kleurentheorie

1. Absolute luminantie . Wanneer we helderheid of lichtheid waarnemen, reageren we in principe op de hoeveelheid lichtenergie die onze ogen bereikt vanuit objecten en oppervlakken om ons heen. Dit is de "objectieve" component van helderheid of lichtheid. Het bereik van luminantiewaarden in de omgeving is enorm (diagram rechts). Als conservatieve schatting, van de luminantie van een wit vel papier onder een nachtelijke hemel (ongeveer 10⁻² ^candela per vierkante meter) tot de luminantie van een matte 60 watt gloeilamp (ongeveer 10⁵ ^cd /m² ⁾ , een verhouding van ongeveer 1 op 10 miljoen of ^10⁷ .

2. Responsbereik . Bij lichtgevoelige materialen omvat het responsbereik alle luminantiewaarden die een waarneembare verandering in het materiaal veroorzaken, en een waarneembare verandering als de luminantie met een relatief kleine hoeveelheid wordt verhoogd of verlaagd.

Het responsbereik wordt begrensd door drempelwaarden bij hoge en lage luminantiewaarden. De ondergrens ("ruis") wordt gedefinieerd als de hoogste luminantie die geen waarneembaar verschil in het lichtgevoelige medium veroorzaakt als deze wordt verlaagd, en de bovengrens ("verzadiging") als de laagste luminantie die geen waarneembaar verschil veroorzaakt als deze wordt verhoogd.

Het responsbereik wordt doorgaans weergegeven als een karakteristieke curve die laat zien hoe relatieve luminantieniveaus (op een logaritmische schaal) worden omgezet in proportionele mediadichtheden (op een lineaire schaal).

een karakteristieke curve

ter illustratie van het responsbereik van 1:1000 dat typisch is voor fotografische film.

Om fysieke redenen hebben lichtgevoelige elektronische en chemische media een relatief klein responsbereik, gegeven een vast optisch diafragma en belichtingstijden. De beste CMOS-chips hebben bijvoorbeeld een responsbereik van iets meer dan 10⁴ ^of 1:10.000; fotografische film en videoschermen hebben een responsbereik van ongeveer 10³ ^of 1:1000 (zie afbeelding hierboven), en fotopapier heeft een responsbereik van minder dan 1:100 of 10² ^. Ter vergelijking: het menselijk kleurenzicht biedt een groot responsbereik van minstens 1:100.000 of 10⁵ ^bij de meeste adaptatieniveaus.

3. Luminantieaanpassing . Omdat het responsbereik van alle lichtgevoelige media relatief beperkt is in vergelijking met het absolute bereik van luminantiewaarden in de omgeving, moet de blootstelling van de media aan lichtenergie worden aangepast, door middel van diafragmagrootte, belichtingstijd of filters, zodat de omgevingsluminantiewaarden binnen het vaste responsbereik van de media vallen.

Op vergelijkbare wijze verschuift luminantieadaptatie het reactiebereik van het oog, waardoor het visuele systeem minder gevoelig wordt bij veel licht en gevoeliger in het donker. Deze verschuivingen omvatten veranderingen in de pupilgrootte, veranderingen in het aandeel ongebleekt fotopigment in het netvlies en veranderingen in de reactiegevoeligheid van de visuele banen in de hersenen.

luminantie-adaptatie

De totale hoeveelheid licht die in alle richtingen door een oppervlak wordt weerkaatst, als percentage van de totale hoeveelheid licht die op het oppervlak valt, wordt de reflectiecoëfficiënt genoemd . Luminantieadaptatie wordt grotendeels bepaald door de gemiddelde luminantie van het gehele visuele beeld, wat in bijna alle omgevingen gelijk is aan de gemiddelde reflectiecoëfficiënt van alle oppervlakken, de zogenaamde adaptatiegrijswaarde . De adaptatiegrijswaarde wordt meestal gelijkgesteld aan een reflectiecoëfficiënt van ongeveer 20%.

Roger Clark schat dat scotopisch zicht overeenkomt met een fotografische ISO-waarde van ongeveer 800, terwijl fotopisch zicht overeenkomt met een ISO-waarde van ongeveer 1. Dit suggereert de mate van visuele aanpassing tussen scotopisch en fotopisch zicht.

Luminantie-adaptatie definieert drie perceptueel unieke visuele domeinen:

•  Scotopisch zicht is de visuele aanpassing aan nachtelijke omgevingen, ruwweg met oppervlaktehelderheidswaarden onder de 0,1 cd/m² ^. Scotopisch zicht biedt geen enkele chromatische (tint en verzadiging) gewaarwording, waardoor alle oppervlakken grijstinten lijken te hebben; witte oppervlakken lijken een zijdeachtige zilverkleur te hebben en nuances in helderheid onder middengrijs zijn niet te onderscheiden.

•  Fotopisch zicht, aan het andere uiterste, is de visuele aanpassing aan door de zon verlichte buitenomgevingen, ruwweg met oppervlaktehelderheidswaarden van meer dan 300 cd/m² ^. Fotopisch zicht biedt het maximale visuele contrast tussen lichte en donkere oppervlakken en de maximale waarneming van tint en verzadiging; het onderscheiden van oppervlaktekleuren is goed tot zeer lage helderheidsfactoren.

•  Mesopisch zicht is in wezen een combinatie van scotopische en fotopische aanpassingen en is de meest voorkomende lichtaanpassing in binnenruimtes onder kunstlicht of beperkt daglicht, waar witte oppervlakken een lichtsterkte hebben van ongeveer 10 tot 100 cd/m² ^. Het contrast en de kleurvariatie zijn gedempt, vooral naarmate de verlichting afneemt, en er is enig verlies van onderscheidingsvermogen tussen zeer donkere oppervlakken.

Hoewel het oog een zeer slechte lichtmeter is — het menselijk zicht is relatief onnauwkeurig in het beoordelen van de absolute helderheid van een scène of object (daarom moeten fotografen de lichtsterkte meten) — hebben de verschillende stadia van helderheidsadaptatie zeer herkenbare effecten op het kleurenzicht:

•  Kwaliteit van wit – de heldere, pure, "verzadigde" kwaliteit van een wit oppervlak onder fotopische verlichting verandert in grijstinten onder mesopische en scotopische verlichting; kleuren die door omringende oppervlakken in witte oppervlakken worden weerkaatst, worden duidelijker zichtbaar.

•  Helderheidscontrast – het helderheidscontrast bereikt een piek bij fotopische verlichting en wordt iets minder uitgesproken bij mesopische verlichting: het waargenomen contrast tussen lichte en donkere waarden neemt af en we kunnen minder stappen onderscheiden op een schaal van waarden; vervolgens blijft de contrastverhouding tussen lichte en donkere waarden (het visuele responsbereik) vrij constant tot een luminantie van ongeveer 10 cd/m² ^en wordt daarna beperkter.

•  Donkerwaardediscriminatie – het verlies aan lichtheidsdiscriminatie bij gedempte verlichting is proportioneel groter bij donkere tinten.

•  Chromaticiteit – de kleurrijkheid van kleuren bereikt een piek onder fotopische verlichting, en kleuren worden geleidelijk doffer en donkerder naarmate de verlichting afneemt; onder scotopische verlichting verdwijnt de kleurwaarneming volledig en lijken alle oppervlakken grijstinten.

•  Details – fijne details, zoals tekst gedrukt in een klein lettertype, worden moeilijker te zien bij weinig licht; bij scotopisch zicht verliezen we het foveale zicht volledig en kunnen we zelfs grote lettertypen, zoals krantenkoppen, niet lezen.

•  heldere lichtsterkte – onder fotopische verlichting lijken weinig lichtbronnen (vaak alleen de zon en reflecties of highlights van het licht ervan) echt "helder"; alle andere lichtbronnen lijken slechts te gloeien of "superwit" te zijn; maar onder lage mesopische en scotopische verlichting lijken zelfs verlichte oppervlakken, zoals de muren van een verlichte kamer die van buitenaf door een raam worden bekeken, net zo helder als lichtbronnen.

Een vergelijking van veelvoorkomende lichtomstandigheden (logaritmische schaal)

waarbij 1 lux = 0,31 candela/m² ^: de luminantie van een wit oppervlak is gelijk aan de lichtsterkte die op het oppervlak valt.

4. Verankering . Uit experimenteel bewijs blijkt dat het visuele systeem de absolute, algehele helderheid slechts gebrekkig en traag waarneemt, en dat veel informatie over de omgevingshelderheid afkomstig is van het schijnbare contrast tussen alle oppervlakken, bepaald door te kijken naar het patroon van helderheidsverschillen bij elke kleurgrens.

Omdat de reflectiecoëfficiënt van oppervlakken altijd tussen de 1% en 99% ligt (en meestal tussen de 5% en 95%), is de contrastverhouding van diffuus reflecterende oppervlakken doorgaans 1:20 of lager. Bovendien is de meest gevoelige lichtheidsdiscriminatie in alle adaptatietoestanden te vinden bij lichtgekleurde of bijna witte oppervlakken.

Dit plaatst adaptatiegrijs doorgaans in de onderste helft van het visuele responsbereik. De luminantie die een visuele respons van 50% op een karakteristieke curve produceert, kan dus minder dan 10% van de luminantieverzadigingsdrempel bedragen. Het "overtollige" visuele responsvermogen bij hogere luminantiewaarden is beschikbaar om de "verblindende" luminantie van gereflecteerde highlights of de directe beeldvorming van lichtbronnen op te vangen.

Dit zorgt voor een perceptueel contrast, binnen het reactiebereik bij elk adaptatieniveau, tussen lichtheid en helderheid. Lichtheid is de perceptie van luminantie die lager is dan de luminantie van een gebied dat als "wit" wordt waargenomen (dat bijna al het invallende licht diffuus reflecteert). Naarmate de luminantie boven dit niveau toeneemt, lijken gekleurde gebieden te gloeien of te fluoresceren, en uiteindelijk te schijnen als licht; deze percepties lijken subjectief anders dan oppervlakken, die als helderheid worden ervaren.

Kleurenzicht bepaalt de grens tussen deze twee sensaties door middel van helderheidsinductie . In de meeste kijksituaties lijkt helderheidsverankering de "witte" respons ongeveer in het midden van het visuele responsbereik te plaatsen — zoals bijvoorbeeld blijkt uit een grafiek van helderheidswaarden (CIE L* ) tegen logaritmische luminantiewaarden (CIE Y ) over een schematische visuele karakteristieke curve (zie diagram hieronder).

schematische weergave van de variaties in helderheid binnen het visuele responsbereik

Grafiek van CIE L*-waarden uitgezet tegen logaritmische CIE Y-waarden (donkerblauw) bovenop een schematische karakteristieke curve (lichtblauw).

Dit creëert een dynamische relatie tussen de gemiddelde helderheid van de scène (helderheidsadaptatie) en de waarneming van witte oppervlakken (lichtheidsinductie).

Als een fel verlicht oppervlak plotseling in een aan donker aangepast gezichtsveld verschijnt, zal de luminantie-adaptatie de gevoeligheid verlagen om het luminantiebereik binnen de karakteristieke curve naar beneden te verschuiven, waardoor het verlichte gebied voldoende in helderheid afneemt om het als een wit oppervlak waar te nemen. Omgekeerd zal de luminantie-adaptatie bij het betreden van een donkere omgeving de gevoeligheid verhogen totdat de meest heldere oppervlakken in het gezichtsveld zich in het midden van het responsbereik bevinden.

