Thế giới màu sắc (Phần 1)

Thế Giới Màu Sắc (Phần 1)
Biên soạn bởi Irene Buloron (chuyên gia ứng dụng màu sắc, chuyên gia Gracol 7 – Công ty Xrite Asia Pacific)
Công ty Toàn Ấn biên dịch và hiệu đính.

Màu sắc hiện diện ở khắp mọi nơi và là một phần trải nghiệm hàng ngày của chúng ta. Đôi khi chúng ta nhận thức rõ về sự tồn tại của nó và đôi khi không để ý tới nó. Tuy nhiên, khi đưa ra một quyết định đơn giản như lựa chọn thức ăn, chúng ta thường dựa vào cảm tính mà đánh giá chất lượng của đối tượng qua màu sắc trước khi xem xét các yếu tố khác.

Làm thế nào chúng ta nhận thức được màu sắc
Trong những buổi hội đàm về màu sắc của tôi trong những năm qua, tôi thường bắt đầu bằng cách hỏi “Màu sắc là gì?” tới nhiều khán giả khác nhau và tôi luôn nhận thấy rằng mọi người sẽ tự nhiên bắt đầu di chuyển mắt của họ xung quanh trước khi họ đưa ra các câu trả lời thú vị khác nhau.
Điều này là dễ hiểu vì chúng ta được bao quanh bởi nhiều màu sắc.
Bạn có biết rằng: Màu xám là một màu trung tính hoặc màu không sắc, có nghĩa là nó là một màu “không màu”.

3 yếu tố chính về nhận thức màu sắc:
Do đó, dựa vào các phản ứng này, chúng ta có thể kết luận rằng khi nói đến màu sắc ta luôn đề cập đến một đối tượng mà ta nhìn thấy bằng cách sử dụng đôi mắt quan sát và đồng thời đòi hỏi một nguồn ánh sáng thích hợp để xem.
Ba yếu tố này cần phải tương tác với nhau để tạo ra một cảm nhận về màu sắc. Do đó, 3 yếu tố chính của cảm nhận màu sắc là:
1. Đối tượng
2. Nguồn sáng
3. Người quan sát

Hình 1. Các yếu tố của nhận thức màu

Tuy nhiên sự nhận biết và diễn giải về màu sắc của chúng ta thường mang tính chủ quan cao do trãi nghiệm thay đổi rất khác nhau giữa người này và người khác. Trong việc đánh giá màu sắc, đôi mắt của chúng ta là một công cụ rất mạnh mẽ và tuyệt vời nhưng không thể tin cậy hoàn toàn trong mọi lúc vì nó có thể bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như điều kiện nhìn khác nhau, phông nền, các nguồn sáng khác nhau, các quảng thời gian trong ngày, kích thước, hình dạng và thậm chí là cả văn hóa. Đôi mắt của chúng ta thường bị mệt mỏi đồng thời cảm xúc cũng ảnh hưởng lên thị giác và sự cảm thụ màu sắc. Chúng ta cũng rất khó khăn khi diễn giải sự khác biệt màu sắc chỉ bằng mắt thường và lời nói vì nó phụ thuộc quá nhiều vào kinh nghiệm cá nhân và trí nhớ của mình.
Nhìn chung, ta không có phương pháp thống nhất nào để mô tả màu sắc bằng lời nói, bởi vì mọi người đều có cách nhìn và cảm thụ màu khác biệt.
Trong các công nghiệp ứng dụng có sử dụng thuốc nhuộm và các phẩm màu như một phần của quá trình sản xuất trực tiếp hoặc gián tiếp, chúng ta không thể hoàn toàn dựa vào kinh nghiệm bằng cách sử dụng đôi mắt để đánh giá chất lượng của các sản phẩm. Không thể chấp nhận được sự không ổn định, đặc biệt là khi cụ thể hóa và mô tả chi tiết về sự khác biệt màu sắc. Để mang tính khách quan, phù hợp và tin cậy, điều quan trọng là đo màu như thế nào để giảm bớt và loại bỏ các đánh giá mang tính chủ quan. Điều này cũng quan trọng như là giảm sự nhầm lẫn và tốn kém chi phí trong sản xuất.

