Lekcia 1. Základné pojmy
Farby - neustále ich vnímame. Sú bežnou, príjemnou súčasťou nášho života. Pre správne pochopenie colormanagementu nás bude zaujímať ich hlbšia podstata. Takže sa skúste pozrieť na váš obľúbený predmet. Čo všetko je potrebné, aby ste mohli vnímať jeho farbu? Odpoveď nie je ťažká. Určite je nevyhnutné svetlo, ktoré nám osvetlí náš pozorovaný objekt. Bez svetla by sme nevideli farby. Samozrejme je potrebný náš objekt, ktorý má pôsobením svetla určité vlastnosti, ktoré považujeme za farbu. Nakoniec je potrebné to najdôležitejšie. Vy, ako pozorovateľ, ktorý má schopnosť vnímať farbu.
Farba a farebná udalosť
Farba je udalosť, vznikajúca medzi tromi účastníkmi: zdrojom svetla, objektom a pozorovateľom. Farebná udalosť je potom vnem, vznikajúci v pozorovateľovi a spôsobený lúčmi svetla určitých vlnových dĺžok, vyžarovaných zdrojom svetla a modifikovaných pozorovaným objektom. Ak sa zmení niektorý účastník tejto udalosti, zmení sa celá udalost. Čiže bude vnímaná iná farba. Pozorovateľom može byť človek, alebo technické zariadenie.
Spektrum viditeľného svetla
Svetlo je svojou fyzikálnou podstatou elektromagnetickým vlnením. Ľudské oko je chopné vnímať len veľmi malú časť spektra elektromagnetického vlnenia, s vlnovými dĺžkami 380nm až 700nm. Technické zariadenia sú schopné zachytiť žiarenia aj mimo viditeľné spektrum. Ultrafialové žiarenie má vlnové dĺžky kratšie ako 380nm, infračervené žiarenie má vlnové dĺžky nad 700nm.
Spektrálne charakteristiky svetla
Svetlo väčšinou obsahuje elekromagnetické vlnenia viacerých vlnových dĺžok. Každá vlnová dĺžka vyžaruje inú radiačnú energiu. Graf znázornujúci závislosť relativnej radiačnej energie na vlnovej dĺžke sa nazýva spektrálna charakteristika. Na obrázku je spektrálna charakteristika bežnej žiarovky s wolfrámovým vláknom.
Zdroje svetla
Zdroj svetla je teleso vyžarujúce elekreomagnetické žiarenie vo viditeľnej časti spektra. Základné typy zdrojov svetla sú:
- Čierne telesá
- Denné svetlo
- Žiarivky
- Monitory
Čierne teleso
Čierne teleso vyžaruje svetlo len fyzikálnym znižovaním tepelnej energie atómov. Neodráža žiadne svetlo, spektrálna charakteristika vyžarovaného svetla závisí len od jeho teploty. Typickým príkladom čiernych telies sú hviezdy, teda aj naše slnko. Tiež vlákno wolfrámovej žiarovky sa dá považovať za čierne teleso. Jeho spektrálna charakteristika je na predchádzajúcom obrázku. Zodpovedá teplote 2800K. Svetlo žiarovky je žltasté. Pri nižších teplotách má svetlo červenú farbu, pod 2000K prechádza do infračerveného žiarenia. Pri teplotách 5000K až 7000K vyžarujú čierne telesá neutrálne biele svetlo. Pri vyšších teplotách vyžarované svetlo prechádza do modrej farby a potom do ultrafialového žiarenia.
Denné svetlo
Denné svetlo vziká rozptylom žiarenia čierneho telesa - slnka v zemskej atmosfére. Jeho spektrálne charakteristiky sú zavislé od počasia a dennej doby. Vlastnosti denného svetla vyjadrujeme náhradnou teplotou chromatičnosti. Čiže teplotou, ktorú by malo čierne teleso, aby vyžarovalo približne zhodnú spektrálnu charakteristiku. Na obrázku je červenou krivkou vyjadrená spektrálna charakteristika denného svetla za slnečného počasia, s teplotou chromatičnosti 4900K. Čierna krivka zodpovedá oblačnému počasiu a teplote chromatičnosti 5800K.
