Αρχική > Τεχνολογία > Τα μυστικά των χρωμάτων

Τα μυστικά των χρωμάτων

Τετάρτη, 11, Δεκέμβριος, 2013 Σχολιάστε Go to comments

Ποια η θεμελιώδης διαφορά της εικόνας που προβάλλεται στην τηλεόραση και εκείνης που τυπώνεται στο χαρτί; Ξενάγηση στα μυστικά των χρωμάτων.

«Εντύπωση (impression) – ανατολή», ο πίνακας του Μονέ που έδωσε το όνομα στο καλλιτεχνικό ρεύμα του ιμπρεσιονισμού


Αν κοιτάξουμε από κοντά την οθόνη της τηλεόρασης ή του ηλεκτρονικού υπολογιστή μας, θα διαπιστώσουμε ότι αποτελείται από μυριάδες κουκκίδες μπλε, πράσινες και κόκκινες. Σύμφωνα με τη θεωρία της τριχρωμίας, από αυτά τα τρία «βασικά» χρώματα μπορούν να δημιουργηθούν όλα τα άλλα και μάλιστα αν τα «ανακατέψουμε» στη σωστή αναλογία θα πάρουμε λευκό. Αλλά αν βάψουμε με μπογιές – ή τυπώσουμε με έναν εκτυπωτή – κόκκινο πάνω σε πράσινο πάνω σε μπλε, θα βγει μαύρο! Γιατί άραγε συμβαίνει αυτό; 


Πού οφείλεται η διαφορά; Η απάντηση βρίσκεται στο ότι οι οθόνες λειτουργούν στο προσθετικό σύστημα των χρωμάτων εκπέμποντας τα τρία βασικά χρώματα πάνω σε μαύρο φόντο, ενώ οι εκτυπωτές λειτουργούν στο αφαιρετικό σύστημα των χρωμάτων απορροφώντας τα τρία βασικά χρώματα όταν φωτίζουμε τη σελίδα με λευκό φως. 

Το φαινόμενο του ουράνιου τόξου ήταν γνωστό στους ανθρώπους από τα προϊστορικά χρόνια, αλλά δεν ήταν γνωστός ο μηχανισμός δημιουργίας του ώσπου ο Νεύτωνας έκανε το περίφημο πείραμα κατά το οποίο άφησε ηλιακό φως να περάσει μέσα από ένα γυάλινο πρίσμα. Ετσι διαπίστωσε ότι το λευκό φως αναλύεται στα επτά χρώματα της ίριδας – αυτά που αποτελούν το ουράνιο τόξο – και ότι, οδηγώντας αυτά τα επτά χρώματα μέσα από ένα πρίσμα τοποθετημένο ανάποδα, τα χρώματα αυτά συνδυάζονται ξανά για να προκύψει και πάλι λευκό φως. 

Εκατό χρόνια αργότερα ο άγγλος γιατρός και ερασιτέχνης φυσικός Thomas Young, που ασχολήθηκε μεταξύ άλλων και με τη φυσιολογία της όρασης, διατύπωσε τη θεωρία ότι το ανθρώπινο μάτι έχει τριών ειδών κύτταρα, ευαίσθητα το καθένα σε ένα διαφορετικό χρώμα, και επομένως η εντύπωση όλων των χρωμάτων που μπορούμε να αντιληφθούμε δημιουργείται από την «ανάμειξη» αυτών των τριών βασικών χρωμάτων σε διάφορες αναλογίες. 

Η θεωρία αυτή, που επιβεβαιώθηκε στη συνέχεια από άλλους ερευνητές, όπως οι Γερμανοί Βόλφγκανγκ Γκαίτε και Χέρμαν Χέλμχολτς, βρίσκεται στη βάση όλων των τεχνικών που χρησιμοποιούμε σήμερα για να αποδώσουμε έγχρωμες εικόνες, όπως οι οθόνες των τηλεοράσεων, τα φιλμ των κινηματογραφικών ταινιών και η τυπογραφία. 

Αλλά στις οθόνες των τηλεοράσεων χρησιμοποιούμε διαφορετική τριάδα χρωμάτων από ό,τι στην τυπογραφία! Ο λόγος είναι ότι οι οθόνες εκπέμπουν τρία διαφορετικά χρώματα σε μαύρο φόντο, ενώ η επιφάνεια ενός τυπωμένου χαρτιού ανακλά τρία διαφορετικά χρώματα από το λευκό φως με το οποίο τη φωτίζουμε.

Προσθετικά και αφαιρετικά χρώματα

Οι οθόνες των τηλεοράσεων και των υπολογιστών έχουν τριάδες από κουκκίδες που είναι διατεταγμένες σε γραμμές και στήλες. Ο αριθμός των γραμμών και των στηλών αναφέρεται συνήθως ως ανάλυση της οθόνης και παριστάνεται ως γινόμενο δύο ακέραιων αριθμών. Οι περισσότερες τηλεοράσεις σήμερα έχουν ανάλυση 1.280Χ1.024, δηλαδή 1.280 στήλες επί 1.024 γραμμές. 


Η μία κουκκίδα κάθε τριάδας εκπέμπει κόκκινο φως, η δεύτερη πράσινο και η τρίτη μπλε και «παίζοντας» με την ένταση του κάθε χρώματος μπορούμε να αναπαραγάγουμε οποιοδήποτε χρώμα. Ειδικότερα κόκκινο και πράσινο μας δίνει κίτρινο, πράσινο και μπλε μας δίνει κυανό, μπλε και κόκκινο μας δίνει ματζέντα, ενώ τα τρία χρώματα μαζί μας δίνουν λευκό. 

Το σύστημα αυτό, που είναι προσθετικό επειδή τα διάφορα χρώματα δημιουργούνται προσθέτοντας τα τρία βασικά σε διάφορες αναλογίες, ονομάζεται RGB, από τα αρχικά των αγγλικών λέξεων για τα βασικά χρώματα: Red, Green, Blue. Σίγουρα πολλοί θα έχουν παρατηρήσει αυτό το σύμβολο στις εισόδους και εξόδους των υπολογιστών και της τηλεόρασης.

Τα μελάνια όμως που χρησιμοποιούμε στην τυπογραφία δεν εκπέμπουν ένα συγκεκριμένο χρώμα αλλά αντίθετα το απορροφούν και αντανακλούν όλα τα υπόλοιπα. 

Ετσι «δουλεύουν» αφαιρώντας ένα από τα τρία χρώματα (κόκκινο, πράσινο και μπλε) από τη δέσμη λευκού φωτός με την οποία φωτίζουμε τη σελίδα. Σύμφωνα με όσα ανέφερα προηγουμένως, αν αφαιρέσουμε από μια δέσμη λευκού φωτός το πράσινο, θα πάρουμε ματζέντα. Αν αφαιρέσουμε το κόκκινο, θα πάρουμε κυανό και αν αφαιρέσουμε το μπλε θα πάρουμε κίτρινο. 

Επομένως τα βασικά χρώματα του αφαιρετικού συστήματος είναι το κυανό, το ματζέντα και το κίτρινο, οπότε το σύστημα αυτό ονομάζεται CMY, από τα αρχικά των αγγλικών λέξεων για τα βασικά του χρώματα (Cyan, Magenta, Yellow). Οσοι έχουν έγχρωμο εκτυπωτή σίγουρα θα αναγνωρίζουν τα χρώματα των μελανιών που αγοράζουν. Στο σύστημα αυτό η ανάμειξη των τριών χρωμάτων μας δίνει μαύρο.

Τα τριχρωματικά συστήματα RGB και CMY

Το σύστημα RGB μάς δίνει με ακρίβεια όλα τα επιθυμητά χρώματα, το σύστημα CMY όμως είναι απλώς ένας «συμβιβασμός» μεταξύ ποιότητας και τιμής έχοντας δύο βασικά μειονεκτήματα. Το πρώτο είναι ότι η ανάμειξη των τριών βασικών χρωμάτων δεν μας δίνει «βαθύ» μαύρο, αλλά αυτό διορθώνεται εύκολα αν χρησιμοποιήσουμε στις εκτυπώσεις και ένα τέταρτο, μαύρο, μελάνι. Το δεύτερο είναι ότι το σύστημα CMY δεν μπορεί να αποδώσει ορισμένα «δύσκολα» χρώματα, π.χ. το λαμπρό πορτοκαλί. 


