kleurentheorie

De kleurkenmerken . Een standaard, ondubbelzinnige taal voor de visuele beschrijving van kleuren is een innovatie van 19e-eeuwse kleurenwetenschappers. De basis van deze kleurentaal is het idee van een 'kleurcontainer' of kleurruimte.

2. Visuele wetenschappers hebben drie kleureigenschappen geïdentificeerd – helderheid, tint en tintzuiverheid – die voldoende zijn om elke visuele kleur nauwkeurig te specificeren.

( Helderheid vervangt lichtheid wanneer we lichtbronnen of het licht dat op oppervlakken valt of ervan weerkaatst willen beschrijven, en kleurrijkheid vervangt chroma wanneer we lichtbronnen of oppervlakken willen beschrijven in vergelijking met een ideale of denkbeeldige, "zuivere" tint.)

Laten we elk kenmerk van kleurvorming afzonderlijk bekijken, om te begrijpen hoe deze kenmerken ontstaan ​​in stralende kleuren, en hoe we de kleurpercepties (de visuele kleuren) die ze produceren, moeten beschrijven (als conceptuele kleuren).

Helderheid/Lichtheid . Het visueel belangrijkste kenmerk van kleurvorming is de lichtheid of donkerheid van een kleur zoals die verschijnt in uitgestraald of gereflecteerd licht. Dit wordt op twee verschillende manieren waargenomen:

3. Helderheid is de gewaarwording van licht dat door een object wordt uitgestraald of weerkaatst en dat groter is dan het licht dat door een mat "wit" oppervlak onder dezelfde belichting wordt weerkaatst.

De helderheid correleert slechts zwak met de werkelijke lichtsterkte van een object. Autokoplampen lijken bijvoorbeeld 's nachts pijnlijk fel, maar overdag bij daglicht zijn ze nauwelijks zichtbaar. De lichtsterkte is hetzelfde, maar de waargenomen helderheid varieert met de context.

4. Lichtheid is de gewaarwording van licht dat door een oppervlak wordt uitgestraald of weerkaatst, uitgedrukt als een verhouding tot het licht dat wordt uitgestraald of weerkaatst door het helderste oppervlak (of een mat "wit" oppervlak) onder dezelfde verlichting.

De helderheid is sterk gecorreleerd met de algehele reflectie ( luminantiefactor of albedo ) van oppervlakken, mits verschillende oppervlakken tegelijkertijd zichtbaar zijn en alle oppervlakken in dezelfde lichtomgeving worden belicht.

Kunstenaars gebruiken de term ' waarde' vaak om te verwijzen naar lichtheid, een term die is gestandaardiseerd door het Munsell-kleursysteem .

Het onderstaande voorbeeld toont variaties in de helderheid van een blauwe tint met een lage kleurverzadiging.

verschillen in helderheid of waarde

tint en verzadiging constant gehouden

De uitersten van lichtheid of waarde worden beschreven als donker of zwart tot licht of wit; voor zelflichtende oppervlakken (lampen) worden de uitersten van helderheid beschreven als zwak of gedimd tot schitterend of helder.

De waarneming van lichtheid vormt een continue achromatische reeks, de grijsschaal , die loopt van waargenomen zwart via steeds lichtere grijstinten tot waargenomen wit. Alle kleuren, ongeacht hun tint en verzadiging, kunnen worden gekoppeld aan een stap op deze lichtheidsschaal, hetzij visueel, hetzij door hun reflectie te meten met een spectrofotometer.

In technische kleurenmodellen wordt de helderheid gemeten op een schaal van 0 (zwart) tot 100 (wit); schilders en fotografen gebruiken gedrukte grijsschalen die 5 tot 20 grijstinten kunnen bevatten. In deze systemen worden verschillende benamingen of nummeringscategorieën gebruikt; zie bijvoorbeeld mijn categorieën voor de helderheid van handafdrukken .

De waarneming van lichtheid vormt een grijsschaal die veel kleiner is dan de fysieke reflectielimieten.

De fysieke basis van lichtheid is in wezen de verhouding tussen het licht dat op een oppervlak valt en het licht dat door datzelfde oppervlak wordt weerkaatst: donkere oppervlakken weerkaatsen zeer weinig licht, terwijl lichte of witte oppervlakken veel licht weerkaatsen.

Dit betekent echter niet dat onze perceptie van lichtheid vastligt op extreme fysieke reflectiewaarden van bijna 0% ("puur zwart") en 100% ("puur wit"). In plaats daarvan zijn de waargenomen wit- en zwartwaarden verankerd in de meest extreme lichte en donkere oppervlakken binnen het gezichtsveld – en door te onthouden hoe vertrouwde oppervlakken eruitzien onder normaal licht. Deze relatieve contrasten kunnen een volledig scala aan grijstinten in oppervlaktehelderheid definiëren die niet meer dan 20 op 1 verschillen. Sterker nog, we ervaren oppervlakken die tot wel 10% van het licht reflecteren als "zwart" en oppervlakken die slechts 90% van het licht reflecteren als "wit" – een reflectieverhouding van slechts 9 op 1.

Daarnaast kunnen oordelen over licht en donker veranderen wanneer de oppervlaktevergelijkingen veranderen: denk bijvoorbeeld aan het neerleggen van een oud wit laken dat je als 'wit' beschouwt naast een gloednieuw wit laken. De lichtheid wordt beïnvloed door het relatieve contrast in lichtheid tussen alle zichtbare oppervlakken. Veranderingen in de belichting hebben minder invloed op de waargenomen lichtheid, mits dezelfde oppervlaktecontrasten zichtbaar zijn of de oppervlakken al bekend zijn.

Kleurtoon . Dit is het meest bekende kleurkenmerk, het kenmerk dat de vraag beantwoordt: welke kleur heeft het? Het onderstaande voorbeeld toont verschillende kleurtonen.

verschillen in tint

Kleuren in dezelfde kolom hebben dezelfde tint: (bovenste rij) tinten met maximale chroma; (middelste en onderste rijen) donkere en lichte tinten, waarbij chroma en helderheid constant worden gehouden (kleuren met gelijke nuance) in elke rij.

5. Tint is het kenmerk van een kleur dat overeenkomt met een enkele golflengte van licht of met een mengsel van "violette" en "rode" golflengten van licht.

Kleuren ontstaan ​​doordat licht dat op een oppervlak valt, ongelijkmatig wordt gereflecteerd met verschillende golflengten. Het oog combineert deze verschillende golflengten tot één waargenomen kleur. Deze kleur kan meestal worden gekoppeld aan de kleur van één enkele golflengte, de dominante golflengte van de kleur, die wordt aangeduid met het golflengtenummer. Zo wordt puur geel aangegeven met golflengtenummer 575. Kleuren die niet in het spectrum voorkomen, worden gekoppeld aan een mengsel van twee golflengten, één violet en één rood. Omdat deze mengsels van twee golflengten, of extraspectrale kleuren , om technische redenen lastig te specificeren zijn, worden ze meestal aangeduid met het golflengtenummer van de kleur die er direct tegenover staat op de kleurencirkel. Zo wordt extraspectraal magenta aangeduid met de complementaire "groene" golflengte, c560.

De artistieke beschrijving van tint verschilt op twee manieren van de alledaagse kleurbeschrijving:

•  De kleurnamen zijn beperkt tot zes : de spectrumkleuren — rood, oranje, geel, groen, blauw — en de extraspectrale kleur violet (of paars, wat ik gebruik om een ​​donkerviolet te beschrijven). Merk op dat het extraspectrale bereik veel kleuren omvat die gewoonlijk als rood worden aangeduid (diagram, rechts).

•  Doffe kleuren worden aangeduid met spectrumtinten . De unieke namen voor doffe of gedempte kleuren – zoals bruin, kastanjebruin, roze, beige, goud, roodbruin, olijfgroen enzovoort – beschrijven geen spectrumkleuren en zijn daarom geen tintnamen, ook al kunnen ze wel geschikte informele antwoorden zijn op de vraag: welke kleur is het?

Voor de spectrale golflengte en verfpigmenttinten die overeenkomen met de belangrijkste kleurcategorieën, zie mijn Handprint-kleurcategorieën .

Spectrale tinten vloeien continu in elkaar over, waarbij elke tint in zijn buurtint overgaat in een cirkel van tinten, in spectrale volgorde van rood tot violet. Extraspectrale tinten (rood en violet, gemengd uit een combinatie van "rood" en "violet" licht) sluiten de kleurencirkel af. De tint geeft alleen de locatie van een kleur aan op de omtrek van deze cirkel, meestal aangegeven als een hoek (de tinthoek ) gemeten vanaf een willekeurige begintint (meestal rood of geel).

Mengsels van de basiskleuren worden benoemd met twee aangrenzende kleuren, volgens de regel dat de naam van de tint de naam van de dominante kleur voorafgaat , zoals een bijvoeglijk naamwoord vóór een zelfstandig naamwoord. Zo is rood-oranje een oranje dat naar rood neigt, blauwviolet een violet dat naar blauw neigt, enzovoort. Dit creëert zes basiskleurencategorieën en twaalf samengestelde kleurencategorieën. Deze worden hieronder weergegeven, met de geschatte onderlinge afstand die de kleuren in een visuele kleurencirkel vertonen .

De waarneming van spectrale tinten vormt een kleurencirkel.

zes basiskleuren en twaalf samengestelde kleuren, met achromatisch wit, grijs of zwart.

Deze kleurencirkel lijkt misschien grillig, maar in werkelijkheid zijn de posities van rood, geel, groen, blauw en violet gelijkmatig verdeeld over de cirkel en komen ze overeen met de vijf basiskleurencategorieën van het Munsell-kleursysteem ( 5R , 5Y , 5G , 5B en 5P ); oranje is toegevoegd om onderscheid te maken tussen het zeer grote aantal kunstenaarspigmenten in de gele tot rode tinten. (Voorbeelden van de kleurencategorieën worden hieronder weergegeven .)

Sommige gemengde tinten zijn bekender onder unieke kleurnamen (bijvoorbeeld magenta voor violetrood en cyaan voor groenblauw ), maar andere namen voor samengestelde tinten zijn onbekend of worden zelden gebruikt ( chartreuse voor geelgroen ). Het is raadzaam om tinten te benoemen met overeenkomende pigmentnamen ("ultramarijn" voor violetblauw, "vermiljoen" voor oranjerood ) om verwarring tussen kleuren en verfsoorten te voorkomen.

Achromatische kleuren, waaronder wit, grijs en zwart, zijn geen kleurcategorieën, maar worden gebruikt om verfkleuren ( Davy's grijs ), gradaties in helderheid (een donkergrijze waarde ), een doffe kleuruitstraling (een grijsgroen ) of zelfs helderheidsniveaus (een grijze dag, een zwarte nacht ) te beschrijven.

de extraspectrale tinten

Deze omvatten alle tinten tussen blauwviolet (links) en oranjerood (rechts).

De kleurmengvaardigheid van een kunstenaar wordt aanzienlijk verbeterd door de juiste kleuraanduidingen voor doffe kleuren te leren. "Bruin" is bijvoorbeeld eigenlijk een bijna neutrale, donkeroranje tint met een dominante golflengte rond de 610 nm. Natuurlijk zou je je koffie normaal gesproken niet omschrijven als donkeroranje. Maar een accurate kleuraanduiding maakt duidelijk hoe een kleur met verf gemengd moet worden en hoe een kleur waarschijnlijk verandert in de schaduw.

Zo kan bijvoorbeeld rood-oranje worden gemaakt door oranje verf te mengen met wat rode verf; donkeroranje (bruin) kan worden gemaakt door oranje verf donkerder te maken met zwarte verf; en een oranje oppervlak in diepe schaduw moet met bruine verf worden geverfd.

Kleurzuiverheid . Het derde kenmerk van kleurvorming vertegenwoordigt de kwaliteit van de kleur, gewoonlijk chroma of verzadiging genoemd.

6. Kleurzuiverheid is de concentratie of intensiteit van een kleur, onafhankelijk van de helderheid of lichtheid ervan. Dit wordt ook wel de kleurrijkheid, chroma of verzadiging van een kleur genoemd.

Het onderstaande voorbeeld toont variaties in de kleurverzadiging van groen en rood bij een constante tint en helderheid.

verschillen in chroma (verzadiging)

tint en helderheid bleven constant

Deze fundamentele eigenschap van 'kleurzuiverheid' heeft vele benamingen gekend — Sättigung, kleurrijkheid, chromaticiteit, chroma, verzadiging, excitatiezuiverheid, colorimetrische zuiverheid, chromatische inhoud, briljantie — waarbij elke definitie is gekoppeld aan een specifieke stimuluseigenschap of kleurvergelijking. Kunstenaars kunnen zowel chroma als verzadiging gebruiken om kleurzuiverheid te beschrijven zonder zich zorgen te hoeven maken over het technische onderscheid tussen de twee termen:

•  Chroma werd voor het eerst gebruikt door Albert Munsell in zijn Munsell-kleursysteem (1915), en de term wordt nu veelvuldig gebruikt in technische kleursystemen.

•  Verzadiging vindt zijn oorsprong in de kleurenleer van de 19e eeuw; verzadigde kleuren worden in het dagelijks spraakgebruik herkend en roepen de sappige metafoor op van een oppervlak dat doordrenkt is met een pure kleur.

Chroma of verzadiging varieert van dof voor zwak getinte waarnemingen tot intens voor pure kleurwaarnemingen. De termen neutraal of achromatisch zijn van toepassing op kleurloze (witte, grijze of zwarte) oppervlakken. (Merk op dat licht nooit grijs of zwart kan lijken, maar alleen helder of gedimd.) Voor een naamgevingssysteem voor chroma en visuele voorbeelden, zie mijn Handprint chroma/verzadigingscategorieën .

Bij visuele kleuren (en bij uitbreiding bij de materiële kleuren die de visuele kleuren stimuleren) wordt de kleurzuiverheid gedefinieerd als de verhouding tussen zwart, grijs of wit in een kleur en de verhouding van de "zuivere tint" (in materialen, het pigment of de kleurstof) in die kleur. Kleuren met een lage chroma of verzadiging lijken erg op wit, grijs of zwart. De perceptie van chroma vormt een schaal die aan het ene uiteinde verankerd is in achromatische kleuren en zich uitstrekt tot de meest chromatische stimulus aan het andere uiteinde. In moderne kleurmodellen wordt chroma gemeten van nul (achromatisch) tot een maximale waarde op de perceptuele of fysieke chroma-grens .

De waarneming van kleur is gebaseerd op achromatische oppervlakken die overeenkomen met het witpunt.

De waarneming van achromatische of kleurloze oppervlakken wordt sterk beïnvloed door de chromaticiteit (de combinatie van tint en kleurzuiverheid) van de verlichting. Ons visuele systeem past zich van nature aan aan zwak getinte verlichting, waardoor deze als "wit" of achromatisch licht wordt waargenomen. Dit is dan het witpunt of de standaard van kleurloosheid. Elk oppervlak dat met dezelfde tint is getint, zal achromatisch (wit of grijs) lijken, maar dit oordeel verandert als de kleur van de verlichting verandert.

Er zijn twee taalkundige valkuilen die je moet vermijden wanneer je het hebt over nuances in kleur of verzadiging. De eerste betreft kleuradjectieven die zowel de hoeveelheid licht als de concentratie van kleur kunnen aanduiden – denk aan intens, briljant, stralend, gloeiend, helder of lichtgevend. Als je zegt dat de ondergaande zon een briljanter rood is dan een appel, is het onduidelijk of je de helderheid , de verzadiging of beide bedoelt .

Hetzelfde probleem doet zich voor bij bijvoeglijke naamwoorden die ontleend zijn aan de materiële connotaties van zuiverheid – zoals puur, schoon, geconcentreerd, fris of sterk , en hun antoniemen onzuiver, vuil, verdund, vervaagd en zwak. Hier is de ambiguïteit materieel van aard: een vervaagde kleur kan inherent flets zijn, of gemengd met wit; een verdunde kleur kan inherent dof zijn, of verdund met water. Deze termen introduceren bovendien een oordelende toon die zinloos is wanneer het over kleur gaat.

•  Warm en koel . Vakgebieden die kleur gebruiken voor artistieke, ontwerp- of decoratieve doeleinden, gebruiken vaak twee termen om een ​​"metacomplementair" kleurcontrast over de kleurencirkel aan te duiden.

7. Kunstenaars gebruiken de term 'warm' voor rode, oranje en gele tinten, en 'koel' voor blauwgroene en blauwe tinten.

Deze termen worden gebruikt om kleurcontrasten op twee verschillende manieren te beschrijven:

(1) als een fundamenteel contrast tussen tinten die geel, oranje en rood zijn zonder een vleugje groen of blauw ( warm ) in tegenstelling tot tinten van groen tot blauw zonder een vleugje geel of rood ( koel ).

(2) als een relatief contrast tussen twee vergelijkbare of analoge tinten, waarbij de ene tint meer geel of rood lijkt te bevatten ( warmer is ), of meer groen of blauw ( koeler is ), dan de andere.

Het fundamentele contrast tussen warm en koud is doorgaans gebaseerd op de tinten rood-oranje en groen-blauw, of eenvoudiger gezegd tussen oranje en blauw . In beide gevallen loopt de warm/koud-as niet door de middelpunten van de warme en koude kleurgroepen, omdat de spreiding van de warme en koude tinten ongelijk is (hoewel elke groep ongeveer een half dozijn kleurcategorieën bevat).

het warm/koud contrast

De meeste handboeken over kleurentheorie categoriseren groen en paars als warm of koel. Dit is onjuist. De tinten van groengeel tot groen, en van violetblauw tot violetrood, zijn noch warm noch koel. In deze tinten mengen blauw en rood, of geel en groen, zich zichtbaar, waardoor violet en geelgroen warme/koele hybriden zijn. Merk ook op dat het complementaire contrast tussen geelgroen en violet niet zo scherp is als het contrast tussen rood en groen of geel en violetblauw.

Een minderheid van de kunstenaars baseert het contrast echter op oranjegeel en violetblauw: in dat geval is oranje warmer dan rood en blauw koeler dan blauwgroen. Dit gebruik komt overeen met het contrast tussen optimaal oranje (de kleur die wordt geproduceerd door al het licht met een lange golflengte boven 570 nm) en optimaal blauw (de kleur die wordt geproduceerd door al het licht met een korte golflengte onder 485 nm), zoals vastgesteld in de synthese van kleurenzicht . Deze kleuren worden het meest benaderd door de pigmenten nikkeldioxinegeel ( PY153 ) en ultramarijnblauw ( PB29 ). Visueel gezien is deze voorkeur sterk gerechtvaardigd door het belang van de geel/blauw-as als de belangrijkste dimensie van variatie in de chromaticiteit van natuurlijk licht en in het bijzonder in de atmosferische en dagelijkse variaties van landschapslicht .

Veel kunstenaars gebruiken ook de termen warm en koel om een ​​relatief kleurcontrast tussen warme en koele tinten te beschrijven: bruin is warmer dan grijs, maar koeler dan rood-oranje, en ijzerblauw is warmer dan kobaltblauw, maar koeler dan grijs. Deze onderscheidingen zijn vooral nuttig bij het analyseren van subtractieve kleurmengsels, omdat blauw in indigo kan worden gemaakt, of grijs in bruin, door ze te mengen met rode of oranje verf (of gekleurd licht), en rood-oranje kan in bruin worden gemaakt, en grijs in indigo, door het te mengen met blauwe verf (of gekleurd licht). Dit benadrukt het voordeel, zoals hierboven al genoemd bij de indeling in kleurcategorieën, van het afstemmen van kleuraanduidingen op de logica van kleurmengsels in verf.

het kleurenpalet dat op deze website wordt gebruikt

Klik op het pictogram om naar de legenda van het kleurenpalet te gaan.

8. Fysieke of oppervlakte-eigenschappen van kleurmaterialen worden beschreven met termen als glans, doorschijnendheid of transparantie, fluorescentie en iriserende of parelmoerglans .

Deze extra kleurkenmerken worden als volgt gedefinieerd:

•  Glans . Alle materialen reflecteren een deel van het licht vanaf hun oppervlak, net zoals een glasplaat dat doet. Dit licht wordt niet geabsorbeerd of gereflecteerd door kleurstoffen in het materiaal, waardoor het gereflecteerde licht in feite "wit" is. Hoogglanzende materialen hebben de eigenschap dat ze het grootste deel of bijna al dit "witte" licht in één richting reflecteren, waardoor een reflectie of afbeelding van de lichtbron op het oppervlak ontstaat. Matglanzende materialen reflecteren dit "witte" licht in alle richtingen, waardoor een niet-reflecterend, mat of "vlak" oppervlak ontstaat. Bij matte oppervlakken zien we altijd een deel van dit diffuse witte licht vermengd met de oppervlaktekleur, waardoor een materiaal met een mat oppervlak er altijd doffer en lichter uitziet dan hetzelfde materiaal met een glanzende afwerking.

•  Doorzichtigheid/Transparantie . Veel materialen laten licht door tot onder het oppervlak, of zelfs volledig door een object heen: ze laten licht door. Als een materiaal zoveel licht doorlaat dat er een helder, scherp beeld doorheen te zien is, is het materiaal transparant. Als het materiaal licht alleen doorlaat als een diffuse gloed of een vaag beeld, dan is het doorschijnend. Als een materiaal geen licht doorlaat, is het ondoorzichtig. (Merk op dat verfeigenschappen anders worden beschreven, met de aparte begrippen transparantie en dekkracht of dekkracht.)

•  Fluorescentie . Oppervlakken lijken te gloeien of te fluoresceren als ze meer licht uitstralen dan er op valt. Dit gebeurt meestal doordat de stof licht absorbeert in de onzichtbare korte (ultraviolette) golflengten en de energie vervolgens als licht uitzendt in de zichtbare golflengten, of doordat de stof licht absorbeert in de heldere ("groene") golflengten en dit uitzendt in de zwakke ("rode") golflengten.

•  Iriserende en parelmoerachtige kleuren . Deze termen beschrijven het verschijnen van verschillende kleuren op dezelfde ruimtelijke locatie, of kleuren die veranderen afhankelijk van de hoek tussen het object en het licht, of tussen het object en ons gezichtspunt. Beide worden meestal veroorzaakt door een vorm van diffractie of refractie – dat wil zeggen de productie van spectrale tinten door reflectie van een complex oppervlak (zoals een cd of een laagje vet op water) of door optische buiging in een transparant materiaal (zoals door een lens of prisma).

Een basiswoordenschat voor kleuren . De eigenschappen van kleuren bieden de kunstenaar een duidelijke en eenvoudige manier om over kleur te praten en na te denken. Iedere kunstenaar moet begrijpen hoe hij of zij een kleur kan beschrijven aan de hand van:

• relatieve luminantie, oftewel de lichtheid van oppervlakken (van licht tot donker voor chromatische kleuren en van wit tot zwart voor achromatische kleuren), en de helderheid van lichtbronnen (van helder tot gedimd, ongeacht of het licht chromatisch is of niet).

•  tint als rood, oranje, geel, groen, blauw of violet; of elke samenstelling van twee naast elkaar liggende tintwoorden, waarbij de dominante tint is genoemd naar de ondergeschikte tint (als zelfstandig naamwoord na bijvoeglijk naamwoord): roodviolet is een violet met een rode tint.

•  Kleurzuiverheid, uitgedrukt in chroma of verzadiging , met behulp van de bijvoeglijke naamwoorden ' bijna neutraal' of 'doff' (voor kleuren met een lage chroma) en 'intens' (voor kleuren met een hoge of maximale chroma).

•  Warm versus koel — warme kleuren zijn tinten geel, oranje en rood die geen zichtbaar blauw of groen bevatten; koele kleuren zijn tinten blauw en groen die geen zichtbaar geel of rood bevatten; warmere kleuren neigen meer naar rood-oranje en koelere kleuren neigen meer naar groen-blauw.

•  Fysieke eigenschappen , zoals de oppervlaktestructuur of de interne lichtdoorlatendheid en/of -breking, kunnen worden beschreven met termen als glans, transparantie, doorschijnendheid, parelmoerglans, iriserende glans en fluorescentie.

De kleurruimte . De kleureigenschappen zijn nuttig omdat ze overeenkomen met de visueel belangrijkste verschillen tussen kleuren, en omdat ze kunnen worden geordend om een ​​driedimensionale kleurruimte te definiëren , het geometrische raamwerk voor alle moderne kleurmodellen .

9. Alle kleuren kunnen uniek worden geïdentificeerd en aan elkaar worden gerelateerd als posities binnen een kleurruimte, gespecificeerd door de dimensies helderheid/lichtheid, tint en tintzuiverheid .

De onderstaande afbeelding laat zien hoe een kleurenruimte is opgebouwd.

de geometrie van kleureigenschappen
in een moderne kleurruimte

De verticale dimensie geeft de helderheid of waarde van een kleur weer; deze dimensie definieert op zichzelf een grijsschaal van waarden van zwart tot wit. De omtrek van de horizontale schijf, loodrecht op de helderheidsdimensie, geeft de tint van een kleur weer; deze definieert een kleurencirkel die de tinten in hun spectrale volgorde plaatst. De laterale afstand of straal op deze schijf, gemeten vanaf het midden naar buiten, geeft de tintzuiverheid van een kleur weer, meestal uitgedrukt als relatieve chroma of absolute kleurintensiteit.

Je vindt kleurmodellen in veel verschillende vormen, voorgesteld door diverse kleurexperts . Moderne kleurruimtes zijn echter over het algemeen van twee typen (diagram, rechts):

• De kleurruimtes voor kleurstoffen (bijvoorbeeld het Zweedse Natural Color System of de RGB-kleurruimte ) schrijven allemaal voor dat (1) de kleurruimte een eenvoudige geometrische vorm heeft; (2) de geometrische afstanden tussen drie of vier "primaire" kleuren gelijk zijn; (3) kleuren worden gedefinieerd als het proportionele mengsel van primaire kleuren dat nodig is om de kleur te evenaren.

• De perceptuele kleurruimten (bijvoorbeeld de recente CIE-modellen CIELAB of CIECAM, Manfred Richters DIN, het OSA UCS-systeem) leggen geen kleurstofgrenzen of een specifieke geometrische vorm op aan de verdeling van kleuren. Ze vereisen alleen dat de kleurencirkel en de verzadiging loodrecht op de helderheidsdimensie staan: kleuren worden bepaald door hun werkelijke helderheid, tint en kleurzuiverheid te meten.

Perceptuele kleurruimtes beschrijven alle visuele kleuren, zowel van licht als van materialen, of beide, en zijn de standaard in onderzoek naar kleurenzicht. Kleurmodellen van kleurstoffen zijn geen visuele kleurruimtes, omdat helderheid, tint en tintzuiverheid er niet in gedefinieerd zijn. In plaats daarvan zijn het schematische kleurgamuts – geometrisch vereenvoudigde diagrammen van de kleuren die worden geproduceerd door alle mogelijke mengverhoudingen van de primaire kleurstoffen die worden gebruikt in subtractieve (verf, inkt) of additieve (fosforen, licht) kleurreproductiemedia.

Voor de studie van kleurenharmonie en contrast is het nuttig te begrijpen dat alle kleurmodellen of kleurruimten in twee categorieën kunnen worden ingedeeld: kleurruimten en perceptuele ruimten .

Het fundamentele verschil is of het kleurenmodel eerst een beperkte set 'primaire' kleurstoffen kiest – reëel of denkbeeldig, additief of subtractief – en alle kleurencombinaties genereert uit alle mogelijke mengverhoudingen van die primaire kleuren binnen een menggamma , of dat het eerst fundamentele perceptuele dimensies van gelijke kleurverschillen definieert en vervolgens kleuren lokaliseert binnen de perceptuele grenzen van normaal (gemiddeld) kleurenzicht.

Deze modellen hebben doorgaans ook een karakteristieke vorm. Kleurmodellen worden vaak weergegeven in een dubbele kegelvorm, waarbij de kleurencirkel gemengd is met verschillende verhoudingen wit en/of zwart. Perceptuele modellen, die de onregelmatige vorm van perceptuele kleurgrenzen omvatten, kiezen daarentegen voor een cilindrische vorm die geen willekeurige geometrie oplegt aan de verdeling van kleuren.

anatomie van een kleurstofmodel

Het diagram (hierboven) toont de logische structuur van een pigmentkleurblok bestaande uit wit ( W ), zwart ( K ) en een "zuivere kleur" pigment ( C ). (Merk op dat de "zuivere kleur" C vaak een mengsel van twee andere pigmenten moet zijn, wat nodig is om de kleurvariatie rond de kleurencirkel te produceren.)