Mô tả các đối tượng
Chúng ta biết rằng, để việc cảm nhận màu sắc xảy ra, nó đòi hỏi 3 yếu tố đó là: đối tượng, nguồn ánh sáng và người quan sát (Gretag Macbeth, 2003) cùng tương tác với nhau. Để có thể có được kết quả ổn định trong việc cụ thể hóa đặc tính màu sắc và diễn giải sự khác biệt màu sắc một cách tin cậy, phương pháp tối ưu là đo bằng các thiết bị đo lường cung cấp các giá trị số cụ thể.
Theo khoa học, năng lượng bức xạ điện từ bao gồm một số dải quang phổ điện từ di chuyển như sóng. Khoảng cách nó di chuyển được gọi là bước sóng thể hiện bởi nanomet (nm), tương đương với 1/1.000.000.000 của mét. Ánh sáng là một phần của năng lượng bức xạ điện từ và chỉ có thể nhìn thấy bằng mắt của con người khi nằm trong phạm vi 400-700 nm.
Các khu vực có thể nhìn thấy được chia thành 7 màu sắc khác nhau như đỏ, cam, vàng, xanh lá, xanh lục, chàm và tím. Dưới đây là một hình ảnh mẫu của toàn bộ năng lượng bức xạ điện từ và cho thấy phạm vi nơi năng lượng bức xạ ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt người (Hình 2).


Hình 2. phân phối năng lượng bức xạ điện từ.

Khi năng lượng bức xạ ánh sáng di chuyển, bất kỳ đối tượng nào cũng sẽ tương tác hấp thụ và phản xạ năng lượng bức xạ ánh sáng này.
Các vật thể như giấy, sơn, nhựa, mực in và nhiều đối tượng khác sử dụng thuốc nhuộm và phẩm màu như là thành phần màu sắc của nó. Các thuốc nhuộm và phẩm màu tương tác với ánh sáng tùy thuộc vào kích thước hạt và sự phân bố cụ thể của chúng trong đối tượng đó. Chủng loại đối tượng có thể khác nhau tùy thuộc vào độ mờ đục, tính chất sợi, kích thước và hình dạng của nó.
Các đối tượng này sẽ hấp thụ một phần của quang phổ khả kiến và phản xạ phần còn lại. Để đo lường bao nhiêu ánh sáng bị hấp thụ và phản xạ, chúng ta sẽ cần một máy đo quang phổ.
Máy đo quang phổ là một dụng cụ hấp thụ năng lượng bức xạ ánh sáng từ đối tượng được đo. Nó sử dụng một bóng đèn như đèn dây tóc tungsten hoặc bóng đèn xenon phát ra ánh sáng màu trắng, lăng kính và các cảm biến quang phổ. Ánh sáng trắng thu được sẽ được chia thành các quang phổ khả kiến bằng cách sử dụng một lăng kính và các cảm biến quang phổ.
Ví dụ, nếu một đối tượng màu đỏ được đo bằng máy quang phổ, nó đưa ra các giá trị đại diện cho số lượng hấp thụ và phản xạ ánh sáng trên quang phổ ánh sáng khả kiến. Màu sắc của nó luôn luôn có thể dễ dàng minh họa bằng các đường cong quang phổ.
Các đường cong quang phổ được vẽ trong một đồ thị, nơi mà trục tung được đại diện bởi phần trăm ánh sánh phản xạ hoặc thấu xạ (0-100%) và trục hoành là phạm vi quang phổ nhìn thấy được từ 400-700nm. Ở mức không phần trăm (0%) đại diện cho màu đen lý tưởng vì màu đen hấp thụ tất cả ánh sáng và 100% đại diện cho màu trắng lý tưởng vì phản xạ tất cả ánh sáng. Trong đánh giá màu sắc nếu đối tượng là mờ đục một cách bình thường, nó được đo bằng phương pháp phản xạ quang phổ và nếu đối tượng là trong suốt thì nó đo bằng phương pháp thấu xạ quang phổ.
Đối với những mẫu hoặc không trong suốt hoặc trong suốt, cả hai phương pháp đo lường có thể được sử dụng, nhưng nó đòi hỏi xử lý bổ sung trong quá trình đo. Cả hai quang phổ phản xạ và thấu xạ có thể được biểu diễn bởi các đường cong quang phổ. Dưới đây là một ví dụ của một trong nhiều máy đo quang phổ chế tạo bởi X-rite để đo lường quang phổ màu sắc. Trong trường hợp này, mẫu được đo bằng chế độ phản xạ sử dụng một Ci5 benchtop quang phổ (hình 3).


