Цветовая система и атлас А. Манселла. Альберт Генри Манселл, художник и преподаватель Массачусетской художественной школы, впервые описал свою систему в 1905 г. в докладе, в котором он перечислил ее преимущества, включая следующие:
· наименования цвета, основанные на природных объектах, цвет которых часто меняется, заменены определенным обозначением;
· каждый цвет имеет свое обозначение и его можно записать и передать, что дает возможность достаточно точно определить цвет;
· система может быть расширена для размещения в ней других цветов.
Он автор книги «Обозначение цвета» и атласа цветовой системы, которая носит его имя [42, 43]. Эта цветовая система с 1943 г., после ее усовершенствования (улучшения расположения образцов в пространстве) Комитетом Американского оптического общества, превратилась в стандартную систему, с которой исследователи сравнивают многие новые системы и проверяют равномерность цветовых пространств. В течение многих десятилетий эта система широко использовалась в США, где ее обозначения были включены в государственные стандарты США и Американского общества испытания материалов (ASTM). На обозначениях цвета в системе Манселла основаны японские стандарты по цвету (JIS Z 8102, JIS Z 8721) и цветовые системы (наборы цветов) Chroma Cosmos и 5000 Chromaton 707, созданные Институтом исследования цвета Японии. Британский институт стандартов использует ссылки на обозначения Манселла в стандартах (BS 5252, BS 4800, BS 4900, BS 4901, BS 4902) на цвета декоративных материалов, включая эмали, краски, пластик.
|
|
В системе Манселла цвета отражающих предметов определяются тремя характеристиками: цветовым тоном по Манселлу, насыщенностью по Манселлу и светлотой по Манселлу.
В его системе нет основных цветов – есть основные цветовые тона. В качестве основных цветовых тонов он выбрал пять: красный, желтый, зеленый, синий, пурпурный. Затем он ввел пять дополнительных – промежуточных между основными цветовыми тонами. Соответственно, он разделил цветовой круг на 10 интервалов цветовых тонов, которые обозначил: R (красный), YR (желто-красный), Y (желтый), GY (желто-зеленый), G (зеленый), BG (сине-зеленый), B (синий), PB (пурпурно-синий) и RP (красно-пурпурный). Сектор каждого цветового тона он разделил на 10 частей, получив, таким образом, круг из 100 цветовых тонов. Основные цветовые тона обозначаются 5 R, 5 Y и т.д. Это середина интервала данного цветового тона. Цветовой круг по Манселлу является равномерно разделенным. Различия между соседними цветами сохраняются равными вдоль всего цветового круга.
Рис. 25. Основные цветовые тона по Манселлу
Светлота по Манселлу изменяется от 0 (черный) до 10 (белый). Первоначально светлота V определялась в характеристиках координаты цвета Y МКО в виде зависимости V = Y 1/2. Это было применение закона Вебера-Фехнера. В 1937 г. воспринимаемое положение цветов в системе Манселла было улучшено благодаря использованию полинома Джадда. Этот полином пятой степени точнее описывает зависимость светлоты V и координаты цвета Y. Зная координату цвета У, равную коэффициенту отражения, с помощью таблиц можно получить значение V. Например, значение V, равное 0 соответствует У = 0, для V = 3 значение У = 6,6, для V = 5 значение У = 19,8, для V = 7 значение У = 43,1, для V = 9 значение У = 78,7, для V = 9,5 (самый светлый образец цвета в атласе) У = 90.
|
|
По насыщенности цвета не имеют одинакового разделения и количество ступеней насыщенности для различных цветовых тонов разное. Например, для красного цвета (цветовой тон = 5 Y) максимальное значение насыщенности равно 14. Этот цвет довольно близко приближается к границе Мак-Адама (границе охвата цвета материалов). Также имеется малонасыщенный образец со значением насыщенности равным 1. Интервал шкалы насыщенности 2 единицы. Шкала состоит из 7 образцов цвета с насыщенностью от 2 до 14. Для синих цветов, наоборот, максимальное значение насыщенности равно 8 и цвет далеко отстоит от границ Мак-Адама.