De bovenste afbeelding laat zien hoe de verhoudingen van W en K variëren over een kleurvlak, waarbij elk pigment 0% tot 100% van het totale mengsel bijdraagt ​​en hun gecombineerde percentages variëren van 0% aan de top van de zijkant tot 100% langs de centrale as of grijsschaal. De "pure kleur" wordt verhoogd van 0% op de grijsschaal tot 100% aan de top van de kleurvlak. Wanneer de drie pigmenten volgens deze percentages worden gecombineerd, samen met de complementaire tegenoverliggende kleur, ontstaat een ruitvormig vlak door het kleurvlak (onderste afbeelding). Gelijkwaardige vlakken worden geproduceerd voor oplopende complementaire tinten rondom de hele kleurcirkel.

Wanneer een effen pigmentkleur (of eigenlijk elke effen kleur van een medium, inclusief de RGB-kleurruimte van uw computermonitor) zich in een uniforme kleurruimte bevindt (zoals CIELAB of CIECAM), verandert de nette driehoekige geometrie aanzienlijk (zie onderstaande diagram).

het kleurstofmodel in een uniforme kleurruimte (CIELAB)

In dit voorbeeld zijn de waargenomen verschillen tussen de oranje-rode mengsels veel groter dan die tussen de groen-blauwe mengsels; puur groenblauw, oranje-rood en middengrijs hebben allemaal een verschillende waarde (helderheid); en de contouren van de K-, W- en C-mengsels zijn gebogen in plaats van recht. Deze drie verschillen zijn het onvermijdelijke resultaat van het produceren van een kleurvlak door middel van mengsels van pigmenten, en ze worden gemaskeerd door de pigmentmengsels weer te geven binnen een rigide geometrisch kader. De vervormingen komen voort uit verschillen in de helderheid en verzadiging van de twee pigmenten (of pigmentmengsels) die worden gebruikt om complementaire "pure" kleuren te definiëren, en uit verschillen in de relatieve kleurkracht van de pigmenten ten opzichte van zwart en wit.

De verscheidenheid aan mengmodellen is enorm — waaronder het CIE Yxy- model gebaseerd op denkbeeldige (onzichtbare) primaire lichtbronnen, de elektronische RGB- standaard gebaseerd op echte fosforen of lichtbronnen, het Natural Color System (NCS) gebaseerd op denkbeeldige (gevisualiseerde) zuivere tinten, of de verschillende drukmethoden gebaseerd op echte CYMK- inkten. Deze modellen zijn over het algemeen ontwikkeld voor specifieke kleurreproductietoepassingen (die de specifieke primaire kleuren in het model gebruiken), zijn eenvoudig te implementeren en hebben een hoge praktische bruikbaarheid.

De uniforme kleurruimtemodellen (UCS) daarentegen, zoals de Runge- en Chevreul -kleurruimtemodellen en de Ostwald- en Zweedse NCS- kleurmodellen, liggen over het algemeen dichter bij de traditionele opvattingen van schilders over kleurmenging; verzadiging is de geprefereerde maatstaf voor de zuiverheid van een tint, en tinten zijn proportionele mengsels van "zuivere kleuren" die doorgaans ofwel de primaire kleuren van de schilder (CYM) ofwel de primaire kleuren van de kunstenaar (RYGB) zijn.

Waar is een kleurruimte goed voor? Ten eerste biedt het een eenduidige manier om kleuren systematisch te benoemen en weer te geven aan de hand van hun kleureigenschappen: elke mogelijke combinatie van helderheid, tint en tintzuiverheid (chroma of verzadiging) plaatst een specifiek punt in de kleurruimte, en dat punt vertegenwoordigt elk oppervlak of object met die drie kleureigenschappen. Ten tweede biedt een kleurruimte een expliciete manier om kleuren te vergelijken: gelijksoortige kleuren bevinden zich dicht bij elkaar in de kleurruimte, terwijl zeer verschillende kleuren ver uit elkaar liggen. Zo kunnen we de afstand binnen de kleurruimte gebruiken om het waargenomen verschil tussen twee kleuren te specificeren. Ten derde maakt de kleurruimte de conceptuele beschrijving of groepering van kleuren mogelijk op basis van hun relatieve positie binnen de kleurruimte – zoals complementair, triadisch, analoog, nuance, schakering, toon of tint. Dit derde doel is natuurlijk hoe de kleurencirkel, als kleurenwiel , in de traditionele kleurentheorie werd gebruikt.

misvattingen in de traditionele kleurentheorie

Een groot deel van de kleurentheorie die kunstenaars tegenwoordig wordt bijgebracht, is gebaseerd op traditionele kleurenkennis . Traditioneel betekent dat deze kennis al lang geleden is ontstaan ​​– in de 18e en 19e eeuw, om precies te zijn. Zoals met veel ideeën die in de 18e eeuw algemeen werden aangenomen (zoals de inferioriteit van vrouwen of het goddelijk recht van koningen), zijn de meeste van deze ideeën ofwel aantoonbaar onjuist, ofwel nutteloos als leidraad voor schildertechnieken.

Voordat we een moderne kleurentheorie kunnen ontwikkelen, moeten we eerst de belangrijkste traditionele misvattingen over kleur aanpakken en ontkrachten. De belangrijkste, en tevens meest verhelderende, misvattingen betreffen primaire kleuren en kleurmengsels.

12 misvattingen in de traditionele kleurentheorie

• "Kleur" zit ofwel in het licht, ofwel in de pigmenten.

• Alle kleur ontstaat door de menging van drie "primaire" kleuren.

• De drie belangrijkste kleuren verf zijn rood, geel en blauw.

• Je kunt de primaire kleuren rood, geel of blauw niet mengen met andere kleuren.

•  Een verzadigde tint is het bepalende of "pure" kleurkenmerk.

• De kleur van verf is identiek aan de kleur van het licht dat het reflecteert.

• De primaire kleuren van verf kunnen niet alle mogelijke kleuren mengen, omdat verf onzuivere kleuren bevat.

• Een "gesplitst primair" kleurenpalet overwint de onzuiverheid van verfkleuren.

• Bij een gesplitst primair kleurenpalet mag je geen kleuren mengen die "over de lijn" van een primaire kleur heen liggen.

• Transparante aquarelverf krijgt een pure kleur doordat het licht van het papier door de pigmenten wordt weerkaatst, "zoals licht door een glas-in-loodraam".

•  Secundaire kleuren zijn mengsels van twee primaire kleuren in een verhouding van 1:1, en tertiaire kleuren zijn mengsels van twee secundaire kleuren in een verhouding van 1:1.

• Schilders gebruiken het primaire kleurensysteem om visuele kleuren en verfmengsels te analyseren.

Ik zal elk misverstand afzonderlijk behandelen en uitleggen, of feitelijk aantonen, waarom het onjuist is.

1. "Kleur" zit ofwel in het licht, ofwel in de pigmenten .

We beginnen met de traditionele opvatting van wat kleur is. Om deze opvatting te ontrafelen, kun je jezelf afvragen: "wat voor soort kleur is een primaire kleur?" Zit de kleur in verf, in licht of in de geest? Kunnen we een ons geel hebben, of een lux geel, of een zintuiglijke eenheid van puur, ingebeeld geel? Waar bevindt zich het geel waar we het over hebben?

Hoewel verwijzingen naar drie 'primaire' of 'oorspronkelijke' kleuren al te vinden zijn in de geschriften van de oude Grieken en Romeinen, werd het dogma van de primaire kleuren zoals we dat nu kennen, voor het eerst expliciet geformuleerd in het begin van de 18e eeuw. De ondernemende Duitse drukker Jakob Christoffel Le Blon (1667-1741) verwoordde de basisprincipes duidelijk in zijn Coloritto: of de harmonie van kleuren in de schilderkunst, gereduceerd tot mechanische praktijk (1725):

Schilderkunst kan alle zichtbare objecten weergeven met drie kleuren: geel, rood en blauw; want alle andere kleuren kunnen uit deze drie, die ik primitief noem, worden samengesteld. ... En een mengsel van die drie oorspronkelijke kleuren levert zwart op, en alle andere kleuren ook. ... Ik spreek hier alleen over materiële kleuren, of de kleuren die schilders gebruiken ; want een mengsel van alle primitieve, onvoelbare kleuren [van licht], die niet gevoeld kunnen worden, zal geen zwart opleveren, maar juist het tegenovergestelde: wit, zoals de grote Sir Isaac Newton in zijn Opticks heeft aangetoond. Wit is een concentratie, of een overmaat aan licht. Zwart is een diepe verhulling, of een gebrek aan licht.

Hoewel LeBlon het onderscheid benadrukt tussen verfkleuren en lichtkleuren, waren traditionele kleurentheoretici het er al snel over eens dat alle kleur in het licht zelf besloten ligt, als "gekleurd licht". Ze negeerden echter het feit dat Isaac Newton in zijn Opticks (1704) dit idee al zorgvuldig verwierp en in plaats daarvan stelde dat kleur een gewaarwording in de geest is : "Want de stralen [van het licht] zijn, om het zo te zeggen, niet gekleurd. Er is niets anders in hen dan een bepaalde kracht en aanleg om een ​​gewaarwording van deze of gene kleur op te wekken."

Hoe creëert licht nu precies de kleurwaarneming? Het antwoord blijkt ongelooflijk complex en deels nog onbekend. Kunstenaars kunnen zich echter laten leiden door drie basisconcepten:

11. Kleur geeft de relatie weer tussen licht en lichtreflecterende oppervlakken in de ruimte.

12. De vijf componenten van de visuele kleurcontext zijn: (1) het totale verlichtingsniveau, (2) de lichtbron (chromaticiteit van de verlichting), (3) het verlichtingscontrast tussen kleurvlakken, (4) de kleurcontrasten tussen kleurvlakken, en (5) ruimtelijke factoren (grootte van het kleurvlak, patroon, locatie in de ruimte).

de vijf componenten van visuele kleurcontext

De vijf componenten zijn:

•  Totale verlichtingssterkte - dit is de totale hoeveelheid licht die op de gekleurde oppervlakken of objecten valt; een deel van dit licht wordt door de oppervlakken gereflecteerd, waardoor hun luminantie of de hoeveelheid uitgestraald licht ontstaat. Dit beïnvloedt op zijn beurt de luminantie-adaptatie van het oog, de schijnbare helderheid van de oppervlakken en het bereik van het helderheidscontrast.

•  Lichtbron - de gecombineerde tint en verzadiging (chromaticiteit) van al het licht dat op de gekleurde oppervlakken valt; dit beïnvloedt de chromatische adaptatie van het oog, de kleurweergave- eigenschappen van het licht en het bereik van het waargenomen chromatische contrast.

•  Verlichtingscontrasten - de hoeveelheid licht die op de gekleurde oppervlakken valt ten opzichte van het licht dat op de omringende oppervlakken valt; een verschil tussen beide zal het helderheids- en kleurcontrast tussen het gekleurde gebied en de omgeving vergroten of verkleinen.

•  Kleurcontrasten - het visuele kleurverschil in helderheid, tint en tintzuiverheid tussen het kleurgebied en de omgeving wanneer beide onder dezelfde "witte" verlichting worden bekeken; dit kan een verscheidenheid aan lokale chromatische inductie- en chromatische adaptatie-effecten veroorzaken.

kleurveranderingen veroorzaakt door gelijktijdig contrast op helderheid

Het bovenstaande voorbeeld illustreert het Bartleson-Breneman-effect , oftewel de verandering in helderheidscontrast die wordt veroorzaakt door de helderheid van de achtergrond. De grijze panelen in elke rij hebben exact dezelfde helderheid, van licht tot donker, maar de kolom helemaal rechts lijkt het volledige bereik van helderheid (van wit tot zwart) te tonen omdat deze op een lichte achtergrond staat; in de kolom helemaal links lijken de helderheidscontrasten gecondenseerd. Dit is de reden waarom schilderijen en foto's over het algemeen op witte, en niet op zwarte, passe-partouts worden gemonteerd.

•  Ruimtelijke factoren - de ruimtelijke interpretatie van het kleurvlak in relatie tot het totale gezichtsveld; deze omvatten de visuele grootte van het kleurvlak, de locatie ervan binnen een oppervlaktepatroon en de locatie ervan in de driedimensionale ruimte - ten opzichte van de kijker, de lichtbron en andere oppervlakken of objecten die schaduw kunnen werpen of licht kunnen reflecteren.

kleurveranderingen veroorzaakt door oppervlaktekleurpatronen

De drie voorbeelden (diagram hierboven, bovenste rij en linksonder) tonen de opmerkelijke kleurveranderingen die kunnen optreden in dezelfde groene "achtergrondkleur" wanneer deze wordt bedekt met banden in verschillende kleuren; het vierde voorbeeld (rechtsonder) laat zien dat deze effecten zich ook uitstrekken tot achromatische contrasten. Deze complexe en visueel krachtige patrooneffecten, zoals die voorkomen in textielpatronen, vormden de oorspronkelijke inspiratie voor de beroemde 19e-eeuwse kleurstudies van Michel-Eugène Chevreul .

Onze natuurlijke manier om over kleur te praten is door te stellen dat kleur ergens in zit – in licht of in verf. In werkelijkheid zit kleur in zowel licht als materialen, en ook in hun ruimtelijke verhoudingen.

Waar dient kleur voor? — om de wereld te onthullen.

karakteristieke geometrie van
kleurruimten

Kleurruimtes hebben doorgaans een dubbele kegelstructuur (links); perceptuele ruimtes hebben een cilindrische structuur (rechts).

13. Kleurenzicht compenseert voor variaties in lichtsterkte, minimaliseert de kleur van de lichtbron en versterkt de kleurcontrasten waar nodig om licht en kleur in overeenstemming te brengen met ruimtelijke factoren (objecten in de ruimte).

Er zijn veel treffende en prachtige voorbeelden van het effect dat ruimtelijke factoren kunnen hebben op de kleurwaarneming, en deze worden hieronder nader toegelicht . Voorlopig zal het voorbeeld van een verlichte kubus (afbeelding rechts) het basiseffect illustreren.

Het visuele systeem interpreteert dit beeld als een kubus die onder ongelijke belichting staat op de drie zichtbare zijden; en het interpreteert de drie zijden als een identiek tegelpatroon bestaande uit 1 zeer donkere centrale tegel, omringd door 4 donkere tegels, omringd door 8 lichte tegels, in een veld van 12 witte tegels. Kleurenzicht neemt de perceptie van een uniform patroon op elk vlak van de kubus over om de variaties in belichting te compenseren, zodat het patroon op elk vlak uit dezelfde vier kleuren lijkt te bestaan.

Als we echter de lichtinval van overbodige tegels elimineren, ontdekken we dat de zeer donkere tegel in het bovenste patroon eigenlijk dezelfde digitale kleur heeft als de 4 donkere tegels aan de linkerkant en de 12 witte tegels aan de rechterkant! Met andere woorden, kleurenzicht heeft perceptueel donkere kleurvlakken subjectief lichter gemaakt, zodat ze consistent zijn met zowel een identiek oppervlaktepatroon op elk vlak van de kubus als met verschillen in belichting tussen de verschillende vlakken van de kubus.

14. Oppervlakken in de ruimte definiëren gebieden met een verminderd kleurcontrast, gescheiden door randen en kleuren met een verhoogd kleurcontrast.

Kleur is onlosmakelijk verbonden met onze wereld; het lijkt onlosmakelijk verweven met materialen en licht. Het is een essentiële dimensie van onze ruimtelijke beleving. Dit alles is het resultaat van complexe processen van aanpassing, verankering en contrast .

Ondanks de complexiteit is een groot deel van de kleurwaarneming impliciet. We zijn ons zelden bewust van het beoordelingsproces dat nodig is om kleur te definiëren in een specifieke situatie, onder een specifiek soort licht op een specifieke locatie. We zien de kleur simpelweg als verlichte objecten in de ruimte.

De kleur van oppervlakken en objecten is in wezen gevoelig voor het licht dat erop valt – de intensiteit van het licht en de kleur ervan.

De kleur verandert radicaal wanneer de lichtintensiteit verandert van zwak (zoals maanlicht) naar fel (zoals middaglicht). Naarmate het licht toeneemt, worden kleuren verzadigder, spreiden de tinten zich uit tot subtiele nuances en neemt het contrast tussen licht en donker toe. In het donker worden alle kleuren gereduceerd tot grijstinten.

De kleur van het licht mengt zich door subtractieve vermenging met de kleuren van het oppervlak. Onder geel licht lijken groenblauwen groen, roodtinten oranje, grijstinten geel en blauwtinten grijs.

Het oog registreert deze kleurveranderingen, maar de geest negeert ze.

Kleurenzicht is ontworpen om een ​​helder beeld van de fysieke wereld te creëren. Om dit te bereiken, omvat het talloze processen die de kleurwaarneming aanpassen aan een logisch beeld van wat we zien.

Naarmate objecten verder weg raken, middelen hun kleurvariaties zich uit en worden hun randen minder scherp. Naarmate objecten dichterbij komen, nemen de kleurvariaties op hun oppervlak toe en worden hun randen scherper.

2. Alle kleur ontstaat door de menging van drie "primaire" kleuren .

Een kunstenaar die bekend is met de eerste drie kleurprincipes begrijpt meteen dat de bewering dat "kleur wordt gecreëerd door primaire kleuren" een ontoereikende beschrijving is van de kleurbeleving.

Maar zelfs als we de discussie beperken tot hoe kleuren gemengd, gedupliceerd of door het oog waargenomen kunnen worden, is de overtuiging dat "primaire" kleuren alle kleuren kunnen creëren onjuist.

15. Alle 'primaire' kleuren zijn ofwel denkbeeldige conceptkleuren ofwel onvolmaakte materiaalkleuren. Geen enkele visuele kleur is 'primair'.

Als we primaire kleuren tot hun fundamentele aard herleiden, ontdekken we dat er eigenlijk twee soorten primaire kleuren bestaan: de 'primaire' kleuren die we gebruiken om kleurmengsels uit te leggen (bijvoorbeeld: 'rood, groen en blauw mengen alle kleuren van licht'), en de primaire kleuren die we gebruiken om daadwerkelijk kleurmengsels te maken ('om die oranje kleur te evenaren, meng je drie delen gele verf met één deel rode verf').

En als we het gedrag van deze twee verschillende soorten primaire kleuren onderzoeken, ontdekken we een opmerkelijke paradox van primaire kleuren :

De drie primaire kleuren die we gebruiken om kleurmengsels uit te leggen, zijn allemaal denkbeeldig: ze zijn onzichtbaar voor onze ogen en hebben geen fysieke realiteit.

De drie primaire kleuren die we gebruiken om kleurmengsels te maken, zijn alle drie onvolmaakt: ze kunnen niet alle kleuren mengen.

De gedetailleerde uitleg van deze paradox is te vinden op een andere pagina , maar beide feiten vloeien voort uit de structuur van het oog: met name de manier waarop onze L- , M- en S- kegeltjesgevoeligheidscurven elkaar overlappen bij het reageren op lichtgolflengten.

Dit is het gemakkelijkst te zien als we kijken naar het aandeel van de totale kleurrespons van het oog dat afkomstig is van elk van de drie soorten kegeltjes, voor elke afzonderlijke golflengte (tint) in het zichtbare spectrum (zie diagram hieronder).

L-, M- en S-kegelreacties op licht

Het aandeel van het totale kleursignaal van elk type kegeltje dat door een enkele spectrale golflengte wordt geproduceerd, over het gehele zichtbare spectrum; elke golflengte stimuleert minstens twee typen kegeltjes.

Enkele golflengten van licht creëren de meest verzadigde kleursensaties die mogelijk zijn. Zoals het diagram laat zien, stimuleert elke enkele golflengte van licht echter minstens twee en (bij golflengten kleiner dan ~570 nm) alle drie de kegeltjes tegelijk. Er bestaat geen golflengte die één kegeltje voor 100% stimuleert en de andere twee voor 0%. We zien dus nooit een "pure" reactie van een enkel kegeltje, en we zien nooit "pure primaire kleuren" in onze visuele ervaring. We zien altijd alleen visuele kleurmengsels.

De ruimtelijke interpretatie heeft een sterke invloed op de kleurwaarneming.

een kubus betegeld met tegels in vier kleuren (boven); tegels met dezelfde digitale kleur (onder)

Wanneer we deze proportionele L- , M- en S -kegeluitvoer in kaart brengen in wat een trilineaire mengdriehoek wordt genoemd , ontdekken we dat deze overlappende kegelreacties op licht met één golflengte een gebogen grens vormen voor de maximaal mogelijke kleurverzadiging over tinten van geelgroen tot blauw. Deze gebogen grens omvat het gebied van alle mogelijke combinaties van tint en kleurverzadiging, een zogenaamd chromaticiteitsdiagram (diagram rechts).

Deze gebogen grens maakt het onmogelijk om een ​​zichtbare primaire kleur te creëren waarmee alle andere kleuren gemengd kunnen worden . Dit is waarom:

• Als we drie echte primaire kleuren van licht kiezen ( R , G en B , diagram rechts), dan vormen de mogelijke mengingen met die drie "primaire kleuren" een mengdriehoek (een RGB- kleurruimte) die niet de hele chromaticiteitsruimte omvat — de echte primaire kleuren kunnen niet alle kleuren mengen.

• Als we drie wiskundige primaire kleuren definiëren ( X , Y en Z , diagram rechts), waarvan het XYZ- kleurspectrum het hele chromaticiteitsdiagram omvat en dus alle mogelijke kleuren verklaart, dan moeten deze denkbeeldige "primaire kleuren" zich buiten het chromaticiteitsdiagram bevinden en zijn ze daarom onzichtbaar. En hoe kan een kleur een kleur zijn als je hem niet kunt zien ?

Omdat het onmogelijk is om een ​​primaire kleur te creëren die zowel een echte (zichtbare) kleur is als mengbaar met alle andere kleuren, zijn alle primaire kleuren in de kleurentheorie ofwel conceptueel ofwel materieel: ofwel denkbeeldig ofwel onvolmaakt .

Het is belangrijk om dit onderscheid in gedachten te houden: conceptuele kleur verwijst naar een abstracte of ideale kleur in plaats van een reële of fysiek mogelijke kleur, terwijl materiële kleur verwijst naar een fysieke kleurstof of lichtbron die in de praktijk een kleurperceptie kan creëren.

3. De drie primaire kleuren verf zijn rood, geel en blauw .

Het eerste misverstand dat we uit de wereld moeten helpen, is het oude kinderrijmpje "rood, geel en blauw". Zoals ik hieronder uitleg , kunnen de subtractieve (verfmengende) primaire kleuren nauwkeurig worden gedefinieerd:

16. De ideale subtractieve primaire kleuren zijn roodviolet [magenta], geel en groenblauw [cyaan].

Rood en blauw kunnen geen primaire kleuren zijn, omdat ze de "blauwe" of reflectie met korte golflengte (voor rood) of de "rode" of reflectie met lange golflengte (voor blauw) missen die in beide kleuren aanwezig moet zijn om rood en blauw te kunnen mengen tot een violette kleur. Blauw mist ook de "groene" of reflectie met middellange golflengte die nodig is om een ​​verzadigd groen met geel te mengen. Zoals Moses Harris 260 jaar geleden al opmerkte: "Rood en blauw zullen geen mooi paars opleveren, dat weet elke schilder".

Het is nuttig om de dubbele rol van primaire kleuren, als conceptuele kleuren en als materiële kleuren, gedurende de afgelopen drie eeuwen te begrijpen. Enerzijds moeten "primaire" pigmenten, inkten of kleurstoffen beschikbaar zijn om te kunnen worden gebruikt, en de beschikbaarheid van kleurstoffen is afhankelijk van de pigmentproductietechnologie. Anderzijds is de keuze voor primaire kleuren altijd gebaseerd geweest op praktische overwegingen: de kosten van de kleurstof, fysieke eigenschappen en de resulterende kleurmengsels.

Alle primaire kleuren zijn ofwel denkbeeldig ofwel onvolmaakt.

Spectrale primaire kleuren (RGB), die zichtbaar zijn, kunnen niet alle kleuren mengen; wiskundige primaire kleuren (XYZ), die alle kleurmengsels verklaren, zijn onzichtbaar.

Beschikbare kleurstoffen . De pigmentchemie heeft de afgelopen 300 jaar werkelijk verbazingwekkende vooruitgang geboekt. (Zie voor een overzicht van de geschiedenis Bright Earth: The Art and Invention of Color van Philip Ball .) De traditionele kleurentheorie heeft zich, in navolging van deze veranderingen in kunstmaterialen, vastgelegd op zeer verschillende keuzes voor primaire kleuren zoals "rood", "geel" of "blauw".

In het vroegste subtractieve kleurendruksysteem, bedacht door Le Blon in het begin van de 18e eeuw, bestonden de primaire kleuren uit een mengsel van karmijn, meekrap en vermiljoen (gemengd tot rood), geel en ijzerblauw ( PB27 ) – de beste pigmenten die in het begin van de 18e eeuw beschikbaar waren. Het kleurenwiel voor kunstenaars, voorgesteld door Moses Harris in 1772, gebruikte vermiljoen, orpiment en natuurlijk ultramarijnblauw; Johann Lambert gaf in 1785 de voorkeur aan gamboge, karmijn en ijzerblauw. Charles Winters mengdriehoek uit de 20e eeuw gebruikte alizarinekarmijn, cadmiumcitroen en ftaloblauw. Hedendaagse schilders en drukkers zouden waarschijnlijk de voorkeur geven aan benzimidazolongeel, chinacridonmagenta en ftalocyaan.

Ter referentie toont het diagram (rechts) de locatie van de "ideale" subtractieve primaire kleuren magenta, geel en cyaan, gedefinieerd als optimale kleuren (de meest verzadigde oppervlaktekleuren mogelijk) gelegen op het CIELAB a*b* -vlak.

Schilders en kleurentheoretici kiezen al sinds de 18e eeuw hun palet van primaire kleuren uit de gelabelde pigmenten. Zo was het "echte" primaire rood oorspronkelijk ofwel vermiljoen ( PR106 ) ofwel een lak van cochenille of meekrap ( NR4 ). Aan het einde van de 19e eeuw werd het primaire rood alizarinekarmijn ( PR83 ), en tegenwoordig is de meest populaire aanbeveling een violetrood quinacridon ( PR122 of PV19 ). Merk op dat al deze primaire kleuren heel ver verwijderd zijn van de ideale magenta tint.

De door Harris gekozen ultramarijnblauwe primaire kleur ligt eigenlijk dichter bij het ideale magenta dan bij het ideale cyaan, en sinds zijn tijd zijn de pigmenten die voor primair blauw worden gebruikt slechts ongeveer halverwege de ideale cyaan tint geëvolueerd. En hoewel de primaire gele pigmenten altijd het dichtst bij het ideaal hebben gelegen, wijken ze nog steeds aanzienlijk af naar de rode primaire kleur.

Praktische overwegingen . De beschikbaarheid van pigmenten is niet de enige reden voor deze verschuivingen weg van de ideale subtractieve primaire kleuren. De "ideale" pigmenten kobaltviolet ( PV49 ), kobaltgroenblauw ( PG50 ) en bismutgeel ( PY184 ), onderstreept, zijn tegenwoordig algemeen verkrijgbaar: waarom gebruiken kunstenaars en drukkers ze niet?

Een van de problemen is de prijs. Kobaltviolet, dat de "ideale" subtractieve primaire magentakleur lijkt te zijn, is een van de duurste pigmenten die verkrijgbaar zijn, zelfs in vergelijking met gemicroniseerde chinacridonpigmenten.

Een belangrijker punt is de verwerkingseigenschap. Kobaltviolet heeft een zwakke kleurkracht en lijkt alleen sterk verzadigd te zijn wanneer de deeltjesgrootte relatief groot is (wanneer het tot fijne deeltjes wordt vermalen, wordt de kleur zwakker en witter). Om een ​​sterke kleur te verkrijgen, zou een dichte, dikke laag grof pigment nodig zijn, wat er onaangenaam korrelig uit zou zien op een gedrukte pagina. Kobaltblauwgroen en bismutgeel hebben een vergelijkbare korrelige textuur, waardoor alle drie de drukpers zouden verstoppen en de gedrukte textuur zouden verstoren. Ze zijn bovendien dekkend, waardoor overgedrukte kleuren moeilijk te beheersen zouden zijn en de subtractieve mengsels troebel zouden worden.