Hình 3. mẫu được đo bằng Ci5 hiển thị các đường cong phản xạ quang phổ

Đường cong phản xạ quang phổ có thể hiển thị số lượng khác nhau của thuốc nhuộm hay phẩm màu được sử dụng để tạo ra màu sắc của một đối tượng được mô tả theo hình dưới đây.


(Hình 4) Các đường cong quang phổ khác nhau của một đối tượng.

Nếu quá trình tạo màu ổn định, đường cong quang phổ phản xạ hoặc thấu xạ sẽ đều có hình dạng tương tự mặc dù lượng thuốc nhuộm và phẩm màu được sử dụng sẽ khác nhau. Một lượng nhỏ nhất của thuốc nhuộm hoặc phẩm màu luôn là gần 100% phản xạ và lượng cao nhất là gần 0%. Và ở giữa lượng nhỏ nhất và lượng cao nhất là số lượng trung bình của thuốc nhuộm và bột màu.
Một cách khác để giải thích là thành phần của một chất nhuộm màu hoặc màu nhuộm tăng lên khi các đường cong phổ đi xuống do một mẫu bị tối hơn và thành phần thấp hơn khi những đường cong phổ đi lên và mẫu được sáng hơn.
Những hình ảnh trên hình 4 là một đường cong quang phổ tiêu biểu cho màu sắc cụ thể. Tuy nhiên, tùy thuộc vào quá trình tạo màu, nó sẽ thay đổi một chút. Nó được coi như là dấu vân tay của con người cho phép bạn xác định chính xác một nhân vật cụ thể. Dấu vân tay của mỗi người luôn khác nhau và là dấu hiệu tiêu biểu cho từng người. Tương tự như vậy, các đường cong quang phổ màu là đặc trưng cụ thể nhất cho mỗi loại thuốc nhuộm và bột màu sử dụng trong quá trình tạo màu đó.

Các phương pháp để đo lường màu
Bây giờ chúng ta đã biết rằng cần phải có một thiết bị đọc quang phổ để đo màu. Ngoài ra còn có 2 điều kiện quan trọng thường xuyên được sử dụng trong đo màu quang phổ. Đây là phép đo bao gồm thành phần độ bóng phản chiếu và không bao gồm thành phần độ bóng phản chiếu. Tên viết tắt là SPIN hoặc SCI (bao gồm độ bóng phản chiếu) và SPEX hoặc SCE (không bao gồm độ bóng phản chiếu).
Một mẫu luôn được đặt ở phía trước của máy đo quang phổ ở cự ly gần nhất với khoảng cách bé nhất có thể giữa mẫu vật đó và đầu đọc.
Có 3 loại máy đo quang phổ (X-Rite, 2007) dựa theo thiết kế hình học đầu đọc quang phổ của nó để lựa chọn tùy theo ứng dụng cụ thể. Bao gồm:
1. Hình cầu (Spheres).
2. 0/45 (hoặc 45/0).
3. Đa góc (Multi-Angle).

Máy đo quang phổ với cấu tạo đầu đo hình cầu (Spheres):
Các thiết bị đo dựa trên cấu trúc hình cầu đóng vai trò quan trọng trong hệ thống công thức hơn 50 năm qua. Nó có cấu tạo một quả cầu tích hợp với nguồn sáng khuếch tán ở một góc 8 độ (Hình 5).

Nếu cổng phản chiếu được đóng lại, chế độ đo là SPIN hoặc SCI. Nếu cổng phản chiếu mở, chế độ đo sẽ là SPEX và SCE. Trong hầu hết các trường hợp, cơ sở dữ liệu dùng xác định công thức màu sẽ chính xác hơn khi sử dụng chế độ SCI / SPIN trong các phép đo.
Các máy đo quang phổ dạng cầu thường được sử dụng để đo các mẫu đo có bề mặt nhám, không bằng phẳng hoặc có độ bóng cao. Nó thường được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng dệt may, trên các loại vật liệu như vải. Một số trường hợp đặc biệt khác như sơn, mực và nhựa khi các mẫu sản phẩm có nhiều sự thay đổi về độ bóng.
Lợi thế lớn nhất trong việc sử dụng một máy đo quang phổ dạng “Sphere” là trong việc kiểm soát chất lượng với hai chế độ SPIN/SCI và SPEX/SCE cho phép người sử dụng có thể có được các thông tin màu sắc hơn như các giá trị độ bóng ở 60 độ. Nó cũng giúp để xác định sự khác biệt về màu sắc khi bị ảnh hưởng bởi độ bóng.