Žiarivky
Žiarivky sú plynom plnené trubice. Elektrickým nábojom sa zvyšuje energia atómov plynu, ktoré potom vyžarujú svetlo so špecifickými vlnovými dĺžkami. Spektrálna charakteristika takéhoto žiarenia má ostré maximá, hovoríme o čiarovom spektre. Aby žiarivky vyžarovali širšie spektrum, na vnútornú stenu trubice sa nanáša fosforová zlúčenina. Tá pohlcuje žiarenie atómov plynu a vyžaruje svetlo s ďalšími vlnovými dĺžkami. Na obrázku je spektrálna charakteristika bežnej žiarivky s náhradnou teplotou chromatičnosti 4100K. Má pílovitý priebeh. Oproti dennému svetlu tu chýbajú niektoré vlnové dĺžky, najmä v červenej oblasti spektra. Preto žiarivkové svetlo skresluje podanie farieb, je nevhodné napríklad pre použitie vo fotografovaní, kde spôsobuje zelený nádych snímok.
Monitory
Počítačové monitory delíme podľa konštrukcie na obrazovkové a LCD. U obrazovkových monitorov sú zdrojmi svetla luminofory, bombardované elektrónmi z elektrónového dela, urýchlené pôsobením vysokého napätia. Používajú sa tri druhy luminoforov. Jeden pre červenú, druhý pre zelenú, tretí pre modrú časť spektra. Ich spektrálne charaktristiky majú pilovitý priebeh s ostrými maximami.
LCD monitory používajú ako zdroj svetla špeciálne žiarivkové trubice. Ich svetlo sa rozloží difúzerom, prechádza tekutými kryštálmi medzi dvomi vrstvami polarizačnej fólie. Bunky tekutých kryštálov podľa elektrických signálov natáčajú svoju polarizačnú rovinu, čím regulujú intenzitu prepúšťaného svetla cez polarizačnú fóliu. Farby vytvárajú farebné mikrofiltre - červený, zelený, modrý. Existuje viac technológií LCD monitorov, bližšie ich popíšeme v samostatnom materiáli. Na prvom obrázku je spektrálna charakteristika svetla lowendového LCD monitora, zobrazujúceho čisto bielu plochu. Krivka je nespojitá, podobne ako u žiariviek. Je v podstate daná chrakteristikou zdroja svetla v monitore, podsvetľovacími trubicami. Nespojitosť spektra je podstatne vyššia a s ostrejšími maximami ako u obrazovkových monitorov. Na ďalších obrázkoch sú červenou krivkou zobrazené chrakteristiky LCD monitora zobrazujúceho postupne červenú, zelenú a modrú plochu. Čierna krivka zodpovedá bielej zobrazenej ploche. Zo spektrálnych charakteristík je zrejmé, že kvalita grafického monitora pre úpravy fotografií je daná najmä vlastnosťami jeho podsvietenia. Napríklad monitory Eizo používajú špeciálne trubice, eliminujúce nespojitosť spektrálnej charakteristiky podsvietenia.
Svietidlá D50 a D65
Medzinárodná komisia pre osvetlenie CIE definovala štandardné svietidlá D50 a D65. Na obrázku je červenou farbou zobrazená spektrálna charakteristika svietidla D50 s náhradnou teplotou chromatičnosti 5000K. Čierna krivka zodpovedá svietidlu D65 s náhradnou teplotou chromatičnosti 6500K. Svietidlá D50 a D65 simulujú denné svetlo, predstavujú referenčné osvetlenie pre vyhodnocovanie farebných zhôd.
Odrazivosť objektu
Objekt je druhým účastníkom farebnej udalosti. Ak svetlo dopadne na povrch objektu, časť jeho vlnových dĺžok je objektom absorbovaná a ďalšia časť odrazená. Miera s akou objekt odráža určité vlnové dĺžky sa nazýva spektrálnou odrazivosťou objektu. Táto nezávisí od osvetlenia, je vlastnosťou objektu.
Na obrázkoch sú charakteristiky spektrálnej odrazivosti modrej a červenej plochy kvalitného kartónového obalu.
Priepustnosť objektu
Objekt je priepustný, ak umožnuje čiastočný prechod dopadajúceho svetla cez hmotu objektu. Časť vlnových dlžok hmota absorbuje, inú časť prepustí. Miera s akou objekt prepustí určité vlnové dĺžky svetla sa nazýva spektrálna priepustnosť objektu. Typickými predstaviteľmi priepustných objektov sú farebné filtre.