Een derde punt is lichtechtheid . Hoewel schilders en drukkers hier historisch gezien weinig aandacht aan besteedden, leerden ze in de 20e eeuw de meest lichtechte kleurstoffen te vermijden en stapten ze over het algemeen over op lichtechtere pigmenten zodra die beschikbaar kwamen. Zo leverden karmijnrode pigmenten uit de 18e eeuw prachtige violetrode tinten op, maar die kleuren vervaagden relatief snel, en in de 19e eeuw werden vervangende pigmenten gebruikt.

Maar de belangrijkste kwestie is de kleurmenging die mogelijk is met de gekozen pigmenten. Zelfs als er een fysiek ideaal (transparant, fijn verdeeld, intens verzadigd, lichtgekleurd) roodviolet pigment beschikbaar zou zijn, zouden de oranje mengsels die het met geel zou vormen relatief dof zijn, vergeleken met oranje gemengd met een roodviolet. Om deze reden gebruiken schilders graag een tint 'primair' geel die theoretisch te rood is, en een 'primair' magenta dat theoretisch te geel is, omdat het resulterende kleurenpalet over het algemeen het meest bevredigend is voor het oog. Drukkers en schilders richten zich op het volledige scala aan kleurmengingen dat een subtractief palet daadwerkelijk kan creëren, niet op de theoretische of ideale kleur van de verf of inkt op zich.

Wat deze afwegingen mogelijk maakt – en vaak onmerkbaar in de praktijk – is het opmerkelijke vermogen van ons kleurenzicht om verschillende kleurenbeelden als gelijkwaardig of identiek te beschouwen , op voorwaarde dat de kleurschakeringen die gebruikt worden om de beelden weer te geven de relatieve verhoudingen tussen alle kleuren in het beeld behouden, met name de relatieve verschillen in helderheid en tint.

En pigmentinnovatie blijft nieuwe primaire kleurenpaletten en nieuwe kleurmengsystemen creëren. Zo werd violetrood (magenta) pas als subtractieve primaire kleur gestandaardiseerd nadat Alexander Murray in 1934 het CMYK-druksysteem had uitgevonden. Het CMYK-systeem kan echter veel verzadigde oranje-, violet-, blauw- en geelgroene tinten niet reproduceren. In specifieke toepassingen waar helderdere kleuren vereist zijn, kunnen daarom nieuwere druksystemen met een groter kleurbereik – Hexachrome™ (zes primaire kleuren inkt) of Heptatone™ (zeven primaire kleuren) – worden gebruikt.

17. De keuze van primaire kleuren is willekeurig; de kleurkeuze hangt af van kosten, beschikbaarheid, gebruiksgemak, medium en beeldkwaliteit.

Het is opmerkelijk hoe star traditionele kleurentheoretici zijn geworden. Een voorbeeld: Betty Edwards beveelt het gebruik van het 19e-eeuwse pigment alizarinekarmijn ( PR83 ) aan, omdat er volgens haar geen beter roodviolet pigment beschikbaar is. Dit is feitelijk onjuist: er bestaan ​​diverse chinacridonpigmenten, waaronder chinacridonroze ( PV19 ) en chinacridonmagenta ( PR122 ), die veel verzadigdere en gevarieerdere mengsels opleveren dan alizarinekarmijn – en bovendien veel lichtechter zijn.

Een ander voorbeeld: sommige traditionele handboeken over kleurentheorie beweren dat er één set primaire kleuren wordt gebruikt bij het drukken en een andere set bij het schilderen. Dit is een opmerkelijke misvatting, omdat moderne verf en drukinkt worden gemaakt met precies dezelfde chemische pigmenten. De werkelijke beperking is dat moderne drukkers zich hebben aangepast aan het gebruik van pigmenten die een zo breed mogelijk kleurenspectrum mogelijk maken, terwijl schilders vasthouden aan de primaire pigmenten die een eeuw geleden werden gebruikt.

18. De subtractieve primaire kleuren zijn in alle druk-, schilder- en fotografische media hetzelfde. De optimale subtractieve primaire pigmenten zijn identiek in de schilderkunst en in de druktechniek.

De ontbrekende voorwaarde is natuurlijk ... voor schilders die daadwerkelijk een palet met primaire kleuren gebruiken. Ik ken geen enkele levende schilder die dat uitsluitend doet. Zelfs in de 18e eeuw gebruikten schilders zoveel verschillende pigmenten als ze zich konden veroorloven, en dat is vandaag de dag nog steeds zo. In de moderne kleurentheorie bestaan ​​er alleen paletprimaire kleuren , en dit kan letterlijk elk aantal en elke kleur verf zijn die een kunstenaar verkiest.

4. Je kunt een primaire rode, gele of blauwe kleur niet mengen met andere kleuren .

De kernovertuiging van de traditionele kleurentheorie is altijd geweest dat het niet mogelijk is een 'primaire' kleur te mengen met andere kleuren. Dit is al drie eeuwen lang de ultieme garantie dat primaire kleuren ook echt 'primair' zijn.

Zoals je wellicht al vermoedt, is ook deze bewering onjuist. Iedere schilder weet dat het mogelijk is om een ​​zeer fijne turkooiskleur te maken van ultramarijnblauw ( PB29 ) en ftalocyaninegroen ( PG7 ), of een fatsoenlijke rode kleur van kobaltviolet ( PV14 ) en cadmiumoranje ( PO20 ) (zie afbeelding hieronder).

De traditionele kleurentheorie heeft bepaald dat

Het is "mogelijk" om een ​​passende violetblauwe ultramarijnkleur (PB29) of rood-oranje pyrrolkleur (PO73) te vinden; het is "onmogelijk" om een ​​passende cadmiumroodkleur (PR108) of ftalogroenblauwkleur (PB17) te vinden.

Deze mengsels zijn inderdaad wat dof, maar niet doffer dan het oranje dat je krijgt door "primair" chinacridonmagenta ( PR122 ) te mengen met "primair" cadmiumgeel ( PY35 ), of het violetblauw dat je krijgt door "primair" chinacridonmagenta te mengen met "primair" ftalocyanineblauw ( PB15 ). Als we deze mengsels vergelijken met violetblauw, groenblauw ( PB17 ), rood ( PR108 ) of oranje verf ( PO73 ) met één pigment, lijken de "mogelijke" en "onmogelijke" mengsels vrijwel hetzelfde.

Als we de traditionele kleurentheorie mogen geloven, dan zijn bepaalde doffe of donkere mengsels prima, terwijl andere doffe of donkere mengsels "onmogelijk" zijn. We stuiten op de drogredenering, of regelrechte misvatting, die nodig is om het wankele dogma van de "primaire" kleuren overeind te houden. De moderne kleurentheorie houdt zich simpelweg aan de feiten:

19. Elke kleur kan worden gemengd met twee andere kleuren, mits de twee kleuren niet recht tegenover elkaar liggen op de kleurencirkel en de te mengen kleur zich binnen de kortste afstand tussen hen bevindt.

Geel is een bijzonder geval, omdat een gemengde gele tint donker en groenachtig oogt, zoals rauw oker of groengoud. Dit komt echter doordat ons visuele systeem onderscheid maakt tussen verzadigd en onverzadigd geel met een visueel contrast dat niet voorkomt bij magenta- of cyaantinten, zoals hieronder wordt uitgelegd .

5. Een verzadigde tint is het bepalende of "pure" kleurkenmerk .

De hele discussie over wat wel en niet gemengd kan worden met primaire kleuren onthult een subtiel maar belangrijk vooroordeel in de traditionele kleurentheorie: dat "kleur" synoniem is met verzadigde tint.

Dit blijkt het meest uit de beknopte manier waarop kleuren worden gespecificeerd in traditionele kleurentheorieën over kleurontwerp. Wanneer de kleurexpert Johannes Itten beweert dat "geel tegen paars een zeer groot contrast tussen licht en donker oplevert", visualiseert hij een verzadigd (licht) geel en een verzadigd (donker) paars. Donkere gele tinten zijn zwartachtig en lichte paarse tinten zijn witachtig, maar hij negeert die variaties.

Zoals we hebben gezien, wordt kleur gedefinieerd door ten minste drie eigenschappen (helderheid, tint en verzadiging), maar de kleurentheorie gebruikt over het algemeen alleen tintlabels — primair geel, puur geel — om kleuren aan te duiden. Deze code werkt als volgt: geef een tint aan, zoek vervolgens de helderheid die de maximale verzadiging in die tint oplevert, en dat is de tint, helderheid en verzadiging die bedoeld zijn. "Geel" betekent een lichte, geelachtige tint met een hoge verzadiging.

Dit lijkt logisch, omdat we zo van nature over kleur praten. Als iemand zegt "ze droeg een rode jurk", stel je je de jurk niet voor als bordeauxrood of roze, wat ook tinten rood zijn. Maar deze benadering is onproductief wanneer alleen verzadigde tinten worden gebruikt om te generaliseren over kleurontwerp, bijvoorbeeld als contrast tussen geel en violet. In de moderne kleurentheorie moet elke zinvolle uitspraak over kleurrelaties alle drie de kleurkenmerken specificeren.

20. Alle drie de kleureigenschappen — helderheid, verzadiging en tint — zijn even belangrijk voor het beoordelen van visuele kleuren en het creëren van kleurontwerpen.

Veel traditionele aanbevelingen voor kleurenontwerp zijn gebaseerd op een voorkeur voor verzadigde kleuren en een afkeer van 'modderige' of doffe kleuren, maar deze vooroordelen staan ​​in de weg bij het kiezen van het beste kleurenschema voor een specifieke toepassing.

21. Het relatieve belang en de optimale waarden van kleurhelderheid, verzadiging en tint in een kleurontwerp hangen volledig af van de visuele stijl, de gebruikte materialen, het doel van de kleurkeuze en de context waarin de kleur zal worden waargenomen.

Traditionele kleurentheoretici gebruiken graag de term 'spectrum' om een ​​kleur aan te duiden, zoals 'spectrumgeel' of 'spectrumrood'. Dit betekent blijkbaar ofwel een 'puur' geel of rood, ofwel een geel of rood met een specifieke tint. Het gebruik hiervan is echter onzinnig, aangezien alle geeltinten aanwezig zijn in het lichtspectrum en in gelijke mate de maximale verzadiging of tintzuiverheid bereiken. Bovendien is een 'puur' rood in werkelijkheid helemaal niet zichtbaar in het spectrum – het is een extraspectraal mengsel van 'rood' licht getint met 'violet' licht. Spectrale tinten zijn echter de meest verzadigde kleurprikkels die er zijn, en (voor traditionele kleurentheoretici) is verzadigde kleur het bepalende kleurkenmerk.

6. De kleur van verf is identiek aan de kleur van het licht dat het reflecteert .

De vermelding van de term 'spectrum' brengt ons in een andere richting en introduceert het verhaal van kleur zelf. Waarom hebben verfsoorten de kleuren die ze hebben? Het traditionele antwoord vanuit de kleurentheorie is dat de kleur van de verf identiek is aan de kleur van het licht dat het reflecteert. Isaac Newton is hier de autoriteit uit de 18e eeuw:

Alle gekleurde poeders onderdrukken en absorberen een aanzienlijk deel van het licht waarmee ze worden belicht. Want ze worden gekleurd doordat ze het licht van hun eigen kleur overvloediger weerkaatsen en dat van alle andere kleuren juist spaarzamer." ( Optiek, Boek I, Deel II, Experiment 15)

Dit is figuurlijk gesproken waar: materialen verschillen in de manier waarop ze licht reflecteren, en deze verschillen zijn de materiële oorzaak van de zichtbare kleur. Daarom wordt stralingskleur beschreven met een spectraal reflectieprofiel of reflectiecurve , die het aandeel (tussen 0% en 100%) van "wit" licht weergeeft dat door het materiaal wordt gereflecteerd bij elke zichtbare golflengte.

reflectiecurve van een violetrode verf

De fout zit hem erin dat verschillende delen van het spectrum een ​​verschillende visuele kleur lijken te hebben, terwijl deze niet overeenkomen met de visuele kleur van hetzelfde licht zoals dat door materiaaloppervlakken wordt weerkaatst. Het verschil ontstaat in de complexe processen waarmee onze ogen en hersenen licht interpreteren als visuele kleur. Deze interpretatie zorgt er vaak voor dat de kleur van materialen verschilt van de kleur van het licht dat ze weerkaatsen.

Bijvoorbeeld: Michael Wilcox neemt de 19e-eeuwse verklaring van kleurmenging over in termen van zes complementaire tinten, maar om deze verklaring aannemelijk te maken, moet hij gele verf beschrijven als een materiaal dat voornamelijk "geel" licht reflecteert (zie diagram hieronder).

"Gekleurd licht" weerkaatst door een groengele verf

Het verhaal van Michael Wilcox met behulp van zes basiskleuren (links) en hoe het er in werkelijkheid uitziet (rechts).

Waarom zou Wilcox de lichtmengeling die van gele verf wordt weerkaatst ("rood" en "groen") beschrijven alsof het een verfmengsel is (geel gemengd met wat groen)? Omdat hij een traditionele kleurentheorie citeert die gebruikt wordt voor het mengen van verf . Om deze berekening toe te passen, "ontleedt" de kunstenaar de visuele kleur van de verf in zes traditionele complementaire kleuren (de zes gekleurde balken in het diagram). Deze tinten sluiten elkaar uit: geel heft violet op, oranje heft blauw op, rood heft groen op, wat in elk geval resulteert in een grijs mengsel. De berekening wordt gedaan op basis van de verbale benamingen: als de kunstenaar een oranjegeel mengt met een groenblauw, kan hij ervan uitgaan dat het oranje het blauw opheft en grijs produceert, en dat dit grijs het resterende mengsel van groen en geel zal doffer maken.

Echter, "geel licht plus wat groen licht" is niet wat de reflectiecurve van een verzadigde gele verf (zie diagram hierboven) laat zien, die bijna al het invallende "rode", "oranje", "gele" en "groene" licht reflecteert. Dit is noodzakelijk om met geel aantrekkelijke subtractieve kleurmengsels te kunnen maken .

subtractieve primaire kleuren als optimale kleuren en als beschikbare pigmenten

zoals gelegen op het CIELAB a*b* vlak

Als we de traditionele kleurentheorie letterlijk nemen, zou een ideaal materiaal dat alleen zichtbaar geel licht reflecteert , een opmerkelijk zuivere gele kleur moeten hebben. Hoewel zo'n materiaal kennelijk niet bestaat, is het met behulp van colorimetrie mogelijk om te bepalen hoe zo'n "perfect geel" materiaal eruit zou zien. En dit geel volgens de kleurentheorie blijkt een donkere okerkleur of donkergroengoud te zijn (zie diagram rechts)!

Het probleem hier is dat het oog een speciale eis stelt aan gele tinten: ze moeten niet alleen rood, oranje en geel licht reflecteren, maar bijna al het rode, oranje en gele licht dat erop valt. Materialen die slechts een deel van het licht reflecteren, vallen in de onverzadigde kleurzones en lijken in plaats daarvan okerbruin of goudgroen. Het probleem zit hem niet in de kleur van het gereflecteerde licht, aangezien die vrijwel identiek is tussen een verzadigd en een dof oranjegeel.

reflectiecurven van twee oranjegele verfsoorten

(links) cadmiumgeel diep, PY65; (rechts) chinacridongoud, PO49, met visuele kleurstalen die overeenkomen in de Lab-kleurruimte.

De belangrijkste factor is echter het helderheidscontrast tussen de kleur en de omringende oppervlakken. Quinacridonegoud reflecteert iets minder licht dan cadmiumgeel diep en lijkt daardoor donkerder. Dit verschil is voldoende om de kleur er heel anders uit te laten zien, zoals blijkt uit de kleurstalen.

22. De kleur van een verf zit niet in het weerkaatste licht, maar in de visuele interpretatie van het weerkaatste licht.

Het gele voorbeeld illustreert de drie belangrijkste redenen waarom visuele kleur verschilt van stralende kleur:

• Het licht wordt door het oog geïnterpreteerd als een additief mengsel met eigen, specifieke regels: zo vormen rood licht en groen licht geel, en rood licht en violet licht magenta.

• De additievenmix in oppervlaktekleuren wordt niet geïnterpreteerd als een hoeveelheid licht, maar als een verhouding van het invallende licht: in sommige gevallen, zoals bij het verschil tussen geel en oker, reflecteert een materiaal het grootste deel van het invallende licht en lijkt het toch een andere kleur te hebben dan een materiaal dat bijna al het licht reflecteert.

• De verhouding van het invallende licht wordt geïnterpreteerd als een contrast binnen de lichtomgeving: ongeacht de verhouding van het gereflecteerde licht kan hetzelfde oppervlak oranje, bruin of zwart lijken , afhankelijk van het contrast tussen de luminantie (totaal gereflecteerd licht) en de gemiddelde luminantie van de oppervlakken eromheen.

Deze kwesties brengen ons een stap verder in het verhaal en leiden ons naar de problemen van visuele kleurrelaties . Laten we voorlopig de oorzaken van kleur onderzoeken zoals die worden uitgelegd in de traditionele kleurentheorie.

7. Primaire verfkleuren kunnen niet alle mogelijke kleuren mengen, omdat verf onzuivere kleuren bevat .

De voorgaande fout legt de fundamentele strategie van de traditionele kleurentheorie bloot: het rationaliseren in plaats van het verklaren van kleurmengsels. Dit blijkt duidelijk uit de volgende fout: dat "primaire" verfsoorten geen kleuren kunnen mengen zoals het hoort, omdat verfkleuren onzuiver of imperfect zijn.

Deze bewering gaat ook terug op de misvattingen van de 18e eeuw. Er wordt naar verwezen in de tekst over het kleurenwiel van Moses Harris , en ze wordt zonder tegenspraak herhaald in Michel-Eugène Chevreuls Principles of Color Harmony and Contrast (1839):

We kennen geen enkele stof [pigment of kleurstof] die een primaire kleur vertegenwoordigt – dat wil zeggen, die slechts één soort gekleurd licht reflecteert, of het nu puur rood, blauw of geel is. ... Aangezien er geen zuiver gekleurde materialen bestaan, hoe kan men dan beweren dat violet, groen en oranje zijn samengesteld uit twee eenvoudige kleuren die in gelijke verhoudingen zijn gemengd? ... In plaats daarvan ontdekken we dat de meeste rode, blauwe of gele stoffen die we kennen, wanneer ze met elkaar worden gemengd, violetten, groenen en oranjes produceren met een lagere intensiteit en helderheid dan de zuivere violette, groene of oranje materialen die in de natuur voorkomen. Zij [de bedenkers van kleurmengsystemen] zouden dit kunnen verklaren als ze zouden toegeven dat de gemengde gekleurde materialen ten minste twee soorten gekleurd licht reflecteren [dat wil zeggen, twee van de drie primaire kleuren], en als ze het eens zouden zijn met schilders en ververs dat een mengsel van materialen die afzonderlijk rood, geel en blauw reflecteren, een bepaalde hoeveelheid zwart zal produceren, wat de intensiteit van het mengsel vermindert. [1839, ¶¶157-158; mijn vertaling]

Er zijn drie antwoorden op de traditionele beschuldiging in de kleurentheorie dat materiële of stralende kleuren "onzuiver" of "imperfect" zijn. Het eerste antwoord is: ja, alle primaire kleuren zijn ofwel imaginair ofwel imperfect – zoals hierboven uitgelegd . De fout ligt hier echter op geen enkele manier bij de materialen, of bij het feit dat ze "verschillende soorten licht" reflecteren, maar bij de overlapping tussen de L- , M- en S- kegelgevoeligheidscurven.

Het tweede antwoord is dat stralende kleuren "onzuiver" moeten zijn om aantrekkelijke kleurmengsels te kunnen maken. Een subtractief kleurmengsel van twee verfsoorten reflecteert alleen het licht dat beide verfsoorten afzonderlijk reflecteren. Dit komt doordat subtractief mengen de lichtabsorptie van de gemengde materialen verhoogt: elke reflectie die in één van de verfsoorten ontbreekt, zal ook in het mengsel grotendeels ontbreken. Als gevolg hiervan moeten geel en blauw beide een hoge "groene" reflectie hebben om een ​​verzadigd groen mengsel te maken; geel en magenta moeten beide een hoge "oranje" en "rode" reflectie hebben om een ​​verzadigd oranje mengsel te maken. Subtractief mengen vereist dus dat de primaire kleuren "onzuiver" zijn om "primair" te kunnen zijn. Elke primaire kleur moet licht reflecteren uit de meeste delen van het spectrum .

kleurentheorie geel

De kleurweergave van een "zuivere" gele verf die 100% van het "gele" licht reflecteert.

Er bestaat echter een alomtegenwoordige vorm van 'onzuiverheid' die de helderheid en verzadiging van alle materiële kleuren vermindert. Maar dit is geen vorm van onzuiverheid zoals die in de traditionele kleurentheorie wordt beschreven.

de drie componenten van materiaalkleur

Het diagram (hierboven) laat zien hoe drie kleurcomponenten ontstaan ​​in de drie afzonderlijke uitkomsten die optreden wanneer een lichtfoton een materiaaloppervlak raakt:

•  Verstrooiing : wanneer licht een oppervlak raakt, heeft een deel ervan geen invloed op de elektronenverdeling binnen de moleculen waaruit het materiaal is opgebouwd. Het licht wordt eenvoudigweg teruggekaatst in de omgeving, in willekeurige richtingen die afhangen van microscopische variaties in het oppervlak. Dit is oppervlakteverstrooiing van licht en het draagt ​​bij aan de witte kleur die we waarnemen.

•  Chromatische reflectie : een aanzienlijk deel van het licht werpt zijn energie op de moleculen waaruit het materiaal is opgebouwd, waardoor de elektronenenergieën binnen die moleculen worden verstoord. Dit licht wordt vervolgens uitgezonden met specifieke golflengten die samen de chromatische reflectie van het materiaal vormen. Sommige materialen produceren een betere chromatische reflectie dan andere, maar veel synthetische rode, oranje en gele pigmenten produceren een chromatische reflectie met een kleurzuiverheid die zeer dicht bij het fysiek mogelijke maximum ligt .

•  Infraroodreflectie : het resterende licht wordt door interactie met de moleculen van het materiaal omgezet in warmte. Een deel van deze warmte wordt in het materiaal vastgehouden, de rest wordt terug de omgeving in gestraald. Warmte is echter onzichtbaar voor het menselijk oog — licht gaat erin, er komt niets zichtbaars uit — dus de gereflecteerde warmte voegt een component van zwartheid toe aan de visuele kleur.

Dit is de accurate omschrijving van de "onzuiverheid" in materiaalkleuren:

23. Alle visuele kleuren die in materialen ontstaan, bestaan ​​uit een deel chromatische reflectie (C), een deel witheid (W) veroorzaakt door oppervlakteverstrooiing en een deel zwartheid (K) veroorzaakt door het verlies van licht als warmte:

visuele kleur = W + C + K

Bijna alle kleurenmodellen met een dubbele kegel , zoals Wilhelm Ostwalds Farbkörper (1919) of het Zweedse Natural Color System (1981), vereisen dat de som van W (inclusief witte verstrooiing en witheid die toeneemt met een wit pigment), C en K (inclusief zwartheid die toeneemt met een zwart pigment) gelijk is aan een constante waarde (1 of 100) voor alle kleuren.

Tot slot, met betrekking tot de eigenschappen van het materiaaloppervlak:

24. De hoeveelheid wit licht die wordt verstrooid, neemt af door de glans van het oppervlak; de hoeveelheid zwart licht die wordt geabsorbeerd, neemt toe door een transparant medium.

Materialen vertonen over het algemeen een donkerdere en meer verzadigde kleur wanneer ze zich in een transparant medium bevinden (zoals acryl of water) dan wanneer ze als droog poeder worden bekeken of in een ondoorzichtig medium zijn ingebed. Het transparante medium houdt het licht vast en zorgt ervoor dat het met meer kleurmoleculen kan interageren, waardoor de kans groter wordt dat het wordt omgezet in warmte of chromatische reflectie; het biedt bovendien een gladder oppervlak, wat de oppervlakteverstrooiing sterk vermindert.

Hoewel W , C en K aspecten zijn van de kleur van een materiaal, worden ze pas herkenbaar als kenmerken van visuele kleur door de eigenschappen van gereflecteerd licht in de lichtomgeving, met name door de interactie tussen luminantiecontrast en chromaticiteitscontrast .

25. De visuele kleurkenmerken W, C en K worden waargenomen door contrasten in helderheid en kleur binnen een lichtomgeving, en kunnen daarom worden nagebootst door contrasten tussen lichtprikkels die worden gepresenteerd als aaneengesloten kleurvlakken.

Zo kunnen we zwart of wit geworden oppervlakken waarnemen in een afbeelding die wordt weergegeven op een computermonitor, televisiescherm of geprojecteerde transparant. De algehele helderheid van de afbeelding wordt geïnterpreteerd als de lichtomgeving, op vrijwel dezelfde manier als in een fysieke omgeving, en de contrasten in helderheid en kleur worden op dezelfde manier geïnterpreteerd als in oppervlakken.

Het feit dat we oppervlaktekleurkenmerken kunnen simuleren in de zuivere spectrumkleuren die door traditionele kleurentheoretici zo hoog worden gewaardeerd, toont echter alleen maar aan dat de imperfecties die we kunnen simuleren ook inherent zijn aan onze visuele waarneming van de wereld, en dus – wederom! – te wijten zijn aan onze ogen en geest, die anticiperen op de driedelige 'onzuiverheid' van materiële kleuren.

8. Een "gesplitst primair" kleurenpalet overwint de onzuiverheid van verfkleuren .

We hebben gezien dat de "onzuiverheid" van materiaalkleur inherent is aan materiaalkleurstoffen, essentieel is voor een goede werking van subtractieve menging en zelfs essentieel is voor de visuele kleur van een verzadigd geel. Desondanks heeft de traditionele kleurentheorie geprobeerd deze onzuiverheid te verhelpen. Laten we eens kijken hoe.

Het bovenstaande fragment uit Chevreuls <i> De principes van kleurharmonie en contrast</i> gaat als volgt verder:

Het is ook zeker dat de violette, groene en oranje tinten die ontstaan ​​door een mengsel van gekleurde materialen veel intenser zijn wanneer de kleuren van deze materialen meer op elkaar lijken qua tint. Bijvoorbeeld: wanneer we blauw en rood mengen om violet te vormen, zal het resultaat beter zijn als we een rood nemen dat met blauw is getint , en een blauw dat met rood is getint , in plaats van een rood of blauw dat naar geel neigt; op dezelfde manier zal een blauw dat met groen is getint, gemengd met een geel dat met blauw is getint, een zuiverder groen opleveren dan wanneer rood deel uitmaakt van een van beide kleuren. (1839, ¶¶157-158; mijn vertaling; nadruk in origineel)

Volgens Chevreul moet een gele basisverf "geel" licht weerkaatsen, vermengd met wat "blauw" of "rood" licht, waardoor de pure gele kleur doffer wordt. Omdat we deze kleurvervuiling niet kunnen vermijden, minimaliseren we die door kleuren met elkaar te mengen – althans, dat is de redenering.

Dit vormt de basis voor de traditionele kleurentheorie-methode om doffe verfmengsels te neutraliseren: het opgesplitste "primaire" palet . Het is gebaseerd op Chevreuls concept van "verontreiniging". De strategie is om de verontreiniging te vergroten door de primaire verfkleuren op te splitsen in een "warm" en een "koel" paar dat "verontreinigd" is, oftewel neigt naar elk van de andere twee primaire kleuren.

Zo splitsen we primair geel op in een "warm" oranjegeel (vermengd met wat primair rood) en een "koel" groengeel (vermengd met wat primair blauw); we splitsen primair rood op in een "warm" oranjerood (vermengd met wat primair geel) en een "koel" violetrood (vermengd met wat primair blauw); en we splitsen primair blauw op in een "warm" violetblauw (vermengd met wat primair rood) en een "koel" groenblauw (vermengd met wat primair geel). Het primaire palet van drie kleuren wordt een opgesplitst primair palet van zes kleuren.