Máy đo quang phổ 0/45 (hoặc 45/0):
Máy đo quang phổ 0/45 có nguồn sáng chiếu trực tiếp vào mẫu tại 0 độ và nhận phản xạ ở góc 45 độ. Trong khi 45/0 thì có nguồn sáng phát ra ở góc 45 độ và nhận phản xạ ở góc 0 độ. Cả hai cấu tạo hình học này đều cho kết quả đo lường tương tự nhau.

Cấu tạo của thiết bị đo quang phổ này được mô phỏng giống như mắt người khi nhìn màu sắc. Điều này rất đơn giản vì mắt người sẽ tự động điều chỉnh để có thể loại bỏ các hiệu ứng phản chiếu khi nhìn mẫu. Độ phản chiếu của mẫu đôi khi sẽ ảnh hưởng đến việc đánh giá màu sắc và chúng ta muốn tránh ảnh hưởng này khi xem mẫu. Ví dụ, khi đọc sách hoặc xem một hình ảnh từ một tạp chí bóng loáng, chúng ta thường di chuyển các đối tượng đến một hướng nhất định để độ bóng không phản xạ lại mắt.
Các máy đo có cấu tạo dạng 0/45 (hoặc 45/0) thường được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng in ấn và mực in. Đây là một thiết bị được ưu chuộng trong ứng dụng này vì nhờ cấu tạo này có thể được sử dụng trong việc xác định được mật độ mực in (hoặc độ dày mực).
Gần đây, X-Rite nâng cao khoa học công nghệ màu sắc bằng cách thêm nhiều đổi mới trong việc đo lường màu sắc cho mẫu ướt, mỹ phẩm và ứng dụng thực phẩm bằng thiết bị VS450. Đây là một thiết bị có thể đo không tiếp xúc với mẫu mà vẫn có thể đo chính xác các phản xạ quang phổ của mẫu, thích hợp với những sản phẩm đòi hỏi việc xử lý đặc biệt trong phòng thí nghiệm.

Máy đo quang phổ với nhiều góc đo:
Các nhà sản xuất xe hơi đã bổ sung thêm các hiệu ứng đặc biệt như mica, hiệu ứng ngũ sắc và ánh kim loại vào các phẩm màu cơ bản để tạo ra nhiều màu sắc khác nhau ở những góc nhìn khác nhau. Hiệu ứng đặc biệt như vậy được phổ biến ứng dụng sơn bên ngoài xe hơi.
Để đo chính xác được loại mẫu này, máy đo quang phổ cần phải có nhiều góc độ để đo màu sắc sản phẩm khác nhau tại các góc nhìn khác nhau. Thông thường mẫu được nhìn ở 3-5 góc độ khác nhau (15, 25, 45, 75 và 110 độ) tùy thuộc vào có bao nhiêu màu sắc thay đổi mà người dùng muốn xem xét để đánh giá màu sắc và hiệu ứng (hình 7).


Hình 7. Cấu tạo máy với nhiều góc đo

X-rite đã thêm những cải tiến mới về đo đa góc trong thiết bị MA98 kể từ khi các hiệu ứng ánh kim loại được sử dụng trong xe hơi và nhiều ứng dụng mới đang làm cho việc đo màu sắc nhất quán và ổn định hơn. Bên cạnh việc đặt nguồn sáng ở góc 45 độ để đo màu sắc và hiệu ứng trên mặt phẳng, nguồn sáng thứ hai ở 15 độ được thêm vào cho phép người sử dụng để đo những mẫu có bề mặt không bằng phẳng. Như vậy thông tin màu sắc đáng tin cậy hơn có thể thu được trong hơn 5 góc (Hình 8).


Hình 8. X-Rite MA98 với 2 nguồn sáng

Tóm lược:
Trong bài viết này, chúng ta đã thảo luận về 3 thành phần tạo nên cảm nhận về màu sắc. Chúng ta cũng trình bày chi tiết làm cách nào để đo lường quang phổ của các đối tượng bằng cách sử dụng các phương tiện đo quang phổ khác nhau. Trong các bài viết tiếp theo, chúng ta sẽ tiếp tục nêu lên sự khác biệt của các nguồn ánh sáng ảnh hưởng đến nhìn màu của chúng ta và sự khác biệt giữa thiết bị đo quang phổ và đo màu.

Đón xem phần 2: “Chúng ta quan sát màu sắc như thế nào?”

Shares

Form Bình luận

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *