التباين اللوني (اللون)
في علم قياس الألوان ، يُعرف التماثل اللوني بأنه تطابق مُدرَك للألوان ذات التوزيعات الطيفية المختلفة (غير المتطابقة) . وتُسمى الألوان التي تتطابق بهذه الطريقة بالألوان المتماثلة .
يصف توزيع القدرة الطيفية نسبة الضوء الكلي المنبعث (المُشع، أو المُنفذ، أو المنعكس) من عينة لونية عند كل طول موجي مرئي؛ وهو يُحدد المعلومات الكاملة عن الضوء القادم من العينة. مع ذلك، تحتوي معظم عيون الإنسان على ثلاثة مستقبلات لونية فقط (ثلاثة أنواع من الخلايا المخروطية )، مما يعني أن جميع الألوان تُختزل إلى ثلاث كميات حسية، تُسمى قيم التحفيز الثلاثي . يحدث التماثل اللوني لأن كل نوع من الخلايا المخروطية يستجيب للطاقة التراكمية من نطاق واسع من الأطوال الموجية، بحيث يمكن لتراكيب مختلفة من الضوء عبر جميع الأطوال الموجية أن تُنتج استجابة مستقبلية مكافئة ونفس قيم التحفيز الثلاثي أو الإحساس اللوني. في علم الألوان، يتم تمثيل مجموعة منحنيات الحساسية الطيفية الحسية عدديًا بواسطة دوال مطابقة الألوان.
مصادر التماثل اللوني
تُعدّ التوافقات المتماثلة شائعةً جدًا، لا سيما في الألوان شبه المحايدة (الرمادية أو البيضاء) أو الداكنة. ومع ازدياد سطوع الألوان أو تشبّعها، يضيق نطاق التوافقات المتماثلة الممكنة (مجموعات مختلفة من أطوال موجات الضوء)، خاصةً في الألوان الناتجة عن أطياف انعكاس السطح.
تُشكّل التوافقات اللونية المتطابقة بين مصدرين ضوئيين الأساس ثلاثي الألوان لعلم قياس الألوان . ويُعدّ أساس جميع عمليات إعادة إنتاج الصور الملونة المتوفرة تجاريًا تقريبًا، مثل التصوير الفوتوغرافي والتلفزيون والطباعة والتصوير الرقمي، القدرة على إجراء توافقات لونية متطابقة.
يُعدّ تحقيق التوافق اللوني باستخدام المواد العاكسة أكثر تعقيدًا. يتحدد مظهر ألوان الأسطح بضرب منحنى الانعكاس الطيفي للمادة في منحنى الانبعاث الطيفي لمصدر الضوء الساقط عليها. ونتيجةً لذلك، يعتمد لون الأسطح على مصدر الضوء المستخدم لإضاءتها.
فشل التجزؤ
يُستخدم مصطلح "فشل التماثل الضوئي" أو "التماثل الضوئي" أحيانًا لوصف الحالات التي تتطابق فيها عينتان من المواد عند النظر إليهما تحت مصدر ضوئي معين، بينما لا تتطابقان عند النظر إليهما تحت مصدر آخر. تُنتج معظم أنواع مصابيح الفلورسنت منحنى انبعاث طيفي غير منتظم أو حاد، لذا قد لا تتطابق مادتان تحت ضوء الفلورسنت، حتى وإن كانتا متطابقتين ضوئيًا مع مصدر ضوء أبيض متوهج ذي منحنى انبعاث شبه مسطح أو أملس. غالبًا ما تظهر ألوان المواد المتطابقة تحت مصدر ضوئي واحد بشكل مختلف تحت مصدر آخر. تُعد الطباعة النافثة للحبر حساسة بشكل خاص لهذا الأمر، ويُفضل عرض النسخ التجريبية المطبوعة بتقنية الطباعة النافثة للحبر تحت مصدر إضاءة بدرجة حرارة لونية 5000 كلفن ، مع خصائص جيدة لعرض الألوان، [ 1 ] لضمان دقة الألوان. [ 2 ]
عادةً، لا تُؤخذ خصائص المواد، مثل الشفافية واللمعان وملمس السطح، في الاعتبار عند مطابقة الألوان. مع ذلك، قد يحدث تباين لوني هندسي، أو ما يُعرف بالتباين اللوني الهندسي، عندما تتطابق عينتان عند النظر إليهما من زاوية معينة، ثم لا تتطابقان عند النظر إليهما من زاوية أخرى. ومن الأمثلة الشائعة على ذلك التباين اللوني الذي يظهر في طلاءات السيارات اللؤلؤية أو الورق "المعدني"، مثل ورق كوداك إندورا ميتاليك وورق فوجي كولور كريستال أركايف ديجيتال بيرل.
قد يحدث فشل التطابق اللوني بين المُشاهدين نتيجةً لاختلافات في رؤية الألوان بين الأفراد. يُعدّ عمى الألوان السبب الأكثر شيوعًا لهذا الفشل ، ولكنه قد يحدث أيضًا لدى الأشخاص ذوي الرؤية الطبيعية. في جميع الحالات، تختلف نسبة المخاريط الحساسة للأطوال الموجية الطويلة إلى المخاريط الحساسة للأطوال الموجية المتوسطة في شبكية العين، ونمط حساسية الضوء في كل نوع من المخاريط، ودرجة اصفرار عدسة العين وصبغة البقعة الصفراء، من شخص لآخر. يُغيّر هذا من الأهمية النسبية للأطوال الموجية المختلفة في توزيع القدرة الطيفية لإدراك كل مُشاهد للألوان. ونتيجةً لذلك، قد يُنتج ضوءان أو سطحان مختلفان طيفيًا تطابقًا لونيًا لدى مُشاهد، بينما لا يُنتجان تطابقًا عند رؤيتهما من قِبل مُشاهد آخر.
يحدث فشل التماثل اللوني في حجم الحقل، أو التماثل اللوني في حجم الحقل، نتيجة لاختلاف النسب النسبية لأنواع المخاريط الثلاثة في الشبكية من مركز المجال البصري إلى محيطه، بحيث قد تبدو الألوان المتطابقة عند رؤيتها كمناطق صغيرة جدًا ذات تثبيت مركزي مختلفة عند عرضها كمساحات لونية كبيرة. في العديد من التطبيقات الصناعية، تُستخدم مطابقة الألوان في الحقول الكبيرة لتحديد مدى تحمل الألوان.
أخيرًا، تظهر ظاهرة التماثل اللوني في الأجهزة نتيجةً لعدم اتساق أجهزة قياس الألوان، سواءً من نفس الشركة المصنعة أو من شركات مختلفة. تتكون أجهزة قياس الألوان أساسًا من مزيج من مصفوفة من خلايا الاستشعار والمرشحات الضوئية، مما يُؤدي إلى تباين حتمي في قياساتها. علاوة على ذلك، قد تختلف الأجهزة المصنعة من قبل شركات مختلفة في تركيبها. [ 3 ]
يُشار عادةً إلى الاختلاف في التركيب الطيفي لمحفزين متماثلين بدرجة التماثل . وتعتمد حساسية التطابق المتماثل لأي تغييرات في العناصر الطيفية التي تُشكل الألوان على درجة التماثل. ومن المرجح أن يكون المحفزان ذوا درجة التماثل العالية شديدي الحساسية لأي تغييرات في الإضاءة، أو التركيب المادي، أو المُشاهد، أو مجال الرؤية، وما إلى ذلك.
غالباً ما تستخدم كلمة "التطابق اللوني" للإشارة إلى فشل التطابق اللوني بدلاً من التطابق، أو لوصف حالة يتدهور فيها التطابق اللوني بسهولة بسبب تغيير طفيف في الظروف، مثل تغيير الإضاءة.
قياس التماثل اللوني
أحد المقاييس المستخدمة لمحاكيات ضوء النهار هو مؤشر التماثل اللوني CIE ، [ 4 ] والذي يتم اشتقاقه عن طريق حساب متوسط فرق اللون لثمانية متماثلات لونية (خمسة في الطيف المرئي وثلاثة في نطاق الأشعة فوق البنفسجية ) [لماذا الأشعة فوق البنفسجية؟] في CIELAB أو CIELUV .
يمكن تحليل MI إلى MI vis و MI UV إذا تم النظر في جزء فقط من الطيف. ويمكن تفسير النتيجة العددية بتقريبها إلى إحدى الفئات الخمس التالية: [ 5 ]
| فئة | MI (CIELAB) | MI (CIELUV) |
|---|---|---|
| أ | < 0.25 | < 0.32 |
| ب | 0.25–0.5 | 0.32–0.65 |
| ج | 0.5–1.0 | 0.65–1.3 |
| د | 1.0–2.0 | 1.3–2.6 |
| هـ | > 2.0 | > 2.6 |
التماثل اللوني والصناعة
يُعد استخدام المواد التي تتطابق ألوانها مع الألوان المتطابقة بدلاً من الألوان الطيفية مشكلة كبيرة في الصناعات التي يكون فيها تطابق الألوان أو تحمل الألوان أمراً مهماً.
صناعة السيارات
ومن الأمثلة الكلاسيكية على ذلك صناعة السيارات: إذ قد تُختار الملونات المستخدمة في الأقمشة الداخلية والبلاستيك والدهانات لتوفير تطابق لوني جيد تحت مصدر إضاءة فلورسنت أبيض بارد ، لكن هذا التطابق قد يختفي تحت مصادر إضاءة مختلفة (مثل ضوء النهار أو مصدر إضاءة التنجستن ). علاوة على ذلك، ونظرًا لاختلاف الملونات، فإن التطابق الطيفي نادر الحدوث، وغالبًا ما تحدث ظاهرة التماثل اللوني. [ 6 ]
صناعة النسيج
يُعدّ تطابق الألوان في صناعة صباغة المنسوجات أمرًا بالغ الأهمية. في هذا المجال، تُصادف ثلاثة أنواع شائعة من التباين اللوني: التباين اللوني الناتج عن الإضاءة، والتباين اللوني الناتج عن المُشاهد، والتباين اللوني الناتج عن حجم الحقل. ونظرًا لتنوّع مصادر الإضاءة في الحياة المعاصرة، يصعب ضمان تطابق ألوان المنسوجات. يمكن حلّ التباين اللوني في المنسوجات الكبيرة باستخدام مصادر إضاءة مختلفة عند مقارنة الألوان. مع ذلك، يُعدّ حلّ التباين اللوني في المنسوجات الصغيرة، كالألياف النسيجية، أكثر صعوبة. وتنشأ هذه الصعوبة من ضرورة استخدام مجهر ذي مصدر إضاءة واحد لمراقبة هذه الألياف الدقيقة. لذا، لا يمكن تمييز الألياف المتباينة لونيًا لا بالعين المجردة ولا بالمجهر. وتكمن إحدى الطرق التي تُمكن من حلّ التباين اللوني في الألياف في الجمع بين المجهر والتحليل الطيفي ، وتُسمى التحليل الطيفي المجهري. [ 7 ]
صناعة الدهانات
غالبًا ما تهدف مطابقة الألوان في صناعة الدهانات إلى تحقيق مطابقة طيفية للألوان، وليس مجرد مطابقة ثلاثية الألوان (متماثلة) تحت طيف ضوئي معين. تسعى المطابقة الطيفية للألوان إلى منح لونين نفس خاصية الانعكاس الطيفي، مما يجعلهما متطابقين بشكل جيد مع درجة منخفضة من التماثل اللوني، وبالتالي تقليل حساسية المطابقة اللونية الناتجة للتغيرات في الإضاءة، أو الاختلافات بين المشاهدين. إحدى طرق تجنب التماثل اللوني في الدهانات هي استخدام نفس تركيبات الصبغة واللون الأساسي في النسخ كما في الأصل. عندما يكون تركيب الصبغة واللون الأساسي غير معروف، لا يمكن تجنب التماثل اللوني إلا باستخدام أجهزة قياس الألوان. [ 8 ]
صناعة الطباعة
تتأثر صناعة الطباعة أيضًا بظاهرة التباين اللوني. تقوم طابعات نفث الحبر بمزج الألوان تحت مصدر ضوئي محدد، مما ينتج عنه اختلاف في مظهر الأصل والنسخة تحت مصادر ضوئية مختلفة. إحدى طرق تقليل التباين اللوني في الطباعة هي قياس الانعكاس الطيفي للجسم أو النسخة باستخدام جهاز قياس الألوان. بعد ذلك، يتم اختيار مجموعة من تركيبات الحبر التي تتوافق مع عامل انعكاس اللون، والتي تستخدمها طابعة نفث الحبر في عملية الطباعة. تُكرر هذه العملية حتى يصل التباين اللوني بين الأصل والنسخة إلى درجة مقبولة. مع ذلك، قد يُستنتج أحيانًا أن تحقيق تطابق أفضل غير ممكن باستخدام المواد المتاحة، إما بسبب قيود نطاق الألوان أو خصائصها اللونية. [ 9 ]
انظر أيضاً
ملحوظات
لماذا الأشعة فوق البنفسجية؟ لا يرى البشر عادةً الجزء فوق البنفسجي من الطيف بشكل مباشر، ولكن بعض المواد تحتوي على مواد مُضيئة بصريًا تتألق. تمتص هذه المواد ضوء الأشعة فوق البنفسجية غير المرئي عادةً، ثم تعيد إشعاع تلك الطاقة ضمن النطاق المرئي، مما يعني بدوره أن تغيير الإضاءة، حتى ضمن نطاق الأشعة فوق البنفسجية فقط، يمكن أن يغير التأثير البصري.
مراجع
- ↑ رويير، مايكل ب. (2022-04-03). "دليل تعليمي: معلومات أساسية وإرشادات لاستخدام طريقة ANSI/IES TM-30 لتقييم تجسيد ألوان مصدر الضوء" . LEUKOS . 18 (2): 191–231 . doi : 10.1080/15502724.2020.1860771 . ISSN 1550-2724 .
- ↑ نيت، جون (1 ديسمبر 2003). "مكتب مساعدة مصدر الألوان" . الصحف والتكنولوجيا . تم الاسترجاع في 15 ديسمبر 2018.
قارن بين نسخة الطباعة النافثة للحبر والنسخة المطبوعة تحت ظروف إضاءة 5000 كلفن
. - ^ غا، كلاين (2004). Farbenphysik für industrielle Anwendungen . سبرينغر.
- ↑ "منشور اللجنة الدولية للإضاءة رقم 15" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 13 فبراير 2008. تم الاطلاع عليه بتاريخ 19 يناير 2008 .
- ↑ معايير اللجنة الدولية للإضاءة لتقييم جودة مصادر الضوء. مؤرشفة بتاريخ 12 يناير 2011 على موقع Wayback Machine ، بقلم ج. شاندا، جامعة فيسبريم ، قسم معالجة الصور والحوسبة العصبية، المجر.
- ↑ بيرينغ، مايكل (1985). تحديد حدود عدم تطابق الألوان المتماثلة في مجموعات الملونات الصناعية . أعمال باحثي معهد روتشستر للتكنولوجيا.
- ↑ هوك، ماكس (2009). تحديد ألياف النسيج . إلسيفير.
- ↑ لو، مينغ رونير (2016). موسوعة علوم وتكنولوجيا الألوان . سبرينغر. رمز Bibcode : 2016ecst.book.....L .
- ↑ مور، بنجامين (2010). طريقة لإدارة التباين اللوني للمنتجات الملونة . المنظمة العالمية للملكية الفكرية.
- ويزيكي، غونتر وستايلز، دبليو إس (2000). علم الألوان - المفاهيم والأساليب، والبيانات الكمية والصيغ ( الطبعة الثانية). نيويورك: وايلي-إنترساينس. ISBN 978-0-471-39918-6.
- آر دبليو جي هانت. إعادة إنتاج الألوان (الطبعة الثانية). تشيتشستر: جون وايلي وأولاده، 2004.
- مارك د. فيرتشايلد. نماذج مظهر الألوان ، أديسون ويسلي لونجمان، 1998.
روابط خارجية
- تطبيق جافا صغير يوضح الميتامرات
- عرض توضيحي تفاعلي بتقنية فلاش لمقرر علوم الحاسوب 178 بجامعة ستانفورد يوضح كيفية مطابقة الألوان.
- التباين اللوني ولماذا يتغير لون الطلاء
- لون