Door vervolgens de primaire kleuren te mengen die naar elkaar neigen, is het mengen van kleurtinten met kleurtinten hetzelfde als het mengen van kleur met kleur. Theoretisch gezien lost dit dus het probleem op van doffe oranje, groene en paarse mengsels in een palet met primaire kleuren.

Laten we de theorie van de gesplitste primaire kleuren dus toetsen aan de kernbewering: dat het verdelen van de primaire verfkleuren in een "warm" en een "koel" paar ons in staat stelt de meest levendige secundaire kleuren te mengen (oranje, paars en groen).

We evalueren de rechtvaardiging van de "levendige kleuren" voor het gesplitste primaire kleurenpalet door het te vergelijken met een ander palet van zes kleuren, bijvoorbeeld het secundaire palet , om te zien welke kleurkeuze superieur is. Er zijn twee manieren om dit te doen.

Een eenvoudige, snelle methode is om een ​​kopie van de pigmentkaart op het CIECAM a _C b _C -vlak af te drukken , op deze kaart de locatie van de pigmenten in alle verfsoorten op het palet te markeren (gebruik het complete palet om de pigmenten te identificeren aan de hand van de kleurindexnaam op het etiket van de verftube), en vervolgens deze pigmentmarkeringen met elkaar te verbinden om een ​​zo groot mogelijk, rechtzijdig gebied te vormen (zie onderstaande voorbeelden). Het omsloten gebied is ongeveer het kleurbereik van het palet – het bereik van tinten en verzadiging dat mogelijk is met die selectie verf. Een palet met een groter kleurbereik levert een grotere verscheidenheid aan kleurmengsels op.

het kleurenspectrum van twee kleurenpaletten vergelijken

gesplitst primair palet (links) en secundair palet (rechts)
op het CIECAM a _C b _C- vlak

Deze vergelijking laat zien dat het gesplitste primaire kleurenpalet (links) een ruitvormig patroon van kleurmengsels creëert dat scheefgetrokken is naar de "warme" kleuren van het palet, en doffe mengsels in de groen- en violettinten oplevert (de grenslijnen van het palet lopen dicht langs het grijze centrum in deze tinten). Daarentegen krijgen we met het meer gelijkmatig verdeelde secundaire kleurenpalet (rechts) een aanzienlijk groter bereik aan kleurmengsels. Dit komt doordat één intens pigment elke primaire en secundaire tint verankert, waardoor de grenzen van de kleurruimte zo ver mogelijk worden opgeschoven (vooral aan de groene kant).

Een alternatieve (en betere) manier om kleurenpaletten te vergelijken is door elk palet te gebruiken om de twaalf kleuren van een tertiaire kleurencirkel te mengen . Toon deze mengsels naast elkaar of als bijpassende kleurencirkels (zie hieronder) en kijk wat het resultaat is.

Het vergelijken van verfwielen gemaakt met twee paletten.

gesplitst primair kleurenpalet (links) en secundair kleurenpalet (rechts)

Deze vergelijking bevestigt de kleurverschillen die met de kleurenpaletten zijn vastgesteld. Het gemengde rood-oranje in het gesplitste primaire palet (links) is zo dof dat het bijna bruin is; het paars is donker en grijsachtig, en de gemengde groentinten zijn over het hele spectrum flets. Het secundaire palet (rechts) daarentegen is duidelijk veel helderder in de groentinten, produceert een gelijkmatiger verzadigd scala aan warme tinten en bevat ook sappige paarse tinten.

Het probleem hier is de verzadigingskosten . Ervan uitgaande dat twee verfkleuren van meet af aan verzadigd zijn, geldt de regel voor verzadigingskosten: hoe verder twee verfkleuren van elkaar verwijderd zijn op de kleurencirkel, hoe doffer hun mengsel zal zijn. De voor de hand liggende oplossing voor verzadigingskosten is om een ​​groter aantal verzadigde verfkleuren te gebruiken, gelijkmatig verdeeld over de kleurencirkel.

26. Gegeven een willekeurige limiet op het aantal verf- of inktkleuren in een palet, wordt de grootste verscheidenheid aan verzadigde kleurmengsels verkregen door de meest verzadigde pigmenten te kiezen in tinten die gelijkmatig verdeeld zijn over de kleurencirkel.

Het kiezen van twee verfsoorten of inkten die qua tint meer op elkaar lijken, verhoogt inderdaad de intensiteit van het mengsel, zoals Chevreul zegt. Maar deze verzadigingskosten hebben wederom niets te maken met de verontreiniging van de ene primaire kleur met de andere. Ze treden zelfs op wanneer we twee monochromatische (één golflengte) lichtbronnen mengen die volledig vrij zijn van kleurtinten. Sterker nog, het mengen van spectrale lichtbronnen was oorspronkelijk de manier waarop Newton de verzadigingskosten ontdekte en de kleurencirkel ontwikkelde om ze te verklaren!

9. Bij een gesplitst primair kleurenpalet, meng geen kleuren "over de lijn" van een primaire kleur heen .

De moderne voorkeur voor heldere kleuren werd sterk in de late 19e en 20e eeuw, en aquarelhandleidingen die het gebruik van een gesplitst primair kleurenpalet aanbevalen, begonnen doffe kleurenmengsels af te keuren en schilders te waarschuwen deze te vermijden.

Onder beoefenaars van het gesplitste primaire kleurenpalet ontwikkelde de redenering "besmetting vermengd met besmetting" een aanvullend verbod: meng geen kleuren die tegenover elkaar liggen ten opzichte van een "primaire" kleur. Dit werd "de grens overschrijden" genoemd en het mengsel werd "modder" genoemd .

"De grens overschrijden" in een gesplitst primair kleurenpalet.

In de voorbeelden mengen we dezelfde kleurtint (geelgroen, oranje of violet) met behulp van twee gesplitste primaire verfsoorten met dezelfde "bijsmaak", of twee primaire verfsoorten met een bijsmaak van de derde primaire verf. In elk geval is het resultaat een doffere kleurmenging, een kleur die meer lijkt op of zelfs gelijk is aan "modder".

Echter, zodra de schilder de kosten van verzadiging begrijpt en verfkleuren kiest die gelijkmatig verdeeld zijn over de kleurencirkel in plaats van kleuren die zijn afgeleid van de drie primaire kleuren, is dit verbod irrelevant. En zeker, doffe, donkere kleuren zijn te vaak nuttig om ze in schilderstijlen te verbieden — het "moddergroen" in het diagram (hierboven) is in feite een fraaie kleur voor landschapsbladeren.

27. "Modder" is een pejoratieve benaming voor kleurmengsels die veelvuldig in de natuur voorkomen en onmisbaar zijn in alle historische en de meeste hedendaagse schilderstijlen.

De traditionele kleurentheorie leert regels voor het mengen van kleuren en een ouderwetse, op oordeel gebaseerde benadering van kleurmengsels. De moderne kleurentheorie leert vaardigheden in het mengen van kleuren en de inzichten die nodig zijn om elke gewenste kleur voor elk doel te creëren.

10. Transparante aquarelverf krijgt zijn "helderheid" doordat het licht van het papier door de pigmenten wordt weerkaatst, "zoals licht door een glas-in-loodraam" .

Een veelvoorkomende misvatting in de traditionele kleurentheorie is dat aquarelverf een speciale "helderheid" zou hebben die te danken is aan de glas-in-lood-achtige werking van de aquarelpigmenten.

Deze twee metaforen ontstonden in de 19e eeuw als onderdeel van de rivaliserende geschillen tussen aquarelschildersverenigingen – of liever gezegd, tussen schilders die 'modderige' gouache of dekkende verf gebruikten, en degenen die erop stonden alleen 'pure', transparante verf te gebruiken. Gezien de nadruk die de traditionele kleurentheorie legt op kleur 'zuiverheid', zou het kerkelijke beeld van een glas-in-loodraam onmiddellijk argwaan moeten wekken. En, zoals ik elders uitvoerig uitleg , is de metafoor onjuist.

Als een pigmentdeeltje licht absorbeert en zo chromatische reflectie creëert , is dat licht niet beschikbaar om een ​​tweede keer te worden geabsorbeerd. Licht dringt niet door een pigmentdeeltje heen; het wordt geabsorbeerd als warmte, gereflecteerd als kleur of verstrooid als 'wit' licht. Licht dat van het schilderij naar de kijker wordt gereflecteerd en dat niet door pigment is beïnvloed, wordt dus alleen door het papier gereflecteerd.

Dit papier reflecteert licht dat niet door pigmentdeeltjes heen gaat, hoewel het wel een pigmentdeeltje kan raken op zijn weg naar buiten. Maar dit effect is niet anders dan het licht dat van een geprepareerd canvas terugkaatst door een laag acryl- of olieverf, dus het kan geen voordeel zijn dat aquarelverf heeft ten opzichte van andere verfsoorten.

In feite vormt aquarelverf geen verflaag, maar verspreidt pigmentdeeltjes over het oppervlak van het papier, net als grind op een hoogpolig tapijt (afbeelding rechts). Op de foto is duidelijk te zien dat de papiervezels het licht net zo goed kunnen verstrooien of blokkeren als terugkaatsen naar de kijker, omdat er geen verflaag in aquarelverf zit — het bindmiddel is rond de vezels en pigmentdeeltjes opgedroogd en in de papierpulp getrokken.

Acryl- en olieverf vormen een transparante laag. Licht dat in deze laag weerkaatst, kan de pigmentdeeltjes tweemaal raken en heeft een grotere kans om een ​​pigmentdeeltje eenmaal te raken voordat het de verflaag verlaat. Dit (samen met de vermindering van de verstrooiing van wit licht door het transparante bindmiddeloppervlak) is de reden waarom pigmenten in acryl- en olieverf een hogere kleurverzadiging kunnen bereiken dan dezelfde pigmenten in aquarelverf.

Wat verklaart dan de bijzondere kleurweergave van een aquarel, of de schijnbare transparantie ervan? Zoals op de foto te zien is, reflecteert een groot deel van het onbedekte papier licht. Dit voegt witheid en helderheid (luminantie, niet chroma) toe aan de kleur, waardoor de chroma en het contrast tussen de witte en de donkerste tinten afnemen. Om dit contrastverminderende effect duidelijker te zien, houd een aquarel tegen de zon en observeer hoe het licht daadwerkelijk door het papier heen schijnt.

Bij aquarelverf is de papierstructuur zichtbaar in het verfoppervlak, in plaats van een glanzende, duidelijk zichtbare laag, waardoor het beeld ongrijpbaar lijkt en als het ware voor het papier zweeft. Sterker nog, het laten ophopen van verf tot het "bronskleurig" wordt of een glanzend oppervlak krijgt, wordt beschouwd als een schilderfout. Het zichtbare papieroppervlak, of het ontbreken van een zichtbare verflaag, wekt de indruk van iets transparants, zoals een glas-in-loodraam, maar het is geen bijzondere vorm van "lichtgevendheid".

28. De "helderheid" in aquarelverf ontstaat door de reflectie van het witte papier, waardoor de contrastverhouding wordt verlaagd en de helderheid van het schilderoppervlak toeneemt; het komt niet doordat licht door de pigmentdeeltjes heen schijnt.

De fixatie van sommige aquarelschilders op 'transparante' pigmenten is ook misplaatst. Alle pigmenten kunnen transparant lijken, mits ze voldoende met water worden verdund en als een gladde, naadloze laag worden aangebracht. Transparantie ontstaat tussen de pigmentdeeltjes. De kunst is om te voorkomen dat er een ophoping van verf ontstaat die eruitziet als een verflaag (het echte bezwaar tegen gouache), of om het papier zo te doordrenken dat de pigmentdeeltjes in het papier trekken, waar ze door de papiervezels worden afgeschermd.

29. De "transparantie" in aquarelverf zit niet in de pigmenten zelf, maar in de afstand tussen de pigmentdeeltjes: dekkende of "sedimentaire" verf kan transparant worden gemaakt door deze te verdunnen, als een naadloze laag aan te brengen en te voorkomen dat er een zichtbare verflaag ontstaat.

Gebruik dikke verf spaarzaam en werk zoveel mogelijk op droog of net nat papier, dan heb je alle "lichtkracht" die je maar wilt.

11. Secundaire kleuren zijn mengsels van twee primaire kleuren in een verhouding van 1:1, en tertiaire kleuren zijn mengsels van twee secundaire kleuren in een verhouding van 1:1 .

De meeste kernbegrippen van de traditionele kleurentheorie zijn achterhaald door de vooruitgang in de kleurenwetenschap, de productie van kleurstoffen, mediatechnologieën en schilderstijlen. Een eenvoudig voorbeeld is de verandering in de definitie van tertiaire kleuren.

De traditionele kleurentheorie begint met de drie primaire kleuren. Secundaire kleuren ontstaan ​​door gelijke mengsels van twee primaire kleuren. Dit zijn oranje ( O ), groen ( G ) en violet ( V ), zoals weergegeven in het onderstaande diagram.

kleurentheorie tertiaire kleuren

De traditionele tertiaire kleuren (links) en de moderne tertiaire tinten (rechts)

Volgens het traditionele concept (gebaseerd op de primaire kleuren rood, geel en blauw uit de 18e eeuw ) worden tertiaire kleuren verkregen door de gelijke menging van twee secundaire kleuren, wat resulteert in de drie tertiaire kleuren kastanjebruin (doof rood), olijfgroen (doof geel) en leisteengrijs (doof blauw).

Gedempte kleurmengsels waren essentieel voor de schilderstijlen in de 18e-eeuwse schilderkunst – zozeer zelfs dat de Engelse entomoloog Moses Harris er in zijn Natural System of Colours (1766) een apart kleurenwiel aan wijdde, als mengsels van oranje, groen en paars (zie afbeelding hieronder).

De kleurencirkels van Moses Harris (1766)

Een reconstructie uit de 20e eeuw van de Harris-kleurencirkels; (links) mengsels van de "primitieve" kleuren rood, geel en blauw; (rechts) mengsels van de "samengestelde" kleuren oranje, groen en paars.

Deze traditionele tertiaire kleuren verankerden de nuttige, doffe kleurmengsels in relatie tot de primaire kleuren, waarbij secundaire kleuren als een verbindend kader dienden. Deze integrerende rol van de traditionele tertiaire kleuren komt tot uiting in de drie alternatieve formules voor een tertiair mengsel. Een gelijke mengeling van twee secundaire kleuren resulteert bijvoorbeeld in een 2:1:1-mengsel van alle drie de primaire kleuren, zoals in olijfgroen .

Door simpelweg de mengcomponenten te herschikken, bewijzen we dat dezelfde tertiaire kleur gelijk is aan een 1:1 mengsel van geel en de complementaire kleur ervan, violet:

of een 1:3 (!) mengsel van een primaire kleur met het donkerste grijs (bijna zwart) dat met de drie primaire kleuren gemengd kan worden:

... de laatste formule laat zien dat de drie traditionele tertiaire kleuren simpelweg afgezwakte versies zijn van de drie primaire kleuren, waardoor een gedempt, donker, "mineur" primair kleurenpalet ontstaat.

Dit is allemaal "in theorie": om deze recepten in de praktijk te gebruiken, hebben we drie basiskleuren verf nodig met een overeenkomende kleurkracht . Die verkrijgen we door eerst de blauwe en rode verf te verdunnen totdat een gelijke mengverhouding met geel een achromatisch donkergrijs oplevert.

En daarmee eindigt de theorie. We kunnen deze resultaten niet reproduceren door deze verhoudingen te gebruiken in drie primaire verfsoorten rechtstreeks uit de tube, en we kunnen deze resultaten al helemaal niet bereiken door afzonderlijke kleuren geel, oranje, groen, zwart en violet te gebruiken. Zo zal bijvoorbeeld 3 delen roet 1 deel geel overheersen, en 1 deel dioxazineviolet zal 1 deel geel overheersen, omdat zwart en violet zeer donkere en sterk kleurende verfsoorten zijn.

Microscopische afbeelding van een ultramarijnblauwe aquarelverf op koudgeperst aquarelpapier.

Aan het begin van de 20e eeuw hadden enorme verbeteringen in de productie van synthetische pigmenten en het gebruik van sterk verzadigde kleurstoffen in schilderkunst en reclame de nadruk in de kleurentheorie echter verlegd naar de omtrek van de kleurencirkel en naar de meest verzadigde variant van alle tinten.

In het moderne concept (gebaseerd op de primaire kleuren magenta, geel en cyaan uit de 20e eeuw ) werden tertiaire kleuren een gelijke mix van een primaire kleur en een van de secundaire kleuren die ernaast liggen. Dit creëert de zes tertiaire kleuren: geel-oranje ( yo ), rood ( r ), violet ( v ), blauw ( b ), blauwgroen ( bg ) en geelgroen ( yg ). Dit gebruik wordt sinds de jaren 50 onderwezen in de Famous Artists' Courses en is het standaardgebruik dat wordt vermeld in het American Heritage Dictionary of the English Language (4e editie).

In de moderne kleurentheorie is de term 'tertiair' , als een kleur in de 'derde rang' onder de primaire kleuren, overbodig, omdat we geen primaire mengsels gebruiken om ze te creëren (kunstenaars gebruiken in plaats daarvan verf met één pigment en drukkers gebruiken steunkleuren); evenmin is de term 'secundair ' nodig om tinten van de 'tweede rang' te beschrijven, zoals oranje en groen, die in de schilderkunst vaak belangrijker en nuttiger zijn dan roodviolet of groenblauw.

30. De aanduiding van tinten als "secundair" of "tertiair" is niet relevant in de moderne kleurentheorie.

In plaats van deze archaïsche labels gebruiken kunstenaars de zes basiskleurcategorieën en twaalf samengestelde kleurcategorieën die hierboven zijn beschreven om kleuren aan te duiden. Er is geen rangorde van belangrijkheid tussen de kleuren; ze zijn allemaal even belangrijk in kleurontwerp.

12. Schilders gebruiken het primaire kleurensysteem om visuele kleuren te analyseren en kleurmengsels te schilderen .

Er zijn nog twee misvattingen die we moeten rechtzetten. De eerste is dat het traditionele kleurentheoriekader een krachtige manier is voor schilders om na te denken over conceptuele kleuren, visuele kleuren te analyseren of verfkleurmengsels te begeleiden.

Analyse van complementaire kleuren . Laten we deze beweringen eerst eens toetsen aan de hand van een van de centrale thema's in de kleurentheorie: het bepalen van de complementaire kleur van een gegeven kleur – bijvoorbeeld een geel-oranje mengsel (zie diagram hieronder).

complementaire kleuren identificeren

(boven) het gebruik van de traditionele primaire drieklank (links) vereist de invoeging van secundaire kleuren (rechts); (onder) het gebruik van de moderne opponentdimensies

We beginnen met de primaire triade ( C , Y en M ), gecentreerd rond het achromatische mengsel ( K ) van alle drie de primaire kleuren in gelijke verhoudingen met gelijke kleurkracht. We hebben het meest verzadigde geel-oranje mengsel mogelijk gemaakt uit een bepaalde hoeveelheid gele en magenta verf ( y,m ). Wat is dan de visuele of mengcomplementaire kleur ( C(y,m) )?

Omdat twee complementaire kleuren altijd grijs opleveren als ze gemengd worden, is het antwoord simpelweg het aftrekken van de primaire hoeveelheden in y,m van de c,y,m -hoeveelheden in het achromatische mengsel. Om dat te doen, hoeven we alleen maar de grootste van de twee hoeveelheden in het y,m- mengsel gelijk te stellen aan de overeenkomstige hoeveelheid in het grijze mengsel. Dus, als we weten dat:

K = 20(C) + 33(Y) + 27(M)
y,m = 60(Y) + 40(M)

Vervolgens standaardiseren we de grotere hoeveelheid (60 delen geel) op basis van de overeenkomstige achromatische hoeveelheid (33 delen geel):

33/60 = 0,55

We passen de y,m- verhoudingen met dat bedrag aan:

0,55*[60(Y) + 40(M)] = 33(Y) + 22(M)

en trek ten slotte die hoeveelheden af ​​van de achromatische hoeveelheden om het complementaire mengsel C(y,m) te verkrijgen :

C(y,m) = (20-0)(C) + (33-33)(Y) + (27-22)(M)
C(y,m) = 20(C) + 5(M) .

Hoewel Ogden Rood kunstenaars liet zien hoe ze soortgelijke berekeningen konden maken binnen een visuele kleurendriehoek met behulp van mengverhoudingen uit een kleurentabel , geloof ik dat maar heel weinig kunstenaars ooit hun complementaire verfmengsels op deze manier hebben gevonden!

Dat komt doordat Moses Harris het probleem ter sprake bracht toen hij de secundaire of "samengestelde" kleuren, de complementen van de primaire kleuren, in zijn kleurencirkel opnam. Nu werken we niet langer binnen een driehoek, maar binnen een cirkel, en het complement van het mengsel y,o is het mengsel v,c in dezelfde relatieve verhoudingen. Harris legde uit dat zijn kleurencirkel op deze manier gebruikt moet worden "als er een contrast ontbreekt bij een bepaalde kleur of tint". De complementaire kleuren bevrijden ons van de berekeningen: we beoordelen kleuren in plaats daarvan visueel.

De moderne kleurentheorie gaat een stap verder. Ze vervangt het traditionele primaire/secundaire kader door twee tegengestelde kleurdimensies, gedefinieerd als visuele tintrelaties: violetrood/blauwgroen ( a+/a– ) en geel/blauwviolet ( b+/b– ). Deze, samen met een lichtheid/helderheid ( J/Q ) of wit/zwart ( W/K ) dimensie, zijn de moderne primaire kleuren , die via een lange en indirecte weg afstammen van ideeën die voor het eerst werden voorgesteld door Evald Hering . Ze staan ​​beter bekend als de primaire kleuren van de kunstenaar en waren de primaire kleuren die in de tijd vóór de traditionele kleurentheorie werden geïdentificeerd door schilders zoals Leonardo da Vinci .

_{In deze} kleurdefinitie bepalen de relatieve hoeveelheden van twee visuele primaire kleuren in een kleur ( qy _en qr voor het y,r- of geel - oranje mengsel) bij benadering de verhoudingen van gele en violetrode verf met gelijke kleurkracht die die tint als materiaalmengsel zullen creëren. Deze verhoudingen worden vervolgens eenvoudigweg toegepast op de tegenovergestelde primaire kleuren (in het voorbeeld blauwgroen en blauwviolet ) om de complementaire tint te mengen.

Met een modern kleurenwiel voor kunstenaars (het CIECAM a _C b _C- vlak ) is zelfs die indirecte benadering niet nodig. Het kleurvlak is gevuld met kleur- en verzadigingsmarkeringen voor alle belangrijke moderne pigmenten die in kunstmaterialen worden gebruikt.

Klik op de afbeelding voor een grotere weergave.

Klik hier voor een volledige pagina, printvriendelijke versie (Adobe Acrobat PDF)

Om het kleurenwiel af te drukken, stelt u de paginaoriëntatie
in op "liggend" en drukt u af op 50% van de oorspronkelijke grootte, of zodat het op een A4-vel past.

Door simpelweg een lijn te trekken van een willekeurig gekozen geel-oranje pigment (kleur) door het "zwarte" midden van de kleurencirkel en deze door te trekken naar de tegenoverliggende kant, lokaliseert de kunstenaar de pigmenten die het dichtst bij het visuele complement van de gekozen kleur liggen. Hij kan vervolgens een perfecte tint mengen uit twee willekeurige pigmenten aan weerszijden van de lijn. Zo is het perfecte visuele complement van isoindolinongeel ( PY110 ) kobaltblauw (PB28), ftaloblauw RS (PB15:1) of Pruisisch [ijzer]blauw (PB27).

31. De a+/a– en b+/b– tegenovergestelde dimensies van moderne perceptuele kleurruimten vormen het meest effectieve raamwerk voor het analyseren van complementaire kleurrelaties.

Neem bijvoorbeeld hoe een kunstenaar de verhouding tussen warme en koude temperaturen in het kleurgebruik of de kleurenharmonie van een schilderij zou analyseren.

Het traditionele kleurenpalet van de primaire triade omvat een rood ( R ), zoals cadmiumrood ( PR108 ) of alizarinekarmijn ( PR83 ), dat meer geel bevat dan violetrood, en een blauw ( B ), zoals kobaltblauw ( PB28 ) of ultramarijnblauw ( PB29 ), dat meer violet bevat dan groenblauw. Hierdoor is het primaire kleurenpalet naar één kant van de warm/koud-dimensie verschoven, tussen rood-oranje en groenblauw; geel ( Y ) is de enige kleur die boven deze lijn uitsteekt (zie diagram hieronder).

Traditionele en moderne analyse van het warm/koud-contrast.

(links) traditionele RYB-triade, plus groen; (rechts) moderne primaire kleuren

En dat brengt ons bij groen. De traditionele kleurentheorie legt meestal niet uit hoe je oranje, bruin, violet of kastanjebruin kunt mengen, maar over groen heeft ze altijd wel veel te zeggen. Dat komt omdat groen nodig is om kleurmengsels in balans te brengen op de warm/koud-as.

De moderne primaire kleuren ( rood , geel , groen en blauw ) zorgen daarentegen van nature voor dit evenwicht en bieden aanzienlijke nuances in de kleurvariatie, waardoor de kleur warmer is richting geel of rood, en koeler richting groen of blauw.

Het traditionele verbod in de kleurentheorie op het gebruik van voorgemengde groene verf, of het hebben van groene verf op het palet, is moeilijk te begrijpen als men zich zorgen maakt over het gemak van mengen of de variatie in kleurmengsels. Het verbod op groene pigmenten, of kant-en-klare groene verf gemaakt met groene pigmenten, is dat ze te veel opvallen in de primaire kleurendriehoek, omdat ze te chromatisch of te kleurrijk zijn.

32. Het toevoegen van een groene "primaire" kleur in het concept, en het gebruik van groene verf in de praktijk, is een efficiënt en nauwkeurig kader voor kleuranalyse en verfmenging dat wordt onderschreven door een lange schilderstraditie.

Middeleeuwse schilders, die zogenaamd gehinderd werden door de onjuiste Aristotelische kleurenleer, begrepen dit heel goed, omdat ze veel dichter bij hun materialen bleven. De gebruikelijke methode voor portretschilderen was bijvoorbeeld om de contouren van een gezicht eerst in een doffe groene verf, zoals terre verte, aan te brengen en vervolgens een glazuurlaag van transparant karmijnrood te schilderen. Het resultaat, dat de eerste keer dat je het probeert opvalt, is dat de kleur zich ontvouwt tot een prachtig gloeiende doffe oranje of diepgele tint.

Deze dynamiek ontstaat doordat het oog bedreven is in het compenseren van gekleurde verlichting (de lichtbron) indien aanwezig, of het toeschrijven van gekleurde verlichting aan een beeld als de kleurbalans op de een of andere manier beperkt of verstoord lijkt. Omdat de traditionele kleurentheorie een aparte set "primaire" kleuren ( rood, groen en blauw of RGB ) toewijst aan het oog en de reactie van het oog op licht, wordt stralingskleur op een volstrekt onnatuurlijke manier losgekoppeld van materiële kleur.

Hier is bijvoorbeeld een schilderij van handen, volledig gemaakt met rode en groene verf (met uitzondering van de gele en blauwe accenten in de gekleurde armband): de pure verfkleuren (iets verschillend voor de handen en de tafelachtergrond) zijn terug te vinden in de houten pinnen die in het tafelblad zijn verwerkt.

een schilderij dat volledig is gemaakt met rode en groene verf

(behalve de armband); party chick van Bruce MacEvoy © 2006

Hoe is het mogelijk om een ​​bevredigend schilderij te maken met slechts twee kleuren? Simpel: het oog vult de "ontbrekende" kleur aan! We interpreteren het schilderij als een paar bleke handen onder een "koele" groenachtige of blauwachtige lichtbron (lichtkleur), niet als een paar griezelig groene handen onder een "witte" lichtbron. Tot slot leidt de focus op de subtractieve primaire kleurentriade schilders af van het feit dat het in werkelijkheid het oog is, en niet de verf, dat de kleur in een schilderij bepaalt.

Ik beschrijf elders de kleurovergangen die ontstaan ​​door natuurlijke veranderingen in daglicht, weer en tijd van het jaar, en de kleurovergangen onder gloeilampverlichting. Wanneer deze worden gedefinieerd als gecorreleerde kleurtemperaturen , passen ze gemakkelijk binnen het moderne primaire kleurensysteem, waar ze kunnen worden gekoppeld aan specifieke verftinten.

kleuranalogen van daglichtspectra chromaticiteiten

De kleur van de temperatuur van een zwart lichaam wordt weergegeven als spectrale locaties op het CIECAM a*b*-vlak.

Omdat chromatische adaptatie plaatsvindt door veranderingen in de RGB- kleurgevoeligheid van het oog en door het herstellen van het evenwicht tussen de tegengestelde dimensies, vormen de moderne primaire kleuren een beter kader dan de traditionele RYB- of moderne CYM- subtractieve primaire kleuren voor het analyseren van de reactie van het oog op landschap en licht.

33. Omdat de aanpassing van het oog aan natuurlijk licht is georganiseerd rond de a+/a– en b+/b– dimensies, bieden de moderne primaire kleuren een alomvattend kader voor de analyse van de relaties tussen belichting, zichtbare kleur en verfmenging.

•

We hebben de twee fundamentele problemen van de 18e-eeuwse kleurentheorie geïdentificeerd: het niet omarmen van materialen als het middelpunt van artistiek begrip, en een misverstand over kleurwaarneming dat begint met het idee van 'kleur in het licht' en zich uitstrekt tot de geometrie van kleurverhoudingen. Dit zijn geen complicaties of obstakels voor een moderne kleurentheorie: ze tonen aan dat kleurentheorie eeuwenlang over kleur in abstracte zin heeft gesproken, als conceptuele kleuren en ideale kleurmengsels. Maar kleur is niet alleen een specifieke gewaarwording, het is ook altijd gedeeltelijk een specifieke stimulus – een specifiek materiaal, of een specifiek mengsel van licht.

additieve en subtractieve kleurmenging

In het vorige deel werden de belangrijkste misvattingen over kleur behandeld die schilders door de traditionele kleurentheorie werden opgedrongen. Nu beginnen we met het ontwikkelen van een moderne kleurentheorie, te beginnen met kleurmenging.

Schilders mengen hun verf om de lichtinval op een schilderij te beïnvloeden, en het oog van de kijker interpreteert dit weerkaatste licht als kleur in de ruimte. Deze twee uitersten van kleurbeleving – de gemengde verf en het interpreterende oog – worden beschreven door twee afzonderlijke en ongelijke theorieën over kleurmenging, die uitgebreid worden uitgelegd op de pagina over additieve en subtractieve kleurmenging .

Er zijn twee verrassingen wanneer we meer leren over kleurmenging. De eerste is dat subtractieve kleurmenging niets meer is dan additieve kleurmenging, in een uitgebreidere vorm die probeert te compenseren voor de lichtabsorberende effecten van materiaalmengsels.

Ten tweede is additieve kleurmenging een nauwkeurige verklaring van kleurenzien, een echte wetenschappelijke theorie; maar subtractieve kleurmenging is slechts een geïdealiseerde en onbetrouwbare benadering van de werkelijke complexiteit en diversiteit van kleurmenging in materialen.

Additieve kleurmenging . Additieve kleurmenging verklaart hoe het oog lichtgolflengten interpreteert bij de waarneming van kleur.

Additieve kleurmenging is altijd gebaseerd op vier primaire kleuren, de zogenaamde vier hoofdkleuren . Dit zijn meestal rood-oranje, middengroen, blauwviolet en wit licht, dat ontstaat door de drie kleuren met elkaar te mengen. Het witte licht bepaalt de relatieve helderheid of kleurintensiteit van de drie kleuren, zodat ze nauwkeurig gebruikt kunnen worden om kleurmengsels te definiëren.

Deze trichromatische basis vormt op zijn beurt de grondslag voor alle moderne chromaticiteitsdiagrammen , de identificatie van visuele complementaire kleuren en de definitie van moderne trichromatische kleurmodellen .

Additieve kleurmenging vindt plaats in het oog . De schoonheid van de principes van additieve kleurmenging schuilt in hun beperkte reikwijdte. Ze concentreren zich op één enkel sensorisch proces – de gemiddelde of typische reacties van de L-, M- en S-fotoreceptoren op licht – om kleurmenging te verklaren.

Maar wacht even... is additieve kleurmenging niet eigenlijk een theorie over hoe lichtmengsels zich gedragen? Nee, dat is het niet. Deze misvatting ontstaat omdat licht uiteraard de enige stimulus is waarop het oog reageert, en omdat licht van verschillende kleuren expliciet wordt gemanipuleerd in kleurvergelijkingsexperimenten die worden gebruikt om additieve kleurmengsels te meten. Maar licht is de stimulus, en additieve kleurmenging beschrijft de reactie van het oog op een lichtstimulus .

De additieve RGB-"primaire" lichten . Hoe illustreren, verifiëren of meten we de regels van additieve kleurmenging? Uiteraard door de output van de afzonderlijke L- , M- en S- kegeltjes te manipuleren. Hoe manipuleren we deze output? Door ze te stimuleren met drie gekleurde lichten: rood, groen en blauwviolet (afgekort RGB ). Deze lichten creëren noodzakelijkerwijs een vierde "primaire" kleur: het "witte" lichtmengsel van alle drie.

De afbeelding hieronder toont de "primaire" RGB-kleuren van uw computermonitor. Merk op dat de groene primaire kleur te veel geel bevat en de blauwe primaire kleur te weinig violet. Dit maakt de paarse en blauwgroene mengsels doffer en vermindert het aantal visueel verschillende groene mengsels dat mogelijk is op een computermonitor aanzienlijk.

De onderstaande afbeelding toont een typische demonstratie van additieve lichtmengsels, gemaakt door drie overlappende cirkels van gefilterd licht op een achromatisch (grijs of wit) oppervlak te schijnen. Als het oppervlak wordt verlicht door zowel rood als groen licht, maar niet door blauw licht, reageert het oog met de kleurwaarneming geel. Magenta ontstaat door de menging van rood en blauwviolet licht, en cyaan door de menging van blauwviolet en groen. Bij additieve kleurmenging maken geel en blauw geen groen, maar wit!

additieve kleurmengsels

zoals aangetoond met gefilterd licht; merk op dat elk paar RGB-primaire kleuren een van de subtractieve (CYM) primaire kleuren mengt.

Het is handig om additieve menging te zien als de "witte" kleurentheorie . Door lichtgolflengten uit het "rode", "groene" en "blauwviolette" deel van het spectrum te mengen, wordt de helderheid verhoogd en de tint geneutraliseerd , waardoor de kleur van het lichtmengsel verschuift van gedempte, pure tinten naar helder wit.

Het kernprincipe is dat het oog altijd alle golflengten van het licht dat op het netvlies valt bij elkaar optelt — er gaat niets verloren — en het is deze totale lichtwaarneming die het oog interpreteert als kleur.

De basis van additieve kleurmenging wordt trichromatische metamerie genoemd : de kleur die wordt geproduceerd door elke combinatie van lichtgolflengten, hoe complex deze ook mag zijn, kan exact worden nagebootst door de visuele menging van maximaal drie lichtbronnen. De overeenkomst kan worden bereikt met drie sterk verzadigde (één golflengte of monochromatische) lichtbronnen, of met maximaal twee monochromatische lichtbronnen gemengd met een "wit" licht. Alle fysiek mogelijke lichtkleuren kunnen worden gereduceerd tot een specifieke menging van maximaal drie lichtbronnen .

Dit additieve gedrag leidt tot een belangrijke constante in kleurenzicht: de chromaticiteit en helderheid van lichtbronnen voorspellen de chromaticiteit en helderheid van hun mengsel, zowel bij matig gedimd als bij fel licht. Dit geldt ongeacht of de lichtbronnen monochromatisch zijn (een zeer zuivere tint, zoals we zien in één enkele golflengte van licht) of complex (zoals daglicht).

We zullen ontdekken dat er geen equivalente subtractieve metamerische regels bestaan ​​voor de vele soorten stralende kleurmenging, en dat het gebrek aan voorspelbare consistentie in stofmengsels het belangrijkste verschil is tussen additieve en subtractieve kleurmenging.

Zoals je wellicht al vermoedde, komt het onderscheid tussen conceptuele kleuren en materiële kleuren ook tot uiting in het verschil tussen de onzichtbare en dus conceptuele visuele primaire kleuren (de L- , M- en S- kegelreacties) en de lichtmengsels die worden gebruikt om onze kleurwaarnemingen te demonstreren of te meten.

De ware additieve primaire kleuren zijn onzichtbaar . Het diagram rechts toont de locatie op het CIELUV-chromaticiteitsdiagram van drie monochromatische lichtbronnen (bij 460 nm, 530 nm en 650 nm) die vaak zijn gebruikt in kleurenzichtonderzoek om trichromatische kleurmatches en tegenkleurmengsels te analyseren.

De focus ligt hier op de witte driehoek of het kleurbereik dat de drie primaire lichtbronnen met elkaar verbindt. Dit definieert het bereik van daadwerkelijke additieve kleurmengsels die met deze drie primaire kleuren mogelijk zijn. Dit kleurbereik omvat het grootste deel, maar niet het hele chromaticiteitsgebied, dat het gebied van alle fysiek mogelijke lichtkleuren definieert. Een aanzienlijk deel van het chromaticiteitsdiagram ligt buiten het kleurbereik. Met andere woorden, de zichtbare RGB-primaire lichtbronnen kunnen niet alle kleuren mengen .

De "groene primaire kleur" zorgt dus voor een volledige mengdekking van rood tot geel, maar kan (met de "blauwviolette" primaire kleur) de meest intense groen-, blauwgroen- en blauwtinten niet mengen. Bovendien kunnen de "blauwviolette" en "rode" monochromatische primaire kleuren de meest intense paars- en roodviolette tinten niet mengen.

De ware additieve primaire kleuren, de enige "primaire kleuren" die alle mogelijke kleuren kunnen mengen, zijn de outputs van de L- , M- en S- kegeltjes. We zijn ons nooit direct bewust van deze outputs en daarom zijn ze onzichtbaar. We ervaren ze alleen als de neiging tot een rode, groene of blauwe kleursensatie die voortkomt uit de combinatie en interpretatie van deze outputs in de visuele cortex.

Hoe kiezen we de RGB-verlichting? Sommige kunstenaars denken dat de primaire RGB-kleuren dezelfde tinten zijn die de drie receptorkegeltjes het meest stimuleren. Dit is onjuist. De kegeltjes zijn in werkelijkheid het meest gevoelig voor de golflengten "groengeel" ( L ), "groen" ( M ) en "blauwviolet" ( S ), zoals hieronder weergegeven.

De toegevoegde primaire kleuren zijn slechts ter illustratie.

De golflengten van maximale gevoeligheid voor de L- , M-  en S  -kegeltjes (boven) staan ​​los van de gekleurde lichten die gebruikt worden om de kegeltjes te simuleren in demonstraties van additieve kleurmenging (onder).

Rode, groene en blauwviolette lampen worden uit gewoonte en gemak gebruikt, en het is aan deze kleurovereenkomende lampen te danken dat we de namen rood, groen en blauw hebben gekregen die aan de additieve primaire kleuren zijn toegekend.

Er zit een simpele logica achter de keuze voor deze primaire lichtbronnen. Vrijwel elke lichtgolflengte die één kegeltje stimuleert, stimuleert ook één of beide andere kegeltjes, omdat de gevoeligheidscurven van de kegeltjes (vooral L  en M ) elkaar overlappen . Om kleurmenging te verklaren als het resultaat van drie onafhankelijke typen fotoreceptorreacties, hebben we drie lichtgolflengten nodig die elk één kegeltje veel meer stimuleren dan de andere twee. Met andere woorden:

34. Een ideale additieve primaire kleurstof moet slechts één type receptorkegeltje (L, M of S) zo sterk mogelijk stimuleren en de andere twee typen kegeltjes zo min mogelijk stimuleren.

35. De optimale keuze aan fysieke lichtbronnen voor additieve kleurenmedia is doorgaans oranjerood (R), groen (G) en violetblauw (B).

Binnen elk deel van het spectrum waar de L- , M-  of S-  kegel de dominante receptor is, kiezen we dus een golflengte die het grootste verschil in respons tussen die kegel en de andere twee veroorzaakt.

Is het bij additieve kleurmenging noodzakelijk om RGB-licht te gebruiken? Veel kunstenaars denken dat rood, groen en blauwviolet licht gebruikt moeten worden om additieve kleurmenging uit te leggen of te demonstreren. Dat is echter niet waar. De keuze van het licht is willekeurig, en de ene selectie van primaire kleuren is alleen beter dan de andere als we een zo groot of compleet mogelijk kleurbereik willen bereiken.

We zouden additieve kleurmenging net zo makkelijk kunnen demonstreren met gekleurde lichten die de subtractieve primaire kleuren cyaan, geel en magenta vertegenwoordigen, hoewel de meeste blauwen, groenen en roden die we met deze lichten zouden kunnen mengen er vrij witachtig of onverzadigd uit zouden zien.

De enigszins willekeurige procedures voor het kiezen van de additieve primaire lichtbronnen zijn acceptabel omdat de werkelijke lichtbronnen niet de feitelijke basis vormen voor additieve kleurmenging. De echte additieve primaire kleuren zijn de output van de fotoreceptoren. We gebruiken RGB- kleuren om de output van de LMS- receptoren te symboliseren , omdat dit ook de meest effectieve manier is om die output te manipuleren .

het kleurenspectrum van RGB-primaire kleuren
dat wordt gebruikt in onderzoek naar kleurenzicht.

Additieve lichtmengingsgamut gedefinieerd door licht met golflengten van 460, 530 en 650 nm.

Een wetenschappelijke theorie over kleurenzien . Eeuwenlang was het gedrag van kleurmengsels moeilijk te verklaren, omdat materiële kleur, die verankerd leek te zijn in 'echte' objecten in de buitenwereld, conceptueel werd onderscheiden van de 'illusoirische' kleuren in regenbogen of prisma's. De twee soorten mengsels gedroegen zich verschillend, maar de reden voor dit verschil was onbekend.

De trichromatische theorie bood een verhelderende verklaring en voorspelling van alle kleursensaties als gevolg van het gedrag van het oog. Omdat de responsen van de L- , M-  en S-  receptoren wiskundig voorspeld kunnen worden op basis van de som van de intensiteit van alle golflengten in een lichtprikkel, verbinden de additieve primaire kleuren empirisch een meetbare lichtprikkel met een meetbare (overeenkomende) kleursensatie – tenminste, onder experimenteel beperkte kijkomstandigheden. Dit maakt additieve kleurmenging, in de wetenschappelijke zin van het woord, tot een theorie van kleurenzien.

Subtractieve kleurmenging . Subtractieve kleurmenging is, in vergelijking met additieve kleurmenging , een gebrekkige en benaderende poging om de kleuren te beschrijven die ontstaan ​​wanneer lichtabsorberende stoffen worden gemengd.

De principes van subtractieve kleurmenging zijn helemaal geen strikte theorie. Ze beschrijven hoe kleuren zich in het ideale geval zouden moeten mengen – wat in de praktijk nooit voorkomt.

De theorie van subtractieve kleurmenging imiteert de belangrijkste kenmerken van de additieve kleurentheorie. Om de problemen met subtractieve kleurmenging te begrijpen, moeten we deze imitatiepunten één voor één blootleggen.

Subtractieve kleurmenging vindt plaats in stoffen . Laten we eerst duidelijk maken wat de regels voor subtractieve kleurmenging proberen te verklaren. Alle subtractieve kleurmenging vindt plaats in de buitenwereld , in een grote verscheidenheid aan materiaalkleuren.

In principe zou de subtractieve kleurentheorie de kleurveranderingen in elk willekeurig materiaalmengsel moeten kunnen verklaren. Ook zou ze de kleurveranderingen moeten kunnen verklaren die optreden wanneer een oppervlak wordt belicht door verschillende lichtbronnen (kleuren licht). En dat is nu juist de fundamentele moeilijkheid van de subtractieve mengtheorie: ze moet het gedrag van een te groot aantal verschillende stoffen verklaren .

Dit probleem doet zich niet voor bij additieve kleurmenging, dankzij additieve metamerie in lichtbronnen. Hoewel twee gekleurde lichtbronnen kunnen bestaan ​​uit zeer verschillende combinaties van lichtgolflengten, zullen ze, zolang ze exact dezelfde kleur hebben, zich in alle mengsels met alle andere lichtbronnen exact hetzelfde gedragen.

Bij subtractieve kleurmenging is precies het tegenovergestelde waar: zelfs wanneer twee materialen exact dezelfde kleur hebben, hoeven ze zich niet hetzelfde te gedragen in mengsels met andere materialen.

Dit probleem wordt weliswaar geminimaliseerd, maar zeker niet volledig opgelost, door de toepassing van subtractieve mengprincipes te beperken tot geproduceerde kleurstoffen. Zelfs hier omvat de verscheidenheid aan materialen lichtreflecterende stoffen (zoals poeders, verf, kleurstoffen of inkt) en lichtdoorlatende stoffen (zoals fotografische filters, glas-in-lood of gekleurde vloeistoffen).

Ik noem deze onvoorspelbare relatie tussen de fysieke eigenschappen van een materiaal en het kleurmenggedrag 'substantie-onzekerheid' , en ik ga in het volgende hoofdstuk dieper in op de complexiteit van dit probleem .

Voorlopig is het belangrijkste punt dat we de gemeten kleur van twee verfsoorten niet kunnen gebruiken om de kleur van hun mengsel te voorspellen . Dit is het belangrijkste verschil met de additieve kleurentheorie, waarbij de gemeten kleur van twee lichtbronnen met een gemiddelde helderheid de kleur van hun mengsel wel nauwkeurig kan voorspellen. 

De CYM-subtractieve "primaire" kleuren . Subtractieve kleurmenging wordt al sinds het oude Griekenland erkend en gebruikt in de ambachten van ververs en schilders . Die lange praktijk van vallen en opstaan ​​leidde tot de vaststelling van rood, geel en blauw als de subtractieve primaire kleuren. Dit verwierf in de 18e eeuw de status van een algemeen aanvaarde "kleurentheorie" .

In feite werd de traditionele keuze van primaire kleuren beperkt door de historische beschikbaarheid van geschikte pigmenten, die tot het einde van de 19e eeuw relatief dof en donker waren. Deze traditionele, door subtractie verkregen primaire kleuren zijn overblijfselen van de traditionele kleurentheorie.

De kleurkeuze is tegenwoordig enorm uitgebreid dankzij de moderne industriële chemie , waardoor de moderne subtractieve "primaire" kleuren cyaan, geel en magenta (afgekort CYM ) zijn.

Hieronder ziet u voorbeelden van de drie subtractieve primaire kleuren in de kleuren van uw computerscherm.

Er bestaan ​​veel verschillende manieren om subtractieve menging te demonstreren, maar een van de meest voorkomende en handige is het overlappen van verschillende gekleurde filters op een fel verlichte witte achtergrond of een diffuus paneel, zoals weergegeven in de onderstaande afbeelding.

subtractieve CYM-kleurmengsels

zoals aangetoond in overlappende vellen transparant gekleurd plastic (transmissie- of filtermengsel)

Deze primaire kleuren leveren de mengsels op die we kennen van verf. Wanneer we gele en magenta verf mengen , ontstaat er een scharlakenrode of oranje tint; een mengsel van magenta en cyaan levert paars en blauw op, en groen ontstaat door een mengsel van geel en cyaan.

Deze subtractieve primaire kleuren cyaan, geel en magenta worden echter gepresenteerd als de basis- of elementaire conceptuele kleuren bij subtractieve kleurmenging, ongeacht welke soorten materiaalkleuren – in verf, inkt, kleurstoffen, pigmenten of filters – daadwerkelijk worden gebruikt om die kleuren te mengen.

We moeten ons dus afvragen: wat is het universele visuele effect op kleur dat optreedt wanneer we materiële stoffen mengen? Wat is er primair aan subtractieve "primaire" kleuren?

Door het mengen van verf, kleurstoffen of filters verhogen we altijd de lichtabsorptie . De eerste stap naar een antwoord is: wanneer we verf, kleurstoffen of filters mengen, verhogen we niet hun lichtreflectie (of -doorlaatbaarheid), maar juist hun lichtabsorptie.

Bij een subtractieve mengmethode worden alle lichtgolflengten geabsorbeerd die elke kleurstof afzonderlijk absorbeert . Subtractieve menging verhoogt altijd de donkerheid van de kleuren van materialen; als we witte verf met groene verf mengen, wordt de witte verf donkerder. Als additieve menging de "witte" kleurentheorie is, dan is subtractieve menging de "zwarte" kleurentheorie .

Door alle drie de subtractieve primaire kleuren te mengen, ontstaat een donkere neutrale kleur, het tegenovergestelde van wit, omdat elke kleurstof licht absorbeert dat door de andere kleuren zou kunnen worden weerkaatst. Subtractieve kleurmengsels kunnen alleen lichter worden gemaakt door de hoeveelheid pigment in het mengsel te verdunnen met witte verf of water; beide methoden verminderen de kleurverzadiging. Subtractief mengen vermindert dus bijna altijd ook de kleurzuiverheid (verhoogt de grijstint) van het mengsel.

Multiplicatieve donkertemengeling . Hoe combineren kleuren zich in subtractieve mengingen? Dit is altijd een vorm van vermenigvuldiging of product van de afzonderlijke reflectiecurven (zoals hieronder weergegeven voor twee verfsoorten, magenta en geel).

subtractieve kleurmenging van geel en magenta

De witte lijn toont de reflectiecurve van het subtractieve mengsel; een hoge reflectie blijft alleen behouden waar beide verfsoorten licht reflecteren.

In dit mengsel absorbeert de gele kleur licht van de "blauwe" reflectie in magenta, en de magenta absorbeert licht van de "groene" reflectie in geel. De gemeenschappelijke reflectie, het licht dat door beide verfsoorten wordt weerkaatst, bevindt zich grotendeels in het "rood-oranje" en "rode" deel van het spectrum, wat ongeveer de tint van het mengsel is. Het is juist deze wederzijdse tegenstelling tussen lichtabsorberende stoffen die subtractieve kleurmenging probeert te verklaren.

Deze wederzijdse tegenstelling hangt af van vele fysieke eigenschappen van de kleurstoffen, met name (voor pigmenten) van hun kleurkracht, deeltjesgrootte en dekkracht (zie deze uitleg over de fysieke eigenschappen van verf). Over het algemeen zullen pigmenten met een hogere kleurkracht, kleinere deeltjesgrootte en grotere dekkracht (opaciteit) een grotere invloed hebben in mengsels dan hun fysieke aandeel in het mengsel doet vermoeden.

Over het algemeen geldt echter voor de meeste verven en kleurstoffen in de meeste toepassingen dat de reflectie die voortkomt uit een fysiek mengsel van pigmenten meestal dicht bij het geometrisch gemiddelde ligt van de afzonderlijke reflectiecurven van de verf over elk golflengtebereik in het spectrum. (Het geometrisch gemiddelde van twee getallen is de wortel van hun product.) Als bijvoorbeeld witte verf 98% van het licht reflecteert bij 452 nm en zwarte verf 10% van het licht, dan zal hun mengsel (in gelijke verhoudingen en met gelijke kleurintensiteit) ongeveer 31% van het licht bij die golflengte reflecteren.

We moeten een andere mengregel gebruiken voor filters, waarbij de kleur van het mengsel meestal gelijk is aan het product van de afzonderlijke transmissieprofielen. Dat wil zeggen dat twee filters die afzonderlijk 98% en 10% van een golflengte doorlaten, samen ongeveer 9,8% van het licht doorlaten.

Wanneer we deze mengberekeningen toepassen op de reflectie- of transmissieprofielen, zien we dat het mengprofiel altijd dichter bij het donkerdere profiel in de gecombineerde totale reflectiecurve ligt, of donkerder is dan het donkerdere profiel in de gecombineerde totale transmissiecurve. Het mengen van wit en zwart in gelijke verhoudingen vermindert de helderheid van wit niet met de helft, maar met meer dan twee derde (in verf) of tot wel 100% (in filters).

Een gevolg hiervan is dat het sequentieel (transmissief) combineren van twee filters altijd resulteert in een donkerder mengsel dan het fysiek mengen van de filterkleurstoffen als verf; en dat het fysiek (subtractief) mengen van twee kleurstoffen altijd resulteert in een doffere, donkerdere kleur dan het visueel (additief) mengen van dezelfde kleurstoffen, bijvoorbeeld op een gekleurde toplaag .

Dubbele kegelstimulatie . We hebben de zwartmakende en vermenigvuldigende effecten van subtractieve kleurmengsels vastgesteld, maar we hebben nog steeds niet de eigenschappen geïdentificeerd die de subtractieve primaire kleuren cyaan, geel en magenta definiëren. Wat is de materiële eigenschap van "geelheid" die in alle geelgekleurde materialen voorkomt ?

Het antwoord begint met het feit dat bij het mengen van kleuren de helderheid van het materiaal altijd verloren gaat ("afgetrokken"), waardoor de kleur zowel donkerder als doffer wordt. Om dit te compenseren, zouden schilders moeten beginnen met kleuren die zowel licht als helder zijn — kleuren met een lage waarde en een hoge verzadiging.

Als we experimenteren met verschillende lichtgekleurde, sterk verzadigende kleurstoffen, zoals de schilders en ververs uit de oudheid deden met hun veel doffere en donkere pigmenten, ontdekken we dat sommige veel beter presteren dan andere als subtractieve primaire kleuren. Waarom? Omdat de sleutel tot subtractieve primaire kleuren niet alleen in hun lichtwaarde of hoge verzadiging ligt. Het zit hem in hoe die kleurintensiteit het oog beïnvloedt:

36. Een ideale subtractieve primaire kleur moet twee soorten receptorkegeltjes (L en M, of L en S, of M en S) zo sterk en gelijkmatig mogelijk stimuleren, en het derde type kegeltje zo min mogelijk stimuleren.

Met andere woorden, de subtractieve primaire kleuren zijn slechts een indirecte manier om de L- , M-  en S-  kegelreacties van additieve kleurmenging te specificeren!

Traditionele teksten over kleurentheorie drukken dit punt vaak in negatieve termen uit, door te stellen dat elke subtractieve primaire kleur de golflengten van een enkele additieve primaire kleur absorbeert of "aftrekt" van "wit" licht. Dit principe wordt vaak uitgedrukt in vier subtractieve formules, inclusief zowel wit ( W ) als zwart ( K ):

C = W – R
Y = W – B
M = W – G
K = W – (R + G + B)

Zo verwijdert cyaanverf ( C ) "rood" licht ( R ) uit het totale "witte" ( W ) lichtspectrum; magentaverf ( M ) verwijdert "groen" licht ( G ) uit het spectrum; gele verf ( Y ) verwijdert "blauw" licht ( B ); zwarte verf ( K ) verwijdert al het licht uit het spectrum.

Deze manier om subtractieve primaire kleuren te definiëren is onnauwkeurig, zowel omdat het de verkeerde complementaire tinten impliceert (geel is niet het complement van blauw en rood is niet het complement van cyaan), als omdat het doffe en donkere "primaire" kleuren toelaat. Zo absorbeert rauw omber bijna volledig "blauw" licht en absorbeert ijzerblauw (Pruisisch blauw) bijna volledig "rood" licht, waardoor ze als primaire gele en blauwe kleuren gebruikt kunnen worden, ook al absorberen ze licht uit andere delen van het spectrum en lijken ze daardoor relatief dof of donker.

Ideale subtractieve primaire kleuren . De beste manier om subtractieve primaire kleuren te definiëren, is door de conceptuele kleur te specificeren die de maximaal mogelijke stimulatie van twee soorten kegeltjes en de minimaal mogelijke stimulatie van het derde type kegeltje produceert. Vervolgens kunnen we eenvoudig de kleurstoffen kiezen die deze receptoreffecten zo goed mogelijk bereiken met een materiële kleur.

We definiëren de conceptuele kleur aan de hand van een ideaal (conceptueel) reflectieprofiel, een zogenaamde optimale kleur . Optimale kleuren hebben altijd de maximaal mogelijke verzadiging of tintzuiverheid van elke oppervlaktekleur bij een gegeven tint en helderheid, en de maximaal mogelijke helderheid van elke oppervlaktekleur bij een gegeven tint en verzadiging. Het zijn dus de perfecte "lichte, heldere" kleuren die we willen voor onze ideale subtractieve primaire kleuren.

Het onderstaande diagram (bovenste rij) toont de spectrale reflectiecurven en kegelreacties die worden geproduceerd door deze drie geïdealiseerde subtractieve primaire kleuren.

ideale spectrale reflectiecurven voor subtractieve
primaire kleuren

Elke subtractieve primaire kleur reflecteert of zendt het licht door dat twee additieve primaire kleuren vertegenwoordigt.

In de bovenste rij van de afbeelding staan ​​de reflectiecurven voor optimale primaire verfsoorten. De kegelresponsprofielen (middelste rij) laten zien hoe deze optimale subtractieve primaire verfsoorten de L- , M- en S- kegeluitvoer beïnvloeden. De onderste rij toont de waargenomen kleuren die het resultaat zijn van de kegelrespons bij additieve kleurmenging.

Merk op dat in de bovenstaande ideale kegelresponsprofielen alle drie de fysiek ideale subtractieve primaire kleuren de derde of "ongewenste" L- , M-  of S -kegel in aanzienlijke mate stimuleren  . (Let in het bijzonder op de M-  respons in magenta.) In elk geval kunnen we geen visueel zuivere primaire kleur verf verkrijgen vanwege een fysiologische beperking: de overlap tussen de grondtonen van de M-  kegel en de L  -kegel . We kunnen de L -kegel nu eenmaal niet stimuleren  met "rood-oranje" licht, of de S -kegel met "blauw-violet" licht, zonder ook de M-  kegel te stimuleren, net zoals wanneer we deze met "groen" licht zouden stimuleren.

Het is leerzaam om de kleurweergave van deze ideale subtractieve primaire kleuren te vergelijken met de kleurweergave van gangbare pigmenten voor subtractieve primaire kleuren in aquarelverf of drukinkt, zoals hierboven weergegeven . We zien dat kunstenaars de "ideale" primaire kleuren niet gebruiken, en wel om verschillende praktische redenen: een kleurstof met de ideale tint is niet beschikbaar, of de fysieke eigenschappen ervan (lichtechtheid, kleurintensiteit, helderheid, transparantie, kleurkracht) zijn onvoldoende, of de mengsels met andere "primaire" kleurstoffen missen de gewenste verzadiging voor het specifieke druk- of schilderdoel.

Het mengen van subtractieve primaire kleuren . Wat gebeurt er uiteindelijk als deze ideale primaire kleuren gemengd worden?

Omdat twee subtractieve primaire kleuren reflectie delen in de "rode", "groene" of "blauwe" golflengten die geassocieerd zijn met één enkele additieve primaire kleur, delen twee subtractieve primaire kleuren reflectie die één enkele fotoreceptor stimuleert . Geel en magenta delen "rode" reflectie die de L- kegel stimuleert , geel en cyaan delen "groene" reflectie die de M- kegel stimuleert, en magenta en cyaan delen "blauwe" reflectie die de S- kegel stimuleert .

het mengen van twee ideale subtractieve primaire kleuren

De reflectie die een enkele additieve primaire kleur vertegenwoordigt, blijft hoog; andere delen van het spectrum reflecteren ook licht (de witte lijn toont de kegelrespons op een 50:50 verfmengsel), en dit vlakkere kegelresponsprofiel wordt waargenomen als een grijzere kleur.

In elk subtractief mengsel moeten de twee overgebleven additieve primaire kleuren echter met elkaar concurreren . Zoals hierboven is aangetoond voor het mengsel van geel en cyaan, wordt het "rode" licht dat voornamelijk de L- kegel stimuleert, gereflecteerd door geel maar geabsorbeerd door cyaan; het "blauwe" licht dat de S- kegel stimuleert, wordt gereflecteerd door cyaan maar geabsorbeerd door geel. Beide kleuren worden dus aanzienlijk gedempt. Net als bij een wip, neemt de reflectie van "blauw" af naarmate deze toeneemt, en omgekeerd.

Deze afwegingen betekenen ook dat mengsels van twee subtractieve primaire kleuren licht reflecteren uit alle delen van het spectrum . Het resultaat is een vlakker kegelresponsieprofiel (weergegeven in het middelste diagram van de afbeelding), wat de perceptie van een minder verzadigd kleurenmengsel creëert – een kleur die dichter bij grijs ligt. Dit is natuurlijk de prijs die je betaalt voor verzadiging bij subtractieve mengsels – de neiging van verfmengsels om donkerder en doffer te zijn dan de oorspronkelijke verfkleuren.

37. De keuze van geschikte subtractieve primaire pigmenten hangt af van de verscheidenheid aan kleurstoffen die beschikbaar zijn in een bepaald medium, hun prijs en fysieke eigenschappen, en het kleurenbereik van de te reproduceren afbeelding.

Deze verzadigingskosten — de ongewenste stimulatie van de derde kegel in ideale kleuren en de extra "witte" reflectie in echte kleuren — zijn de fundamentele reden waarom primaire kleuren van materialen altijd imperfect zijn , zoals hier wordt uitgelegd . Er bestaat geen combinatie van drie primaire kleuren van materialen in welk medium dan ook (kleurstoffen, verf, fosforen, filters) die elke mogelijke kleur in dat medium kan mengen.

Verwar additieve en subtractieve mengprocessen niet . Ik hoop dat je nu begrijpt waarom alle kleurmenging te maken heeft met de reactie van het netvlies op licht; de enige vraag is of en hoe we materiële stoffen onze controle over het licht dat het oog bereikt, laten beïnvloeden.

Omdat subtractieve kleurmenging (in materialen) feitelijk een indirecte manipulatie is van additieve kleurmenging (in kegeltjesreacties), kunnen de twee soorten kleurmenging op oppervlakkig vergelijkbare manieren worden aangetoond. Om verwarring te voorkomen, is het belangrijk te onthouden dat het fundamentele verschil is of lichtgolflengten worden tegengehouden door de gekleurde stoffen voordat het licht het oog bereikt (de lichtmenging vindt plaats in de buitenwereld), of dat lichtgolflengten afzonderlijk de receptorkegeltjes kunnen bereiken (de lichtmenging vindt plaats in het oog).

Bij de demonstratie van additieve kleurmenging met gekleurde transmissiefilters wordt een geel filter over een witte lichtbundel geplaatst en een blauw filter over een tweede witte lichtbundel. De twee gekleurde lichtbundels worden vervolgens op een reflecterend oppervlak geprojecteerd. Omdat elk filter over een aparte lichtbundel wordt geplaatst, worden zowel het blauwe als het gele licht naar het oog gereflecteerd. Daar beïnvloeden ze de kegeltjes in het oog, waardoor de waarneming van "wit" licht ontstaat. De demonstratie van subtractieve kleurmenging daarentegen wordt uitgevoerd met dezelfde gele en blauwe filters, maar dan beide over één enkele lichtbundel. De twee filters werken dan samen om licht te absorberen voordat het het oog bereikt. Alleen golflengten in het "groene" deel van het spectrum kunnen door beide filters heen, dus zien we groen.

Bij verf of inkt wordt de demonstratie van additieve kleurmenging uitgevoerd door de twee verfsoorten op een kleurentol te laten draaien , of door de twee kleuren als dicht bij elkaar liggende stippen af ​​te drukken met behulp van rasterdruk. In beide gevallen kan elke verfkleur afzonderlijk nog steeds licht reflecteren naar het oog, ook al worden ze optisch gemengd door bewegingsonscherpte of visuele fusie . Wanneer ze fysiek worden gemengd als verf of inkt, heffen ze elkaars reflectie op, waardoor een subtractieve kleurmenging ontstaat.

Tot slot is het duidelijk waarom rood en blauw geen subtractieve primaire kleuren zijn . Rode verf reflecteert alleen licht van het "rode" uiteinde van het spectrum; het stimuleert voornamelijk de L-  kegeltjes, maar niet de M-  of S- kegeltjes . De meeste blauwe verven reflecteren voornamelijk "blauw" en een beetje "groen" licht, waardoor de S-  en M  -kegeltjes worden gestimuleerd, maar niet de L- kegeltjes . Het mengen van beide kleuren levert daarom een ​​zeer doffe paarse kleur op, omdat de twee kleuren geen reflectie gemeen hebben: de meeste golflengten die door de ene kleur worden gereflecteerd, worden door de andere geabsorbeerd.

Dezelfde overwegingen verklaren waarom de additieve RGB- primaire kleuren alleen effectief zijn bij lichtprikkels, zoals televisies of computermonitoren, maar niet bij verf of inkt. Er is geen gedeelde reflectie in de reflectiecurven van rood-oranje, groen en blauwviolet, waardoor deze bij subtractieve menging zeer doffe, donkere kleuren opleveren. De additieve primaire kleuren zijn alleen effectief wanneer de menging in het netvlies plaatsvindt.

Om dezelfde reden zijn de CYM- primaire kleuren niet effectief in televisies of computermonitoren. Er is een grote overlap in de emissiecurven van cyaan, geel en magenta licht, waardoor hun additieve lichtmengsels wit en helder lijken – het equivalent van donker en dof bij subtractieve menging. De subtractieve primaire kleuren zijn alleen effectief wanneer de menging in materialen plaatsvindt.

Partitieve menging . Ten slotte is er een hybride vorm van kleurmenging die optreedt in een afbeelding die bestaat uit kleine, afzonderlijke maar dicht opeengepakte kleurpunten of pixels die door het oog worden waargenomen als een visueel continu kleurvlak. Het onderzoeken van deze technologie zal de verschillen tussen additieve en subtractieve kleurmenging verder verduidelijken.

De tekst en elke afbeelding op deze webpagina worden op uw kleurenscherm gegenereerd door duizenden minuscule RGB- lichtjes die te klein zijn om optisch of retinaal te worden waargenomen: het oog mengt ze tot een textuurloos oppervlak. Deze visuele samensmelting is ook de reden waarom homogene kleurvlakken ontstaan ​​uit een raster van halftonen of overlappende gekleurde stippen in gedrukte boeken en tijdschriften, en waarom egale kleuren ontstaan ​​door de miljoenen minuscule kleurstofmoleculen die in kleurenfotopapier zijn verwerkt.

Computermonitoren gebruiken RGB- primaire kleuren om kleurmengsels te creëren, terwijl alle foto's en afgedrukte kleurenafbeeldingen in plaats daarvan de subtractieve CYM- primaire kleuren gebruiken. De vraag rijst dan ook: waarom worden de additieve RGB- primaire kleuren niet gebruikt in drukwerk en fotografie, net zoals in computermonitoren?

Om het antwoord te begrijpen, is het handig om eerst het onderstaande diagram af te drukken op uw kleurenprinter.

de subtractieve primaire kleuren als additieve RGB-lichten en als additieve RGB-pixels

In deze afbeelding zijn de CYM- kleurgebieden in de bovenste rij feitelijk op de computermonitor gecreëerd door de visuele fusie en additieve menging van twee van de drie RGB- monitorlampjes. Deze zijn fysiek van elkaar te onderscheiden, maar te klein om door het oog als een stippenpatroon te worden waargenomen.

De kleurvlakken in de onderste rij zijn ontstaan ​​door de visuele fusie van afwisselende RGB- pixels. Elke pixel bevat drie monitorlampjes, waardoor de hoeveelheid zwart (niet-verlicht) gebied binnen elke kleur verdubbelt. (Bekijk de twee gebieden met een vergrootglas.) Deze verdubbelde zwarte ruimte tussen de lampjes maakt de schermtextuur voldoende ruw om deze zichtbaar te maken.

de subtractieve primaire kleuren als pure CYM-inkten en als additieve RGB-rasterpunten

De afgedrukte versie ziet er heel anders uit, vooral in het geel (zie afbeelding hierboven). De printer heeft stilletjes een zuivere gele inkt gebruikt in plaats van de gele R + G- lichtmix van de monitor. Uw computerscherm is echter in principe een lichtbron, ondanks de illusie (gecreëerd door de gedempte "witte" helderheid en het lichte zwartmakende effect van de lichtopeningen in de monitor) dat het een oppervlak is. Het bedrukte papier is een echt oppervlak en daarom hebben de inkten die erop gedrukt zijn de absorberende grijstint die kenmerkend is voor de kleurwaarneming van oppervlakken.

Als u het afgedrukte diagram naast uw computermonitor houdt en het papier zo verlicht dat het net zo wit lijkt als het wit van uw computerscherm, zult u zien dat de inkt donkerder en minder verzadigd lijkt dan de kleuren van de monitor. Het eerste probleem is dus dat absorberende inkten van nature een minder effectieve lichtbron zijn dan uitstralende lichtbronnen.

Als je de afdruk vervolgens apart bekijkt, zie je dat het geel dat is ontstaan ​​door de pure gele inkt (bovenste rij) veel helderder is dan het geel dat is ontstaan ​​door de visuele samensmelting van afwisselende, afgedrukte rode en groene stippen. Je printer print de pixels zonder zwarte ruimte ertussen, waardoor de verdonkering niet hetzelfde is als op je monitor; visuele samensmelting middelt namelijk de helderheid (reflectie) van aangrenzende stippen; ze worden niet bij elkaar opgeteld zoals bij gemengde lichtmengsels. De gemiddelde helderheid van rode of groene inkt is veel lager dan die van pure gele inkt, waardoor het visueel samengesmolten en additief geïnterpreteerde geel veel donkerder lijkt en daardoor meer neigt naar een doffe oker- of bruine tint. Een vergelijkbare verdonkering treedt op bij de cyaan- en magentamengsels.

De RGB- primaire kleuren hebben dus drie nadelen wanneer ze op oppervlakken worden weergegeven: (1) ze verliezen het grotere luminantiecontrast dat mogelijk is in lichtbronnen, en (2) als oppervlaktekleuren zijn de RGB-inkten veel donkerder dan zuivere cyaan-, gele of magenta-inkten. Dit beperkt hun effectiviteit bij de additieve kleurmenging die wordt veroorzaakt door visuele fusie aanzienlijk.

Omdat RGB-inkten aanzienlijk donkerdere subtractieve mengsels opleveren — denk aan het mengen van geel uit rode en groene verf! — (3) zouden RGB-inkten als afzonderlijke, niet-overlappende stippen moeten worden afgedrukt. Dit zou de visuele textuur van een afgedrukte afbeelding verdubbelen en de registratieprecisie (puntuitlijning) die nodig is voor een scherpe afbeelding aanzienlijk vergroten.

Omdat subtractieve kleuren op een enkele punt- of pixelpositie over elkaar heen gedrukt kunnen worden om een ​​subtractieve menging met elkaar en met het witte papier te creëren, produceren ze een veel fijnere visuele textuur met minder registratieprecisie. De overdruk creëert tevens subtractief het scala aan oranje, groene en violette kleuren dat nodig is om de kleurencirkel te voltooien. Deze punten van subtractieve menging worden door visuele fusie vervaagd en vervolgens gemiddeld door additieve kleurmenging. Dit zorgt voor een acceptabele simulatie op gedrukte oppervlakken en fotopapier van de helderheid en het contrast die worden ervaren in de lichtbeelden van monitorfosforen, projectietransparanten en de oppervlakken van de echte wereld.

Substantieonzekerheid . In mijn uitleg over additieve en subtractieve kleurmenging ( hierboven ) heb ik gesteld dat subtractieve kleurmenging onvoorspelbaar en op zijn best een benadering is, en dat dit komt door de complexiteit van de kleurmenging van materialen.

Nu bekijken we dat probleem aan de hand van specifieke voorbeelden. Deze voorbeelden illustreren de verschillen tussen de vier soorten kleur – conceptuele kleur, visuele kleur, stralingskleur en materiële kleur – terwijl we proberen materiële kleurmengsels te begrijpen.

Visuele kleur versus materiële kleur . Laten we om te beginnen het onderscheid verduidelijken tussen materiële kleur, het fysieke pigment of de kleurstof, de stralende kleur van de lichtgolflengten die een verf, kleurstof of inkt reflecteert naar onze ogen, en visuele kleur, de kleur van verf, kleurstof of inkt die we waarnemen.

De kleur van een materiaal – de lichtabsorberende en lichtreflecterende eigenschappen van een pigment of kleurstof – wordt precies beschreven door de spectrale reflectiecurve of stralingskleur. Daarom bevat de handleiding voor aquarelpigmenten de reflectiecurve van alle belangrijke pigmenten, die te vinden is via het spectrumicoon .

Als we alleen geïnteresseerd zijn in het uiterlijk van een pigment of kleurstof op zich, dan bepaalt de stralende kleur op zijn beurt de reacties van de fotoreceptoren onder normale kijkomstandigheden, oftewel de visuele kleur van het materiaal .

Zolang we alleen de stralende kleur beschouwen, of het mengsel van afzonderlijke stralende kleuren die het oog tegelijkertijd prikkelen (bijvoorbeeld wanneer twee gefilterde lichtbundels elkaar overlappen op een wit oppervlak, of wanneer twee pigment- of inktkleuren visueel worden gemengd met een gekleurde toplaag), bevinden we ons in het domein van de additieve kleurentheorie. Het voorspellen van deze kleurmengsels met behulp van de afzonderlijke reflectiecurven is eenvoudig en, voor een perceptuele voorspelling, opmerkelijk nauwkeurig.

Maar wanneer twee of meer materiaalkleuren fysiek met elkaar worden gemengd (bijvoorbeeld wanneer een enkele lichtstraal door twee afzonderlijke filters wordt geleid, of twee pigmenten in hetzelfde bindmiddel worden gemengd, of twee inkten over elkaar heen op hetzelfde substraat worden gedrukt), reageren alle fysieke eigenschappen van de stoffen op elkaar. Dit kan ertoe leiden dat hun stralende kleuren op onverwachte manieren combineren en een zeer onverwacht visueel kleurresultaat opleveren.

De belangrijkste aspecten van deze fysische mengsels zijn:

38. Visuele kleur kan geen unieke materiaalkleur (fysieke substantie) of stralingskleur (reflectie- of transmissiecurve) identificeren.

Dezelfde groene visuele kleur kan worden geproduceerd door veel verschillende materiaalkleuren en/of stralingskleuren, een perceptuele ambiguïteit die bekend staat als materiaalmetamerisme . Omdat mengsels van materiaalkleuren zeer specifiek zijn in hun effect op de stralingskleur, kunnen verschillende materiaalkleuren dezelfde "groene kleur" lijken te hebben, maar zullen ze verschillende blauwe kleuren produceren wanneer ze elk met dezelfde paarse verf worden gemengd. Helaas is de visuele kleur van de verf, en niet de reflectiecurve (stralingskleur), het enige waarmee een schilder gemakkelijk kan werken.

39. De stralingskleur (reflectie- of transmissiecurve) verandert met de fysieke toestand van de materiaalkleur.

Een pigment zoals chinacridonviolet (PV19) heeft geen vaste stralingskleureigenschappen. De reflectiecurve, en daarmee de waargenomen kleur onder standaard kijkomstandigheden, verandert met de fysieke toestand van het pigment: het pigment kan droog of nat zijn, het kan in water of olie opgelost zijn, het kan verdund of geconcentreerd zijn, en het kan als een dunne of dikke laag worden weergegeven (diagram rechts). Bij de meeste kleurstoffen zal elk van deze fysieke veranderingen de straling en het subtractieve menggedrag van de kleurstof beïnvloeden.

40. De afzonderlijke stralende kleuren van pigmenten kunnen de visuele kleur van hun subtractieve mengsel niet bepalen.

Een kleurstof heeft veel meer fysieke eigenschappen dan alleen de reflectie. Dezelfde reflectiecurve kan worden geproduceerd door stoffen die sterk verschillen in deeltjesgrootte, brekingsindex, transparantie (dekkracht) en kleurintensiteit. Al deze factoren kunnen van invloed zijn op hoe de kleurstoffen eruitzien wanneer ze in een bindmiddel worden gedispergeerd, of welke kleurstof dominant is in een mengsel met andere kleurstoffen of pigmenten.

41. Subtractief mengen gedraagt ​​zich anders bij verschillende soorten materiaalmengsels.

Dezelfde pigmenten of kleurstoffen zullen, wanneer ze in verschillende media worden gemengd, verschillende kleurmengsels opleveren. Subtractieve mengsels van reflecterende verf of kleurstoffen volgen andere mengregels dan subtractieve mengsels van doorlatende filters; verf aangebracht op sterk absorberend wit papier lijkt doffer en witter dan verf aangebracht op zwaar geprepareerd wit papier; pigmenten aangebracht als aquarelverf (die geen verflaag vormt ) zien er anders uit dan verf aangebracht als olieverf of acrylverf (die wel een verflaag vormt).

Elk van deze problemen, afzonderlijk beschouwd, kan aanzienlijke problemen opleveren bij het beschrijven of "voorspellen" van kleurmengsels van materialen. Gecombineerd maken ze elke generalisatie op basis van visuele of conceptuele kleuren onmogelijk.

Zelfs als we alle belangrijke fysische eigenschappen van de kleurstoffen die we mengen kennen, is het voorspellen van hun subtractieve menging op basis van hun afzonderlijke reflectiecurven wiskundig complex. Zoals een kleurchemicus in de auto-industrie me uitlegde: je mengt de twee pigmenten en kijkt wat je krijgt. Of zoals ik het graag zeg: concepten voor subtractieve kleurmenging zijn alleen bruikbaar als kompas voor kleurimprovisatie .

Visuele kleur kan de materiaalsamenstelling niet voorspellen . Om de omvang van deze problemen te verduidelijken, beperken we de discussie voorlopig tot materiaalmetamerie. Dit dicteert de moderne kleurentheorieregel dat

42. De visuele kleur van een verf is geen voorspelling van de visuele kleur van mengsels die met die verf worden gemaakt.

De reflectiecurve verandert
met de fysische toestand.

De reflectiecurve van chinacridonviolet (PV19) verandert van vorm, niet alleen van het algehele niveau, wanneer het wordt verdund met een tint.

Er bestaat een conceptuele en een feitelijke manier om de complexiteit van het metamerische probleem aan te tonen. Laten we beginnen met een conceptuele illustratie.

Stel je twee geïdealiseerde fotografische gelfilters (transparante filters) voor, ontworpen om ofwel 100% ofwel 0% van het licht bij elke golflengte door te laten. Er zijn geen beperkingen aan de combinatie van specifieke golflengten die we kunnen filteren, behalve dat in elk geval het ene filter een "witte" lichtstraal geel moet laten lijken en het andere een "witte" lichtstraal oranje moet laten lijken.

We plaatsen de twee filters voor een enkele bundel "wit" licht. De schijnbare kleur van het doorgelaten licht is dan het additieve (retinale) mengsel van alle golflengten die door het subtractieve (materiële) mengsel van de afzonderlijke spectrale transmissieprofielen worden doorgelaten.

Welke kleur ontstaat er door deze menging van een visueel geel en een visueel oranje? Zoals de onderstaande voorbeelden laten zien, is het antwoord: dat is onmogelijk te zeggen!

subtractieve mengsels van verschillende gele en oranje filters

In de vijf voorbeelden zou elk paar ideale filters geel en oranje lijken — ze zouden allemaal dezelfde tint hebben, hoewel ze zouden verschillen in helderheid of verzadiging. Toch zou hun combinatie zeer verschillende resultaten opleveren, afhankelijk van de specifieke overlap in hun transmissieprofielen. Geel en oranje kunnen combineren tot geel, oranje, rood of zwart... gele en oranje filters zouden zelfs groen kunnen vormen!

Deze conceptuele voorbeelden tonen aan dat er geen logisch of noodzakelijk verband bestaat tussen de visuele kleur van twee stoffen en de kleur van hun subtractieve mengsel. Er kunnen nooit universele of onveranderlijke kleurmengregels bestaan ​​bij subtractieve kleurmenging – die bestaan ​​simpelweg niet.

Materiaalkleurmenging in verf . Maar laten we praktisch blijven. De extreme, geïdealiseerde filters die ik heb beschreven, zijn fysiek onmogelijk. En we kunnen zeker geen rode kleur mengen uit twee grijze verfsoorten! In feite verschijnen er vaak zeer nuttige regelmatigheden of patronen in de manier waarop gekleurde stoffen zich mengen.

Die patronen ontstaan ​​omdat we in een reële wereld van atomaire stoffen leven, en de atomaire oorzaken van kleur volgen de organiserende patronen van chemie en natuurkunde. Deze leiden in de meeste stoffen tot transmissie- of reflectiecurven die een regelmatiger patroon volgen, zoals het "warme klif" -profiel dat kenmerkend is voor verzadigde rode, oranje en gele verf en filters. Bovendien werken schilders met een zeer beperkt scala aan gekleurde stoffen – chemisch zuivere en complexe kleurstoffen, de pigmenten in hun verf – en moderne kleurstoffen creëren een vrij voorspelbaar domein van reflectieprofielen.

We moeten dus kijken naar verfkleurmengsels om de praktische impact van het metamerische probleem voor schilders (of iedereen die verf, kleurstoffen of inkt mengt) te beoordelen.

Laten we daarvoor eens kijken wat er gebeurt met de meest expliciete verfmengtest die er is (en de meest geliefde in de traditionele kleurentheorie): het maken van een puur grijs mengsel van twee complementaire verfkleuren .

De test is eenvoudig (hoewel tijdrovend). De resultaten die ik hier zal laten zien, worden uitgebreid beschreven op deze pagina , maar de logica achter de test is gemakkelijk te begrijpen.

Begin met het ordenen van alle beschikbare 'warme' kleuren, van groengeel tot violet, op één kant van een vel papier. Gebruik hiervoor alleen de visuele kleuraanduiding. Rangschik vervolgens alle complementaire 'koele' kleuren, van blauwviolet tot geelgroen, op de tegenoverliggende kant. Schuif de kleuren aan elke kant omhoog of omlaag totdat de complementaire mengkleuren recht tegenover elkaar staan: violetblauw tegenover geel, blauw tegenover donkergeel, groenblauw tegenover oranje, enzovoort.

Meng vervolgens alle mogelijke combinaties van een warme verf met een koele verf en bepaal visueel welke verfcombinaties een neutrale (grijze of zwarte) kleur opleveren.

Verbind tot slot deze visueel geverifieerde, complementaire mengkleuren met een donkere lijn.

Als complementaire verfmengsels exact worden bepaald door de visuele kleur van de verf, en als alle verfsoorten regelmatige, eenvoudige reflectiecurven hebben, dan zouden de lijnen die deze complementaire paren verbinden ongeveer parallel moeten lopen (diagram rechts). Naarmate de tint van de warme verf verandert van diepgeel naar violet, zou de tint van het complementaire mengsel in gelijke mate moeten veranderen van blauwviolet naar groen.

Dit is precies wat er niet gebeurt, zoals hieronder wordt aangetoond.

Onzekerheid over de samenstelling van aquarelverfmengsels

Het mengen van complementaire kleuren zoals gemeten op het a*b* -vlak in CIELAB: pigmenten die "zuiver grijs" mengsels vormen, worden verbonden door donkere lijnen, "bijna grijs" mengsels door lichte lijnen (zie deze pagina voor meer informatie).

De menglijnen van de verschillende pigmenten waaieren uit elkaar, of buigen willekeurig omhoog of omlaag. En dit komt niet alleen doordat er meer pigmenten aan de warme kant zijn, of doordat de warme pigmenttinten meer op elkaar lijken. Neem bijvoorbeeld de voorbeelden (zie diagram hieronder) waarbij twee pigmenten met zeer verschillende visuele kleuren een perfect grijs mengsel vormen met een derde verfkleur. (De twee voorbeelden helemaal rechts laten zien dat twee visueel verschillende pigmenten dezelfde mengcomplementen kunnen hebben.)

visuele kleurvariatie tussen complementaire materiaalkleuren

Hetzelfde pigment (bovenste rij) mengt een zuiver grijs met elk van de twee pigmenten die in het kader zijn weergegeven (onderste twee rijen); het diagram komt overeen met de kleurweergave van het pigment zoals gemeten in de CIELAB-kleurruimte met een spectrofotometer.

