sáng xanh không hề có đỏ, đỏ chỉ là của kính lọc mà thôi. Hai loại chính yếu của kính lọc ánh sáng được dùng. Kính chuyển tải ánh sáng là các miếng gương hay hợp chất nhựa màu có bước sóng trong dãi sóng từ ánh sáng chiếu tới nằm trong vùng lõm của các dãi màu. Kính phản chiếu ánh sáng là các loại nhuộm màu, sơn màu hay thuốc màu… không có dãi tần sóng, phản chiếu lại một số màu sắc nào đó tùy loại kính. Thứ hai, cách tiếp cận tiếp theo này hướng đến việc pha trộn màu sắc, được gọi là cộng hưởng và sử dụng một số nguồn sáng mang màu sắc khác nhau để tạo nên cảm giác màu khác nhau. Chẳng hạn, kết hợp màu đỏ (R) và xanh lá (G) tạo nên màu vàng (Y). Màu vàng là kết quả từ việc hòa trộn của hai nguồn sáng chứa đựng màu đỏ và xanh lá làm cho thị giác cảm thụ như là cảm thụ nguồn sáng chứa màu vàng thuần vậy. Việc cộng hưởng pha trộn được gọi là cách tiếp cận hướng chủ thể. Hướng chủ thể có nghĩa là cảm thụ như là những gì nó cảm thụ. Màu sắc được chưa đựng bởi việc pha trộn không hề hiện diện trong các nguồn sáng chiếu tới cho quang phổ kểt hợp màu. Trong thực tế thì màu sắc hầu như được pha trộn và dựa trên hệ thị giác con người. Pha trộn cộng hưởng quang học gồm hai hoặc nhiều hơn hai màu trên cùng mặt bằng không gian và thời gian. Điều này làm nên kỹ thuật video chiếu phim cổ điển. Pha trộn mảng màu dựa trên giới hạn phân tích màu của mắt con người. Từ một khoảng cách, hai điểm khác nhau về màu sắc sẽ được thu nhận như một điểm màu được kết hợp lại. Pha trộn mảng không gian màu là nền tảng cho việc dùng các ống kiểm soát màu. Pha trộn màu thứ ba cộng thêm chúng với nhau được cho là thời gian trộn màu. Nghĩa là hai hoặc nhiều màu được kết hợp trên cùng mặt bằng, nhưng khác nhau về thời gian. Một sự kiện xảy đến, hệ thị giác người có thể tiến hành xử lý thông tin trong giới hạn tốc độ nào đó, kết hợp các màu sắc tiên khởi với tỷ lệ để cảm giác nhận ra ngay tức thì. Bởi vậy, chủ thể được thị giác cảm nhận các màu sắc không có trong các màu tiên khởi. Máy chiếu phim kỹ thuật số ngày nay dùng kỹ thuật này. Thực nghiệm về đối hợp màu Sử dụng màu R, G và B là ba màu tiên khởi, thực nghiệm được quan sát từ một chủ thể thiên nhiên, trong không gian chưa màu R,G,B ánh sáng khác nhau cân đối trong tỷ lệ của cảm thụ, đối xứng màu, xử lý hòa hợp màu. Thực nghiệm với sự đối xứng các màu sắc mà quang phổ thấy được, nó được diễn tả cho tất cả các màu sắc trong quang phổ cơ bản trên số lượng màu R,G, B cần thiết cho việc cảm nhận màu sắc. Kết quả là trung hòa thành nhóm từ các điểm quan sát, chúng ta có biểu đồ ảnh dưới đây. Một kết quả lý thú là các màu đỏ R đối hợp không được cộng thêm vào để pha trộn đầu tiên, nhưng chính nó trong cột thứ tự chứa đựng hai màu tiên khởi kia. Điều này cho thấy bởi giá trị cực âm của tỷ lệ đỏ. Điều khác nữa là việc chọn các giá trị khác cho dãi tần sóng của các màu tiên khởi làm ra các đường cong màu đối hợp. Hệ đo màu Màu sắc đối hợp diễn tả các màu nhìn thấy được cho con người trong tỷ lệ tương hợp của ba màu tiên khởi R,G,B. Gần đây, một số hệ đo màu dựa trên việc xếp lớp và định vị các thuộc tính cơ bản màu sắc được phát triển. Biểu đồ màu được phát triển vào năm 1931 International Comission for the Illumination (CIE – Comission Internationale pour l'Eclairage) vẫn còn được sử dụng rộng rãi cho việc tiếp cận không gian màu. Được dùng các giá trị biểu đồ đối hợp màu được vẽ thành biểu đồ vị trí cho ba khoảng không gian cho tất cả màu sắc trong hệ quang phổ, số lượng màu đỏ (R), xanh lá (G) và xanh dương (B) được phân tích riêng ra. Điểm đen nguyên khởi (O) không chưa màu đỏ (R), không xanh lá (G) và không xanh dương (B). CIE 1931 – biểu đồ màu như sau: * Không gian 3D của R GBO bình thường hóa thành rgbO, với r = R / (R+G+O) và tương tự như thế… * Các hình nón không đều nhau là khuôn hình O như đỉnh chóp và hình đường cong được dựng bởi quang phổ trong rgbO như là nền tảng. Hình nón này cắt các mặt phẳng (1,1,1) * Giao điểm cắt được chiếu trên sơ đồ rgO diễn tả từ không gian tự nhiên là r + g + b = 1, trong đó b có thể luôn có từ b = 1 – g –g. Kết quả được gọi là biểu đồ WrightGuid hoặc hình móng ngựa. image is public Quan sát trên CIE 1931: * Điểm x=y=1/3 gọi là E trắng. * Kết hợp x và y được tạo nên, không thể hiện màu thật sự trong chính nó. * CIE 1931 là biểu đồ màu thể hiện các màu sắc nhìn thấy được tại ánh sáng đủ. * Nó là phần của CIE – XYZ không gian màu. Các phần màu được chia giống như màu sắc và độ bão hòa nhưng tối đen. Phần cắt khác trên trục z. . trao đổi về bất cứ điều gì về lý thuyết màu sắc, điều quan trọng cần thiết phải nắm vững là đây. Lý thuyết về màu sắc cơ bản sẽ được trình bày quanh HVS:. toán học màu. Maxwell xác nhận nền tảng lý thuyết tam sắc, tất cả mọi tình trạng màu đều quy chiếu về tỷ lệ từ ba màu cơ bản ấy. Việc chọn ba màu tiên