شناسایی و مشاهده رنگ ها

فروردین ۳۰, ۱۴۰۲
مریم اردکانی - کارشناس ارشد فوتونیک
بدون نظرات

احتمالا برای شما هم پیش آمده است تا با یک فرد دیگر بر سر رنگ یک جسم اختلاف نظر داشنه باشید. این اختلاف بین خانم‌ها و آقایان به مراتب بیشتر است. اگر تا به امروز این تصور را داشته‌اید که این یک موضوع صرفا سلیقه‌ای است، بهتر است تا تجدید نظر کنید. چرا که علم درک ما از رنگ ها یک علم پیچیده است. تا انتهای این مقاله جذاب با ما همراه باشید.

ترجیح می‌دهیم تا این مقاله را با یک سوال آغاز کنیم. تا به حال این موقعیت برای شما پیش آمده است که در مورد رنگ یک جسم با فرد دیگری اختلاف نظر داشته باشید؟ احتمالا از نظر شما این گونه است که شخص مقابل تحت چه شرایطی رنگ به این واضحی را تشخیص نمی‌دهد. این بحث‌ها می‌توانند نقطه آغازی باشد برای این که بدانید رنگ تا چه حد می‌توانند به صورت ذهنی هم تعریف شده باشند. چندین سال پیش یک عکس در فضای مجازی وایرال شده بود که شما رنگ این لباس را به چه صورت می‌بینید. احتمالا به خاطر می‌آورید که افراد نمی‌توانستند در مورد رنگ آن لباس به توافق برسند. تصویر این لباس معروف را در زیر مشاهده می‌کنید.

من به شخصه تصویر اصلی را آبی و طلایی نمی‌بینم. تصویری که من می‌بینم، شبیه به آبی و طوسی (یا مشکی کمرنگ) است.

علم درک ما از رنگ‌ها یک علم پیچیده است. در واقع عوامل متعددی هستند که بر “دید” ما تاثیر می‌گذارند. ما در مقاله گذشته ۸ عامل موثر در نحوه درک شما از رنگ ها را بررسی کردیم.
اگر رنگ های دقیق و ثابت محصول شما بخش مهمی از موفقیت شرکتتان باشد؛ این اختلاف نظر و سلیقه‌ها هزینه‌های گزافی برای شما ایجاد می‌کند. به همین دلیل است که شما باید یک ابزار دقیق و غیر انسانی برای این ارزیابی‌ها داشته باشید. رنگ سنج دستگاهی است که در این موقعیت‌ها به کمک شما خواهد آمد.
در ادامه می‌خواهیم به این موضوع بپردازیم که نحوه دیدن ما به چه صورت است. در واقع چه اتفاقاتی باید رخ بدهد تا شما بتوانید “یک جسم” را مشاهده کنید.

چگونگی مشاهده اجسام

دلیل توانایی ما در مشاهده اجسام، سلول‌های گیرنده در شبکیه چشم هستند که سیگنال‌ها را به مغزمان منتقل می‌کنند. سنسورهای بسیار حساسی در چشم وجود دارند که به ما این امکان را می‌دهند تا حتی در نورهای بسیار کم هم بتوانیم اجسام را ببینیم. اگر چه در این شرایط اجسام به صورت سایه‌های خاکستری مشاهده می‌شوند، اما تشخیص داده می‌شود که جسمی در آن مکان وجود دارد. برای دیدن رنگ ها به نور روشن‌تر و سلول‌های مخروطی در چشم نیاز داریم که تقریبا به سه طول موج مختلف پاسخ می‌دهند. این طول موج‌ ها نماینده‌ای از سه ناحیه کوتاه، متوسط و بلند ناحیه مرئی هستند. این طول موج ها عبارت اند از:

طیف آبی با پیک جذبی ۴۴۵ نانومتر به عنوان نماینده طول موج کوتاه
طیف سبز با پیک جذبی ۵۳۵ نانومتر به عنوان نماینده طول موج متوسط
طیف قرمز با پیک جذبی ۶۶۵ نانومتر به عنوان نماینده طول موج بلند

رنگ درک شده به نحوه جذب و بازتاب طول موج یک جسم بستگی دارد. انسان‌ها فقط می‌توانند بخش کوچکی از طیف الکترومغناطیسی را ببینند که بازه طیفی ۷۰۰-۴۰۰ نانومتر است. اما برای دیدن میلیون‌ها رنگ، همین بازه به نسبت کوتاه هم کافی است. زمانی که نور به یک جسم برخورد می‌کند، مقداری از نور جذب و مقداری از آن بازتاب می‌شود. چشمان ما با توجه به طول موج های نور بازتابیده شده رنگ ها را درک می‌کنند. شکل ۲ همان تصویر معروف بازه الکترومغناطیسی است.