Deze demonstratie laat duidelijk zien waarom een ​​kleurencirkel , die verfsoorten rond de kleurencirkel rangschikt op basis van hun complementaire mengkleuren, nooit het menggedrag van pigmenten of verf nauwkeurig kan definiëren. Als we kobaltblauwgroen ( PG50 ) recht tegenover zijn complementaire mengkleur pyrroloranje ( PO73 ) plaatsen, dan zal het niet tegenover zijn andere complementaire mengkleur, peryleenmaroon ( PR179 ), staan. Als we kobaltblauwgroen op een gemiddelde positie plaatsen, tegenover de middelste tint tussen pyrroloranje en peryleenmaroon, dan zouden we viridiaan ( PG18 ) op precies dezelfde positie moeten plaatsen, omdat het precies dezelfde complementaire mengkleuren heeft!

Het diagram laat ook de beperkingen zien van het gebruik van conceptuele kleuren, zoals de traditionele 'primaire' kleuren uit de kleurentheorie, om kleurmenging te verklaren. Kobaltblauwgroen ( PG50 ) mengt bijvoorbeeld een puur grijs met zowel pyrroloranje ( PO73 ) als cadmiumrood diep ( PR108 ). Maar pyrroloranje heeft een duidelijk gele component in zijn tint en bevat daarom aanzienlijk meer 'gele primaire' kleur dan cadmiumrood diep. Hoe kan een verf met meer 'gele primaire' kleur dan hetzelfde grijs mengen met dezelfde groenblauwe verf? De conceptuele 'primaire' kleuren hebben geen logische of noodzakelijke connectie met de visuele kleur van twee materiële kleuren, of met de kleur van hun fysieke menging.

De beperkende wetten van de natuurkunde en de pigmentchemie halen ons weliswaar uit die geïdealiseerde voorbeelden van transmissiefilters, waar subtractieve kleurentheorie helemaal niet bestaat. Maar ze brengen ons niet helemaal naar een perfecte wereld waar pigmenten met dezelfde visuele kleur op een consistente manier mengen. We belanden ergens in het midden – in een vage, rommelige realiteit waar subtractieve kleurmenging een echte, rommelige bende is.

Andere factoren in materiaalmengsels . Zouden we de onzekerheid over de samenstelling niet kunnen vermijden als we alleen kleurstoffen met regelmatige en eenvoudige reflectiecurven zouden kunnen gebruiken? Het antwoord is nee: de onzekerheid over de samenstelling komt voort uit de vele onzichtbare verschillen in de materiaaleigenschappen van pigmenten – brekingsindex, deeltjesgrootte, kristalvorm, dekkracht en kleurkracht. Zo hebben de pigmenten cadmiumgeel medium ( PY35 ) en hansageel medium ( PY97 ) bijna identieke reflectiecurven , maar leveren ze zichtbaar verschillende mengsels op met andere verfsoorten, omdat hun brekingsindices (het uiterlijk in de verfmassa) zo verschillend zijn.

geïdealiseerde subtractieve menging van complementen in aquarelverfmengsels

Wat als we op de een of andere manier verf konden maken waarbij elke zichtbare kleur dezelfde reflectiecurve had, en ervoor konden zorgen dat elke verf exact dezelfde materiaaleigenschappen had – zou dat het probleem dan niet oplossen? Het antwoord is wederom nee: omdat alle materiaaleigenschappen van het mengsel een rol spelen, inclusief de materiaaleigenschappen van de drager en de manier waarop de verf wordt aangebracht.

De eigenschappen van verschillende papier- of canvasdragers hebben een aanzienlijke invloed. Glanzend, sterk reflecterend wit papier kan tot wel 24.000 verschillende kleurmengsels weergeven met moderne CYM-inkten. Dezelfde inkten, afgedrukt op gewoon krantenpapier, genereren een veel kleiner kleurenbereik van misschien slechts 2.000 verschillende kleuren – en deze zijn allemaal aanzienlijk doffer en donkerder. Bij aquarelverf zal sterk absorberend papier (dat de pigmentdeeltjes tussen de cellulosevezels trekt) lichtere, doffere kleurmengsels produceren dan sterk gelijmd, warmgeperst, niet-absorberend papier. Het aanbrengen van verf op papier mengt in feite drie lichtreflecterende stoffen – de twee verfsoorten in het mengsel en het papier – waardoor de materiaaleigenschappen van alle drie de uiteindelijke kleur bepalen.

Kleurenmengsels hangen ook af van de manier waarop de verf wordt aangebracht. Een bekend voorbeeld voor aquarellisten doet zich voor wanneer verf wordt gemengd door te glaceren of de ene kleur over de andere aan te brengen: cadmiumgeel over ftalogroen is een lichter en minder verzadigd mengsel dan ftalogroen geglazuurd over cadmiumgeel, ook al hebben we dezelfde verf in dezelfde hoeveelheden op hetzelfde papier aangebracht.

Deze complicaties van materiële metamerie, fysieke eigenschappen, ondersteunende eigenschappen en toepassingsmethoden dragen allemaal bij aan hetzelfde principe van de moderne kleurentheorie: visuele kleur voorspelt niet de kleur van een materiaalmengsel . De subtractieve kleurmengingstheorie, die probeert de additieve kleurmengingstheorie na te bootsen, neemt veel te veel hooi op haar vork.

De kleur zit in het mengsel . De onzekerheid over de substantie is zo'n lastig probleem dat de traditionele kleurentheorie er maar op één manier mee omgaat: door het te negeren! Of, erger nog, door het te ontkennen en kleurmengsels te ordenen binnen geïdealiseerde driehoeken of cirkels.

De kunstenaar die verf probeert te mengen volgens deze geïdealiseerde, perfecte regels van de kleurentheorie, wordt tot op zekere hoogte geleid, maar raakt vaak ook in de war door de vele uitzonderingen die daaruit voortvloeien. Schilders die kleurentheorie leren aan de hand van de visuele kleuren van verf, gerangschikt op een kleurencirkel, leren conceptuele tinten te mengen – "geel en blauw maken groen" – in plaats van verf.

Als visuele kleur werkelijk losstaat van materiële kleur, hoe kunnen we kleur dan als basisprincipe hanteren? Aan welke vorm van kleur moeten we dan denken? Voorlopig lijkt er weer een nieuwe regel in de moderne kleurentheorie te zijn:

43. De materiële kleur van een verf wordt bepaald door de visuele kleuren die ontstaan ​​bij menging met alle andere verfsoorten.

Maar dit roept de vraag op: hoe definiëren we de conceptuele kleur van een verf? Als twee 'blauwe' verven verschillend mengen, of als een turquoise en een blauwgroene verf op dezelfde manier mengen, dan hebben we een kleurenspectrum, of een kleurentaal, nodig die die verschillen kan uitdrukken.

Om dit soort conceptuele kleurentaal te creëren, moeten we de kleurrelaties onderzoeken die in de traditionele kleurentheorie zijn uitgedrukt als eenvoudige geometrische vormen van cirkels of driehoeken. En we moeten de concepten van een kleurengamma leren kennen , die ons helpen het gedrag van specifieke verfsoorten te visualiseren.

visuele kleurrelaties

In de voorgaande twee secties zijn additieve en subtractieve kleurmenging, en de problematiek van materiële onzekerheid, gebruikt om de verschillen tussen conceptuele, visuele en materiële kleur te illustreren.

Nu gaan we in op de kwestie van kleurrelaties in het algemeen, ofwel hoe de kunstenaar het beste over kleur kan "nadenken".

Het zal duidelijk zijn dat de meest geschikte kleurvorm voor dit gebied de visuele kleur is. Materiële kleur is te onbetrouwbaar of te variabel om als basiskader voor kleurrelaties te dienen, en conceptuele kleur vertegenwoordigt ideeën die vanuit ervaring ontwikkeld moeten worden.

44. Visuele kleur, het domein van kleurbeleving, vormt de basis voor alle conceptuele kleurrelaties.

De concepten verlichtingssterkte en luminantie . De fundamentele visuele kleurrelatie wordt bepaald door de manier waarop kleuren verschijnen onder verschillende niveaus van verlichtingssterkte of luminantie, twee concepten die alle kunstenaars en fotografen goed moeten begrijpen. Hun effect op de visuele kleur is aanzienlijk.

Het diagram (rechts) toont de relatieve verhouding tussen referentiewaarden voor verlichtingssterkte en luminantie in een reeks gangbare lichtomgevingen . De grafiek is zo ontworpen dat een verlichtingsniveau recht tegenover de luminantie staat die het op een wit oppervlak zou creëren.

Verlichtingssterkte is de hoeveelheid licht die op een oppervlak valt. In de meeste omgevingen zijn er veel verschillende oppervlakken zichtbaar, en die ontvangen allemaal verschillende hoeveelheden licht; de gemiddelde verlichtingssterkte over alle oppervlakken die niet in de schaduw liggen, is de omgevingsverlichting .

De lichtsterkte is afhankelijk van de afstand. De lichtsterkte neemt af met het omgekeerde kwadraat van de afstand : als je twee keer zo ver van een lichtbron verwijderd bent, neemt de lichtsterkte af tot 1 gedeeld door 2 in het kwadraat, oftewel 1/4; of, als je de afstand tot een lichtbron halveert, neemt de lichtsterkte toe met 1 gedeeld door 1/4, oftewel 4 keer (de wet van het omgekeerde kwadraat ). Met behulp van de grafiek rechts kunnen we berekenen dat een enkele waskaars op 32 meter afstand dezelfde lichtsterkte geeft als een sterrenhemel.

Paradoxaal genoeg is lichtsterkte altijd onzichtbaar: we kunnen de lichtsterkte in een lichtomgeving niet met het blote oog beoordelen. In plaats daarvan beoordelen we deze indirect, via de helderheid die zichtbaar is in het licht dat van objecten en oppervlakken weerkaatst.

Luminantie is de lichtsterkte die een lichtbron gemiddeld over het zichtbare oppervlak ontvangt.

De helderheid hangt af van de fysieke grootte van de lichtbron, niet van de afstand tot ons. Als twee lichtbronnen op dezelfde afstand dezelfde lichtsterkte leveren, zal de fysiek kleinere bron helderder lijken. Als we ons van een lichtbron verwijderen, neemt de visuele grootte van de bron af in dezelfde omgekeerde kwadratische verhouding als de ontvangen lichtsterkte, waardoor de helderheid constant blijft.

Het diagram (rechts) illustreert de relatie tussen schijnbare grootte, luminantie en verlichtingssterkte. De luminantie van de lichtbron is echter afhankelijk van de grootte ervan. Omdat de maan visueel klein is, lijkt deze veel helderder dan een wit vel papier dat hij verlicht. Omdat de hemel visueel erg groot is, is deze slechts zo helder als het papier dat hij verlicht. Dit is de reden voor het gebruik van grote, diffuus lichtgevende panelen in moderne kantoorruimtes: ze leveren veel licht zonder de schijnbare felheid die vermoeidheid van de ogen kan veroorzaken.

De hoeveelheid licht die een receptoroppervlak kan bereiken, hangt af van het oppervlak dat het licht ontvangt, oftewel de grootte van de lichtopening ( diafragma ). Door onze pupillen te verkleinen, lijken lichtbronnen minder fel, en door het diafragma van een camera te sluiten, wordt de belichtingstijd van de film verlengd; de helderheid van het licht dat we zien, hangt mede af van de diameter van onze pupil.

Onder verschillende adaptatieniveaus (dag versus nacht) en lichtomstandigheden (een kamerinterieur in de schaduw en, door een raam, een landschap in het daglicht), kan het menselijk oog helderheidsverschillen nauwkeurig waarnemen binnen een relatief constant helderheidsbereik van ongeveer 5 log-eenheden, oftewel een verhouding van 1:100.000 (diagram rechts). Dit is de contrastverhouding . Helderheden buiten dit bereik verschijnen als zwart of ongedifferentieerde donkere gebieden, of als fel licht.

Een vergelijking van veelvoorkomende lichtomstandigheden (logaritmische schaal)

Bij 1 lux = 0,31 candela/m² ^komt de luminantie van een wit vel papier overeen met de lichtsterkte die op het papier valt.

Alle fotografische en schilderkunstige media hebben vergelijkbare, maar veel kleinere luminantiecontrastverhoudingen , over het algemeen in de orde van 1:100. ( De contrastverhoudingen van media , zoals de dichtheid van kleurpigmenten of de lichtstappen van een monitor, zijn vaak groter dan de zichtbare contrastverhouding.) Als we de sterren in onze afbeelding willen opnemen, kunnen we niets dat veel helderder is dan de maan in dezelfde afbeelding nauwkeurig weergeven. Als ons helderste wit een wit oppervlak in zonlicht is, dan zijn onze zwarttinten in werkelijkheid helderder dan een wit oppervlak onder kantoorverlichting (afbeelding rechts).

Het proces waarbij het visuele bereik van helderheids- en kleurwaarden binnen het kleinere contrastbereik van materiaalkleurstoffen (voor fotografie, schilderkunst en digitale media) wordt weergegeven, wordt kleurbereikmapping of toonmapping genoemd . Deze procedure wordt uitgelegd op de pagina over toonwaarden .

Visuele kleur- en helderheidsadaptatie . Naarmate de lichtsterkte toe- of afneemt, neemt de helderheid van de oppervlakken evenredig toe of af. Het oog past zijn gevoeligheid aan zodat het visuele reactiebereik de gemiddelde helderheid van de oppervlakken omvat: dit noemen we helderheidsadaptatie . Om dit adaptatiebereik te behouden, vermijden we direct in de ogen kijkende lichtbronnen.

De visuele kleur verandert aanzienlijk bij verschillende niveaus van luminantie-adaptatie. De drie basisadaptatieregimes zijn:

•  fotopisch (boven ~1000 lux) - kleurwaarneming is aanwezig en het contrast tussen helderheid, tint en verzadiging is maximaal; het contrast is versterkt bij donkere waarden en de kleurweergave van lichtbronnen wordt vertroebeld door hun helderheid.

•  Mesopisch (~0,1 tot ~1000 lux) - kleurwaarneming is aanwezig, maar het contrast in helderheid en kleurverzadiging is verminderd, vooral bij donkere kleuren en bij lagere lichtniveaus. Het kleurcontrast is verminderd bij groen en blauw; de kleur van lichtbronnen wordt geaccentueerd door hun zwakte.

•  Scotopisch (onder ~0,1 lux) - kleurwaarneming ontbreekt en wordt vervangen door alleen gradaties van helderheid; het contrast in helderheid is sterk verminderd en verdwijnt bij donkere waarden; randcontrast en objectdetails worden aanzienlijk vervaagd.

De overgang van mesopische naar scotopische (licht naar donker) lichtniveaus produceert complexe en snel veranderende kleureffecten, die op deze pagina in detail worden beschreven .

Verandering in visuele kleur van mesopisch naar scotopisch zicht.

(links) kleurstalen bekeken bij ~200 lux; (rechts) kleurstalen bekeken bij ~0,2 lux, net voordat kleurwaarneming verloren gaat

Het diagram (hierboven) toont de visuele kleur van 24 aquarelverfkleuren, bekeken onder hemellichtomstandigheden bij zonsondergang en 45 minuten na zonsondergang, net voordat de overgang naar scotopisch zicht voltooid is. Het volledige kleurenspectrum is gereduceerd tot een beperkt scala aan warme en koele tinten, die qua helderheid zeer slecht van elkaar te onderscheiden zijn.

45. De lichtsterkte komt tot uiting in de kleurbeleving, als een kwalitatief kleurkenmerk of "kleurconsistentie".

De kleurbeleving registreert een wit oppervlak bij maanlicht niet slechts als een visueel grijs, zoals een materieel grijs oppervlak bij mesopische verlichting. De verschijning van het 'grijs' zelf is kwalitatief anders, waardoor we het verlichtingsniveau, of onze luminantie-adaptatie, in de kleurbeleving waarnemen . Dit is misschien wel het meest abstracte en subtiele aspect van kleur dat een kunstenaar kan waarnemen en in een beeld kan proberen weer te geven.

Visueel kleur- en lichtcontrast . We beoordelen kleuren ervan uitgaande dat alle zichtbare oppervlakken onder dezelfde lichtsterkte staan ​​en dat schaduwen allemaal in dezelfde richting vallen, weg van de dominante lichtbron.

Als de ruimtelijke verhoudingen die lichtverschillen veroorzaken onduidelijk zijn, lijdt onze visuele kleurwaarneming daaronder. Het contrast in kleurhelderheid, de schijnbare wit/grijswaarde, de verzadiging en zelfs de tint kunnen ernstig verstoord raken.

Isaac Newton erkende het belang van lichtsterktecontrast voor de visuele kleur al meer dan drie eeuwen geleden, toen hij de afhankelijkheid van helderheid in wit en grijs bestudeerde:

luminantieweergave binnen een beeldcontrastverhouding van 1:25 (~5 fotografische stops).

Gezien het feit dat deze grijze en doffe kleuren ook kunnen worden verkregen door het mengen van wit en zwart, en bijgevolg verschillen van perfect wit, niet in kleursoort, maar slechts in helderheid, is het duidelijk dat er niets meer nodig is om ze perfect wit te maken dan hun lichtsterkte voldoende te verhogen. ... En dit heb ik als volgt geprobeerd. Ik wreef [een mengsel van blauwe, groene, gele en rode pigmenten] dik op de vloer van mijn kamer, waar de zon erop scheen door het geopende raam; en ernaast, in de schaduw, legde ik een stuk wit papier van dezelfde grootte. Toen ik er een afstand van 12 of 18 voet van nam, ... bleek het poeder intens wit, zo wit zelfs dat het het papier zelf overtrof. — Opticks (1704), Boek I, Deel II, Experiment 15.

De afbeeldingen (rechts) tonen dezelfde materiaalkleur (een rode ijzeroxide- of "gebrande sienna"-verf), weergegeven als een zonovergoten gebied binnen een schaduwrijke omgeving, of een schaduwrijk gebied binnen een zonovergoten omgeving. Door contrast in belichting (variaties in de stralende kleur) kan dezelfde materiaalkleur oranje, bruin of zwart lijken.

46. ​​Het helderheidscontrast dat ontstaat door het verlichtingscontrast, zorgt voor een lokale toename van zowel het helderheidscontrast als het kleurcontrast, met minimale effecten op de tint.

Ik heb zelden een illusie van lichtcontrast ervaren: één keer, toen ik 's ochtends vroeg uit mijn slaapkamerraam keek naar de bouwplaats van mijn studio. Ik was verrast om een ​​onbekende, grote, feloranje doos te zien staan ​​in een hellend veld vlakbij, afgetekend tegen een achtergrond van donkere bomen. Pas na herhaaldelijk kijken realiseerde ik me dat het eigenlijk de donkerbruine kluis van de aannemer was, verlicht door een bijna horizontale zonnestraal die door de bomen achter mijn huis scheen.

Welnu, het komt niet zo zelden voor... minder gerenommeerde kunstgaleries simuleren kleurcontrast door schilderijen die aan een zwak verlichte muur hangen te belichten met behulp van spots met een zeer diffuse lichtbundel. Omdat de lichtbundelgrens niet zichtbaar is, zorgt het kleurcontrast ervoor dat de verfkleuren verzadigder en contrastrijker lijken dan wanneer zowel het schilderij als de muur onder dezelfde lichtbron worden bekeken.

Visuele kleur en ruimtelijke factoren . We zijn doorgaans bedreven in het interpreteren van de oneindige mogelijke variaties in lichtcontrast binnen lichtomgevingen, in termen van de ruimtelijke configuratie van oppervlakken.

De traditionele kleurentheorie heeft ruimtelijke effecten in visuele kleur vrijwel volledig genegeerd – de studies naar gesimuleerde transparantie door Joseph Albers vormen hierop een opmerkelijke uitzondering – maar deze effecten zijn ongelooflijk groot. We kunnen deze impact illustreren aan de hand van voorbeelden van parallel kleurcontrast.

Laten we eerst de traditionele kleurentheoretische weergave van vierkanten binnen vierkanten bekijken, het favoriete middel om het gelijktijdige kleurcontrast aan te tonen dat uitgebreid is gedemonstreerd door Michel-Eugène Chevreul (zie diagram hieronder).

gelijktijdig kleurcontrast

Twee verschillende centrale kleuren, gecontrasteerd in de middelste rij, tegen twee verschillende achtergrondkleuren, gecontrasteerd in de twee verticale kolommen; één centrale kleur verschijnt in de bovenste en onderste rij; helderheidswaarden ( L* ) inbegrepen.

Hier zien we de traditionele simultane contrasteffecten in zowel de bovenste als de onderste rij: de donkere centrale kleur lijkt donkerder op een lichte achtergrond, en de lichte centrale kleur lijkt lichter op een donkere achtergrond. Op basis hiervan lijkt het gezichtsvermogen primair ontworpen om verschillende gekleurde gebieden zo verschillend mogelijk te laten lijken, en de geïnduceerde verschuiving in de lichte en donkere gebieden lijkt ongeveer gelijk te zijn.

ruimtelijk kleurcontrast

een vel wit papier bekeken in direct licht en gedeeltelijke schaduw — (middelste rij) originele foto; (bovenste rij) verlicht papier gekopieerd naar het schaduwrijke gebied; (onderste rij) schaduwrijk papier gekopieerd naar het verlichte gebied;

Wanneer dezelfde gemiddelde kleurcontrasten in een ruimtelijke context worden geplaatst, hebben ze een andere en veel grotere impact. Het ogenschijnlijk neutrale helderheidsverschil tussen de twee achtergrondkleuren in de vorige afbeelding is nu een driedimensionaal verlichtingscontrast op hetzelfde ruimtelijke oppervlak. Dit vereist dat we het kleurcontrast – het contrast tussen de twee vellen papier – op een ruimtelijk consistente manier interpreteren. Twee effecten treden op:

•  Verhoogd contrast - de relatieve impact van de kleurverschillen wordt drastisch vergroot: we nemen een veel groter verschil waar tussen de verlichte en schaduwrijke oppervlakken dan bij de demonstratie met simultaan contrast.

•  Niet-lineair contrast - het contrast dat ontstaat door het schaduwrijke gebied naar een licht gebied te kopiëren, is veel groter dan het contrast dat ontstaat door het verlichte gebied naar een schaduwgebied te kopiëren: hetzelfde visuele contrast heeft een veel grotere "zwartheid"-impact. De verhouding van het helderheidscontrast is hetzelfde, maar in de onderste rij is de kleur zowel lichter als donkerder dan de achtergrond.

Deze enorme visuele verschillen duiden erop dat kleur niet slechts een medium is waarmee we de eigenschappen van lichtabsorberende materialen kunnen waarnemen, maar een medium waarmee we de realiteit van licht in driedimensionale ruimte kunnen zien.

47. Het gezichtsvermogen interpreteert oppervlaktehelderheid (reflectie) primair en bij voorkeur in termen van de ruimtelijke verdeling van licht in een driedimensionale omgeving.

We hoeven onze verbeelding niet te gebruiken om een ​​gebouw op een foto of een gezicht op een schilderij te herkennen.

Lichtbron en visuele kleur . De spectrale samenstelling van een lichtbron (samengevat als lichtbron ) bepaalt de kleurweergave, en dit heeft een significant effect op de kleurwaarneming.

In de meeste natuurlijke lichtomgevingen is daglicht (de combinatie van zonlicht en hemellicht) behoorlijk variabel gedurende de dag en afhankelijk van het weer. Deze veranderingen in het daglichtspectrum volgen echter een consistent chromatisch pad van een lichtblauwe tot een sterk gele tint. Deze chromatische veranderingen kunnen worden geïndexeerd als de gecorreleerde kleurtemperatuur (CCT) van het licht. Daglicht rond het middaguur heeft een CCT van ongeveer 6500, terwijl zonlicht bij zonsondergang een CCT van ongeveer 2000 heeft. CCT's kunnen ook worden gebruikt om kunstmatige lichtbronnen te beschrijven; de meeste gloeilampen hebben een CCT onder de 3000, wat tamelijk geel is.

Ons visuele systeem is aangepast om de effecten van matige kleurverschillen in licht, met name in het daglichtspectrum, te elimineren door middel van chromatische adaptatie . Dit gebeurt wanneer de lichtbronnen bijdragen aan de lichtomgeving, wat het duidelijkst zichtbaar is 's nachts. Wanneer we na zonsondergang binnen zijn, zal het licht van gloeilampen of een televisiescherm in een donkere kamer "wit" lijken; maar als we deze lichten van buitenaf bekijken, wanneer het licht op een wit laken of raamgordijn valt, zal dezelfde verlichting duidelijk geel of blauw lijken.

In extremere gevallen, zoals bij licht van een warmtelamp of ultraviolet licht (black light), kan de kleurafwijking niet worden geëlimineerd door chromatische adaptatie. Toch kunnen we de kleuren nog steeds nauwkeurig waarnemen, alsof we normaal verlichte kleuren door een getinte bril zien.

Alle oppervlaktekleuren worden beïnvloed door de kleurnuance van de verlichting. Deze beïnvloeding is in feite een subtractieve vermenging van de kleurnuance van het licht met de kleurnuance van de oppervlaktekleuren. Oppervlaktetinten die dicht bij de kleur van het licht liggen, worden intenser en lijken meer op elkaar; tinten die ertegenover liggen, worden grijzer of doffer; tinten die loodrecht op de kleur van het licht staan, verschuiven in de richting van het licht.

effect van een oranje lichtbron op oppervlaktekleuren

Analoge oppervlaktetinten en grijstinten worden chromatischer en meer gelijkend op de lichte tint gemaakt; complementaire oppervlaktetinten worden minder chromatisch gemaakt.

Net als bij de onzekerheid over de samenstelling die optreedt bij het mengen van twee stoffen, kunnen we de visuele kleur van oppervlakken niet voorspellen op basis van de visuele kleur van de lichtbron. Lagedruk-natriumlampen lijken geel, maar laten zowel rood als groen achromatisch lijken. Sommige fluorescentielampen lijken wit, maar hebben een geconcentreerde piek in de helderheid bij "groene" golflengten, waardoor groene kleuren ongewoon verzadigd of "fris" lijken (een feit dat wordt gebruikt bij de verlichting van veel groente- en fruitafdelingen in supermarkten).

Lampen kunnen worden beoordeeld op hun kleurweergave- eigenschappen: gloeilampen (wolfraam- of halogeenlampen) benaderen doorgaans de perfecte kleurweergave van middagdaglicht.

Luminantie en achromatische waarden . Mijn nadruk op de krachtige invloed van de lichtomgeving en kleurluminantie op de visuele kleur leidt vanzelfsprekend tot de belangrijkste dimensie van kleurrelaties die in de traditionele kleurentheorie wordt besproken: waarde, oftewel het kleurvormende kenmerk van lichtheid .

Variaties in helderheid bepalen vrijwel alle structuur van een afbeelding: deze dominantie van helderheid wordt duidelijk als we het kleurcontrast of het helderheidscontrast uit een afbeelding verwijderen en de aangepaste versies vergelijken met het origineel (zie onderstaande afbeeldingen).

de dominantie van lichtheidscontrast

een schilderij van Winslow Homer in zijn originele vorm (boven), vervolgens als contrast in lichtheid zonder contrast in kleur (links) of als contrast in kleur zonder contrast in lichtheid (rechts)

Het onderstaande diagram toont onze visuele respons binnen een luminantiebereik van 1:1000, een conservatieve schatting van de menselijke contrastverhouding. (De contrastverhouding is groter in omgevingen met weinig licht, maar is moeilijk te meten aan de bovenkant vanwege het vermijden van verblinding en het adaptatie-effect van fel licht.) De contrastverhouding van oppervlakteluminanties ligt echter vaker rond de 1:20 tussen waargenomen wit en zwart, omdat de meeste "witte" oppervlakken materieel gezien enigszins grijs zijn en geen enkel "zwart" oppervlak al het licht absorbeert.

helderheidscontrast, lichtheid en helderheid

logaritmische luminantieschaal ten opzichte van de donkere drempelwaarde = 1, met een willekeurige luminantiecontrastverhouding van 1:1000

contrasten in lichtsterkte
en visuele kleur

Dezelfde doffe oranje verf, bekeken onder een hogere, gelijke of lagere lichtsterkte dan de "witte" omgeving.

Zoals in het diagram te zien is, is 'lichtheid' een verkeerde benaming, aangezien alle oppervlaktekleuren een component van zwartheid (grijsheid) bevatten — ze lijken een deel van het beschikbare licht in de omgeving te absorberen. Licht lijkt eerder een component van helderheid dan van zwartheid te bevatten (licht kan doffer lijken, maar niet grijzer), waardoor zwartheid en helderheid tegenovergestelde dimensies vormen op één enkele luminantieschaal, waarbij 'wit' zich dicht bij het neutrale of middenpunt bevindt.

Dit is de reden waarom onze visuele contrastverhouding de contrastverhouding die mogelijk is in alle fysieke media ruimschoots overtreft: helderheid wordt perceptueel vertaald naar twee afzonderlijke visuele codes , die op een ambigue manier samenkomen rond de helderheid van een puur wit tot "briljant" wit oppervlak.

Het verschil tussen lichtheid en helderheid wordt veroorzaakt door luminantiecontrast . Ter illustratie: diffuus licht kan worden gepresenteerd in een volledig donkere omgeving of in een omgeving met een constante luminantie van 300 cd/m² ⁽ diagram, rechtsboven). In het donker lijkt het licht "helder" (licht uitstralend), ongeacht of de luminantie 10 of 100.000 cd/m² is ^; maar in de lichtgevende omgeving begint het licht donkerder te worden en verschijnt het als een grijs oppervlak zodra de luminantie lager is dan de luminantie van de omgeving (diagram, rechtsonder). De "zwartheid" die we zien in oppervlaktekleuren is dus eigenlijk een reactie in ons visuele systeem die de helderheid onderdrukt en die wordt gestimuleerd door luminantiecontrast.

Het adaptatieniveau kan worden beschouwd als de luminantie die geen verandering in luminantieadaptatie zou veroorzaken als die luminantie het gezichtsveld homogeen zou vullen. Dit wordt meestal omschreven als een middengrijs, of een gemiddelde reflectie die ongeveer 20% van wit bedraagt ​​– het oppervlak dat fotografen doorgaans gebruiken om de belichting van foto's te bepalen.

Voor het menselijk visueel systeem ligt adaptatie eigenlijk dichter bij wit. Dit komt tot uiting in het fenomeen van lichtheidsverankering , waarbij de achromatische perceptie verschuift , zodat het lichtst gewaardeerde achromatische oppervlak in beeld als "wit" verschijnt, zelfs wanneer het middengrijs of zwart is (zoals mooi gedemonstreerd in het Gelb-trapeffect ). Nadat de adaptatiereactie gestabiliseerd is, zou een middengrijze kleur die het hele gezichtsveld vult, dus als wit verschijnen.

Bovendien produceert deze adaptatie "wit" een visuele respons nabij het midden van het luminantiebereik wanneer de luminantie zeer hoog is (middaglicht). Hierdoor ervaren we het maximale helderheidscontrast en de grootste onderscheidingskracht bij kleine helderheidsvariaties, met name bij donkere tinten. De adaptatierespons verschuift naar de onderkant van het responsbereik bij weinig licht of in het donker, waardoor de onderscheidingskracht tussen lichte tinten afneemt en alle donkere tinten van middengrijs tot zwart niet meer te onderscheiden zijn.

lichtheidsinductie

uit Wyszecki & Stiles (1982)

Ondanks deze dynamische aanpassings- en verankeringseffecten heeft een "wit" oppervlak een kwalitatief ander uiterlijk in omgevingen met weinig of veel licht: het verandert van een stralend, crèmekleurig wit in zonlicht naar een zilverachtig, zijdeachtig blauwgrijs in maanlicht (overgangen gesuggereerd door de afbeeldingen rechts).

Helderheidsperceptie is dus een zeer complexe kleurervaring, waarbij ons oog en onze geest zich aanpassen aan de lichtomgeving, "wit" verankeren in de lichtst gewaardeerde achromatische oppervlakken, compenseren voor verschillen in verlichtingssterkte (slagschaduwen en spotverlichting) binnen de lichtomgeving, en het adaptatieniveau in de kleurervaring weergeven als veranderingen in de hoeveelheid helderheidscontrast tussen zwart en wit en in de kwalitatieve verschijning van wit als grijsachtig of helder.

Schilders moeten worstelen met al deze effecten en ze samenbrengen in hun poging om de spectaculaire kleurbeleving van een natuurlijke lichtomgeving weer te geven, evenals de kleurcontrasten die mogelijk zijn binnen een fysiek medium.

De grijsschaal voor kunstenaars . Kunstenaars leren over het algemeen om variaties in helderheid te interpreteren en te beschouwen in termen van een grijsschaal of waardeschaal. Deze schaal verdeelt de maximaal waarneembare helderheidsverschillen van ongeveer 50 in een tiental of minder categorieën van helderheidscontrast. Het negenstappenplan dat Denman Ross een eeuw geleden bedacht, is nog steeds visueel handig en gemakkelijk te onthouden; het kan ook gemakkelijk worden teruggebracht tot een vijfstappenschaal (zie onderstaande tabel). (Merk op dat 'hoog licht ' de waardestap is die het dichtst bij wit ligt, terwijl 'hooglicht' het beeld is van een lichtbron die weerkaatst wordt door een glanzend oppervlak.)

Omdat waarde het dominante element van visuele informatie is, is het het belangrijkste kenmerk om rekening mee te houden bij visueel ontwerp. Kunstenaars maken vaak een waardeschets van een schilderij of ontwerp, waarbij ze vaak alleen een palet van 'zwart', 'grijs' en 'wit' gebruiken. (Zie ook mijn categorieën voor lichtheid van handafdrukken .)

The standard in color models, for example in the Munsell color order system, is an 11 step value scale ranging from 0 (black) to 10 (white). The CIELAB L* dimension is a multiple of 10 of the Munsell scale: a 6 on the Munsell value scale corresponds to a 60 on the L* dimension.

luminance dependent changes in "white" appearance

Artists often use a physical gray scale to visually match the lightness of objects they are painting or drawing. A typical example is presented below. Open the scale image in a new window by clicking on the link below it, print the image on a good quality color printer (with print options set to "black ink only"), and you have a serviceable value scale for use in the field or studio. Preprinted value scales are available from online art retailers, and the standard photographer's grayscale (manufactured by Kodak) is sold at most camera stores — though the photographer's scale crunches up the range of light values and spreads out the darks.

9 step value scale

Click here to view the full size image on gray background

Lightness interval scales such as these are calibrated to differences in perceived lightness between black and white so that each value step appears to be equally different from the steps above and below it. This disguises the fact that lightness is equal to a power of the reflectance, proportional to the luminance scaled with an exponent of 0.43. These power scales produce finer gradations of value in dark values, and more closely match the logarithmic scaling of light energy relevant to film exposure.

Artists use these value scales by holding the scale so that it visually overlaps an area in the field of view, then finding the lightness match between the object and the scale; this is the value that should be matched in the painting. This assumes that only surfaces under the same illumination — not surfaces under strongly contrasted illumination, or actual lights — are included in the image.

The important exception to rendering illuminance contrast in a painting is the visual color contrast between illuminated and shadowed surfaces. Here the gray scale can be used to calculate the paint value contrast. In bright daylight the contrast between light and shadow creates up to a 60% reduction in lightness, so a sunlit surface matched by a value of 8 will appear as a value slightly above 3 (8 * 0.4 = 3.2) in shadow.

Shadow contrast may only amount to a 40% or less lightness reduction under overcast skies or indirect (window illuminated indoor) light: then 8 * 0.6 = 4.8 or 8 * 0.7 = 5.6.

These value contrasts must be reproduced in paint mixtures that maintain the same color saturation between light and dark surfaces (that is, shadows reduce the relative lightness by 60% and reduce the color chroma by 60%). If the lightness is reduced more than the chroma, the shadowed surface will appear to be illuminated by a secondary light source. If the chroma is reduced more than the lightness, the surface will appear grayed or blackened rather than shadowed.

Hue Relationships. Despite the overriding importance of luminance and luminance contrast in color experience, traditional color theory has maintained a long and incredibly disproportionate infatuation with chromaticity — especially, with the relationships among saturated hues and complementary colors.

Moses Harris (in around 1760) was the first author after Newton to emphasize complementary color relationships, and the first to identify complementary color contrast as an important factor in visual design:

"If a contrast is wanting to any colour or teint, look for the colour or teint in the system [wheel], and directly opposite you will find the contrast wanted. Suppose it is required what colour is most opposite, or contrary in hue to red, look directly opposite to that colour in the system and it will be found to be green, the most contrary to blue is orange, and opposite to yellow is purple."

Hues in Traditional Color Theory. We can trace this infatuation back to the circular arrangement of spectral hues (the most saturated color stimuli physically possible) innovated by the English physicist Isaac Newton in 1704. This is the foundation image both for artists' color wheels and for the hue circle in all scientific color spaces.

isaac newton's "diatonic" hue circle

from Opticks (1704), Book I, Proposition VI, Problem ii. Newton's division of the hue circle as a diagram (black lines), and as fractional diatonic sections (green lines); the spectral hues in wavenumber spacing are aligned to match the modern perceptual scaling in which extraspectral mixtures (dots) span one fourth of the total circumference

Newton's hue circle exemplifies three ruling issues in traditional color theory, which it will be enlightening to put in context. The issures were:

• simple geometry. Newton apportioned the hue circle into seven hues — red, orange, yellow, green, blue, indigo and violet — and spaced them by analogy to the whole number fractions used to describe a diatonic musical scale in a vibrating string (the C major scale starts at violet, and orange and indigo represent half tone steps). This abstract geometry was based on the observed or visual color sequence and spacing of spectral hues.

• measurable mixtures. Newton chose a circular geometry in order to explain measurable light mixtures, specifically the fact that specific quantities of red, yellow, green and blue colors of light produced an achromatic or "white" mixture, represented by the center of the circle. These relationships therefore describe additive mixtures of light.

• primary colors. Newton complicated the idea of "primary" colors, first calling all seven colors of light equally "primitive" and irreducible, then dismissing them all as sensations in the mind. Naturalists and painters who adopted Newton's circular geometry and measurable mixture relationships wanted to explain material color mixtures in pigments, and therefore inserted the painter's three primary colors into the hue circle. This made it appear that a hue circle can describe subtractive color mixtures, and made it appear that material color and radiant color were the same thing.

These three issues (and several others), in the context of both scientific and artistic uses of color, made Newton's scheme appear arbitrary or inconsistent to many 18th and 19th century readers. In addition, mixtures of light had no practical application, and were much more difficult to measure or manipulate than mixtures of pigments (paints or inks) and dyes.

So Newton's hue circle was revised toward more traditional and practical concepts, useful to printers and painters. But quite a lot of uncertainty remained in the way colors would be represented, as suggested by a sampling of historical hue models (diagram, below).

color theory color icons

c.1700: additive hue circle after Newton, 1704; c.1750: subtractive color wheel after Harris, 1766; c.1800: perceptual color hexagram after Goethe, 1807; c.1850: additive hue circle by Laugel, after Helmholtz, 1856/1869; c.1900: subtractive color triangle after Sloan, 1923; c.1950: subtractive color wheel by Famous Artist's School, 1958; Harris, Goethe and Laugel diagrams revised to place yellow at top

A long explanation could be provided for the conceptual and substantive differences among these color models, the audiences they were intended to address, the applications they were intended to serve, and the specific advantages or disadvantages each presents as a model of conceptual, visual or material color.

But the overarching lesson is the dominant, governing role of the three subtractive primary colors. The fact that these have changed over time only shows that traditional color theory has struggled to reconcile traditional artistic lore with evolving colorant manufacture technologies and continuing scientific advances in color research. This effort has pushed artistic color theory to emphasize conceptual colors, specifically "primary" colors, as a framework in which visual and material colors can coexist, and where any discrepancies between conceptual and material colors can be blamed on paint "impurity".

Hues in Modern Color Theory. Vision science, grappling with the technical difficulties of color measurement and color appearance modeling, and the diverse empirical problems created by color media and color imaging systems, has displaced "primary" colors with a factual description of visual hue relationships.

Why visual? Because visual color addresses most directly the relationship between the color stimulus and the color experience, and because "how a color looks" is the fundamental issue in any color image or color design. We don't care whether a red is saturated or yellowish, as material color: we only care whether it appears appropriately saturated or yellowish, given the image or visual context in which it is interpreted. And if we want to create that saturated red with a computer monitor, and printing inks, and paints, we do not want "saturated red" to be defined in terms of any specific material medium.

The visual trichromatic or "retinal" primary colors are not the primary colors of color appearance; they only have a role in bridging or connecting radiant colors to visual color appearance. The visual primary colors have been replaced by the opponent functions that are associated with the hue contrasts violet red/blue green (a+/a–) and yellow/blue violet (b+/b–). These define the hue spacing shown in the diagram (below).

the modern primaries: the ab opponent dimensions

average hue locations on the CIECAM a_Cb_C hue plane at lightness 6; letters R, Y, G, B and P indicate location of Hering unique hues (red, yellow, green, blue) and Munsell purple

These two dimensions do not privilege any "primary" hues, or impose a hierarchy of primary, secondary and tertiary hues. They simply regulate the spacing of visual hues around the hue circle. They reproduce the hue spacing determined through laborious research in the Munsell Color System and as defined by the CIECAM color appearance model.

Literally any hue naming or hue categorization system can be imposed on this hue circle; the labels in the diagram above are based on my Handprint hue categories, adapted from the hue naming system used by Moses Harris and exemplified by the hue circle diagram (above).

Physical Hue Exemplars. As verbal categories are imprecise, it is helpful to have exemplars for color matching.

Below are visual color exemplars for the 18 hue categories as GIF files in standard 8 bit hex codes using the Photoshop color space in Mac OS X 10.5, standard cinema display palette and gamma. (Computer monitors differ in how well they reproduce absolute color samples, and reproduce greens, blue greens and violet reds poorly.) The "extraspectral" hues are titled in italics, and the nearest matching single pigment is suggested.

red violet PV49 violet PV23 blue violet PV15 [blue shade] violet blue PB29 blue PB35 green blue PG36 blue green PG7 green PG36 yellow green PY3+PG7 green yellow PY184 yellow PY35 orange yellow PY65 yellow orange PY110 orange PO20 red orange PO73 orange red PR188 red PR209 violet red PR122

Next, here is how the visual hue circle distributes physical exemplars for the hue categories. The diagram (below) shows the hue circle location of:

(1) spectral wavelengths and extraspectral mixtures of "red" and "violet" light (in color science, hues can be identified precisely by the matching hue of spectral light, called the dominant wavelength).

(2) the spacing of hue categories in the Munsell Color System, and

(3) the location of the four unique hues (red, yellow, green blue), as averaged across a number of color scaling experiments.

spectral wavelength and Munsell visual hue angles

average Munsell hue angle for all hues across values /6 to /8 and chromas /6 to /8, on the CIECAM a_Cb_C plane

The spacing of spectral hues shows the increased wavelength discrimination that appears around "yellow" and "cyan" wavelengths, the decreased discrimination at the spectum ends and in the "green" wavelengths, and the strong tinting effect of "violet" light in the mixture of red and violet hues. It also vindicates Newton's original scaling of hues, which was developed using only the crudest of light manipulation tools.

The next diagram shows the spacing of common watercolor pigments on the visual hue circle, with spectral hues repeated for reference. (Note: all yellow hues appear in the spectrum, so the commercial watercolor paint name "spectrum yellow" is meaningless.)

spectral wavelength and pigment visual hue angles

on the CIECAM a_Cb_C plane

This diagram illustrates very clearly the relative scarcity of green and violet pigments; very often, commercial watercolors in those hues colors must be mixed from green and yellow, or red and blue, pigments.

Complementary Hue Relationships. By adjusting the distance between hues around the circumference, the hue circle also determines which hues will be directly opposite, connected by a straight line that passes through the "white" center of the wheel. This again was explicitly noted by Newton:

If only two of the primary Colours which in the circle are opposite to one another be mixed in an equal proportion, the [mixture] shall fall upon the center." Opticks, Book I, Proposition VI, Problem ii.

Newton observed that mixtures made with his seven "primary" colors did not create a pure white, but "some faint anonymous Colour," which was because none of his hue wedges are directly opposite each other: all are skewed slightly to one side of "white". However in 1853 the German scholar Hermann Grassmann proved, and the vision scientist Hermann von Helmholtz quickly demonstrated, that the appropriate pair of individual light wavelengths must and can mix an achromatic white. These wavelengths define visual complementary hues.

When artists replaced Newton's light "primaries" with primary colors of paint, they also redefined complementary hues to be those hues of paints that, when mixed in the appropriate proportions, create an achromatic gray or black. These paints define mixing complementary hues.

The difference between radiant and material colors intrudes again in complementary color mixtures: the pairing of complementary hues defined by light mixtures (which produces white light) is significantly different from the complementary pairs defined by paint mixtures (which produce black paint), as summarized in the diagram (below) of the mixing complementary relationships as they appear on a visual chromaticity plane.

mixing vs. visual complements

pigment locations on the CIECAM a_Cb_C plane

The diagram shows that the visual colors of paints from blue violet (ultramarine violet, PV15) to green (phthalo green YS, PG36) create a span of visual complements that extends from yellow to red violet. But the mixing complements for these paints cover a much smaller hue span, roughly from yellow orange (yellow ochre, PY42) to violet red (quinacridone rose, PV19).

These differences occur because violet blue paints, such as ultramarine blue (PB29), contain more blue+green than red reflectance, so the visual complement yellow must be shifted toward red, to contain more red than blue+green reflectance and create a balance in subtractive mixture. On the other hand green paints, such as phthalo green YS (PG36) contain more blue+green than red reflectance, so the visual complement red violet must be shifted toward red, to contain more red than blue+green reflectance to compensate.

Mixing complements roughly match the visual complements for hues such as yellow green/violet and red orange/green blue, but we clearly must choose one or the other system, especially for color design work.

Many painters, adhering to 18th century color prejudice, prefer a hue circle or color wheel defined by paint mixtures. But these "mixing color wheels" are plagued with practical shortcomings, summarized on this page. As a point of reference, the diagram (below) shows a typical mixing color wheel, based on my exhaustive table of watercolor mixing complements, to illustrate some of the problems.

a mixing complement hue circle

saturated paints on the circumference, less saturated paints on the inner circle

The main problems with subtractive mixture hue circles are:

• The core problem is the wide color difference between mixing complements: this means that paints with the same mixing complement relations but very different visual hues must be placed in the same hue location, or that paints with the same visual hue but different mixing complement relations must be spaced apart.

• As indicated in the diagram (above), subtractive hue circles must allot a quarter of the hue circle to hues from red to yellow orange in order to represent the complement relations with the much larger span of hues from blue violet to blue green

• Subtractive hue circles force an erratic spacing of hues (very large gaps between yellow green and green, or between blue to green blue, and a very compressed spacing from yellow orange to green yellow or from violet blue to blue)

• The spacing of hues that results does not represent the perceptual difference between them (very similar hues are spread far apart, very different hues are pressed close together)

• To reconcile these discrepancies, many arbitrary decisions have to be made about the spacing between hues: different painters, using the same mixing complement information, will usually produce different hue spacings around the hue circle.

Chroma Relationships. Chroma has been the most neglected colormaking attribute in traditional color theory. In part this is because the study of color relationships has focused on saturated hues and "pure" primary colors.

However, another reason chroma has been neglected is that it is a hybrid color attribute that combines aspects of lightness/brightness and hue; separately manipulating lightness and hue limits chroma variations in important ways. To understand these issues it is necessary to view chroma as influenced by three separate factors — relative luminance, changes in lightness across all hues, and changes in lightness within a single hue.

Relative Luminance & Chroma Boundaries. Chroma or saturation inhabits three different realms of color experience, articulated by the luminance contrast between lights and surfaces, and between ideal and real physical surfaces (diagram, below).

three fundamental chroma boundaries

on the CIECAM a_Cb_C plane

Individual spectral wavelengths, presented at adequate luminance in a dark surround, produce the most saturated visual color sensations possible in a radiant color. They illuminate the physiological limits of chroma sensation: the structure of our visual system makes it impossible to perceive a greater or more intense hue purity. We see hues of this intensity, for example, in prismatic colors, lasers, the setting sun, transmissive colors in gems or stained glasses, or saturated surface colors viewed under high illuminance contrast.

These color stimuli all appear with the sensation of brightness, and part of their hue purity arises because they do not have the blackness inherent in surface colors viewed within a single light environment. The theoretical boundary between lightness and brightness is defined by optimal colors, which have the highest hue purity possible for a nonfluorescent surface color of a given hue and lightness. We commonly see isolated visual colors comparable to optimal colors in saturated surfaces under moderate illuminance contrast.

At still lower levels of chroma are reflective material colors, including all artists' pigments, that present some blackness or grayness under normal viewing conditions. I have defined the color attribute hue purity as the chroma of a material color divided by the chroma of the optimal color of matching hue and lightness, or (in the diagram, above):

HP = C_MC / C_OC

I have tabulated here the hue purity values of 170 watercolor pigments; in general, hue purity correlates very well with CIECAM chroma.

The point here is that visual chroma depends on how a color is illuminated and how that illumination is interpreted. In general, the range of chroma is greater for lights than for material surfaces, and our visual judgments of chroma depend importantly on how we interpret surface illumination. To the extent that we can "see" that the brightness of a color is due to the illuminance it receives, we discount that brightness as an attribute of the material color.

Chroma & Lightness Across Hues. The lightness or value at which a hue reaches its maximum chroma is different around the hue circle. Hues near yellow reach their peak chroma only when they are at a very high lightness, and hues near blue violet reach their peak chroma only when they are very dark.

Deze relatie komt ruwweg overeen met de relatieve helderheid van de afzonderlijke tinten zoals ze in het spectrum voorkomen, bijvoorbeeld als hun bijdrage aan een fotopische gevoeligheidsfunctie . De belangrijkste uitzonderingen zijn de tinten violet tot violetrood , die spectrale mengsels zijn en helderder zijn dan spectraal blauwviolet.

Deze variaties zijn zeer mooi verdeeld langs de a+/a–- dimensie, zoals weergegeven in het kleurenwiel voor de meest voorkomende aquarelpigmenten, en zoals gemeten in de CIECAM-kleurruimte met behulp van een optimaal circuit van 70 nm, zoals uitgelegd in de synthese van oppervlaktekleuren (diagram, hieronder).

helderheid van de piekkleur in 18 kleurcategorieën

de lichtheid waarbij verschillende tinten hun maximale kleurintensiteit bereiken in optimale kleuren, verdeeld naar rood/groen ( a+/a– ) gehalte en in kaart gebracht in een kleurenspectrum van aquarelpigmenten ( L* = 95)

De belangrijkste implicatie van deze relaties ligt in de vertaling van tinten naar een waardeontwerp. Donkere gebieden in een afbeelding kunnen simpelweg niet worden weergegeven als een puur verzadigd groen of oranje; het groen of oranje kan wel verzadigd zijn, maar bij donkere waarden zullen ze dof lijken of (in het geval van oranje) bruin. De duidelijkste koppeling van tint aan waarde is te zien in middeleeuwse en bepaalde modernistische schilderstijlen (late Van Gogh, Matisse, Derain, Ellsworth Kelly, enz.), waar veel meer gebruik wordt gemaakt van pure pigmentkleuren dan van gemengde kleuren of kleuren die met zwart zijn verduisterd.

Deze relatie tussen piekverzadiging en helderheid is de reden waarom de traditionele kleurentheorie stelt dat "warme" tinten naar voren komen en "koele" tinten naar achteren wijken. In werkelijkheid heeft dit visuele effect vrijwel niets met de tint zelf te maken. Het treedt op omdat rode, oranje en gele pigmenten een hogere verzadiging hebben dan alle andere pigmenten (met uitzondering van sommige gangbare geelgroene pigmenten), en omdat ze bij hun maximale verzadiging veel lichter zijn dan bijna alle groene, blauwe en violette pigmenten.

Warme kleureffecten veroorzaakt door helderheid en/of verzadiging.

Koele kleuren kunnen gemakkelijk "opkomend" of "opwindend" lijken als ze lichter en/of intenser zijn dan de warme kleuren eromheen; een witte schijf lijkt "dichterbij" dan een zwarte schijf.

Het diagram (hierboven) laat zien dat we gemakkelijk "koele" groen- en blauwtinten naar voren kunnen laten komen, of ze "opwindender" kunnen laten lijken, als we ze zo manipuleren dat ze een hogere verzadiging of helderheid hebben dan de "warme" tinten waarmee ze gecombineerd worden. Het feit dat een witte schijf naar voren lijkt te komen ten opzichte van een zwarte schijf, toont aan dat het effect onafhankelijk is van de kleurwaarde.

Verzadiging en helderheid binnen tinten . Het moderne geometrische kleurenkader impliceert dat we één kleurkenmerk kunnen veranderen zonder de andere twee te veranderen. Dit is echter slechts in één opzicht waar: we kunnen de verzadiging van elke kleur altijd verlagen richting grijs zonder de tint of helderheid ervan te veranderen.

In de praktijk worden de mogelijke veranderingen in één kleureigenschap beperkt door de waarde van de andere twee eigenschappen. Het is dus niet mogelijk om een ​​pastelblauwe verf chromatischer te maken zonder deze ook donkerder te maken, of om een ​​verzadigd geel donkerder te maken zonder de chroma te verminderen. Het onderstaande diagram contrasteert deze beperkingen tussen twee visueel complementaire tinten geel en violetblauw, zoals weergegeven in kleurstalen van het Munsell-kleursysteem.

Verzadigings- en helderheidsgrenzen in gele en blauwe verf

zoals gedefinieerd in het Munsell-kleursysteem

Vergelijkbare diagrammen voor andere kleurschakeringen zouden dezelfde bolle contour laten zien: kleuren lopen af ​​naar achromatisch bij extreem wit en zwart, en bollen uit tot hun maximale chroma bij een gemiddelde helderheid. Het vorige diagram liet zien waar die bolling zich bevindt op een helderheidsschaal, maar de exacte vorm van de bolling en de helderheid van de piekchroma variëren sterk per kleur (diagram, rechts).

Het is duidelijk dat het vergroten van de helderheidsvariatie in een afbeelding er meestal toe leidt dat sommige tinten een lage chroma hebben, en het gebruik van een hoge chroma voor alle tinten beperkt het bereik van helderheidswaarden dat elke tint kan weergeven: lichtgekleurde figuren moeten geel, oranje of geelgroen zijn; donkergekleurde figuren moeten blauw of violet zijn. De Franse schilder André Derain maakte van deze tweede beperking een schilderstijl .

De wisselwerking tussen helderheid en verzadiging komt naar voren wanneer de schilder of fotograaf zich buigt over het probleem van kleurbereikmapping . Het heeft ook implicaties voor kleurontwerp. Een veelgebruikte techniek voor het creëren van kleurenharmonie is om alle tinten met een zeer vergelijkbare helderheid en verzadiging weer te geven; dit noemen we nuancematching . Het is echter niet mogelijk om een ​​licht, verzadigd geel te matchen met een licht, verzadigd blauw. Elke combinatie van tinten kan dus alleen binnen een spoelvormig kerngebied van de kleurruimte dezelfde nuance (dezelfde verzadiging en helderheid) hebben (zie onderstaand diagram).

de nuance ruimte

Het bereik van helderheids- en chromawaarden die gemeenschappelijk zijn voor alle optimale kleurstimuli, uitgedrukt in Munsell- (links) en CIELAB-chroma-eenheden (rechts), op een verticale CIE L*-schaal (grijsschaal).

Dit diagram is ontwikkeld met behulp van optimale kleuren; de nuances die mogelijk zijn met pigmenten zullen noodzakelijkerwijs minder nauwkeurig zijn (vergelijk de diagrammen rechtsboven), hoewel de algemene vorm hetzelfde blijft: de grootste variatie aan nuances is mogelijk bij gemiddelde helderheidswaarden, en bij lichte of donkere kleuren alleen bij een zeer lage (doffe) verzadiging.

Laatst herzien 08.1.2015 • © 2015 Bruce MacEvoy

maximale kleurverzadiging van
Munsell-kleurstalen

weergegeven binnen optimale kleurlimieten voor dezelfde tinten (wit gebied); naar Kuehni (2003) en Perales, Mora et al. (2004)