Рис. 26. «Дерево Манселла» – схематическое представление системы Манселла в пространстве
Для точного обозначения цвета Манселл предложил задать последовательно все три характеристики цвета: Hue (цветовой тон), Value (светлота) / Chroma (насыщенность). Например, красно-пурпурный цвет обозначается как 5RP 4/8, где 5RP - цветовой тон, расположенный между пурпурным и красным цветом, имеет светлоту 4 и насыщенность 8. Эти характеристики позволяют количественно обозначить цвет поверхностей рассматриваемых при определенных условиях наблюдения: обычный дневной свет (стандартное излучение С МКО), освещение под углом 45° и наблюдение по прямой линии зрения, перпендикулярной к поверхности. Когда цвет образца определяется путем сравнения его с образцами цвета Манселла, обычно используется нейтральный серый фон. Желательно, чтобы его светлота была близка светлоте сравниваемых цветов.
Цветовую систему Манселла иллюстрируют два набора окрашенных образцов цвета (Munsell Book of Color): набор с матовой поверхностью (1325 образцов цвета) и набор с блестящей поверхностью (1568 образцов). Так как в настоящее время Munsell Company входит в состав компании X-Rite, информацию о продукции Munsell см. в [28]. Каждый атлас содержит по 40 страниц – карт постоянного цветового тона (с интервалом по тону в 2,5, то есть, начиная с 2,5 R; 5 R; 7,5 R, 10 R, 2,5 YR и т.д.), на которых расположены цвета одинакового цветового тона, но отличающиеся по светлоте (вертикальная ось) и насыщенности (горизонтальная ось).
Рис. 27. Титул одного из изданий атласа Манселла и одна страница атласа со шкалой ахроматических цветов
Характеристики цвета х, у, Y, заданные в системе XYZ МКО, при излучении С МКО, можно преобразовать в обозначения системы Манселла с помощью таблиц и набора девяти карт [3]. Это стандартный метод определения обозначений в системе Манселла (является стандартом не только США, но и других стран).
Атлас Манселла был и остается классическим пособием по цвету. Его широко использовали в колориметрии для проверки равномерности цветовых пространств. Тест Фарнсворта-Манселла на 100 цветов широко применяют для оценки цветового зрения и для его исследований. Равноконтрастная цветовая система и обозначение цвета в характеристиках цветового тона, насыщенности и светлоты являются очень удобными для цветового проектирования. Он широко распространен в США, Великобритании и Японии. В России с атласом Манселла практически работали только во ВНИИТЭ, занимаясь с его помощью цветовым проектированием.
|
|
RAL дизайн-система (RDS). RAL – аббревиатура названия центрального органа немецкой промышленности, который, начиная с 1925г. осуществлял контроль качества продукции и занимался рационализацией в области цвета. В настоящее время – это RAL Германский институт по обеспечению качества и сертификации, который выпускает различную цветовую продукцию для нормирования и контроля цвета материалов.
Кроме классического каталога RAL, представляющегостандартные цвета ЛКМ, в 1993 г. для современного цветового дизайна была создана RAL дизайн-система (RDS). Цвета системы представляют визуализацию приблизительно равноконтрастной колориметрической системы СIELАВ МКО 1976г. Эта система была специально разработана для дизайнеров и архитекторов. Она удобна для обозначения цвета и расчета рецептур, для выбора цветов равномерно расположенных в цветовом пространстве. Цвета системы полностью охватывают цветовое пространство СIELАВ, насколько это возможно с обычно используемыми пигментами, то есть, каждый цвет может быть воспроизведен в реальном материале.
Рис. 28. Схематичное представление RAL дизайн-системы
В RDS код каждого из цветов обозначается семизначным числом, соответствующим характеристикам: h (углу цветового тона), L* (светлоте) и С* (насыщенности). Благодаря этому, легко установить взаимосвязь между цветами и их характеристиками. В цветовом круге значение угла для красного цвета равно 0°, желтого – 90°, зеленого – 180° и синего – 270°. Обозначение цвета, например, 090 80 90, относится к желтому цвету со значением светлоты 80 и насыщенности 90. Это самый насыщенный чисто желтый цвет в атласе. У самого насыщенного синего цвета обозначение: 270 30 45.