مطالعه مقاله کاربرد رنگ سنج در تولید انواع جوهر تاتو

این مباحث اساس نظریه trichromatic است. این نظریه به نام محققانی که آن را توسعه دادند یعنی Young-Helmholtz نامیده می‌شود. شاید برای شما جالب باشد تا بدانید که این مقدار از جزئیات درک طول موج و رنگ ها تنها چندین دهه، یعنی از سال ۱۹۶۰ قدمت دارد.
یک نظریه دیگر هم وجود دارد که فرض می‌کند که مشاهده رنگ ها به سه گیرنده با عملکردهای متضاد بستگی دارد. تاریک/روشن (و یا سفید/سیاه)، قرمز/ سبز و آبی/زرد.
این دو نظریه با هم به توصیف پیچیدگی درک انسان از رنگ کمک می‌کنند.

نحوه درک ما از رنگ

به طور خلاصه می‌توانیم بگوییم که مشاهده یک رنگ به عوامل مختلفی مانند زمان روز، نور اتاق و بسیاری عوامل دیگر بستگی دارد. ممکن است شما رنگ یک جسم را تحت شرایط مختلف، متفاوت ببینید. حتی ممکن است رنگ دو جسم تحت یک منبع نور یکسان باشند، در حالی که تحت یک منبع نور دیگر متفاوت باشند. در این راستا مقاله متامریزم و راه غلبه بر آن را مطالعه کنید. برای بسیاری از افراد این اتفاق اهمیت خاصی ندارد. اما حالتی را در نظر بگیرید که افرادی در حال ارزیابی نمونه‌های رنگی در مناطق مختلف با شرایطی متفاوت از سراسر جهان باشند. این شرایط مختلف به نحوه درک آن‌ها از رنگی که مشاهده می‌کنند، تاثیر می‌گذارد. در تصویر زیر به صورت ساده و شماتیک به شما نشان داده می‌شود که چگونه رنگ یک جسم را مشاهده می‌کنید.
دقیقا به همین دلیل است که دستگاهی برای کنترل رنگ بسیار اهمیت دارد. این دستگاه‌ها به شما تضمین می‌کنند که ارزیابی رنگ بدون در نظر گرفتن عواملی که بر چشم ما تاثیر می‌گذارند، در حال انجام است.

تاثیر محیط اطراف از درک ما از رنگ ها

بیشتر ما به راحتی می‌توانیم رنگ اشیا که برایمان آشنا هستند را تشخیص دهیم. مثلا در تشخیص رنگ زرد یک موز یا رنگ نارنجی یک نارنگی به مشکل نخواهیم خورد. این سازگاری چشم و مغز به عنوان ثبات رنگ شناخته می‌شود. البته این ثبات به تغییرات کوچک رنگ ها دیگر حساس نیست و تحت تاثیر کیفیت و یا شدت نور قرار نمی‌گیرد. اما به خاطر داشته باشید که این‌ها در مواقعی صدق می‌کند که شما شغلی نداشته باشید که رنگ‌ها در آن اولویت بالایی دارند.

در رابطه با درک ما از رنگ ها یک تحقیقی در سال ۲۰۱۵ انجام شد. طبق این مطالعه افراد تمایل داشتند تا رنگ ها را به روش یکسانی درک کنند. این تمایل در حالتی که تعداد مخروط‌های شبکیه چشم‌شان بسیار متفاوت بود هم صدق می‌کرد. زمانی که از داوطلبان خواسته شد تا دیسکی را با نور “زرد خالص” تنظیم کنند، همه تقریبا همان طول موج را انتخاب کردند.

مشکل اصلی زمانی به وجود می‌آید که افراد سعی می‌کنند رنگ ها را با یک محصول یا نمونه استاندارد مطابقت دهند. در این حالت اوضاع بسیار پیچیده‌تر می‌شود.

همان طور که چندین بار هم در این مقاله به آن اشاره شد، درک ما از رنگ ها تحت تاثیر عوامل مختلفی قرار دارد. این عوامل به طور کلی به صورت زیر تعریف می‌شوند. اما به شما توصیه می‌کنم تا حتما این مقاله را مطالعه کنید. موضوعات جالبی بررسی شده که این عوامل را به صورت کامل توضیح داده است. این عوامل به دو دسته فیزیکی و شخصی تعریف می‌شوند.
عوامل فیزیکی: منبع نور، پس زمینه، ارتفاع، سر و صدا
عوامل شخصی: سن، داروها، حافظه، خلق و خو
اما اگر کار شما به این بستگی دارد که دوباره به یک رنگ مناسب دست پیدا کنید، نمی‌توانید با اعتماد کردن به بینایی انسان‌ کار خود را پیش ببرید. علاوه بر این حالت، شرایطی را در نظر بگیرید که شما با افراد در شرایط جغرافیایی مختلف کار می‌کنید. در این حالت مجددا ریسک اختلاف رنگی به وجود می‌آید.
اگر بخواهیم با جزئیات بیشتری توضیح دهیم، این اختلاف نظر در رابطه با درک رنگ ها می‌تواند منجر به نابودی یک کسب و کار شود. کسب و کارهایی که به شدت به خواندن دقیق رنگ ها بستگی دارند.
احتمالا بعد از تمام این نتیجه گیری‌ها شما هم لزوم اهمیت و ضرورت دستگاه های رنگ سنجی را در کسب و کار خود حس می‌کنید.

مطالعه مقاله تست رنگ مایع دارویی با اسپکتروفتومتر و رنگ‌ سنج

در تصویر زیر تاثیر محیط اطراف از درک ما از رنگ ها را مشاهده می‌کنید.

ریاضیات درک رنگ ها

در همین مقاله بارها به این موضوع اشاره کردیم که عوامل محیطی و شخصی بر درک ما از رنگ ها تأثیر می‌گذارند. در نتیجه به خاطر ضعفی که در این رابطه داریم، نمی‌توانیم زمان مقایسه بصری رنگ‌ ها با یک نمونه استاندارد، از تطابق دقیق آن‌ها مطمئن شویم. این موضوع باعث ایجاد مشکلات تجاری می‌شود. تاخیر در زمان تولید، ضایعات بیشتر مواد و شکست در کنترل کیفیت تنها گوشه‌ای از این مشکلات هستند.
برای حل این مشکلات مثل همیشه دست به دامن معادلات ریاضی می‌شویم. برای تعیین دقیق رنگ ها از معادلات ریاضی استفاده می‌کنیم و برای این اندازه گیری‌های دقیق از دستگاه های رنگ سنجی کمک می‌گیریم.
فضای رنگی CIE XYZ که در شکل زیر نشان داده شده است، در سال ۱۹۳۱ ایجاد شد. در واقع این مدل یک سیستم mapping است که رنگ ها را در یک فضای سه بعدی با استفاده از رنگ های قرمز، سبز و آبی به عنوان محور ترسیم می کند.

در همین راستا بسیاری از فضاهای رنگی دیگر تعریف شده است. انواع مدل‌های CIE مانند CIELAB که در سال ۱۹۷۶ تعریف شده است. مدل دیگری نیز به کمک ما آمده است که CIE L*C*h نام دارد. اگر با این اصطلاحات آشنایی ندارید، پیشنهاد می‌کنیم تا مقاله ۳ اصطلاح رایج در دنیای رنگ سنجی را مطالعه کنید.

این اندازه گیری‌ها به دستگاه‌هایی بستگی دارد که توضیحات دیجیتالی رنگ ها را ارائه می‌دهند. به عنوان مثال، درصد هر یک از سه رنگ اصلی مورد نیاز برای انطباق با یک نمونه رنگ به عنوان مقادیر tristimulus نامیده می شود. رنگ سنج های Tristimulus در برنامه‌های کنترل کیفیت استفاده می شوند.

جمع بندی

در این مقاله دیدیم که علم درک ما از رنگ ها یک علم پیچیده است. عوامل زیادی هستند که بر “دید” ما تاثیر می‌گذارند. با چگونگی مشاهده اجسام و نحوه درک ما از رنگ ها آشنا شدیم. آموختیم که علم ریاضی مانند همیشه برای کمک به این پیچیدگی‌ها پیشگام است.