Kleur

Kleur is 'n ervaring wat (in mense) afkomstig is van die vermoë van die delikate struktuur van die oog om drie verskillend-gefilterde analises van 'n beeld te kan onderskei. Die ervaring van kleur word beïnvloed deur die langtermyngeskiedenis (opbrengs) van die kyker, asook korttermyneffekte soos nabygeleë kleure. Die term kleur word ook gebruik om 'n eienskap van voorwerpe of ligbronne te beskryf wat onderskei kan word in die reseptore van die oog.

Die kleur van 'n voorwerp kan objektief gemeet word deur die golflengte van die lig vanaf die voorbeeld te meet.

Ons sien voorwerpe in verskillende kleure vanweë die lig wat hulle na die oog terugkaats. Glas laat al die kleure deur, dus lyk dit vir ons kleurloos.

Sir Isaac Newton het gevind dat wit lig deur middel van 'n prisma opgebreek kan word in 'n rëenboog van kleure. In die kleurspektrum kon hy sewe hoofkleure onderskei: rooi, oranje, geel, groen, blou, indigo en violet. Kleur is 'n gewaarwording wat die mens ondervind wanneer lig op die retina van die oog val. Dit het dus te make met die vertolking wat die brein gee aan die Lig wat op die retina val. Die drie kleure rooi, groen en blou word afsonderlik deur die retina uit 'n ligbundel geregistreer en die impulse word dan deur die brein hersaamgestel en as 'n bepaalde kleur vertolk.

Om die rede word daar in kleurtegnieke (verf, kleurfotografie, kleurdruk, kleurtelevisie, ensovoorts) slegs van drie basiese kleure gebruik gemaak, waaruit alle ander kleure dan saamgestel kan word. Daar moet onderskei word tussen die kleur van 'n ligbron (byvoorbeeld die son, 'n vlam, 'n gloeidraad, ensovoorts) en die kleur van 'n nie-liggewende voorwerp. In laasgenoemde geval word die kleur van die voorwerp bepaal deur die samestelling van die gedeelte van die invallende lig wat deur die voorwerp weerkaats of deurgelaat word. Die samestelling word bepaal deur selektiewe absorpsie, breking, interferensie en fosforessensie, ensovoorts.

Ontstaan van kleur

Kleur is een van die gewaarwordinge wat ervaar word wanneer 'n ligbundel op die retina van die oog val. Dit is 'n bykomende gewaarwording tot die blote waarneming van iets. 'n Voorwerp kan gesien word vanweë die kontras tussen ligter en donkerder dele, soos in die geval van 'n swartwit-foto.

Hierdie waarneming ontstaan sintuiglik deur die stafies in die retina van die oog, terwyl kleurwaarneming singtuiglik deur kegeltjies in die retina ontstaan. Die kegeltjies is minder sensitief as die stafies, wat meebring dat geen kleur in swak lig onderskei kan word nie. By sommige mense ontbreek die kegeltjies in die retina en sulke mense is dan sogenaamd kleurblind. Baie diere (byvoorbeeld honde en katte) is gedeeltelik of heeltemal kleurblind. By die waarneming van kleur kan twee bronne onderskei word:

- Die lig is regstreeks van 'n ligbron afkomstig (kleur van die bron).

- Die lig val op 'n voorwerp en word dan volgens 'n bepaalde samestelling weerkaats (kleur van ŉ voorwerp).

In die donker is daar van kleur nie sprake nie. Die belangrikste ligbron vir die mens is die son. Die lig direk van die son tesame met die verstrooide lig van die atmosfeer en die omgewing staan bekend as daglig. Die menslike oog is aangepas by die sonlig, en die neutrale indruk word wit genoem. Die lig van ander ligbronne word deur die oog nie as wit vertolk nie. Die lig van natrium vertoon geel, die van neon rooi en die van 'n gewone gloeilamp effens geel in vergelyking met die son se lig. Die brein is egter aanpasbaar en indien 'n persoon 'n lang tyd in kunsmatige lig vertoef, lyk neutrale voorwerpe weer wit. Wanneer 'n wit ligbundel op ŉ voorwerp vat, kan een van die volgende prosesse plaasvind:

- Die lig word onveranderd weerkaats. Die voorwerp lyk dan wit, byvoorbeeld die bladsy van 'n boek.

- Geen lig word weerkaats nie. Die voorwerp lyk dan swart, byvoorbeeld die letters op die wit bladsy van 'n boek.

- Slegs 'n klein hoeveelheid lig word onveranderd teruggekaats. Die voorwerp toon dan verskeie skakerings van grys.

- Sekere golflengtes lig word weerkaats en ander nie. Die samestelling van die teruggekaatste lig verskil dan van die van wit lig, en dit word deur die brein geïnterpreteer as die kleur van die betrokke voorwerp.

Die lig van die son bestaan uit golflengtes vanaf ongeveer 300 nm tot 'n paar duisend nm. Die maksimum-intensiteit is in die omgewing van 500 nm en die oog is dan ook aangepas om lig waar te neem in 'n golflengtegebied van ongeveer 410 nm tot 770 nm. Die verskillende spektrale kleure word benaderd geassosieer met 'n bepaalde golflengtegebied, soos volg:

Kleur	Golflengte in nm (1 nm = 10 ^-9m)
Violet	410 – 440
Blou	440 – 490
Groen	490 – 540
Geel	540 – 600
Oranje	600 – 630
Rooi	630 – 770

'n Voorwerp wat alle lig van 410 nm tot 770 nm weerkaats, sal wit lyk, terwyl 'n voorwerp wat slegs lig van 540 nm tot 600 nm weerkaats, geel sal voorkom. Dit is egter nie die enigste faktor wat 'n voorwerp geel sal laat lyk nie. Ander moontlikhede is:

- 'n kombinasie van die naasliggende kleure, groen en oranjerooi, en

- 'n kombinasie van alle kleure behalwe blou.

As gevolg van laasgenoemde verskynsel word blou die komplementêre kleur van geel genoem. Insgelyks het elke ander kleur ook sy komplementere kleur. 'n Kleur saam met sy komplementere kleur gee weer wit lig. Verder blyk dit dat nie al die spektrale kleure nodig is om wit lig te verkry nie. Slegs die kleure blou, groen en rooi is nodig, en hierdie drie kleure word die primêre kleure genoem. Hierdie verskynsel hou verband met die retina van die oog.

Die kleurspektrum

Daar is drie soorte kegeltjies wat afsonderlik gevoelig is vir die onderskeie primêre kleure en die gesamentlike prikkelings wat die drie soorte kegeltjies ontvang, word deur die brein as 'n bepaalde kleur geïnterpreteer. Geel lig sal dus hoofsaaklik die rooi en groen kegeltjies prikkel en glad nie die blou kegeltjies nie. Hoewel kleur dus verwant is aan ŉ fisiese grootheid, golflengte, is dit 'n subjektiewe belewing wat van persoon tot persoon kan verskil.

Spektrale samestelling

Die kleurkarakter van lig word bepaal deur die verskillende golflengtes wat in die ligbundel teenwoordig is, asook die relatiewe intensiteit van elke golflengte. Intensiteit as funksie van golflengte kan grafies as ŉ spektraalkromme voorgestel word. Die kleur van 'n voorwerp word bepaal deur die spektraalkromme van die invallende lig en die weerkaatsingspektraalkromme van die voorwerp.

'n Voorwerp wat slegs blou lig weerkaats, sal blou lyk as dit met wit lig belig word. Dit sal ook blou lyk as dit met blou lig belig word, maar as dit met enige ander kleur belig word, sal dit skakerings van blou en swart toon. Net so sal 'n voorwerp wat slegs geel lig weerkaats, swart voorkom as dit met blou lig belig word. Indien daarvan byvoorbeeld 'n rooi voorwerp gepraat word, word bedoel dat 'n rooi kleurindruk verkry sal word as dit met wit lig belig word. Die kegeltjies van die oog is verder ook nie ewe gevoelig nie. Grafieke is saamgestel wat die spektraalgevoeligheid van die menslike oog weergee.

Kleurvorming

Wit lig kan deur verskeie prosesse in sy kleurkomponente opgebreek word, naamlik deur breking, weerkaatsing, absorpsie, interferensie, verstrooiing en fosforessensie. Die mate van breking of buiging wat 'n ligstraal ondergaan as dit van een medium na 'n ander gaan, hang af van die golflengte van die lig. Hierdie verskynsel staan bekend as dispersie. Die verskillende kleurkomponente van wit lig word dus verskillend gebuig as dit byvoorbeeld van lug na glas verplaas word. Indien dit deur 'n asimmetriese glasvoorwerp soos 'n prisma gestuur word, word die verskillende kleure geskei.

'n Aanskoulike vorm van kleurvorming deur breking is die reënboog. Hier word sonlig deur waterdruppels gebreek en kleureffekte ontstaan. Kleurvorming deur selektiewe weerkaatsing word bepaal deur die aard van die eerste paar atoomlae van die oppervlak van 'n voorwerp. Dit kan sodanig wees dat net sekere kleure weerkaats word terwyl die ander geabsorbeer word, en die voorwerp toon dan 'n bepaalde kleur. Kleur word deur selektiewe absorpsie verkry deur van die deur gelate lig van 'n voorwerp gebruik te maak, soos in die geval van kleurfilters.

Bepaalde golflengtes word in die stof geabsorbeer en die deurgelate lig het dan 'n bepaalde kleur. So byvoorbeeld bevat geel glas 'n stof wat alle blou lig absorbeer en die deurgelate lig vertoon dan die komplementêre kleur, naamlik geel. Aangesien lig 'n golfverskynsel is, kan uitdowing van bepaalde kleure plaasvind deur interferensie. Uitdowing vind meestal net vir een bepaalde golflengte (kleur) plaas wat voldoen aan die interferensievereistes, en die komplementêre kleur word verkry. Hierdie verskynsel vind gewoonlik plaas by dun lagies en gee aanleiding tot kleureffekte wat uit verskillende hoeke waargeneem word, byvoorbeeld by seepborrels of 'n lagie olie op water.

Lig word verstrooi deur klein partikels soos stofdeeltjies, yskristalletjies en klein waterdruppels. Die mate van verstrooiing hang af van die golflengte en partikelgrootte. In die atmosfeer word blou en violet lig die meeste verstrooi en daarom lyk die hemel dan ook blou. Omdat 'n groot gedeelte van die blou lig verstrooi word, lyk die lig direk van die son af self geelrooi, veral tydens sonsopkoms of sonsondergang. Fosforessensie vind plaas waar fig van 'n bepaalde golflengte geabsorbeer maar dan weer met 'n ander golflengte uitgestraal word. Om redes van energie volg dit dat die uitgestraalde lig altyd 'n langer golflengte (laer energie) moet hê as die invallende lig. Hierdie verskynsel word veral waargeneem wanheer ultraviolet lig op voorwerpe val.

Kleurmenging

Met hierdie tegniek word bepaalde kleure verkry deur verskillende kleure of kleurstowwe te meng of te kombineer. Twee "moontlikhede bestaan: subtraktiewe kleurmenging en additiewe kleurmenging. By subtraktiewe kleurmenging word met wit lig begin en word bepaalde kleure verwyder sodat die oorblywende lig die gewenste kleur het. Hierdie proses word by kleur- fotografie toegepas. Geskikte filters word gebruik om primêre kleure te verwyder.

Dit is nie noodsaaklik om een van die drie primêre kleure te verwyder nie. Ander stelsels van kleure en komplementere kleure kan ook gebruik word om die verlangde kleure te verkry. By additiewe kleurmenging word verskillende kleure met mekaar vermeng om die verlangde kleur te verkry. Dit word byvoorbeeld toegepas by kleurtelevisie, waar elke punt van die beeld op die skerm bestaan uit drie kolletjies wat elk een van die primêre kleure, rooi, groen en blou, uitstraal. Indien al drie kolletjies ewe sterk gloei, word wit lig verkry. Indien slegs die rooi kolletjies gloei, word rooi lig verkry; wanneer die rooi en groen kolletjies gloei, word geel lig verkry, ensovoorts.

Dit is ook by additiewe kleurmenging nie noodsaaklik om slegs die drie primêre kleure te gebruik nie. Ander stelsels van kleure en komplementere kleure kan ook gebruik word. In die kleurdrukproses word byvoorbeeld geel, magenta en siaanblou as primêre kleure gebruik.

kleurdiagramme

'n Verdere konsep by kleur is kleurversadiging. Dit is 'n maatstaf van die afwesigheid van wit Jig in die kleur. Hoe minder die kleur met wit lig vermeng is, hoe meer versadig is dit. 'n Mengsel van die drie primêre kleure, rooi, groen en blou, in die verhouding 100:100:100 lewer wit lig, terwyl 'n mengsel in die verhouding 100:50:50 ‘n rooierige lig gee.

Laasgenoemde geval kan beskou word as 'n mengsel van 50 dele wit lig (50:50:50) plus 50 dele rooi lig en die kleur is dan hoogs onversadig. Onversadigde kleure word pastelkleure genoem. 'n Ander belangrike konsep by kleur is die helderheid of luminansie. Dit is 'n maatstaf van die intensiteit van die lig of bepaalde kleurkomponent en word ook in ŉ skaalverhouding op kleurdiagramme weergegee, byvoorbeeld 100:60:30 vir die drie primêre kleure.

'n Bepaalde kleur kan saamgestel word deur die verhouding van 'n kleurdiagram af te lees. Dit is veral belangrik by die samestelling van verf, kleurstof vir materiale en kleurdruk. By kleurdruk word 'n wit agtergrond bedek met punte van verskillende hoeveelhede geel, magenta en siaanblou, en alle moontlike kleure kan verkry word deur die samestelling van 'n kleurkaart af te verkry.

Kleurruimte

Kleursamestelling kan ook voorgestel word deur drie primêre kleure op drie loodregte asse in 'n driedimensionele figuur. So 'n figuur staan bekend as die kleurruimte. Die kleur 200,120,60 is dieselfde as die kleur 100,60,30 maar verskil in luminansie. 'n Reguit lyn deur die oorsprong van die kleurruimte stel dus dieselfde kleur voor. 'n Kleurdriehoek word verkry deur 'n driehoekige vlak wat die drie kleurasse op gelyke afstand van die oorsprong af sny. As basiskleure word meestal die CIE-sisteem gebruik, wat in 1932 deur die Commission Internationale d'Eclairage vasgestel is.

Kleurboom

'n Ander rangskikking van kleure in 'n driedimensionele ruimte is in 1915 deur Albert H. Munsell voorgestel. In hierdie stelsel word 'n tienkleurige sirkel gebruik waar die versadiging van binne na buite toeneem. Tien grade word van wit (heel binne) tot volle versadiging (heel buite) onderskei. 'n Aantal van die kleursirkels met verskillende luminansies word dan bo-op mekaar geplaas en ook hier word tien grade tussen wit en swart onderskei. Die figuur wat so verkry word, staan bekend as die kleurboom en vorm in wese 'n driedimensionele figuur met silindriese koördinate. 'n Kleur word weergegee met drie syfers wat die luminansie, die kleur en die versadiging aandui.

Kleur

Inhoud