RDS выпускается в разных видах: атлас, альбом, веер цветов [44]. Вначале в атласе содержалось 1688 цветов, но, начиная с конца 2007 г. по сле существенного пересмотра, система RDSбыла усовершенствована. В нее были включены 26 светлых пастельных цветов, необходимые дизайнерам, и исключены 89 темных малонасыщенных цветов, имеющих малое применение в дизайне. A new two-component colour fan offering greater clarity and a new classification system provides additional comfort of use.Новый двух компонент цвета вентилятор, предлагающие больше ясности и новую систему классификации предоставляет дополнительные удобства в использовании.The D4 RAL DESIGN Atlas comes in a new look.В D4 RAL
|
|
В настоящее время число цветов, входящих в эту систему, равно 1625. Кроме выпускаемого классического атласа на 1688 цветов выпускаются продукты D2 и D4 на 1625 цветов. Первый (D2) представляет все цвета в виде двух вееров, второй (D4) – в виде классического атласа цветов. Точные размеры образцов цвета в каталогах и их стоимость указаны на сайте RAL. The number of pastel colours has been increased by 26 new shades while the number of dark shades has been reduced.Число пастельные цвета был увеличен на 26 новых оттенков, а число темных оттенков была сокращена.Altogether, the system now includes 1625 colours.В общей сложности, эта система в настоящее время включает в себя 1625 цветов.
Рис. 29. Страница атласа RDS первого издания, новые продукты D2 и D4
Естественная цветовая система NCS (The Natural Color System). Из всех систем восприятия цвета она является наиболее значимой для дизайнеров.Основной задачей этой системы является описание качества цветового восприятия; равномерность цветового пространства, которой уделяется большое внимание, например, в системе Манселла, здесь рассматривается во вторую очередь.
Система NCS была создана в результате научных исследований и разработок, проводимых психологами, физиками, архитекторами и дизайнерами Швеции в течение нескольких десятилетий. Является продуктом Скандинавского института цвета АВ. Научно обоснованная и документированная стандартами Швеции и других стран система NCS объединена с колориметрической системой МКО и широко используется в обучении, науке, цветовых исследованиях, но особенно велико ее значение в дизайне и архитектуре.
В основе NCS лежат идеи Леонардо да Винчи о шести простых (элементарных) цветах и Арона Зигфрида Форсиуса о трехмерной цветовой модели, а также теория оппонентных цветов Эвальда Геринга. Триггве Йохансон, Свен Хессельгрен и другие шведские ученые, архитекторы и дизайнеры, посвятившие свою работу цвету как визуальному явлению, развили теорию Геринга и реализовали ее в цветовом круге NCS. Предвестником NCS был широко известный цветовой атлас Хессельгрена.
К этому времени (60-70 ые годы прошлого века) архитекторы, дизайнеры, художники, преподаватели и производители окрашенной продукции неоднократно высказывали идею о необходимости создания постоянной и общеприменимой цветовой системы. Основная задача заключалась в создании цветовой системы, основанной на том, как человек воспринимает цвета и использует их на практике.
Естественная цветовая система разрабатывалась с 1964 г. специалистами Шведского центра цвета и ее авторы: Андерс Хард, психолог Ларсом Сивик и физик Гуннар Тоннквист работали над ней почти 20 лет. Был проведен миллион тестовых оценок и для разрабатываемого атласа использовано более 50 тысяч оценок, выполненных группой, состоящей из 30 человек с нормальным цветовым зрением. Результатом явился атлас NCS. Шведский институт стандартов принял NCS в качестве шведского стандарта (сейчас это стандарт Норвегии, Испании, и Южной Африки).
Цветовая система NCS является системой, основанной на психологически уникальных восприятиях шести цветов: черного, белого, красного, зеленого, желтого и синего. Цветовое восприятие определяется оценкой их сходства с основными (иногда называемыми элементарными, единичными или унитарными) восприятиями, а не оценкой отличия от них. Эти основные цвета являются независимыми – «чистыми» с точки зрения восприятия: ни в одном из них нет ни малейшей примеси других. То есть, элементарный красный это такой цвет, в котором нет ни желтого, ни синего цветов, соответственно, в синем нет примеси красного или зеленого цветов и т.д.
Рис. 30. Шесть основных цветов системы NCS: белый (W), черный (S), желтый (Y), красный (R), синий (В) и зеленый (G)
Цветовое пространство NCS. В этой трехмерной модели (двойной конус) могут быть представлены все возможные цвета несамосветящихся объектов и каждому может быть дано его обозначение NCS.
