Alle kleuren van de regenboog en meer …

Fotohandleidingen: kookboeken zonder theorie

Ik houd van fotograferen en ik houd van foto’s bewerken. Bij dat laatste gebruik ik Lightroom. En ik koop er af een toe wat boeken naast. De meeste boeken zijn gewoon kookboeken. Als je de recepten volgt, krijg je goede resultaten, maar je weet eigenlijk nauwelijks waarom. Je mist inzicht in de theorie van licht en kleur. Dat wreekt zich als je moeilijke problemen wilt oplossen, zoals het restaureren van verkleurde foto’s. Mijn kennis over kleuren en licht heb ik uit verschillende bronnen gehaald. Hier vat ik die even samen. Misschien handig voor anderen.

De kleuren van de regenboog

RM2_3923_09.jpg

Iedereen kent de kleuren van de regenboog, de kleuren die ontstaan als je wit licht door een prisma (of door regendruppeltjes) in componenten splitst. Op het bijgaande voorbeeld zien we links violet en rechts rood en daartussen alle kleuren van de regenboog: blauw, groen, geel, oranje, rood. Deze corresponderen met toenemende golflengtes: blauw 450 nm, groen 520 nm, geel 570 nm, oranje 610 nm en rood 700 nm. Onder de 400 nm (ultraviolet) en boven de 750 nm (infrarood) kunnen mensen niet zien. Sommige dieren wel.

Het menselijk oog: drie kleuren als basis

Het menselijk oog heeft drie soorten kleurgevoelige cellen: één vooral gevoelig voor blauw, één met de hoogste gevoeligheid voor groen, en één vooral voor rood. Overigens reageren in veel kleurgebieden twee of drie soorten cellen gelijktijdig. Ook bij puur rood licht geeft de groene receptorcel nog een signaal af.

Bi j puur blauw licht reageren de groene en rode cellen ook nog zwak. Op deze manier kunnen wij licht van één golflengte goed zien, de hele schakering van violet naar rood. Maar we kunnen ook mengkleuren zien.

Tussenkleuren en mengkleuren

Een groenblauwe kleur is bijvoorbeeld een kleur van 490 nm. Deze activeert de verschillende lichtgevoelige cellen zodat wij ‘groenblauw’ ervaren. Precies dezelfde ervaring geeft een mengsel van groen (525 nm) en  blauw (450 nm). Dat activeert precies dezelfde cellen in dezelfde verhouding. Dat geldt ook voor de kleuren tussen groen en rood: een mengsel van groen (500 nm) en rood (660)  wordt precies waargenomen als geel met de golflengte 580 nm. Tussenkleuren en mengkleuren zijn door het oog niet van elkaar te onderscheiden. Een computerscherm werkt met mengkleuren: alle niet primaire kleuren worden samengesteld als mengsel van rode, groene en blauwe pixels.

Kleuren die in de regenboog ontbreken

Gaan we echter blauw en rood mengen, dan ontstaan er paarse kleuren die niet in de regenboog te vinden zijn. Deze ‘kleuren’ zijn een construct van het menselijk oog. Ze hebben geen eigen golflengte. Ze zijn altijd een mengsel van twee golflengtes. Het oog middelt deze golflengtes niet. Zou het oog dat wel doen, dan zouden we in plaats van paars een groene of gele kleur zien.

De kleuren van de regenboog zijn netjes om de cirkel gedrapeerd. Daardoor zit er wel een gigantisch gat tussen violet en rood. In dat gat bevinden zich de mengkleuren zonder eigen golflengte
De primaire kleuren zijn Rood, Groen en Blauw (RGB). De mengkleuren zijn Cyaan, Magenta en Geel (CMY), de basiskleuren van een printer. Tegenover elke kleur staat de complementaire kleur, de kleur die je ziet als je een kleur weghaalt. Zonder blauw zie je geel bijvoorbeeld.

Terwijl de kleuren van de regenboog een lineaire reeks vormen van korte (violet) naar lange (rood) golflengte, zijn de kleuren die het oog ziet in een driehoek of een wiel te rangschikken. Als we het wiel in zes taartpunten indelen, dan bevatten vijf taartpunten de kleuren van de regenboog. De zesde taartpunt bevat de mengkleuren van rood en blauw zoals het oog die waarneemt. Die kleuren hebben geen eigen golflengte.

Het kan ook handig zijn de kleuren in een driehoek te plaatsen met de hoekpunten rood, blauw en groen en op de zijden de mengkleuren: blauw+groen = cyaan, groen + rood = geel en rood + blauw = magenta (paars). De kleuren cyaan, magenta, geel vormen de driehoek voor subtractieve kleuren. Een printer zal rood maken door een inktmengsel van geel en magenta bijvoorbeeld.

De kleur magenta op een computerscherm: rode + blauwe pixels

 

Kleurtemperatuur

De ‘kleur’ wit is een mengsel van een hoge intensiteit van de drie primaire kleuren. Bij de ‘kleur’ zwart is er geen enkele kleur meer zichtbaar. Gelijke mengsels van de drie kleuren met minder intensiteit noemen we ‘grijs’. Nu is het daglicht niet altijd echt ‘wit’. Soms bevat het meer rood en soms bevat het meer blauw. De mens neemt echter een wit vlak bij wisselend daglicht nog steeds als wit waar en niet als rood of blauw. Pas als je een foto maakt valt het kleurverschil op en moet je corrigeren door het doseren van meer of minder blauw (minder of meer geel). De kleurtemperatuur is gebaseerd op het spectrum van een zwart verhit lichaam bij verschillende temperaturen. Bij lage temperatuur is het zwart. Bij iets hogere temperatuur gaat het rood gloeien en dan wordt het witheet en tenslotte blauw. ‘Warm’ licht heeft een lage kleurtemperatuur, terwijl ‘koud’ licht een hoge kleurtemperatuur heeft.

Bij hogere temperaturen ligt de top bij lagere golflengtes en is de curve aan de linkerkant steiler. Bij elke temperatuur wordt er in het hele zichtbare spectrum geëmitteerd.

Het is eenvoudig in te zien dat het licht van een verhit zwart lichaam nooit als groen wordt waargenomen. De top van de grafiek die de luminantie (y=as) als functie van de golflente (x-as) weergeeft gaat steeds verder naar links naar mate de temperatuur stijgt. De grafiek is vlak aan de rechterkant en steil aan de linkerkant, steeds steiler bij hoge temperatuur. Dat wil zeggen dat er steeds een heel spectrum wordt uitgezonden van verschillende golflengten in het gebied rood – geel – groen – cyaan – blauw (en de niet zichtbare infrarode en ultraviolette straling). Hoewel er op een bepaald moment (rond 5000 K) wel meer groen licht wordt uitgezonden dan van rood of blauw, wordt er toch zo veel rood en blauw uitgezonden dat het licht niet groen maar eerder wit wordt.Zie bijvoorbeeld de 6000 K curve in de figuur links.

Zo wandelt de waargenomen kleur bij verschillende temperaturen door de kleurenruimte

 

Het effectief waargenomen spectrum gaat van rood (2000 K) naar wit (6000 K) en dan naar blauw (meer dan 10.000 K). In Lightroom kan de kleurtemperatuur ingesteld worden met een schuif van blauw (lage temperatuur 2000 K) naar geel (hoge temperatuur (50000 K). De aangegeven kleuren betekenen de kleur die moet worden toegevoegd om de het wit weer wit te maken. Bij een lage temperatuur is de foto te rood/geel en moet er blauw worden toegevoegd. Bij een hoge temperatuur moet iets blauw worden weggenomen (geel toegevoegd).

Kleurtint in Lightroom

Correcties van kleur op een foto die met natuurlijk licht genomen is kunnen voor een groot deel worden doorgevoerd door instelling van de kleurtemperatuur. Het verschil tussen een zonsondergang (lage kleurtemperatuur) en een straalblauwe tropische lucht (hoge kleurtemperatuur) houdt zich netjes aan de theorie van het gloeiende zwarte lichaam. Ook gloeilampen vallen binnen de theorie. Maar bepaalde soorten kunstlicht (neon, natriumlampen, sommig LED-licht, etc.) hebben een samenstelling die niet meer uitsluitend met de blauw-geel-verdeling te definiëren is. Daar zijn veranderingen in de groen-magenta-verhouding nodig. Dat gaat met de kleurtint-schuifknop.

Als de kleurproblemen echter niets met het licht te maken hebben waarmee de foto is gemaakt, maar met de (veroudering, verkleuring van) de film, dan zijn individuele correcties in de verschillende kleurcurves noodzakelijk.

Alle kleuren in één systeem

Het kleurenwiel geeft de verschillende mengkleuren van rood, groen en blauw weer. Je kunt dit systeem met twee elementen uitbreiden, het Munsell Color System. Je krijgt dan de volgende drie dimensies:

  1. de kleurtoon = de positie in het kleurenwiel (Eng.: hue)
  2. verzadiging (Eng.: chroma/saturation): de hoeveelheid kleur in verhouding tot ongekleurd (grijs of wit)
  3. kleurlichtheid (Eng.: color lightness/value): de witheid van de grijze component van 0 zwart tot 10 wit.

Het systeem bestaat uit een stapel kleurenwielen. In het midden zijn die zwart, grijs of wit. Naar buiten neemt de hoeveelheid kleur steeds toe. Naar boven wordt het midden steeds lichter. Naar onderen wordt het midden steeds donkerder. De buitenkant van de kleurenwielen verandert minder van onder naar boven. De buitenkant is kleur. De binnenkant is zwart-wit. De kleuren ‘bruin’ bevinden zich bijvoorbeeld op de positie geel-rood in het kleurenwiel, maar dan met een lage kleurlichtheid: zie onderstaand voorbeeld.

dit is de kleur bruin: in RGB systeem = 183, 115, 0.
dit is dezelfde kleur, met een lagere verzadiging, dus dichterbij grijs: RGB waarden = 160, 108, 22

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *