Vego's geïllustreerde encyclopedie van de elektronica


vorige woord     volgende woord     index van de letter K    algemene index    

Kleur

In absolute duisternis ziet de mens niets en dus ook geen kleur. Kleuren zijn alleen waarneembaar als er licht is. De basis van het zien van kleuren is licht. Licht is energie, die zich uit onder de vorm van elektromagnetische straling.

Volgens de klassieke mechanica plant die straling zich voort door de ruimte als een elektromagnetisch golfverschijnsel. Golven hebben bepaalde eigenschappen, waarvan de voornaamste de golflengte is. Het blijkt dat de golflengte rechtstreeks verband houdt met de kleur die onze ogen waarnemen! Elektromagnetische golven met een golflengte van 700 nm (afkorting van 700 nanometer, is gelijk aan 0,000.000.7 meter!) die in onze ogen binnen vallen, worden ervaren als rood gekleurd licht. Elektromagnetische golven met een golflengte van 360 nm worden door onze ogen ervaren als violet licht. Tussen die twee grenzen ligt het gehele spectrum van waarneembare kleuren, een spectrum dat maar al te goed bekend is van de regenboog.
Hiermee is dus de vraag beantwoord wat kleur is. Kleur is niets meer of minder dan een menselijke interpretatie van de golflengte van elektromagnetische straling.

Naast alle mogelijke kleuren neemt de mens ook wit licht waar. Wat is wit licht? Wit licht heeft geen specifieke golflengte, maar bestaat uit een menging van elektromagnetische golven met ieder hun eigen specifieke golflengte. Wit is dus een mengkleur, een eigenschap die eeuwen geleden door de Engelse natuurkundige Newton werd ontdekt. Newton stuurde het witte licht van de zon door een prisma, een driehoekvormig stuk glas. Glas heeft de eigenschap dat het elektromagnetische golven kan afbuigen, dus van richting kan laten veranderen. De mate van afbuiging is echter recht evenredig met de golflengte van de straling. Het gevolg van een en ander is dat alle golflengten, die in wit licht aanwezig zijn, onder een andere hoek worden afgebogen en dus aan de andere kant van het prisma gescheiden uittreden. Stuurt men wit licht door een prisma, dan ontstaat aan de andere kant van het prisma een soort regenboog, die alle waarneembare kleuren bevat van donker rood tot donker paars.
Uit dit experiment blijkt een belangrijke eigenschap van het menselijk oog. Valt een elektromagnetische golf met een typische golflengte binnen in ons oog, dan interpreteren wij dat als een bepaalde kleur. Dezelfde kleurinterpretatie kan echter ook ontstaan als twee, drie, of meer golven binnen vallen met ieder een specifieke golflengte. In dit geval is er sprake van menging. Stel dat ons oog wordt getroffen door twee elektromagnetische golven, een 'groene' en een 'rode'. De termen 'groen' en 'rood' hebben uiteraard betrekking op de golflengten van de straling. Gehoor gevend aan de universele wetten van de natuurkunde, ontstaat er een menggolf met specifieke eigenschappen, die door ons oog geïnterpreteerd worden als zijnde een golf met een 'gele' golflengte.

Het feit dat het menselijk oog ook mengingen van verschillende golflengten waarneemt als kleur is een zeer belangrijk gegeven. Zowel bij het produceren van kleuren op een beeldscherm als op een kleurenprinter wordt namelijk dankbaar gebruik gemaakt van dit verschijnsel. Men heeft ontdekt dat er drie primaire kleuren bestaan, waaruit door menging alle waarneembare kleuren kunnen worden samengesteld. Die primaire kleuren zijn rood, groen en blauw. Uit elektromagnetische stralingen met deze drie basis golflengten kunnen miljoenen kleurschakeringen worden samengesteld. Het volstaat de sterkte of intensiteit van de drie primaire kleuren te variëren. Even sterke intensiteiten rood en blauw licht geven een mengkleur, die door ons ervaren wordt als magenta. Voert men de intensiteit van de blauwe straling iets op, dan zal het magenta een blauwachtige verkleuring ondergaan. Op dezelfde manier kan men wit licht maken, door een welbepaalde combinatie van rode, groene en blauwe straling te genereren, ieder met een specifieke intensiteit.
Bij dit mengen van kleuren moet echter onderscheid worden gemaakt tussen 'additieve' kleurwaarneming en 'substractieve' kleurwaarneming. Een zeer belangrijk onderscheid, want een monitor werkt bijvoorbeeld additief, maar een kleurenprinter substractief. Als in de praktijk blijkt dat een geprint plaatje wat kleursamenstelling betreft absoluut niet lijkt op het mooi gekleurd plaatje van het beeldscherm, dan ontstaat dit probleem door het fundamentele verschil tussen additieve en substractieve kleurmenging!

Additieve kleuren

Kleuren, die worden uitgestraald door een lichtbron, zijn additieve kleuren. Die additieve kleuren kunnen rechtstreeks in ons oog binnenvallen en geven dan een bepaalde kleurindruk. Stel dat men op het podium van een theater staat en dat er drie spot's op het podium gericht worden, die ieder een van de primaire kleuren uitstralen. Hoe meer licht er door die spot's wordt uitgestraald, hoe lichter de totaalindruk zal worden. De lichttechnicus kan nu de intensiteit van de drie spot's zelfs zo instellen, dat de indruk van wit licht ontstaat. Additieve kleuren ontstaan door lichtenergie op te wekken. Beeldschermen werken dus additief, omdat zij licht uitzenden en gebruiken de drie primaire kleuren rood, groen en blauw, zie onderstaande figuur. Vandaar dat men ook wel eens spreekt van een 'RGB- monitor'.

Substractieve kleuren

Substractieve kleuren ontstaan door lichtenergie te onttrekken. Dit is een natuurkundig verschijnsel dat enige toelichting behoeft. Een citroen zal altijd als geel worden ervaren, ondanks het feit dat deze vrucht absoluut geen lichtbron is. Hoe ontstaat dan deze gele kleur? Simpelweg, door reflectie. De citroen wordt door een lichtbron, bijvoorbeeld de zon, beschenen. De moleculen waaruit de schil van de citroen bestaat, hebben als eigenschap dat zij bepaalde golflengten kunnen absorberen en andere reflecteren. Bij een citroen is het nu toevallig zo geregeld dat alleen licht dat een 'gele' golflengte heeft wordt gereflecteerd en alle andere golflengten worden geabsorbeerd. Alleen het gele licht bereikt dus via reflectie ons oog, met als logisch gevolg dat het lijkt alsof deze citroen geel is. Gekleurde vellen papier, zoals zij door een kleurenprinter worden geproduceerd, werken dus substractief. Zie zenden immers geen licht uit, maar reflecteren alleen bepaalde golflengten van het licht dat er op invalt. Hoe meer gekleurde inkt er op het papier aanwezig is, hoe meer invallend licht er wordt geabsorbeerd en hoe minder er wordt gereflecteerd. Hoe meer inkt, hoe donkerder het beeld wordt!
Als gevolg van het fundamentele verschil tussen de productie van kleuren bij een additief en bij een substractief systeem, werken substractieve systemen nooit ofte nimmer met de drie basiskleuren rood, groen en blauw. Het grote verschil is immers dat een monitorscherm zwart is en een vel papier wit! Zou men op een wit vel papier even veel van de drie primaire kleuren drukken, dan zou het resultaat nog steeds wit zijn! Vandaar dat druksystemen, of die nu met drukinkten, toners, pigmenten of verven werken, allemaal zonder uitzondering gebruik maken van de zogenoemde 'secundaire' kleuren. Dat zijn er ook drie, te weten: cyaan, magenta en geel, zie onderstaande figuur.

Cyaan is licht blauw en wordt samengesteld uit de primaire kleuren blauw en groen. Cyaan absorbeert rood licht. Magenta is vaal rood, wordt samengesteld uit de primaire kleuren rood en blauw en absorbeert alles dat groen is. Geel is gewoon geel, wordt samengesteld uit de primaire kleuren rood en groen en absorbeert blauw.

Eigenschappen

Kleuren worden gedefinieerd door drie eigenschappen:
- de tint (hue);
- de helderheid (brightness);
- de verzadiging (saturation).
Omdat in de meeste grafische programma's deze drie begrippen worden gebruikt voor het samenstellen van kleuren, is het belangrijk hier even bij stil te staan.
De tint kan het best beschreven worden als de voornaamste primaire kleur die in een mengkleur aanwezig is. De tint van vleeskleur is bijvoorbeeld rood, de tint van de lucht is blauw. Maar de tint van roze, paars of bruin is ook rood. Natuurkundig uitgedrukt is de tint de overheersende golflengte van een van de drie primaire kleuren die in de mengkleur aanwezig is. In het Engels wordt de tint aangegeven door het begrip 'Hue'.
De helderheid kan het best omschreven worden als de donkerte van een bepaalde kleur. Licht groen heeft een grotere helderheid dan donker groen, hoewel in beide gevallen de primaire kleur groen overheersend is. Natuurkundig bekeken kan helderheid worden uitgedrukt als de intensiteit van de overheersende golflengte in de mengkleur. In het Engels wordt de helderheid van een kleur 'Brightness' genoemd.
De kleurverzadiging is een begrip dat heel goed is waar te nemen, maar heel moeilijk te omschrijven is. Een bepaalde kleurtint kan sprankelend en levendig zijn, maar ook onopvallend grijzig. Het zal duidelijk zijn dat de verzadiging heel veel met de helderheid te maken heeft. Natuurkundig gesproken bevat een verzadigde kleur heel veel straling van een van de drie primaire kleuren en heel weinig straling van de twee overige primaire kleuren.

Interessante elektronica links
Klik hier ... Kattenschrikdraad installatie houdt katten in of uit uw tuin
Klik hier ... Boeken voor de elektronicus
Klik hier ... Software voor schema tekenen, print ontwerpen en simulatie
Klik hier ... Goedkope digitale oscilloscopen, via USB aan te sluiten op uw PC
Klik hier ... Goedkope meetapparatuur voor het testen van uw onderdelen
Klik hier ... Draadloze elektronica in uw huis
Klik hier ... Inbraakalarm van Marmitek en KlikAanKlikUit
Klik hier ... Bespaar energie met PowerSafer
Klik hier ... Goedkope dataloggers voor t, RH, CO, V en I
Klik hier ... Educatieve producten voor het basisonderwijs