Цветовое пространство делится на две двухмерные модели: цветовой круг NCS и цветовой треугольник NCS.
Рис. 31. Цветовое пространство NCS и цветовой круг NCS
Проведя горизонтальное сечение модели цветового тела, мы получим цветовой круг, в котором четыре хроматических цвета расположены подобно точкам на компасе. Области между соседними цветами разделены на 100 равных частей. Каждая точка, кратная 10 %, представляет страницу атласа NCS и указывает цветовой тон. Он обозначается одной буквой (Y, R, В, G) или двумя с цифрой перед второй буквой. Цифра указывает на сходство со вторым цветом. Следует обратить внимание на то, что обозначение тона начинается от чисто желтого цвета и увеличение содержания второго цвета считается по ходу часовой стрелки. То есть, отмеченный на рис. 6.11 цветовой тон Y90R означает, что у него сходство с желтым цветом на 10%, а с красным – на 90%.
Цветовой треугольник NCS является вертикальным сечением модели NCS в каждой из этих точек (со значением кратным 10 %). В данном случае (рис. 32) это – Y90R. Основу треугольника составляет ахроматическая шкала от белого (W) до черного (S), на вершине треугольника находится цвет с максимальным значением насыщенности С. Это сечение представляет все цвета атласа NCS с цветовым тоном Y90R, расположенные между белым (W), черным (S) и полным хроматическим цветом (C).
Рис. 32 Цветовой треугольник NCS, выделенный цвет в треугольнике NCS и цветовом пространстве NCS
Цветовые обозначения NCS основаны на принципе сходства: насколько данный цвет похож на каждый из шести элементарных цветов. В треугольнике выделен цвет, обозначенный . Стоящая перед обозначением буква S означает, что образец с этим обозначением является стандартным образцом из второго издания атласа NCS. Стандартные образцы цвета этого издания были воспроизведены с помощью нетоксичных пигментов.
Первое двузначное число (s) описывает степень сходства с черным цветом в процентах. Второе двузначное число (c) в процентах описывает степень сходства с цветом данного цветового тона с максимальной насыщенностью, то есть, это аналог чистоты или насыщенности цвета. Оба числа вместе (s и c) описывают оттенок (нюанс).
Обозначение цветового тона записывается через черточку. Чистые серые цвета не имеют цветового тона и данные обозначения оканчиваются буквой – N, чтобы указать, что это цвет нейтральный. Шкала ахроматических цветов начинается с белого цвета 0300-N и заканчивается 9000-N, который представляет черный цвет.
В обозначении NCS 2030-Y90R, число 2030 описывает оттенок (нюанс), то есть, степень сходства с черным цветом 20% и степень сходства с максимумом цветности (цветом с максимальной насыщенностью) 30%. Цветовой тон Y90R описывает степень сходства цветового тона между желтым (Y) и красным (R) с этими цветами. Обозначение Y90R описывает тон, сходство которого с желтым цветом составляет 10%, а с красным – 90%.
Для обеспечения высокого качества цвета Скандинавский институт цвета основал Центр качества NCS и с 1995 г. разработал систему контроля качества воспроизведения цвета в разных цветовых продуктах NCS в соответствии со «Стандартом контроля уровня качества NCS». Цель стандарта – установить и сохранить стабильными цвета системы. Стандарт устанавливает максимальные отклонения в цвете и максимальную норму отклонений. Для измерений используются два специально откалиброванных спектрофотометра. Измеренные величины рассчитываются, следуя публикации МКО 15:2004 [45], цветовые различия DEСМС рассчитываются в соответствии с британским стандартом BS 6923:1988. Источники света, применяемые при инструментальной и визуальной оценке – А, D65 и TL84.
Продукция NCS. Во 2ом издании системы NCS в 1995г. набор содержал 1750 цветов, в 2004 г. в него специально для дизайнеров и колористов были добавлены 200 малонасыщенных светлых цветов, и число цветов в системе достигло 1950 цветов.
Наборы цветов существуют в виде различных продуктов NCS: стандартного набора образцов, атласа, альбома, индекса (в виде одного веера), в виде 8 блоков, отдельных образцов и др. [46, 47].
Рис. 33. Продукты NCS: стандартные цвета, альбом, атлас
Стандартные цвета NCS индивидуальноизмерены, проверены и откалиброваны Центром качества NCS. Для каждого образца определены различия от первичного стандартного образца NCS. Это точный эталон для сравнения и контроля цвета. Используется профессиональными пользователями NCS.
Рис. 34. Продукты NCS: блок и веер
Наиболее широко (благодаря его относительно невысокой стоимости) используется цветовой веер «NCS Index 1950». Цвета в NCS Index 1950 разделены на 5 групп: серые, желтые (G80Y-Y70R), красные (Y80R-R70B), синие (R80B-B70G) и зеленые (B80G-G70Y). Отметки на каждом листе указывают точную позицию цвета в цветовом круге и цветовом треугольнике.
C помощью такого продукта, как NCS Lightness Meter (измеритель светлоты) можно визуально определить светлоту цвета. Линейка состоит из 18 серых образцов из стандартных нейтральных цветов NCS. Для каждого образца приведены значения: светлоты L, коэффициента отражения Y и обозначение данного ахроматического цвета в системе NCS.
Рис. 35. Измеритель светлоты NCS
Кроме наборов цвета NCS, используемых для визуального сравнения с исследуемым образцом цвета, для определения обозначения цвета в системе NCS, были разработаны приборы, которые автоматически в течение секунды идентифицируют цвет любой поверхности с обозначением NCS, то есть дают обозначение ближайшего цвета NCS:
Рис. 36 Сканер цвета NCS и измеритель цвета NCS CECF-9
Практическое использование NCS в дизайне и архитектуре. Когда человек знаком с системой NCS, он может оценить качественные характеристики цвета по его обозначению. Например, как много черного и цветности в данном цвете, и какой его цветовой тон? Это помогает коммуникации, проверке спецификации и идентификации цветов, которые имеют обозначения по системе NCS.
В мире тысячи пользователей работают с NCS – на уровне идеи, презентации, спецификации и реализации цветовых проектов, которые включают цветовые карты, продукцию, проектирование изделий, интерьеры и архитектуру. Основные группы пользователей NCS – архитекторы и дизайнеры (цветовое проектирование и спецификация цвета), лакокрасочная отрасль (контроль качества, торговля), магазины строительных материалов и материалов для интерьера (спецификация цвета и контроль качества).С дизайнерскими проектами, выполненными с использованием системы NCS, можно ознакомиться в [47]. Проекты выполнены по направлениям: Архитектура, Цветовые палитры городов, Дизайн интерьеров, Промышленный дизайн, Транспорт, Мода и стиль, Корпоративный стиль, Глобальное управление цветом, Косметика, Исследования.
Рис. 37. Отдельные проекты, выполненные с использованием системы NCS
В России Постановлением правительства Москвы № 740 от 25.12.1996 г., атлас NCS был принят для выбора и последующего контроля цвета фасадных красок. Основная цель - введение единства обозначения цвета фасадных красок и ограниченного набора стандартных цветов, охватывающих все цветовое пространство. В основном использовался набор второго уровня качества - указатель NCS (NCS index).
Скандинавская школа цвета AB, основанная на системе NCS. Школа цвета, организуемая Скандинавским институтом цвета уже более 15 лет, известна благодаря высокому качеству обучения и большому объему знаний в области цвета и предлагает курсы обучения для всех, кто профессионально работает с цветом. Это дизайнеры, архитектуры, проектировщики, декораторы, специалисты по маркетингу, заключению контрактов на краску и те, кто работает с цветом в различных отраслях промышленности и в рекламных агентствах.
Цель курса цвета NCS состоит в том, чтобы обеспечить базу для более глубокого понимания цвета как визуального явления, постигая систему NCS как международный язык цвета.
Курс цвета призван научить, как использовать NCS в качестве инструмента в ежедневной цветовой практике.
Рис. 38. Выполнение упражнений учебных материалов NCS
Курс состоит из теоретических и практических занятий. Основу практических занятий составляют упражнения, с которыми студенты будут работать на семинарах – «Учебные материалы NCS». Набор из 31 упражнения NCS различной сложности был создан Гретой Смедал (Grete Smedal), профессором Национальной Академия Искусств (Берген, Норвегия), которая иного лет занималась обучением дизайнеров и архитекторов. Упражнения предназначены для развития способности к различению цветов и сопоставлению их характеристик. Они дают доступ к всестороннему методу изучения системы NCS и теории цвета в целом. Эти обучающие материалы на сегодняшний день используются в школах и институтах во всем мире.
Материалы для обучения NCS были разработаны таким образом, чтобы быть приемлемыми для широкого ряда пользователей – от студента до профессионала. Цветовые упражнения одинаково полезны для представителей творческих и научных дисциплин.
В тщательно запланированной последовательности интересных задач глаз обучается распознавать сходство и различия между цветами. Это развивает навыки, необходимые, чтобы системно описывать свойства цветов, используя слова и символы. Упражнения помогают научиться безупречно различать цвета и уметь их обозначать, видеть соотношения между цветовыми характеристиками. При этом глаз выполняет функцию сортировочной машины. Акцент делается на визуальном наблюдении цветов и описании того, что видит глаз.
Художник, педагог и теоретик искусства Йозеф Альберс писал о том, что«...использование окрашенных кусочков бумаги предотвращает ненужное смешивание красок, которое утомляет и отнимает много времени...». Материалы для обучения NCS предоставляют уникальную возможность работы с образцами цвета, характеристики которых строго определены и находятся в определенных соотношениях друг с другом.
Описание отдельных упражнений. Упражнение «Элементарные цвета и элементарные признаки» показывает шесть первичных (элементарных) цветов и ряд цветов близких к каждому из них. Обучает способность оценить главные и вспомогательные качественные характеристики. Упражнение «Цветовой круг» обучает способности оценивать цветовой тон и располагать образцы по цветовому кругу в соответствии с их цветовым тоном. Упражнение «Цветовой треугольник» обучает способности оценить нюанс цветов, то есть их белизну, степень черноты и цветность и располагать их в цветовом треугольнике. Упражнение «Одновременный контраст – цветовой тон и оттенок (нюанс)» показывает, как различным образом изменяется цвет образца из-за влияния фона. Помещая один и тот же образец на восьми различных фонах, можно изучить, как цвет меняется по цветовому тону, белизне, черноте и цветности. Упражнения «Сходство по насыщенности», «Сходство по цветовым качественным характеристикам», «Сходство по оттенку» обучают определять сходство между цветами по отдельным характеристикам. Упражнение «Цветовые области» – превосходный суммарный обзор цветовой системы с обучением оценке одновременно цветового тона и оттенка на большом количестве образцов. Имеются усложненные задачи для обучения способности узнавать и анализировать визуальное сходство и отношения цветов. Упражнение «Цветовой круг в квадрате», в котором студент оценивает цветовые области, размещая 121 образец цвета. Результат напоминает заполненный цветовой круг в форме квадрата с элементарными цветами в этих четырех углах. Это упражнение обычно используется как групповое.
Рис. 39. Примеры упражнений
На десятом конгрессе Международной ассоциации цвета AIC Colour 05 Грета Смедал представила «Chromascope» («Хромаскоп») – инструмент (основанный на системе NCS) для обучения цвету, основанному на цветовом восприятии с помощью персонального компьютера. Это профессиональный инструмент для преподавания и дизайна, основанный на системе NCS. Он состоит из трех основных частей:
· модуль настройки, где пользователь сможет откалибровать монитор, на котором установленна программа;
· модуль образцов, где пользователь должен выстроить образцы по сериям или группам, оценивая их визуально;
· модуль заданий, где пользователь сможет проводить изучение цвета на различных уровнях.
Рис. 40. Обучение работе с цветом с помощью «Хромаскопа»
Можно изучать различные цветовые явления, например, последовательный и одновременный контраст, меняя цвета образцов и фона, изучать влияние цвета фона на надписи, выполненные различными цветами или одновременный контраст в последовательных образах. Можно смоделировать любой цвет и узнать его обозначение в системе NCS. Можно работать с многоцветными композициями, меняя цвета и форму, сравнивать влияние разных фонов на цвет и многое другое. Основное, что всегда возможна корреляция между цветом на экране и соответствующим образцом в системе NCS. «Chromascope» можно получить после регистрации на сайте [48]. Для более эффективного использования данного инструмента рекомендуется выполнить все упражнения NCS.