De uitzondering lijkt te liggen bij een laag mesopisch en scotopisch gezichtsvermogen, waarbij fysiek witte oppervlakken altijd duidelijk grijs lijken wanneer ze in de verbeelding worden vergeleken met dezelfde oppervlakken in zonlicht. Dit impliceert dat het helderheidsbereik nog verder naar beneden is verschoven in het visuele responsbereik. In overeenstemming hiermee verliezen we het onderscheidingsvermogen voor donkere waarden naarmate het licht zwakker wordt, en kunnen we bij scotopisch zicht het verschil tussen waarden onder een middengrijs niet zien. Zoals de karakteristieke curve laat zien, komt dit doordat grote proportionele verschillen tussen lage luminantiewaarden geen effect hebben op de visuele respons onderaan de curve.

5. Relatief luminantiecontrast . De dynamische relatie tussen adaptatie en helderheidsinductie strekt zich vrij diep uit tot de helderheidsperceptie.

Een enkel verlicht oppervlak dat in het donker is geïsoleerd, kan wit lijken , zelfs als het in werkelijkheid zwart is (zeer lage reflectie). Alan Gilchrist en collega's hebben aangetoond dat personen die in een halve bol keken die hun gezichtsveld vulde en beschilderd was met verschillende patronen in donkergrijs en middengrijs, de patronen (na aanpassing aan de verlichting van de koepel) zagen als lichtgrijs en wit (zie diagram hieronder).

lichtheid verankering

Linker kolom : het interieur van een grote, diffuus verlichte halve bol werd beschilderd met patronen met behulp van donkergrijs (CIE L* = 25) en middengrijs ( L* = 55); rechter kolom : de waargenomen grijswaarden werden lichter gemaakt, zodat de middengrijswaarde wit leek ( L* > 90); naar Lee & Gilchrist (1999)

De verschuiving in de waargenomen helderheid verandert het relatieve helderheidscontrast tussen de kleurvlakken niet, waardoor de luminantieverhoudingen behouden lijken te blijven. Dit toont onder andere aan dat een accurate waarneming van helderheid variaties in de oppervlaktereflectie vereist over een representatief bereik van luminantiecontrasten .

De effecten van luminantiecontrast kunnen echter ook vrij lokaal zijn, zoals blijkt uit het Bartleson-Brenneman-effect (zie afbeelding hieronder).

het Bartleson-Brenneman-effect

Hier beïnvloedt de helderheid van de achtergrond de waargenomen grijstinten. Een donkere achtergrond verschuift alle grijswaarden naar wit, waardoor de waargenomen helderheidsverschillen kleiner worden; een lichte achtergrond verschuift de waarden echter naar zwart, waardoor het waargenomen helderheidscontrast groter wordt.

6. Ruimtelijke interpretatie van de scène . Ten slotte worden de dynamisch beperkte, aan de luminantie aangepaste en aan wit verankerde luminantievariaties door kleurenzicht aan daadwerkelijke objecten toegekend, en worden hun oppervlaktekleuren geïnterpreteerd in termen van de ruimtelijke oriëntatie van hun oppervlak ten opzichte van de lichtbronnen in de omgeving, inclusief de relatieve intensiteit van lichtbronnen, de effecten van schaduwen of obstakels, de aanwezigheid van ramen, enzovoort. Dit alles vormt een ruimtelijke interpretatie van de scène.

De ruimtelijke interpretatie heeft een zeer grote invloed op de kleurwaarneming. Een eenvoudig voorbeeld: de eerste foto (hieronder) toont twee vellen wit papier, gefotografeerd in een ruimtelijke context waarin het ene vel in de schaduw ligt en het andere in direct zonlicht. In de twee foto's daaronder wordt de kleur van het verlichte vel overgenomen op de plek van het schaduwrijke vel, of de kleur van het schaduwrijke vel wordt overgenomen op de plek van het verlichte vel.

twee vellen wit papier in een ruimtelijke context

beide vellen van dezelfde "lichte" lichtheid

beide vellen hebben dezelfde "schaduw"-lichtheid.

het effect van ruimtelijke context op kleur

Hier lijkt de "schaduw"-kleur veel donkerder wanneer deze zich in het verlichte gebied bevindt, en de "lichte" kleur lijkt veel helderder wanneer deze zich in het schaduwrijke gebied bevindt.

Deze kleurverschuivingen zijn niet simpelweg te wijten aan het relatieve helderheidscontrast van de papierkleuren ten opzichte van de omringende tapijtkleuren, omdat de schijnbare omvang van de kleurverschuivingen veel kleiner is wanneer de ruimtelijke context wordt weggelaten en dezelfde kleuren op de computermonitor worden weergegeven als tweedimensionale contrastfiguren (zie diagram hieronder).

ruimtelijke context losgekoppeld van kleurcontrast

Ik vind het contrast tussen de foto met de "schaduw" en de tweedimensionale weergave bijzonder opvallend. De foto wekt de ondubbelzinnige indruk dat het papier in de schaduw wit is en het verlichte papier middengrijs; in de tweedimensionale weergave lijken de twee kleuren vrijwel dezelfde waarde te hebben.

Observeer in de foto met de lichtheidseffecten het effect van ruimtelijke en luminantiecontrasten op de waarneming van helderheid. Het papier in de ruimtelijke schaduw lijkt zo licht dat het gloeit.

Overzicht van lichtheidscomponenten . In dit gedeelte zijn de zes conceptuele dimensies gepresenteerd voor het analyseren en, door middel van deze analyse, nauwkeurig waarnemen van de lichtheidsgradaties in een scène. Het onderstaande diagram vat samen hoe deze verschillende lichtheidscomponenten beoordeeld moeten worden.

dynamische relatie tussen zes lichtheidscomponenten

Het absolute niveau van de omgevingshelderheid en de inherente mogelijkheden die het visuele reactiebereik bepalen, zijn "vast" of contextgebonden. Deze twee factoren bepalen samen bij benadering de helderheidsadaptatie, die (zoals hierboven beschreven ) een diepgaand effect heeft op de visuele ervaring.

Bij een initiële of zich aanpassende luminantie-adaptatie probeert het visuele systeem de juiste ruimtelijke interpretatie van de scène te vinden, inclusief de locatie en oriëntatie van objecten in de ruimte en ten opzichte van lichtbronnen. Dit proces is verweven met witverankering en de interpretatie van relatieve luminantiecontrasten, wat op zijn beurt een nauwkeuriger beeld geeft van de verlichting in de scène en de invloed daarvan op de luminantie-adaptatie.

Het gevolg hiervan is dat beoordelingen van helderheid zeer gevoelig zijn voor de waargenomen locatie van oppervlakken in de driedimensionale ruimte, de hoeveelheid verlichting en de richting van het invallende licht die we waarnemen, waardoor relatieve helderheidscontrasten tussen oppervlakken ontstaan, onze gevolgtrekkingen over wat een "witte" helderheid in die omgeving is en op basis daarvan wat de reflectie van andere zichtbare oppervlakken is; en onze algehele helderheidsaanpassing aan de gemiddelde helderheid die door alle oppervlakken om ons heen wordt gereflecteerd.

In feite vormen deze dynamische relaties de artistieke taal van een figuratief beeld, zoals die tot uiting komt in de reflectiepatronen van verf en inkt. Abstracte schilderkunst heeft wellicht andere prioriteiten, maar de schilder kan de uiteindelijke visuele impact van de kleuren op het oppervlak van het schilderij niet negeren, zoals die zichtbaar zullen zijn wanneer het schilderij in een galerie wordt tentoongesteld.

relatieve helderheid en de waardeschaal

Laten we ons nu richten op de relatieve luminantiewaarden die de stappen in helderheidsvariaties definiëren. Voor de kunstenaar zijn de belangrijkste vragen: hoeveel helderheidsstappen zijn waarneembaar en hoe moeten die helderheidsstappen worden gedefinieerd?

Hoeveel stappen in helderheid? De helderheidsschalen die in bijna alle moderne kleurenmodellen worden gebruikt , definiëren niet meer dan 100 helderheidswaarden. Dit is het cumulatieve bereik van stapsgewijze helderheidsverhogingen, beginnend bij puur zwart, dat kan worden waargenomen als een "net waarneembaar verschil". Ongeveer 100 van deze net waarneembare verhogingen in helderheidswaarde leiden tot de waarde van wit, waarna elke helderheidsverhoging de sensatie van gloeiende of zelflichtende kleur produceert.

Het onderscheid tussen verschillende lichtsterktes is afhankelijk van de manier waarop kleuren worden weergegeven, maar twee visuele voorbeelden – een schaal voor lichtsterktegradaties en een complexe afbeelding – illustreren de geldigheid van deze benaderende grens.

Een 8-bits computermonitor kan tot 256 helderheidsgraden weergeven, die verschijnen als een ononderbroken continuüm en als een maximaal gedetailleerd zwart-witbeeld van ganzen in rimpelend water. Zeer lichte karteling aan de randen van de nuances is zichtbaar bij 128 nuances, en duidelijke karteling bij 64 nuances, hoewel het gedetailleerde beeld met 64 helderheidswaarden, naar mijn mening, niet te onderscheiden is van de beelden met 128 of 156 nuances. Duidelijke scheidingen tussen de nuances en enige beeldverslechtering verschijnen bij 32 helderheidsintervallen, en het beeld wordt aanzienlijk slechter bij 16 nuances.

Weergavepatronen beïnvloeden echter de onderscheiding van helderheid. De schaal (hieronder) laat zien dat 50 helderheidsgradaties een waarneembare karteling of Mach-banding produceren aan de randen tussen aangrenzende helderheidsgebieden, wat helpt bij het onderscheiden van de randen. Maar als de randen gescheiden zijn door dunne zwarte lijnen, verdwijnt het verschil tussen aangrenzende helderheidsgebieden.

50 perceptueel gelijke helderheidsstappen

Donkere lijnen ingevoegd om randcontrastversterking ( Mach-banden ) te elimineren, wat de helderheidsdiscriminatie vermindert.

Tot nu toe hebben we alleen de perceptuele grenzen van helderheidswaarneming op één enkel oppervlak onder uniforme verlichting onderzocht . Laten we nu een breder perspectief nemen om te begrijpen hoe een kunstenaar helderheidsverschillen onderscheidt (zie diagram hieronder).

de reproductievolgorde van helderheidsverhogingen

We beginnen met de natuurlijke variaties in lichtsterkte van een willekeurige buitenscène, bijvoorbeeld het uitzicht op een met sneeuw bedekte berg. Hoewel we niet elke afzonderlijke lichtsterkte in de scène nauwkeurig kunnen meten, zou één miljoen (10⁶ ⁾ een plausibele schatting zijn.

Een typische zwart-witfilm kan slechts ongeveer duizend (10³ ⁾ onderscheidbare dichtheidswaarden van deze scène vastleggen; wanneer het negatief op zwart-witfotopapier wordt afgedrukt, wordt dit verder gereduceerd tot slechts honderd (10² ⁾ reflectiewaarden – de grens van het menselijk onderscheidingsvermogen voor helderheid.

zonder titel van Rudolf Stemgel (2009)

Stel dat we een ervaren kunstenaar vragen om een ​​vergrote kopie van deze foto te schilderen, maar dan uitsluitend met voorgemengde grijstinten (zie afbeelding hierboven). Hoeveel verschillende tinten verf zouden daarvoor nodig zijn? Als we ervan uitgaan dat de 100 net iets verschillende tinten in de foto verspreid zijn over een complexe scène, dan is het aannemelijk dat de schilder de ene lichtheidswaarde voor de andere zal verwarren — de lichtheid L* = 50 zou willekeurig verward kunnen worden met L* = 49 of L* = 51, en de schilder zou net zo makkelijk de corresponderende grijstinten door elkaar kunnen halen. Dit impliceert dat elk lichtheidsniveau voor drie tinten kan staan, of dat slechts 33 unieke verftinten voldoende zouden zijn. En als we de reproducties van de complexe afbeelding in 32 kleuren en 256 kleuren ( hier weergegeven ) vergelijken, lijkt dat volkomen plausibel.

Bedenk tot slot dat de kunstenaar het berglandschap gaat schilderen door directe observatie, zonder referentiefoto, en alleen met tubes verf. Hij of zij bevindt zich opnieuw in een zee van miljoenen kleuren, die op het doek worden overgebracht als slechts 100 waarneembaar verschillende lichtwaarden, met slechts twee kleuren (zwart en wit) en hun mengsels. Er zijn twee reproductieprocessen bij betrokken: er is de onzekerheid van het identificeren van een van de 100 waarden in het landschap, zoals hierboven beschreven; maar nu is er de extra onzekerheid die ontstaat door het exact mengen van de overeenkomende lichtwaarde in de verf.

Als we ervan uitgaan dat het mengen van waarden ongeveer even onnauwkeurig is als het identificeren van waarden, dan worden de 33 waarden die daadwerkelijk bruikbaar zijn om te schilderen met een vergelijkbaar percentage verminderd als gevolg van onzekerheden in het mengproces... en houden we uiteindelijk 33% van 33% over, oftewel slechts elf waarden.

En ervan uitgaande dat de schilder bij benadering kleuren aanbrengt als een soort "basisopzet" van het schilderij, en vervolgens de relatieve helderheid of lichtheid van de kleuren en details aanpast op basis van visuele inschatting naarmate het schilderij vordert, dan werkt de schilder in werkelijkheid met minder dan elf waarden — misschien slechts negen, of vijf, of zelfs twee.

De waardeschaal . Hoe beoordeelt de schilder de verschillen in licht of donker die nodig zijn om waarden met het blik te herkennen of om in verf een beoogd waardeontwerp te realiseren? Door middel van een waardeschaal .

De standaard negenstappenwaardeschaal werd oorspronkelijk in 1907 voorgesteld door Denman Ross. Zijn beschrijvende labels voor de verschillende lichtheidswaarden zijn nuttig en gemakkelijk te onthouden:

Het handige van dit systeem is dat de labels werken voor een basiswaardestructuur met drie niveaus (licht, middenwaarde en donker) of vijf niveaus (wit, licht, middenwaarde, donker, zwart) die in een waardeschets worden gebruikt ; de overige waardestappen zijn "hoge" of "lage" stappen verwijderd van de ankers "licht" en "donker". (Houd er rekening mee dat een hoog licht de waardestap is die het dichtst bij wit ligt, terwijl een highlight de heldere reflectie van een lichtbron op een glanzend oppervlak is.)

Binnen dit kader kan men met bruikbare precisie spreken over de lichtpunten, schaduwen of donkertinten van een schilderij. De termen zijn gemakkelijk te onthouden en eenvoudig te gebruiken als geheugensteuntjes voor de belangrijkste waardeniveaus die gebruikt worden bij het ontwikkelen van een waardecompositie.

In tutorials over aquarelverf worden waarden meestal uitgelegd met een 9-stappenwaardeschaal, maar verwarrend genoeg worden wit en zwart soms wel en soms niet in dit bereik opgenomen! De basiswaardeschaal in het Munsell-kleurensysteem is een 11-stappenschaal, van 0 (zwart) tot 10 (wit). En de CIELAB L*-dimensie ligt zeer dicht bij een veelvoud van 10 van de Munsell-schaal: een 6 op de 11-stappen Munsell-waardeschaal komt overeen met een 60 op de L*-dimensie.

Hieronder vindt u zowel de 9- als de 11-stappenschaal. Open de gewenste schaal in een nieuw venster door op de link eronder te klikken, print deze af op een goede kleurenprinter (met de afdrukinstellingen ingesteld op "alleen zwarte inkt") en u beschikt over een bruikbare waardeschaal voor gebruik in het veld of in de studio. (U kunt ook voorgedrukte waardeschalen kopen, zoals de "Don Rankin Perception Kit" verkrijgbaar bij Cheap Joe's .)

9-stappen waardeschaal

Klik hier om de afbeelding op volledige grootte op een grijze achtergrond te bekijken.

11-stappen- of Munsell-waardeschaal

Klik hier om de afbeelding op volledige grootte op een grijze achtergrond te bekijken.

Hoe verhouden de waarden van een waardeschaal zich tot de reflectie van grijze verf? Er zijn drie benaderingen ( die hieronder ook worden beschreven ):

•  De reflectie-intervalschalen zijn gekalibreerd op verschillen in relatieve reflectie van 0% tot 100% (of zo dicht mogelijk bij puur wit en zwart als met fysieke pigmenten kan worden bereikt), zodat stap 10 overeenkomt met 100% reflectie, stap 9 met 90% reflectie, stap 8 met 80% enzovoort tot de laagste waarde. Deze gelijke reflectieschalen produceren fijnere schijnbare kleurnuances in de lichtere tinten (middengrijs is bij stap 2).

•  De helderheidsintervalschalen zijn gekalibreerd op basis van de waargenomen helderheidsverschillen tussen zwart en wit, zodat elke waardestap evenveel verschilt van de stappen erboven en eronder. (Dit is de aanpak die in de bovenstaande schalen wordt gebruikt.) Dit komt neer op een macht van de reflectie, zoals de vierkantswortel, derdemachtswortel of logaritme. Deze machtsschalen produceren fijnere nuances in donkere waarden en sluiten beter aan bij de logaritmische schaal van lichtenergie die relevant is voor filmbelichting. (Middengrijs is stap 5.)

•  Media-intervalschalen zijn gekalibreerd op basis van verschillen in de reflectie van kunstmedia — verschillen in de donkerte van fotoafdrukken die ontstaan ​​door variaties in belichtings- of ontwikkeltijden, verschillen in de donkerte van etsen die ontstaan ​​door variaties in de zuurbadduur, enzovoort. Deze schalen tonen grote intervallen in reflectie en helderheid bij hoge waarden, die geleidelijk kleiner worden bij donkere waarden. De helderheid van de schaalintervallen is niet logaritmisch, maar samengesteld, soms met wisselende snelheden. In een fotografische grijsschaal worden de stappen vanaf wit bijvoorbeeld met 10,5% verlaagd, zodat als stap 1 wit is met een helderheid van 99, stap 2 89 is (99 min 10,5% van 99), stap 3 80 is (89 min 10,5% van 89), stap 4 72 is, stap 5 65 is, stap 6 58 is en stap 7 53 is, wat middengrijs vertegenwoordigt. Vervolgens worden de stappen herhaald bij 82% tot aan de onderste reflectielimieten van het medium.

Schilders krijgen soms de opdracht om zelf waardeschalen te schilderen, soms door voor elke stap verschillende concentraties verf te mengen en soms door dezelfde verfverdunning in meerdere glazuurlagen te gebruiken (meer glazuurlagen voor een donkerdere kleur). De glazuurmethode produceert de hierboven beschreven waardeschalen met gelijke intervallen. De exponentiële schalen moeten worden geschilderd met behulp van verdunningsrecepten , en vaak zullen dezelfde proportionele mengsels dezelfde waarde-intervallen opleveren, maar met een verankerde maximale donkerte, afhankelijk van de gebruikte verf.

Merk op dat de waardeschaal van de kunstenaar verschilt van de standaard grijsschaal voor fotografen , bijvoorbeeld zoals die van Kodak en verkrijgbaar is in de meeste camerawinkels. In deze grijsschalen is elke stap een procentuele toename in de dichtheid van het zwarte pigment (zoals hierboven uitgelegd), zodat de stap gemarkeerd met M een middengrijs vertegenwoordigt ( L* = ~50). De schaal van de fotograaf comprimeert het bereik van lichte waarden en spreidt de donkere waarden uit. Deze schaal wordt voornamelijk gebruikt om de belichtingsinstellingen en de beeldkwaliteit te beoordelen tijdens de nabewerking en reproductie van fotografisch materiaal, omdat het reproduceren van voldoende detail uit de donkere waarden en het instellen van de juiste grijswaarde de meest voorkomende problemen zijn bij het belichten, afdrukken en reproduceren van foto's.

Hoe groot moet het waardebereik van een schilderij zijn? Dit hangt vooral af van het onderwerp, de belichting, het kleurenschema en de schilderstijl, maar een groter waardebereik heeft doorgaans een sterkere impact op de kijker. (Sommige kunstenaars zijn enthousiast over het "versterken van een schilderij met donkere tinten.") Onze visuele reactie op natuurlijk licht omvat zo'n groot bereik dat de fotografische reproductie van buitenscènes doorgaans te donkere tinten oplevert (afbeelding rechts).

Landschapsschilders en videogame-artiesten hanteren vaak een handige vuistregel: voor een object dat zich buiten in direct zonlicht bevindt en omgeven is door donkere oppervlakken, is de lichtsterkte van het schaduwrijke gedeelte 60% van de lichtsterkte van de zonovergoten zijde . Met andere woorden: als je de lichtsterkte van het zonovergoten oppervlak schat of meet en daar iets meer dan de helft van neemt, dan heb je de geschatte lichtsterkte van het schaduwrijke oppervlak van het object.

fotografische waarden van hetzelfde oppervlak in licht en schaduw

Met de 11-stappen waardeschaal kunnen we terugkeren naar de regel van de landschapsschilder, maar dan met meer houvast. De handige schaduwbol (rechts) laat ons eenvoudige belichtingsproblemen illustreren. Als we de lichtbron of highlights op het object een waarde van 10 geven en een wit oppervlak een waarde van 9, dan heeft de zonovergoten kant van een geel of oranje object een helderheid van 8 op de waardeschaal. De schaduwzijde zal daarom een ​​helderheid van ongeveer 5 hebben (8 maal 0,6 of 60% is 4,8).

De slagschaduwen van een object zijn afhankelijk van de intensiteit van de indirecte verlichting in de schaduw en de kleur van het oppervlak waarop de schaduw valt. Bij daglicht is het schaduwgebied doorgaans ongeveer 40% van de helderheid van het door de zon beschenen oppervlak (dat wil zeggen, een helderheid van 9 maal 0,40, oftewel 3,6), of 4 op de waardeschaal voor een wit oppervlak met een waarde van 9. Op bewolkte dagen, wanneer het licht diffuus vanuit alle richtingen valt, zijn alle objecten minder helder verlicht. De enige schaduwen die er zijn, zijn slagschaduwen (onder objecten of in smalle doorgangen), en ook hier geldt de 40%. Dit zijn slechts vuistregels, maar ze bieden betrouwbare uitgangspunten.

De schaduwzijde van een object kan aanzienlijk donkerder zijn dan 60% van de verlichte zijde, als er geen indirecte reflectie van andere delen van het landschap op de schaduwzijde valt. (De donkere kant van de maan is een extreem voorbeeld.) En slagschaduwen kunnen aanzienlijk donkerder lijken dan de schaduwzijde van het object als ze op een oppervlak met een donkere lokale kleur vallen, zoals gras of asfalt.

Er zal altijd een zekere foutmarge zijn bij het meten van de helderheid van gekleurde oppervlakken met een monochrome waardeschaal, en bij het inschatten van een helderheidsvermindering van 40% met slechts 9 of 10 waardestappen om uit te kiezen. Het doel is echter om in de buurt van de juiste waarde te komen, niet om de precieze tint te bepalen. Zodra je de helderheid van de zonovergoten kant hebt vastgesteld, gebruik je de helderheidsstap die halverwege zwart ligt (of de stap net boven halverwege, als er een even aantal stappen naar zwart zijn) als de waarde van het donkerste deel van de schaduwzijde.

tint, helderheid en verzadiging

Wanneer we de stap zetten van het inschatten van de helderheid van verschillende grijstinten op een grijsschaal naar het inschatten van de helderheid van verschillende kleuren, stuiten we op een nieuwe complicatie in kleurwaarneming: verschillende verftinten bereiken hun maximale verzadiging bij verschillende waarden . En omdat verzadiging visueel gemakkelijk verward kan worden met helderheid, betekent dit dat we de werkelijke waarde van verschillende kleuren vaak verkeerd inschatten, waardoor we sommige kleuren lichter of donkerder waarnemen dan ze in werkelijkheid zijn.

De waarde van maximale verzadiging . De onderstaande afbeelding toont elk van de 12 tinten van het tertiaire kleurenwiel met waarde 0 (voor zwart) in het midden, waarde 10 (voor wit) aan de omtrek en waardestappen van 2 aangegeven door de concentrische cirkels. De grijze vierkanten tonen de geschatte waarde van de maximale verzadiging die in verf kan worden bereikt voor elke tint in het meest uitgebreide Munsell Book of Color .

lichtheid van maximale verzadiging voor verschillende tinten

Gebaseerd op de maximale chroma voor de kleurschakeringen in het Munsell Book of Color (oppervlaktekleuren); concentrische cirkels tonen toenemende helderheidswaarden van 0 (zwart) tot 10 (wit).

De algemene vorm die door deze vierkanten wordt afgebakend – scheefgetrokken naar geel en weg van blauwviolet – is het waard om nauwkeurig te bestuderen, omdat deze je kan helpen bij het beoordelen van de werkelijke waarde van verschillende tinten en kan bijdragen aan het verband tussen de verzadiging van kleurvlakken en het basiswaardeontwerp.

Voordat we daaraan toekomen: waarom bereiken niet alle kleuren hun maximale chroma bij dezelfde waarde of helderheid? Omdat het oog het meest gevoelig is voor licht in het midden van het spectrum, en niet aan de uiteinden. Deze verschillen in de gevoeligheid van de kleurreceptoren voor licht van verschillende golflengten creëren verschillen in de waargenomen helderheid van verschillende delen van het spectrum. De waarde van een kleur is altijd gerelateerd aan het totale aandeel invallend licht dat door de kleur wordt gereflecteerd – maar gereflecteerd "groen" licht lijkt altijd veel helderder dan dezelfde hoeveelheid "blauw" licht, en intense warme kleuren reflecteren over het algemeen veel meer licht dan even intense groene of blauwe kleuren. Het volgende diagram laat zien hoe dit de waarde van verschillende verftinten beïnvloedt.

Waarom de waarde van verf met een hoge kleurverzadiging varieert per tint.

Kleuren van dieprood tot lichtgeel hebben een reflectiecurve die als een "warme klif" aanvoelt. Naarmate de reflectiecurve van A naar B verschuift – van dieprood naar lichtgeel op de kleurencirkel – is het alsof er een gordijn voor een raam wordt weggetrokken. Heldere reflectie strekt zich uit over de gehele lange golflengtezijde van het spectrum, waardoor de kleurwaarde snel toeneemt naarmate de tint verandert, terwijl de maximale verzadiging altijd behouden blijft. De helderheid begint bij een donkere waarde, omdat licht aan het verre "rode" uiteinde van het spectrum golflengten heeft waar het oog minder gevoelig voor is . De helderheid neemt echter gestaag toe naarmate de tint oranje en vervolgens geel nadert, waarbij geel op zijn maximale chroma een hoge reflectie heeft die bijna niet van wit te onderscheiden is.

vijf waardezones op de schaduwbal

De verlichtingswaarde is 10, een wit oppervlak is 9,5, het object 8, de schaduwzijde 5 en de slagschaduw 4; de werkelijke reflectie wordt onder elke waardestap weergegeven.

Naarmate de tint overgaat in groen (het bereik gemarkeerd met B tot en met C op de kleurencirkel), verandert het "warme klif"-profiel in een "bult" die ongeveer gecentreerd is rond de dominante golflengte van de tint. Het totale oppervlak van het gereflecteerde licht is kleiner geworden, maar de impact op de waargenomen waarde is in eerste instantie verwaarloosbaar, omdat de maximale reflectie zich bevindt in de "geelgroene" golflengten, waar het aan daglicht aangepaste oog het meest gevoelig is voor licht .

Echter, naarmate de kleur via blauwgroen en turkoois naar middenblauw gaat (het bereik C tot en met D op de kleurencirkel), komen we in een deel van het spectrum waar de reflectiecurve wordt afgekapt bij de korte "blauwviolette" golflengten, en het midden van de piek verschuift naar een gebied waar het oog weer minder gevoelig is voor licht. De waarde van de intense blauwtinten begint dus zeer snel af te nemen .

De waarde van verzadigde tinten bereikt zijn laagste punt ergens rond een blauwviolet zoals indanthronblauw of dioxazineviolet ( D op de kleurencirkel): deze kleuren bestaan ​​uit reflectie aan de extreme "blauwviolet" en "rode" uiteinden van het spectrum, waardoor alle hoge reflectie geconcentreerd is in de gebieden waar het oog het minst gevoelig is voor licht. Dit resulteert in de donkerste kleuren.

Ten slotte, naarmate de tint verder verschuift van blauwviolet naar roodviolet ( D naar A ), wordt er snel een sterkere "rode" reflectie aan de kleur toegevoegd, terwijl de zwakkere "blauwviolette" reflectie afneemt. Hierdoor neemt de waarde van intense roodviolette verf weer toe. De waarde stijgt gestaag tot we een dieprood bereiken, waarmee de cirkel rond is.

Kleurtoon en schijnbare waarde . Laten we terugkomen op het feit dat het vaak moeilijk is om de helderheid van een intense kleurtoon te beoordelen . Dit komt doordat de meest intense kleurtoon in elk geval een andere waarde heeft. De volgende afbeelding toont twaalf gekleurde vierkanten die gelijkmatig verdeelde kleurtonen in de CIELAB-kleurruimte vertegenwoordigen, bij de maximaal mogelijke verzadiging op een computermonitor. Elk grijs vierkant rond het kleurtoonmonster heeft exact dezelfde waarde (helderheid) als het gekleurde vierkant dat het bevat.

gekleurde vierkanten met maximale verzadiging

De buitenste grijze vierkanten hebben dezelfde lichtheid als de centrale kleur.

De variaties in de helderheid van de grijze vierkanten laten de verschillen zien in de maximale verzadigingswaarde van de verschillende tinten. Het ogenschijnlijke verschil in helderheid tussen een gekleurd vierkant en het omringende grijze vierkant geeft het verschil in schijnbare helderheid aan dat uitsluitend door de verzadiging van die tint wordt veroorzaakt. Merk op dat de meeste tinten lichter lijken dan ze in werkelijkheid zijn, vooral tinten aan de uiteinden van het spectrum en mengsels daarvan – paars, roodviolet en magenta (onderste rij), rood en roodoranje (bovenste rij). Daarentegen lijken tinten in het midden van het spectrum, zoals geel en geelgroen (bovenste rij), donkerder. Alleen oranje en de tinten van groen tot blauw lijken ongeveer op hun werkelijke waarde. (Deze contrasten zijn vergelijkbaar, maar niet identiek bij verf of licht.)

Deze relaties tussen kleurwaarden zijn gemakkelijker te onthouden aan de hand van de schaduwbol (rechts). Er worden twee versies getoond, met vergelijkbare paarse, rode, oranje, gele of turquoise tinten, weergegeven met een lagere verzadiging (boven) en met maximale verzadiging (onder) voor elke tint (weergegeven op een computermonitor).

Het contrast tussen deze twee figuren, met name in de rode en violette schaduwen, en de gelijkenis tussen de versie met lage verzadiging en de monochrome versie (hierboven), suggereert de verstorende invloed die kleuren met hoge verzadiging kunnen hebben op onze waardebepaling. Misschien was het dit afleidende, misleidende effect van intense kleuren dat academische schilders ertoe bracht kleur de vijand van goed ontwerp te noemen.

Er bestaat een eenvoudige relatie tussen het contrast tussen warme en koele kleuren die je kan helpen de geschatte verhouding tussen de schijnbare en werkelijke helderheid te onthouden voor tinten die bijna maximaal verzadigd zijn:

• Tinten aan de uiteinden van het warm/koel-contrast , zoals scharlakenrood, oranje, diepgeel, turkoois en groenblauw, lijken voor het oog vrijwel dezelfde kleurwaarde te hebben als ze werkelijk hebben.

• Intense tinten die boven het diagonaal warm/koud kleurcontrast liggen , zoals midden- of lichtgeel, alle groentinten en cyaan, lijken over het algemeen donkerder dan ze in werkelijkheid zijn: om dit te compenseren, pas je je oordeel over de kleurwaarde iets lichter aan.

• Intense tinten onder het diagonaal warm/koel contrast , zoals middenrood, magenta, violet en blauwviolet en middenblauw, lijken over het algemeen lichter dan ze in werkelijkheid zijn: om dit te compenseren, moet u de kleurwaarde iets donkerder inschatten.

In de aquarel van Homerus bovenaan deze pagina lijken de beige wolken en gele gebouwen bijvoorbeeld donkerder dan in zwart-wit, terwijl de blauwe lucht lichter lijkt dan in zwart-wit. Dit komt doordat de zwart-witversie de werkelijke kleurwaarde weergeeft, los van de verstorende effecten van de beige (doffe gele) en blauwe kleuren, die donkerder of lichter lijken dan ze in werkelijkheid zijn.

het waardewiel van de kunstenaar

Zelfs met een waardeschaal en het besef dat sterk verzadigde kleuren onze perceptie van lichtheid kunnen vertekenen, is het moeilijk om de waarde van aquarelpigmenten alleen op het oog te beoordelen. Daarom heb ik het kleurenwiel voor kunstenaars ontwikkeld als hulpmiddel bij deze moeilijkheden. (Later leerde ik in Martin Kemps ' The Science of Art' dat J.M.W. Turner een zeer vergelijkbaar kleurenwiel beschreef in zijn lezingen over perspectief aan de Royal Academy.)

Dit "kleurenwiel" is gebaseerd op het feit dat de geel/blauwe dimensie van tint ( b* in CIELAB ) en de licht/donkere dimensie van waarde ( L* in CIELAB) sterk gecorreleerd zijn — dat wil zeggen, intense gele tinten hebben een lichte waarde en intense blauwviolette tinten een donkere waarde. Dit suggereert dat de chromatische dimensie b* in het kleurenwiel van de kunstenaar vervangen kan worden door de helderheidsdimensie L. Hierdoor worden pigmenten verticaal gescheiden op basis van waarde, maar blijft de a* (rood/groen) dimensie behouden om het chromatische contrast tussen warme en koele pigmenten weer te geven.

de schaduwbal in karakteristieke kleuren

bij lage verzadiging (boven) en hoge verzadiging (onder)

Dit waardenwiel dient als een eenvoudige manier om de hoofdkleurwaarde van specifieke pigmenten op te zoeken. De verticale nummering is in eenheden van de CIELAB L- schaal. Deel door tien om de equivalente Munsell-waarde (11 stappen) te verkrijgen : ultramarijnblauw heeft een helderheid van 30, wat overeenkomt met een Munsell-waarde van 3.

Klik hier voor een weergave op volledig formaat in een nieuw venster.

Klik hier voor een printvriendelijke versie (Adobe Acrobat PDF) van het kleurenwiel voor kunstenaars (formaat 220K).

Om het waardewiel af te drukken, stelt u de paginaoriëntatie
in op "liggend" en drukt u het af op een vel papier van 8,5" x 11".

Het is opvallend hoe goed de helderheid en de a+/a- of rood/groen-dimensies het kleurenwiel van de kunstenaar kunnen reconstrueren . Het wiel onthult de nauwe relatie tussen waarde en tint bij intense pigmenten aan de "warme" kant van het kleurenwiel (van cadmiumcitroen tot chinacridonviolet). De volgorde van intense warme pigmenten van boven naar beneden (cadmiumcitroen tot chinacridonviolet) in het waardewiel van de kunstenaar is bijna identiek aan de volgorde tegen de klok in op basis van tint in het kleurenwiel van de kunstenaar.

De belangrijkste uitzonderingen bevinden zich onder de pigmenten met een hoge kleurverzadiging aan het uiterste uiteinde van de a+ (rode) dimensie — pigmenten tussen naftolscharlaken ( PR188 ) en chinacridonmagenta ( PR122 ). De meeste van deze verven zijn "echt rode" tinten die verschillen in de hoeveelheid "gele" of "blauwe" reflectie die ze bevatten. Dit betekent dat het hier gaat om kleurverschillen die alleen met behulp van het y/b-tegencontrast kunnen worden onderscheiden. We kunnen dit zien in het Coloroid-kleurmodel (rechts): de meest intense tinten van scharlaken tot magenta hebben bijna dezelfde helderheid (de Coloroid-kleurcurve is vlak), dus we kunnen helderheid alleen niet gebruiken om ze van elkaar te onderscheiden.

de coloroid kleurruimte

Een tweede bron van verwarring is de warboel van doffe aard- en violette pigmenten aan de "warme" ( a+ ) kant van de kleurencirkel: we vinden Venetiaans rood naast mangaanviolet en kobaltviolet naast chinacridongoud. Een derde verwarring betreft de "koele" pigmenten, van geelgroen tot diepblauw, aan de a- kant van de kleurencirkel. Bij deze pigmenten is het y/b-tegencontrast , met name de bijdrage van de B-kegeltjes, ook nodig om de kleurverschillen binnen deze kleurgroepen te onderscheiden.

Onderaan de schaal bevinden zich vier zeer donkere, blauwe of paarse pigmenten: dioxazineviolet, ultramarijnblauw, indanthronblauw en Pruisisch blauw. Deze worden vaak gebruikt om donkere en bijna neutrale schaduwtinten te mengen. Daarnaast zijn er een zeer donkerbruin ijzeroxide ( PBr6 ) en diverse koolstofpigmenten die "zwart" lijken (in werkelijkheid donkergrijs met een reflectiewaarde van ongeveer 20).

Door de pigmenten die qua tint goed geordend lijken te zijn te groeperen, in tegenstelling tot de pigmenten die buiten hun verwachte tintpositie vallen, identificeert het waardewiel van de kunstenaar verschillende pigment-"families" gedefinieerd op basis van tint/waarde-relaties : (1) de aardpigmenten en andere doffe gele of rode pigmenten (lage chroma, donkerder gewaardeerd dan hun gele tint doet vermoeden), (2) de kobaltpigmenten (lage chroma, lichter gewaardeerd dan hun blauwe tint doet vermoeden), (3) de ftalocyaninen (hoge chroma, donkerder gewaardeerd dan hun groene tint doet vermoeden), (4) de rode chinacridonen (hoge chroma, lichter gewaardeerd dan hun blauwachtige tint doet vermoeden), (5) alle andere intense warme pigmenten (nauw geordend op waarde), en (6) de donkere pigmenten (inclusief roet). Interessant is dat dit dezelfde groepen pigmenten zijn die in het onderzoek naar verdunning en verzadiging duidelijk verschillende patronen van kleurverandering vertonen . In elk geval, zodra u de verfsoorten op uw palet goed kent, kunnen deze kleurgroepen u helpen uw oordeel over de schijnbare kleurwaarden te verfijnen en de pigmentwaarden in uw kleurontwerpen te onthouden.

Het kleurencirkel is in de eerste plaats een handig hulpmiddel om de waarde van een pigment en andere pigmenten met een vergelijkbare helderheid te bepalen . Het verduidelijkt de relatie tussen de meest intense kleur van een pigment en een specifieke, karakteristieke waarde, zodat je elke waardestap kunt relateren aan een specifiek pigment. Door over een willekeurige horizontale band van de cirkel te lezen, kun je de verfsoorten met een vergelijkbare waarde identificeren. Zo kun je eerst een waarde kiezen en vervolgens verf selecteren die daarbij past. Dit kan je helpen om de kleurstelling van een schilderij vooral te zien als gradaties van helderheid en verzadiging in plaats van tint, en om de visuele illusies te overwinnen waardoor oranje donkerder lijkt dan turquoiseblauw, of ftalogroen YS donkerder dan chinacridonroze, terwijl ze bij optimale verdunning precies dezelfde helderheid hebben.

grijstinten en kleurbereikmapping

De variatie en het patroon van waarden in een schilderij bepalen in grote mate hoe het de kijker beïnvloedt. Maar de mogelijkheden qua lichtheid en verzadiging die een kunstenaar heeft met zijn medium zijn altijd beperkter dan de variatie in licht en kleur in de natuur.

kleurbereikmapping

Er bestaat bijna altijd een groot verschil tussen de visuele kleuren van de fysieke omgeving en de visuele kleuren van een beeldmedium – gedrukte afbeelding, fotoafdruk, schilderij, videobeeld, dia, kleurenfilm – waarmee we de wereld weergeven.

Deze discrepantie treedt op omdat de piekwaarden en het totale bereik van de omgevingshelderheid veel groter zijn dan de maximale helderheid of het bereik van helderheid dat mogelijk is binnen een beeldmedium. Dat wil zeggen, de gemiddelde helderheid van een zomerveld in zonlicht is veel hoger dan de gemiddelde helderheid van een foto van datzelfde veld in een kunstgalerie, en de gemiddelde helderheid van hetzelfde veld in maanlicht is veel lager; en de verhouding tussen de hoogste en laagste helderheid in het veld onder zonlicht of maanlicht (doorgaans 10.000:1 of meer) is veel groter dan de helderheidsverhouding tussen de zwarte en witte delen in de foto (doorgaans rond de 30:1), ongeacht hoe de foto is belicht.

Het resultaat is dat de contrastverhouding in het beeld altijd kleiner is dan de contrastverhouding in de omgeving, en dat de gangbare kleurruimte wordt aangepast door middel van een techniek genaamd gamut mapping . Deze procedure creëert een "open" technologie: beelden van verschillende invoerbronnen kunnen via verschillende uitvoerbronnen aangename beelden produceren. Hiervoor worden de visuele kleuren van het invoerbeeld systematisch aangepast aan het bereik van visuele kleuren dat mogelijk is in het uitvoerapparaat.

We kunnen deze technologie gebruiken als een beperkte analogie voor het schilderproces. Het invoerapparaat is het "oog" van de schilder, oftewel de visuele interpretatie van een scène of motief; het uitvoerapparaat is de schilderhandeling zelf, in het bijzonder de materiaalkeuze en het oordeel over kleurverhoudingen. De analogie gaat echter maar tot op zekere hoogte: sommige schilders streven naar een letterlijke kleurweergave die niet te onderscheiden is van een fotoafdruk, terwijl anderen juist een symbolische kleurweergave nastreven die een stemming, interpretatie of visuele stijl overbrengt. Het fundamentele probleem is echter om de kleuren van de wereld, of de kleuren van een "ideaal" beeld, te laten passen binnen de mogelijkheden van een palet aan verfkleuren.

Bij kleurbereikmapping zijn de verschillen in luminantie (achromatische luminantie) het meest significant als het medium gebaseerd is op gereflecteerd licht (gedrukte afbeeldingen, foto's, schilderijen), terwijl de verschillen in kleurzuiverheid (chromatische luminantie) significant zijn als het medium gebaseerd is op trichromatische mengsels (fotoafdrukken, dia's, beeldschermen). De meest beperkte reproductie treedt op bij reflecterende afbeeldingen die zijn gemaakt van trichromatische mengsels (CYM-inktafdrukken en fotoafdrukken).

Soorten luminantiecontrast . Aangezien de meeste problemen met kleurbereik voortkomen uit luminantieverschillen, kunnen we het probleem van kleurbereiktoewijzing onderverdelen in de natuurlijke lichtomgevingen die de contrastverhoudingen creëren die het moeilijkst weer te geven zijn in een materiaalkleurbereik:

•  Afbeeldingen van lichtbronnen . Deze leveren over het algemeen de minst bevredigende of meest overduidelijk kunstmatige beelden op: stel je bijvoorbeeld een schilderij van een regenboog voor. Als de verzadiging correct is weergegeven, lijken de kleuren onnatuurlijk gedesatureerd en flets. De helderheid van het licht wordt doorgaans weergegeven door verschillende soorten beeldverstrooiing (zoals interne lensreflecties, beeldspreiding of kleurdesaturatie), en in het paradoxale geval van beelduitbranding kan een zeer helder licht een zwart beeld produceren, omgeven door witte verstrooiing. In feite dient de verstrooiing om het luminantiecontrast te symboliseren dat door de lichtbron wordt gecreëerd.

•  Donkere lichtomgevingen . De contrastverhoudingen van oppervlakken in donkere omgevingen kunnen meestal goed worden weergegeven door het kleurenspectrum van materialen, maar licht en reflecties zullen ongewoon helder lijken. Een ander probleem is dat materiaaloppervlakken onder normale weergaveomstandigheden een veel hogere helderheid hebben dan de donkere omgeving die ze representeren, en zeer donkere oppervlakken vertonen bijna altijd textuur of glans. Het fysieke beeld oogt daardoor kunstmatig.

•  Reflecties, highlights . Deze kunnen over het algemeen worden weergegeven met zeer lichte of witte kleuren, vooral als de oppervlaktekleuren in de afbeelding verzadigd en/of donker zijn, zodat er voldoende contrast mogelijk is.

•  Verlichtingscontrastoppervlakken . Dit zijn...

•  fel verlichte oppervlakken . Dit zijn...

kleurenspectra in licht, oppervlakken en verf

Kleurbereiktoewijzing door projectie . De methode die over het algemeen optimaal is voor kleurbereiktoewijzing, is het projecteren van het werkelijke kleurbereik op het materiaalkleurbereik langs lijnen van de werkelijke kleur naar het middengrijs van het kleurbereik.

kleurenspectra in licht, oppervlakken en verf

Dan.

Kleurbereikmapping door vervorming . In het afgelopen decennium zijn methoden ontwikkeld (32-bits codering) om een ​​groter dynamisch bereik in digitale beelden weer te geven dan voorheen gebruikelijk was. Wanneer deze beelden worden weergegeven op media die een groter dynamisch bereik kunnen reproduceren dan voorheen mogelijk was met traditionele video- of computerschermen, resulteert dit in een beeld met een veel hogere contrastverhouding en een ruimtelijker lichtgebruik. Dit zijn echte beelden met een hoog dynamisch bereik (HDRI).

Parallel daaraan zijn methoden ontwikkeld om het uiterlijk van deze beelden te simuleren of te benaderen binnen de contrastverhoudingen die beschikbaar zijn in standaard digitale camera's en beeldschermen (8-bits of 16-bits beelden). Deze worden vaak ook wel HDR-beelden genoemd, hoewel het in feite gesimuleerde beelden met een hoog dynamisch bereik (sHDRI) zijn.

De procedures die gebruikt zijn om deze afbeeldingen te maken, worden hier beschreven , maar het is nuttig om de basiscompressiestrategie te begrijpen waarmee een gesimuleerd hoog dynamisch bereik kan worden nagebootst (zie diagram hieronder).

een sHDR-afbeelding simuleren

originele digitale foto (boven) en bijbehorende gesimuleerde HDR-afbeelding (onder) gemaakt door de input/output-niveaucurven aan te passen (inzet).

Over het algemeen verbetert de gesimuleerde HDR-afbeelding het helderheidscontrast tussen de donkere en lichte waarden, terwijl het helderheidscontrast tussen de middelste waarden sterk wordt gecompenseerd. Dit verlies aan helderheidscontrast in het middenbereik wordt gecompenseerd door een hoger kleurcontrast.

vergelijking van sHDRI-methoden

(boven) sHDR-afbeelding met behulp van een Photoshop-plug-in; (onder) gesimuleerde afbeelding met behulp van een aangepaste invoer-/uitvoercurve

Vergelijk deze gesimuleerde afbeelding met deze daadwerkelijke sHDR-afbeelding , gemaakt met de Photoshop HDR-plug-in (afbeeldingen hierboven). Let op het grotere kleurbereik op de fel verlichte oppervlakken in het interieur. Dit simuleert het contrasteffect van de helderheid, waarbij het contrast in helderheid de schijnbare helderheid en kleur van de meer lichtgevende oppervlakken vergroot.

Dit schema illustreert de belangrijkste verschillen tussen verschillende media. Als we de luminantiewaarden van een landschap bij daglicht ( natuurlijk lichtspectrum ) als basis nemen en deze vergelijken met een foto van dezelfde scène, dan zal de foto een veel beperkter spectrum hebben; de helderste witten in de foto zullen veel donkerder zijn dan de overeenkomstige oppervlakken in de werkelijkheid, hoewel de donkerste donkeren in de foto ook donkerder zullen zijn dan de overeenkomstige oppervlakken in de werkelijkheid. Een aquarel is nog beperkter in chromatisch bereik en aan de donkere kant van het spectrum.

kleurenspectra in licht, oppervlakken en verf

Op de een of andere manier moet het ideale kleurenspectrum van natuurlijke kleuren worden samengeperst tot een kleiner kleurenspectrum. Dit probleem wordt gamut mapping genoemd : het comprimeren van een groter kleurenspectrum tot een kleiner of ander spectrum, op een manier die ervoor zorgt dat de kleuren er voor de meeste kijkers "natuurlijk" of "nauwkeurig" uitzien. Het wordt intensief bestudeerd in kleurreproductie- en beeldtechnologieën en is een essentieel aspect van schildervaardigheid en artistieke visie. Zoals Picasso ooit zei: "Sommige schilders veranderen de zon in een gele vlek, terwijl anderen een gele vlek in de zon kunnen veranderen."

Gamutmapping is zeer bekend bij fotografen, die leren hoe ze een fotometer moeten gebruiken om werkelijke lichtwaarden om te zetten in belichtingstijden voor een filmemulsie. Ze weten daarbij dat de hoeveelheid licht die door het negatief op het fotopapier valt, en de tijd dat het papier wordt blootgesteld aan de ontwikkelingschemicaliën, een "natuurlijke" waardestructuur in de uiteindelijke afdruk zal opleveren. Dit dient als ons uitgangspunt. We kunnen ook leren van onderzoek dat is gedaan naar het probleem van gamutmapping in de beeldverwerkingsindustrie.

Een basiswaardenplan voor een schilder . Alle professionele fotografen zijn bekend met het zonesysteem voor fotografische belichting en afdrukken, ontwikkeld door Ansel Adams. Het zonesysteem koppelt een ideale foto – het concept van de fotograaf over hoe het uiteindelijke beeld eruit moet zien – aan de belichtingseigenschappen van de film.

Schilders hebben niet dezelfde apparatuurproblemen als fotografen, maar ze staan ​​wel voor een vergelijkbaar probleem met de waardebepaling: het midden van een schilderij zo verankeren dat het beoogde gevoel van licht of donker wordt overgebracht zonder dat de volledige weergave van het toonbereik verloren gaat.

Ons visuele systeem past zich van nature aan de gemiddelde helderheid in onze omgeving aan om de best mogelijke visuele weergave te produceren. Omdat deze aanpassing ook de weergave van elke fysieke grijsschaal beïnvloedt, ligt de sleutel tot het waardeontwerp van een schilderij in de verdeling van grijswaarden over het helderheidsbereik.

Hoe zou deze verdeling eruit moeten zien? Het diagram rechts toont een basiswaardeplan dat goed van pas kan komen bij het bepalen van de waarde van een schilderij.

De CIELAB L* -schaal, een referentiemeting van de reflectie van oppervlakken en de verticale schaal die wordt gebruikt in het kleurenwiel van de kunstenaar , vertegenwoordigt het basisreflectiebereik; dit is (in oranje) overlapt met het kleurenbereik dat wordt gebruikt om verfsoorten te beschrijven in de handleiding voor aquarelpigmenten . Tegenover deze helderheidsreferenties heb ik de 9 stappen van een eenvoudig ontwerpsysteem geplaatst.

De twee belangrijkste kenmerken van dit waardeplan zijn dat (1) het reflectiebereik niet lager is dan 20, wat het effectieve waardebereik van aquarelverf is; en (2) de reflectie-intervallen breed zijn in het midden en smal aan zowel de lichte als de donkere uiteinden. Voor elke zone worden enkele fysieke oppervlakken aangegeven die doorgaans die reflectie hebben.

Deze schaal kan worden gekoppeld aan de verdunningsmethode voor het creëren van waarde , wat waarschijnlijk het meest interessant is voor schilders die hun waarde opbouwen door middel van opeenvolgende glazuurlagen, maar voor de rest van ons is het een ruwe richtlijn voor de verfconcentratie die nodig is om de gewenste waarde te bereiken.

Het creëren van een waardeschaal (grijsschaal) . Het is nuttig om uit te leggen hoe waardeschalen worden afgeleid van de ogenschijnlijke waarden van de natuurlijke scène die we willen weergeven.

Waardeschalen of grijsschalen worden doorgaans zo geconstrueerd dat ze een perceptueel interval hebben: elke waarde moet ongeveer halverwege de waarden aan weerszijden lijken te liggen, en de middelste waarde (middengrijs) moet een schijnbare helderheid hebben die ongeveer halverwege ligt tussen de donkerste ("zwart") en lichtste ("wit") waarden. De vraag is hoe we tot die waarden komen en hoe de grijswaarden zich verhouden tot de oorspronkelijke waarden in de scène.

1. Een naïeve waardeschaal . Laten we beginnen met de naïeve aanname dat verschillen in de luminantie (lichtintensiteit) van de scène die we willen reproduceren gelijk moeten zijn aan verschillen in de luminantie van het schilderij waarnaar we kijken, wanneer het schilderij wordt tentoongesteld onder optimale of standaardverlichting. Dit suggereert dat de waardeschaal de helderheidsintervallen gelijkmatig over het luminantiebereik moet verdelen — scèneluminantie = schilderijluminantie — zoals hieronder weergegeven.

een naïeve waardeschaal

Het totale bereik van de visuele respons op lichtaanpassing wordt begrensd door een verhouding van ongeveer 100:1 tussen de donkerste en de lichtste luminantie, dus dit geldt zowel voor de scène als voor het schilderij. De bovenkant van het luminantiebereik zou "helder" lijken en de onderkant "donker". We zouden er naïef genoeg ook van uitgaan dat een middengrijs ongeveer in het midden van het luminantiebereik ligt – in het voorbeeld rond de 2500.

Er kleven duidelijke praktische problemen aan deze waardeschaal. Naarmate het helderheidsbereik verandert in verschillende scènes (bijvoorbeeld van zonlicht naar schemering), verandert ook het helderheidsbereik van elk schilderij. Maar de helderheidspatronen van de schilderijen hebben verschillende effecten, afhankelijk van de mate van omgevingsverlichting: een schilderij dat overdag is gemaakt, moet bij daglicht bekeken worden, en een schilderij dat 's nachts is gemaakt, in het donker. Elk schilderij moet dus onder zijn eigen lichtomstandigheden worden tentoongesteld.

2. Stappen voor visuele reflectie . Deze praktische problemen betekenen dat we twee fundamentele correcties moeten aanbrengen in de naïeve waardeschaal. Ten eerste moeten we overschakelen naar reflecties ten opzichte van een standaard witte waarde. Dit beperkt al onze waardeoordelen tot verwante kleuroordelen en maakt ze bovendien min of meer onafhankelijk van de kijkverlichting (binnen het normale bereik van binnenverlichting).

Ten tweede, om een ​​schijnbare visuele gelijkheid te verkrijgen in het verschil tussen twee waardeschaalstappen, moet de werkelijke lichtintensiteit tussen de twee stappen ongelijkmatig verdeeld zijn om de responscompressie van het visuele systeem op de lichtprikkel bij hogere luminantiewaarden te compenseren. Dat wil zeggen, naarmate de stimulusintensiteit toeneemt, moeten de veranderingen in helderheid die nodig zijn om een ​​gelijk visueel effect te produceren, ook toenemen.

Hierdoor krijgt de relatie tussen reflectie en waarde een karakteristieke, naar beneden hellende curve naarmate de waarde toeneemt.

Visuele responscompressie op de
CIE L* (helderheid) schaal.

De exacte vorm van deze curve verschilt per kleurmodel, maar ze hebben allemaal een zeer vergelijkbare vorm. Het voorbeeld toont de CIELAB L* -schaal, die ook identiek is aan de Munsell -waardeschaal (waarbij elke waarde met 10 wordt vermenigvuldigd).

Bij een reflectiewaardeschaal zoals CIE L* is het mogelijk dat sommige delen van een scène de luminantie van de witte standaard overschrijden. Een witte porseleinen kom of het oppervlak van een meer kan bijvoorbeeld zonlicht reflecteren als reflecties, of een wit vel papier dat in een verduisterd klaslokaal wordt tentoongesteld, zal donkerder lijken dan een wit vel papier in zonlicht dat door een raam schijnt. In dergelijke gevallen accepteren we ofwel een L -waarde die groter is dan de witte standaard van 100, ofwel nemen we het helderdere wit als de nieuwe witte standaard en passen we alle andere waarden dienovereenkomstig aan.

3. Mediacompressie . In de fotografie hebben de filmemulsie en het afdrukpapier echter een vaste "witte" transmissie- of reflectiewaarde. In natuurlijke scènes kunnen willekeurige lichteffecten of contrasten in de belichting een veel breder scala aan luminantiewaarden produceren. Daarom moeten de media dit brede scala aan waarden comprimeren tot het vaste reflectiebereik dat mogelijk is binnen het specifieke medium. Dit is het fundamentele verschil in luminantiepatronen tussen "echte" scènes en hun weergaven.

Fotografen gebruiken lichtmeters en belichtingsinstellingen om het licht dat de camera binnenkomt aan te passen, zodat een zichtbaar wit in de scène overeenkomt met een zichtbaar wit in de uiteindelijke foto. Maar helderdere delen van de scène, zoals spiegelende (weerspiegelende) reflecties, krijgen geen nog hogere witwaarde – ze worden weergegeven in hetzelfde wit als het standaard "witte" oppervlak. Er vindt dus een spiegelende compressie plaats in reflecterende media , waardoor extreme luminantiewaarden worden afgevlakt tot dezelfde, hoogste "witte" waarde.

afvlakking van spiegelende waarden in fotografische media

In de meeste foto's zijn kleine veranderingen in de helderheid van de scène aan de onderkant van het zichtbare spectrum moeilijk of onmogelijk te onderscheiden als verschillende donkertinten in de foto. In feite staat één enkele, zeer donkere waarde voor alle waarden vanaf de donkerste waarde in het medium tot nul helderheid. Er is dus ook sprake van een afvlakking van de helderheidsverschillen aan de onderkant van de schaal, die te klein is om in het diagram te zien.

Door het fotografische voorbeeld te gebruiken, houden we vast aan de relatie tussen scène- en mediawaarden. Als we alle details kennen van de belichtingsinstellingen van de camera, de emulsiegevoeligheid en de ontwikkelingschemie, is het in theorie mogelijk om de fotografische waarde terug te koppelen aan de corresponderende helderheid van de scène.

Een waardeschaal van een kunstenaar, bijvoorbeeld de schaal die schilderstudenten maken door zwarte en witte verf te mengen tot gelijke grijstinten, of de commerciële grijsschalen die verkrijgbaar zijn bij fotografiewinkels, zal ongeveer overeenkomen met de luminantiecurve van deze geïdealiseerde grijsschaal. Maar die grijsschalen hebben geen verband met het luminantiebereik binnen een specifieke scène.

4. Artistiek waardebereik . Wanneer we kijken naar schilderijen, of naar het werkelijke dichtheidsbereik van foto's, zien we dat er veel belangrijke veranderingen optreden in de waardeschaal.

Als we bij het voorbeeld van aquarelverf blijven, is de eerste verandering dat het bereik van waarden binnen het medium beperkter is in vergelijking met het conceptuele bereik dat mogelijk is in de CIE L* -schaal. Aquarelverf op wit papier heeft een potentieel bereik van ongeveer L = 97 tot L = 20, oftewel een waardebereik van ongeveer 75. Dit plaatst de middengrijswaarde op ongeveer L = 60. Alle reflectieschalen voor media, inclusief fotografische grijsschalen, beperken het bereik van werkelijke waarden op een vergelijkbare manier.

artistieke interpretatie in de waardeschaal van een schilderij

Daarnaast hebben kunstenaars de neiging om de waarden in een scène te interpreteren als een vervormd waardenbereik in het schilderij. Schilders hebben de neiging om een ​​groot bereik aan natuurlijke helderheidsvariaties aan de uiteinden van hun gezichtsveld toe te wijzen aan een smal bereik aan verfwaarden, waardoor de waardecurve aan zowel de boven- als onderkant wordt afgevlakt.

Ze hebben ook de neiging om subtiele onderscheidingen te maken tussen de middenwaarden, waardoor een relatief breed scala aan verfwaarden wordt toegewezen aan een smal bereik aan luminantiewaarden rond het middengrijs. Het resultaat is een karakteristieke S-vormige curve.

Ten slotte betekent artistieke vrijheid dat we niet langer de indirecte maar expliciete relatie tussen scène en beeldhelderheid hebben die we in de fotografie wel kunnen behouden. Er is dus geen manier meer om de waarden in een schilderij te vergelijken met de natuurlijke waarden, of om de werkelijke gemiddelde helderheid van de oorspronkelijke scène te bepalen.

Als je deze curve vergelijkt met de hierboven weergegeven zoneschaal, kun je zien waarom de reflectie-intervallen breed zijn rond de middelste waarde: dit is waar de curve het steilst is ten opzichte van de reflectieschaal en de oorspronkelijke waarden. Waar de curve bijna verticaal is, aan beide uiteinden, corresponderen grote veranderingen in de waarde-intervallen met kleine veranderingen in de reflectie, maar deze reflectieveranderingen zijn kleiner aan de lichtere kant van de schaal. Dit komt ook overeen met het visuele effect dat bekend staat als ' verscherping' , waarbij waarden dicht bij de achtergrond of de gemiddelde reflectie van de scène een hoger contrast lijken te hebben dan waarden aan de uiteinden van het zichtbare spectrum.

Deze algemene verdeling van waarden – de sterkste contrasten in het middenbereik, met minder variatie in helderheid aan de uiteinden van het bereik – zorgt voor het meest bevredigende contrast over het breedst mogelijke waardebereik met aquarelverf.

Industriële kleurbereikmapping . Het probleem van kleurcompressie in media doet zich niet alleen voor tussen de werkelijke scène en de weergave ervan in een specifiek medium, maar ook tussen twee verschillende media die dezelfde afbeelding weergeven. Kleurbereikmapping in de print- en beeldverwerkingsindustrie moet alle aspecten van kleurtransformaties aanpakken, met name de verzadiging. De regels die in deze toepassingen zijn ontwikkeld, bieden een uniek perspectief op het probleem van kleurbereikmapping.

In deze context is het beeld dat de kunstenaar wil reproduceren (landschap, stilleven of abstract ontwerp) de bron- of oorspronkelijke kleurruimte, en het scala aan mogelijke kleurmengsels met verf aangebracht op papier is de apparaat- of mediumspecifieke kleurruimte.

De kleuren in een medium kunnen worden gemanipuleerd om verschillende doelen te bereiken. Voor schilders zijn de belangrijkste doelen waarschijnlijk een prettige kleurweergave (de kleuren in het beeld zijn niet per se accuraat in vergelijking met de bronkleuren, maar ze zijn voldoende of gebruikelijk wanneer ze worden beoordeeld op basis van het beeld zelf) en een gewenste kleurweergave (de kleuren zijn de best mogelijke, of de meest gangbare, van de vele mogelijke manieren om dezelfde bronafbeelding weer te geven). Om het eenvoudiger te maken, gaan we er altijd vanuit dat de kleuren in het schilderij worden bekeken onder voldoende helder, wit licht.

een basiswaardeplan voor een schilder

Het diagram rechts toont de alternatieve oplossingen voor kleurbereiktoewijzing. Als we een verticale doorsnede door een kleurvlak (zoals Munsell of CIELAB ) nemen als bronkleuren en zoeken naar manieren om de kleuren ervan weer te geven binnen het enigszins beperkte bereik van verzadiging en helderheid in aquarelverf, dan kunnen we de toewijzing op vier manieren doen: (1) een kleur kiezen met dezelfde tint en gelijke helderheid maar een lagere chroma ( L in het diagram), (2) een kleur kiezen met dezelfde tint en gelijke chroma maar een lagere of hogere helderheid ( C ), (3) een kleur kiezen die de dichtstbijzijnde beschikbare kleur is in de kleurruimte van het medium, ongeacht de helderheid en chroma ( n ), of (4) een kleur kiezen die de dichtstbijzijnde beschikbare kleur is in de richting van een middengrijs in de kleurruimte van het medium ( G ).

Hoe presteren deze verschillende strategieën bij uiteenlopende beeldtypen? Over het algemeen levert de vierde strategie – het verkleinen van de bronkleuren naar een middengrijswaarde, totdat het kleurbereik van de bron grotendeels binnen het kleurbereik van het medium valt – de meest aantrekkelijke en vaak geprefereerde resultaten op voor alle media. Dit wordt gedaan door (1) het bereik van helderheidswaarden in kaart te brengen totdat de meest extreme licht-donkercontrasten in de bron overeenkomen met de meest extreme licht-donkercontrasten in het medium, en (2) de middengrijswaarde gelijk te houden. Vervolgens worden (3) de chromawaarden afgekapt totdat alle tinten binnen het kleurbereik van het medium vallen.

Er zijn veel subtiliteiten bij de toepassing van deze algemene regels. Zo kan het bijvoorbeeld toegestaan ​​zijn om de tint of helderheid van de kleur aan te passen om het gewenste verzadigingseffect te bereiken. Geel kan bijvoorbeeld worden veranderd in geel-oranje als een donkerdere waarde met een hoge chroma nodig is; blauwgroen kan donkerder worden gemaakt om de verzadiging in de afbeelding te verhogen.

kleurbereikmapping van licht naar verf

De kleurverzadiging van de gebruikte verf moet mogelijk worden verminderd om overeen te komen met het beperktere kleurbereik van de bron: weinig landschapsschilders gebruiken hun verf in pure vorm, omdat de pigmentkleuren intenser zijn dan die in de natuur, met name de groene tinten van bladeren.

Tot slot kan het nodig zijn om de helderheid van sommige kleuren in het medium aan te passen om de algehele kleurbalans in de bron te behouden. Een veelvoorkomend probleem doet zich voor bij landschapsverlichting, waarbij de waarde van hemelsblauw verhoogd moet worden om voldoende contrast te creëren met schaduwen en de donkere tinten van de grond. Dit soort problemen kan vereisen dat u de licht- of donkerverdeling over de gehele afbeelding aanpast (zie hieronder).

De belangrijkste regel is om de middengrijstint zo goed mogelijk te benaderen en alle andere waarden daarop af te stemmen, in verhouding tot het maximale bereik van licht of donker dat mogelijk is met wit papier of donkere verf. Zodra dit is gedaan, moet de neiging van aquarelverf om hogere verzadigingen in warme tinten en lagere verzadigingen in groen, blauw en paars weer te geven, worden gecompenseerd om de algehele balans in de kleurverdeling van het beeld te behouden. De specifieke tint van een kleurvlak kan worden verschoven naar een analoge tint, of het zichtbare gebied van zeer intense kleuren kan worden verkleind (bijvoorbeeld van het gehele oppervlak van een object naar alleen de helderst verlichte delen), om deze balans te bereiken.

High Dynamic Range-afbeeldingen . In het afgelopen decennium zijn methoden ontwikkeld (32-bits codering) om een ​​groter dynamisch bereik in digitale afbeeldingen weer te geven dan voorheen gebruikelijk was. Wanneer deze afbeeldingen worden weergegeven op media die een groter dynamisch bereik kunnen reproduceren dan voorheen mogelijk was met traditionele video- of computerschermen, resulteert dit in een beeld met een veel hogere contrastverhouding en een ruimtelijker lichtgebruik. Dit zijn echte High Dynamic Range-afbeeldingen (HDRI).

Parallel daaraan zijn methoden ontwikkeld om het uiterlijk van deze beelden te simuleren of te benaderen binnen de contrastverhoudingen die beschikbaar zijn in standaard digitale camera's en beeldschermen (8-bits of 16-bits beelden). Deze worden vaak ook wel HDR-beelden genoemd, hoewel het in feite gesimuleerde beelden met een hoog dynamisch bereik (sHDRI) zijn.

De procedures die gebruikt zijn om deze afbeeldingen te maken, worden hier beschreven , maar het is nuttig om de basiscompressiestrategie te begrijpen waarmee een gesimuleerd hoog dynamisch bereik kan worden nagebootst (zie diagram hieronder).

een gesimuleerde HDR-afbeelding maken

Originele digitale foto's met twee belichtingen, inclusief helderheidscurven (boven en midden); gesimuleerde HDR-afbeelding gemaakt met overbelichting met behulp van de "HDR"-plug-in in Photoshop CS (onder).

In principe versterkt de gesimuleerde HDR-afbeelding het helderheidscontrast in de donkere tinten aanzienlijk, terwijl het helderheidscontrast in de middentinten en lichte tinten wordt gecompenseerd. Dit verlies aan helderheidscontrast wordt gecompenseerd door een groter kleurcontrast. (Vergelijk deze gesimuleerde afbeelding met deze daadwerkelijke HDR-afbeelding , gemaakt met de Photoshop HDR-plug-in).

Schilderachtige veranderingen in waardebereik . Hoe integreert een schilder deze basisstrategieën in zijn of haar techniek? De sleutel is dat de schilder het probleem van waardeontwerp in wezen op een andere manier benadert dan de fotograaf. Beiden visualiseren het 'ideale' beeld, maar de fotograaf moet de belichting aanpassen om ervoor te zorgen dat het negatief details toont in alle waarden behalve de donkerste of lichtste, terwijl de schilder verf moet mengen om een ​​middengrijs op de juiste helderheid te verankeren om een ​​visuele stijl of een specifieke helderheidsaanpassing te definiëren . In beide gevallen wordt de middenwaarde lichter of donkerder , waardoor de ene of de andere kant van de waardeschaal wordt samengedrukt.

Zoals al besproken, komt een hoge verzadiging over als een extra helderheid in een kleur. Schilders moeten de helderheid daarom beoordelen in termen van de gecombineerde helderheid en verzadiging van de kleur, in plaats van alleen de helderheid. Het onderstaande voorbeeld illustreert dit fundamentele probleem. Het voorbeeld links behoudt de visuele helderheidscontrasten door helderheid en verzadiging te combineren als grijswaardenverschillen, wat een mooi contrast oplevert tussen lucht en bomen, bomen en gras, en gras en bloemen. Het voorbeeld rechts is verkregen door de kleur te desatureren (verzadigingsinformatie te verwijderen zonder de helderheid aan te passen), wat resulteert in relatief doffe grijstinten.

verschil tussen grijswaarden (links) en gedesatureerde waarden (rechts)

Een tweede punt betreft de positie van de middengrijswaarde ten opzichte van het totale waardebereik van het medium. Ontwerpmethoden die een beperkt of onevenwichtig luminantiebereik benadrukken, zijn een traditionele manier om een ​​kenmerkende, sfeervolle stemming te creëren. Drie versies van dezelfde foto illustreren de typische effecten.

het midden lichter (links) of donkerder (rechts) maken

De typische aquarel lijkt op de afbeelding links, waarin de middentinten van het landschap in het schilderij hoger zijn weergegeven, waardoor een lichtgevend, zonovergoten effect ontstaat. Deze manier van kleurschakering suggereert een overweldigde blik door licht . We zijn uit een donkere kelder gekomen en onze eerste indruk is dat alles baadt in intens licht. Elk detail in de schaduwen is scherp en helder, maar de helderste delen van het landschap flakkeren en vervagen in elkaar.

Het voorbeeld rechts, waarin de middentinten van het landschap in het schilderij veel donkerder zijn dan in de werkelijkheid, illustreert daarentegen het typische Claudeaanse landschap , dat de mogelijkheid van olieverf om rijke, donkere tinten te produceren optimaal benut. Het Claudeaanse alternatief suggereert een zicht dat wordt overweldigd door schaduwen . Daarom staat de zon in een Claudeaans landschap altijd dicht bij de horizon: omdat het licht snel afneemt, kunnen onze aan licht aangepaste ogen nog niet in de oprukkende schaduwen kijken. Wolken in de lucht zijn doorgaans scherp en helder, maar bosschaduwen zijn donker en moeilijk te doorgronden.

In feite spreiden de meeste aquarelschilders de middentinten uit en verschuiven ze de bijna donkere gebieden naar de ondergrens van het schildermedium, wat resulteert in het hierboven beschreven ogief-"waardenplan van de schilder". Hier is dezelfde foto met diezelfde kleurschakeringstrategie. Merk op dat de schilder hiermee een zonovergoten landschap kan weergeven, terwijl hij dezelfde visuele contrasten suggereert binnen een kleiner helderheidsbereik.

lichtheden die overeenkomen met het waardeplan van de schilder

Een schilder die een van beide effecten wil nabootsen, begint met het lichter of donkerder maken van de middenwaarde. Om bijvoorbeeld een lichter schilderij te maken, zouden gebruinde huid en verweerd hout geschilderd worden met een reflectiewaarde van 70 of 75, in plaats van de 55 van normaal zicht. Om de donkere tinten van Claude te creëren, zouden dezelfde houtsoorten en huid geschilderd worden met een lagere reflectiewaarde, rond de 45. Deze aanpassingen kunnen worden berekend met behulp van het kleurenwiel voor kunstenaars om de juiste verf te selecteren, en de verdunningsschema's voor verf om de juiste verdunning te bepalen. Er zijn drie contrasterende technieken om dit te doen.

De eerste methode, aanbevolen door schilders zoals Trevor Chamberlain , is om eerst de middentinten te schilderen. Zo bepaal je de algehele tonaliteit en het bereik van de tinten van midden naar licht en donker, en minimaliseer je de hoeveelheid wit papier die zichtbaar is, omdat wit papier de verf donkerder doet lijken dan hij in werkelijkheid is. De problemen met deze aanpak zijn dat het witte papier de aanvankelijke grijstint alsnog verkeerd inschat, en dat de kleur lijkt te vervagen door de droogprocessen van aquarelverf . Beide beperken de nuances die je aan de bovenkant van het waardebereik kunt laten zien. Je moet een uitstekende verfbeheersing hebben om deze problemen te kunnen beheersen.

De tweede aanpak, aanbevolen door Joseph Zbukvic, is om methodisch te werken van de lichtste naar de donkerste waarden , zonder een stap over te slaan. Dit stelt je in staat om gaandeweg correcties aan te brengen, door de middentinten donkerder te maken als de reeds aangebrachte lichtere waarden dat vereisen. De problemen met deze aanpak zijn dat lichtere waarden nog lichter lijken te worden naarmate er donkere waarden aan het schilderij worden toegevoegd, en dat je door de waarden stapsgewijs te verhogen mogelijk geen ruimte meer hebt om verschillen aan de donkere kant van het spectrum weer te geven.

Schilders als Chamberlain en Zbukvic hebben gemeen dat ze de juiste waarde in één keer kunnen vastleggen. Gezien de natuurlijke neiging van aquarelverf om te vervagen tijdens het drogen, zouden we verwachten dat de methode van Zbukvic beter geschikt is voor aquarelschilders – tenminste, totdat ze net zo bedreven zijn als Chamberlain.

alternatieve oplossingen voor het probleem van kleurbereikmapping

De laatste methode om de waardeschaal te beheersen, is door veel glazuurlagen te gebruiken om het schilderij op te bouwen. Voeg steeds meer lagen toe aan de midden- en donkere tinten totdat je ze voldoende hebt uitgedund om op de middelste afbeelding hierboven te lijken. Ik vind deze methode uitstekend geschikt voor het nauwkeurig modelleren van subtiel gevormde contouren en om de volledige waardeschaal te benutten, maar het resultaat oogt al snel overbewerkt of flets als het doel delicate kleureffecten zijn.

schilderwaarden

Nadat we dieper in zijn gegaan op het onderwerp kleurwaarden, kunnen we een paar basisregels formuleren voor het modelleren van schaduwen. (Deze moeten samen met het gedeelte over het modelleren van vormen worden bestudeerd ).

In een kunstmatige omgeving, waar kleuren vanuit één lichtbron in de schaduw overgaan, verandert de verzadiging van de oppervlakken van objecten doorgaans niet: het schaduwgebied heeft een lagere waarde van dezelfde kleur bij dezelfde relatieve verzadiging. Dit wordt gemodelleerd door simpelweg een donkere, bijna neutrale verf, zoals neutrale tint , ivoorzwart of lampzwart, aan de kleur toe te voegen. Hierdoor neemt de verzadiging in dezelfde verhouding af als de helderheid.

Bij natuurlijk licht zijn de effecten complexer. Direct zonlicht lijkt bijna wit, terwijl indirect licht (verstrooid door de lucht) blauw gekleurd is. Als een object direct door de zon wordt belicht, ontvangen de schaduwpartijen ook wat licht van de lucht. Dit verhoogt de schaduwwaarde ten opzichte van de donkere waarde die door direct binnenlicht wordt gecreëerd, en zorgt er tevens voor dat blauw zich vermengt met de lokale (oppervlakte)kleur.

Als de lokale kleur warm is (rood tot geel), zorgt het toegevoegde blauw ervoor dat de verzadiging van de oppervlaktekleur afneemt, net zoals het mengen van blauw met rode verf de kleur neutraliseert. Als de lokale kleur koel groen of blauw is, blijft de verzadiging onveranderd of kan deze zelfs licht toenemen. Dit indirecte licht verschuift de tint over het algemeen ook naar blauw.

Bij het schilderen van deze effecten is het mengen van schaduwen met de complementaire kleur van de lokale kleur bijna altijd verkeerd: het ontkleurt de kleur zonder de helderheid te veranderen. Mengen met een zwartachtige kleur, zoals een neutrale tint, is beter, omdat dit voornamelijk de helderheid verandert, maar ook de verzadiging (omdat kleuren in tinten verzadiging verliezen ).

Maar de meest gangbare oplossing, vooral voor landschapsschilders, is om als "koele" schaduwtint een donkerblauwviolet te gebruiken (zoals dioxazineviolet , indanthroneblauw of een donkere gemengde violettint), of een donkere, bijna neutrale mengkleur met een blauwe tint (zoals Payne's grijs of indigo ). Deze methode verschuift de helderheid zeer effectief, omdat de kleine hoeveelheid blauwe tint andere blauw- en groentinten versterkt, maar warme tinten desatureert. Maar het verschuift ook de tint: bij de meeste warme kleuren en groentinten verschuiven deze donkere schaduwkleuren de gemengde tint naar blauw. Meestal is deze tintverschuiving vrij klein, omdat de schaduwkleur zo onverzadigd is dat deze bijna gelijk is aan grijs.

Sommige kunstenaars gaan daarom nog een stapje verder en modelleren schaduwen door de tint naar een koele kleur te verschuiven: de schaduw van een groen object wordt blauw geschilderd, de schaduw van een rood object wordt kastanjebruin geschilderd. Veel kunstenaars bereiken vergelijkbare effecten door een minder verzadigd donkerblauw (ultramarijnblauw of Pruisisch blauw) als schaduwkleur te gebruiken, omdat deze kleuren "koel" lijken ten opzichte van alle warme en de meeste groene tinten.

Deze "paarse schaduw"-methode is vaak geschikt om de complexe kleurschakeringen en helderheidsverschillen van schaduwen in natuurlijk licht weer te geven. Andere kunstenaars gebruiken echter andere methoden. Christopher Schink modelleert zowel licht als schaduw door de tint van de lokale kleur warmer of koeler te maken (rood wordt een warmer oranje in fel licht, een koeler magenta in de schaduw), wat natuurlijk de methode is die Paul Cézanne ontwikkelde om vormen weer te geven zonder waardeveranderingen. Jeanne Dobie is van mening dat schaduwen altijd dezelfde tint moeten hebben als de lokale kleur, noch warmer noch koeler; ze reserveert warme of koele kleurveranderingen voor de highlights en de overgangen van licht naar schaduw, afhankelijk van het type licht.

Deze verschillende benaderingen zijn geschikt voor verschillende schilderstijlen, maar ook voor verschillende soorten belichting. Voor objecten onder andere lichtomstandigheden kan de techniek te simplistisch zijn. Met name als het indirecte licht gekleurd is door de bron (bijvoorbeeld een rode muur of een groen neonbord), dan moeten de kleurverschuivingen en desaturatie-effecten worden berekend alsof deze kleur "gemengd" is met de lokale kleur van de objecten waarop het licht valt.

De kwaliteit van schaduwen hangt af van de hoeveelheid licht, de kleur van het directe licht, de kleuren van indirect of gereflecteerd licht, en de helderheid en verzadiging van de oppervlaktekleur van de objecten. De enige algemene regel is dat helderheid, verzadiging en tint (kleurtemperatuur) allemaal kunnen veranderen van licht naar schaduw . En mocht het een troost zijn: deze effecten behoren tot de moeilijkste problemen voor kleurenpsychologen om te begrijpen!

Tot slot, wat betreft toonwaarden: veel boeken raden aan om je ogen samen te knijpen om de waardestructuur van een schilderij of scène te zien. Dit is handig bij daglicht en voor een snelle beoordeling van de waarden, maar het vereist oefening. De meest accurate manier om de waardestructuur van een schilderij te beoordelen is echter door ernaar te kijken bij zeer weinig licht, zoals maanlicht, wanneer alleen de staafjes (die geen kleur kunnen waarnemen ) actief zijn. Als je 's nachts om wat voor reden dan ook opstaat, maak dan van de gelegenheid gebruik om de waardestructuur van je schilderijen te bekijken! Dit zal je helpen om de "knijp"-methode overdag op dezelfde schilderijen toe te passen, en vervolgens de "knijp"-techniek op andere objecten in allerlei lichtomstandigheden.

VOLGENDE:   kleurtemperatuur

Laatst herzien 08.1.2015 • © 2015 Bruce MacEvoy