Αυτός είναι και ο βασικός λόγος που οι έγχρωμες εκτυπώσεις που παίρνουμε από υπολογιστές δεν είναι συνήθως τόσο καλές όσο η εικόνα που βλέπουμε στην οθόνη. Το πρόγραμμα οδήγησης του εκτυπωτή υπολογίζει από την αναλογία των χρωμάτων RGB της οθόνης την αναλογία των χρωμάτων CMY του εκτυπωτή, όχι όμως πάντα με μεγάλη επιτυχία. Τα επαγγελματικά λογισμικά επεξεργασίας έγχρωμων εικόνων έχουν δικό τους αλγόριθμο υπολογισμού των χρωμάτων CMY που δίνει συνήθως αισθητά καλύτερα αποτελέσματα. Επίσης υπάρχουν εκτυπωτές που χρησιμοποιούν περισσότερα από τρία βασικά χρώματα, συνήθως πέντε, οπότε τα «δύσκολα» χρώματα αποδίδονται καλύτερα.

Ποια χρώματα είναι συμπληρωματικά

Ηδη από την εποχή της Αναγέννησης οι ζωγράφοι είχαν διαπιστώσει την πολύ χαρακτηριστική ιδιότητα ορισμένων χρωμάτων να δημιουργούν έντονη αντίθεση μεταξύ τους. Από εκείνη την εποχή αυτά τα ζεύγη των χρωμάτων ονομάζονται «συμπληρωματικά» και είναι τα κόκκινο – πράσινο, κίτρινο – βιολετί και μπλε -πορτοκαλί. Ενα από τα καλύτερα δείγματα αυτής της «συμπληρωματικότητας» είναι ο πίνακας «Εντύπωση (impression) – ανατολή» του Κλοντ Μονέ, όπου παριστάνεται ο πορτοκαλής ήλιος να ανατέλλει στον μπλε ουρανό και να καθρεφτίζεται στην μπλε θάλασσα. Από τον πίνακα αυτόν πήρε και το όνομά της η νέα τότε τεχνοτροπία ιμπρεσιονισμός. 


Μια σημαντική εφαρμογή αυτού του συγκεκριμένου ζευγαριού συμπληρωματικών χρωμάτων απαντάται στις ναυαγοσωστικές σχεδίες και στα σωσίβια. Εχουν χρώμα πορτοκαλί επειδή έτσι διακρίνονται καλύτερα στην μπλε θάλασσα. Σήμερα βέβαια που γνωρίζουμε τη θεωρία των τριχρωματικών συστημάτων RGB και CMY είναι πολύ εύκολο να εντοπίσουμε με μεγαλύτερη ακρίβεια τα συμπληρωματικά χρώματα: είναι εκείνα που, αν «αναμειχθούν» στις σωστές αναλογίες, μας δίνουν λευκό ή μαύρο. Είναι, δηλαδή, τα κόκκινο – κυανό, πράσινο – ματζέντα και μπλε – κίτρινο.

Χάρης Βάρβογλης καθηγητής του Τμήματος Φυσικής του ΑΠΘ.tovima.gr

Advertisements
Κατηγορίες:Τεχνολογία
  1. Δεν υπάρχουν σχόλια.
  1. No trackbacks yet.

Σχολιάστε

Εισάγετε τα παρακάτω στοιχεία ή επιλέξτε ένα εικονίδιο για να συνδεθείτε:

Λογότυπο WordPress.com

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό WordPress.com. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Twitter

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Twitter. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Facebook

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Facebook. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Φωτογραφία Google+

Σχολιάζετε χρησιμοποιώντας τον λογαριασμό Google+. Αποσύνδεση / Αλλαγή )

Σύνδεση με %s

Αρέσει σε %d bloggers: