Színminták vizsgálatára épülı eljárások

A színvisszaadás szubjektív jelenség, ami nemcsak a fényforrás spektrális tulajdonságaitól függ, hanem a megvilágítandó tárgy reflexiójától és az emberi szem látási mechanizmusától is.

Habár az említett sávos módszerek egyértelmően megállapítják egy teszt fényforrás spektrális sugárzásának valamilyen mértékő hiányát egy adott tartományban, azonban figyelmen kívül hagyják a megvilágítandó felületek reflexiós tulajdonságait, illetve a kromatikus adaptációs állapot sem foglalható bele, így csak a referenciának tekintett fényforrás színhımérsékletével megegyezı korrelált színhımérséklető teszt fényforrások vethetıek össze.

Crawford munkásságával egy idıben amerikai, holland és német kutatások is folytak a fényforrások színvisszaadási tulajdonságainak meghatározása céljából, és a Nemzetközi Világítástechnikai Bizottság (CIE) már 1951-ben további alternatív megoldások^24,25 kidolgozását javasolta, oly módon, hogy azok bármely fényforrás vizsgálatát lehetıvé tegyék, és ne legyenek lekorlátozva speciális esetekre.

Ezen új, alternatív megoldások esetében a színmintákat teszt és referencia fényforrással világították meg. Az azonos minták közt észlelt színi eltolódás, a fényforrások spektrális teljesítmény-eloszlásának különbözıségébıl adódott. Széleskörő vizsgálatokat folytatott nagyszámú Munsell színminta vizsgálatával Ouweltjes²⁶, Münch²⁷, Münch és Schultz²⁸, Nickerson^29,30, Helson, Judd and Wilson³¹ és arra a következtetésre jutottak, hogy 8 darab színminta elégséges a fényforrások általános színvisszaadási tulajdonságainak meghatározásához, feltéve, ha azok a lehetséges felület színek tartományát jól lefedik. A kromatikus adaptáció és a nem egyenlı köző színtér problémája így is megmaradt, de 1962-ben³² az IES amerikai albizottsága egy a színminták vizsgálatán alapuló átmeneti eljárást javasolt. A CIE ideiglenesen a Nickerson által bemutatott 21 színminta használatát határozta meg, az alábbi problémák további tanulmányozásával:

- a spektrális sávtartomány módszerek összehasonlítása a teszt mintákon alapuló eljárásokkal,

- a színminták számának lehetséges csökkentése, hogy azok még reprezentatívak maradjanak,

- a választott színminták átfedések nélkül jól lefedjék a színkört.

Ouweltjes eredményei alátámasztották azt a tényt, hogy a jó színvisszaadási tulajdonságokkal rendelkezı fényforrások esetén (pl. de luxe) a sávos módszer nem mőködik igazán jól, azon sem a sávok számának megváltoztatásával, sem a tartományok méretének változtatásával nem lehetett javítani. Ellentmondások léptek fel a teszt minta eljárásokkal szemben, míg azok eredményei jobb összhangban voltak a vizuális megfigyelésekkel.

Nickerson az 1958-as cikkében összefoglalta az addig megismert módszereket, a rendelkezésre álló információkat, és hiányosságokat. Összegyőjtötte a CIE által 1931-ben elfogadott A, B, és C standard megvilágítók, és a további rendelkezésre álló fényforrások színképét, a Gibson³³ által származtatott elméleti természetes sugárzás-eloszlású függvényeket, valamint a Taylor és Kerr által 1939-ben mért spektrumokat.

Az évek folyamán egyértelmővé vált, hogy a színvisszaadási problémák megoldására csakis jól definiált körülmények és pontos, precíz mérések során juthatnak, és ez által felvetıdött a kérdés, milyen fényforrás is tekinthetı referenciaként. Egy másik probléma, olyan színtér keresése volt, melyben az azonos különbségek azonos észleletbeli színinger-különbségeket jelentenek az egyes megvilágított tárgyak esetében, mivel az akkoriban használt CIE (x,y) színinger diagram ennek nem tett eleget. Átfogó tanulmányok születtek a Munsell rendszer elemeinek vizsgálatára³⁴. Nickerson³⁵ és Burnham³⁶ szintén összegyőjtötték az e téren dolgozó kutatók - Judd, MacAdam, Breckenridge és Schaub, Farnsworth, Scofield-Judd-Hunter, Adams, Moon és Spencer, Saunderson és Milner - munkáit. 1955-ben Nickerson, Judd és Wyszecki³⁷ jelentettek be egy olyan ábrázolási diagrammot, mely a világosság értékek figyelmen kívül hagyásával a legjobban írt le egy egyenlıköző színteret.

Barr, Clark és Hessler²⁰ egy 1952-ben publikált munkájukban közel természetes sugárzás-eloszlású fényforrásokkal megvilágított 18 Munsell mintát vizsgáltak. Referenciának a CIE C megvilágítóját választották, és a teljes színinger-különbséget a textil iparban, egy a Nickerson³⁸ által 1936-ban bemutatott formula segítségével határozták meg:

C V

H C

E_N = ∆ + ∆ + ∆

∆ ( /5)(2 ) 6 3 (1)

ahol, C, H, V a króma, színezet valamint világosság attribútumot jelenti.

Ily módon csak olyan fényforrásokat lehetett vizsgálni, melyek színe közel állt a természetes sugárzáseloszlás színéhez, mivel más korrelált színhımérséklettel rendelkezı fényforrások esetében figyelembe kellett volna venni a kromatikus adaptáció jelenségét.

Helson^39,40, Burnham^41,42, és MacAdam⁴³ annak lehetıségét kezdték vizsgálni, miként lenne

fényforrások esetén. Adam „Chromatic-Value” diagrammja lehetıséget adott Von Kries transzformációt felhasználva a különbözı fényforrással megvilágított Munsell minták értékeinek egyidejő ábrázolására, az eltérések mértékének és irányultságának meghatározására. A 18 színminta ∆EN–el számított színinger-különbségeit átlagolva egy elsıdleges közelítését adták különbözı fényforrások színvisszaadási tulajdonságainak jellemzésére.

További átszámítási formulák – CIE, Judd-Wyszecki, Brewer számhármasok - láttak napvilágot, annak céljából, hogy megpróbálják megbecsülni Munsell minták színkoordinátáit különbözı megvilágítások esetén, azonban jelentıs különbségek adódtak e formulák felhasználásának függvényében, így egyik sem vált elfogadottá.

Ezen kutatómunkák révén a CIE bizottsága a teszt minta eljárások mellett döntött szemben a spektrális sávtartományok eljárásával. Amerikai⁴⁴, német^45,28 és holland²⁶ kutatások megmutatták, hogy kevés számú – 8-15 darab – minta már elégséges a fényforrások színvisszaadásának jellemzésére, feltéve, ha azok a színteret kellıképpen lefedik.

Crawford⁴⁶ egy 1957-es munkájában csoportosította a vizuális kísérletek megvalósításakor használatos színminták összehasonlításának lehetséges módjait, melyek az alábbiak:

- két apró minta szorosan egymás mellé helyezve, alig észrevehetı elválasztó vonallal.

A megfigyelı az összehasonlítást minimális bizonytalansággal és maximális pontossággal teheti meg, a pszichológia minimális befolyásával.

- a vizuális mezık térben szeparáltak. A megfigyelı szemének, vagy akár egész testének helyzetét megváltoztatva képes csak az összehasonlításra, a memória, mint pszichológiai faktor egyre nagyobb befolyásával.

- a megfigyelı elıször teljesen adaptálódik egy környezethez, majd az összehasonlítás attól, egy térben és idıben is eltérı helyen, a memóriájára hagyatkozva történik, és ekkor a legnagyobb a pszichológiai befolyás.

A való életben elıforduló szituációk nagyobb része leggyakrabban a harmadik osztályba esik.

Bár a kromatikus adaptáció problémája még mindig megoldásra várt, az elsı teszt mintán alapuló eljárás bevezetését az 1963-as CIE bécsi ülésén⁴⁷ terjesztették elı, és annak elsı változatát 1965-ben⁴⁸ fogadták el hivatalosan is CIE 13-as publikáció néven. Nyolc darab közepes világosságú és krómájú Munsell mintát választottak ki, melyek a színezeti kör mentén nagyjából egyenlı távolságra helyezkedtek el egymástól.

A fennmaradó problémák mielıbbi vizsgálatában is megállapodtak. Ezek az alábbiak voltak:

- minél több tapasztalatot győjteni az elfogadott módszer segítségével

- egy újabb változat elkészítése, mely már tartalmazza a kromatikus adaptáció hatását - a már meglévı teszt minták mellé további fluoreszcens minták felvétele

- a vizuálisan éppen észlelhetı színinger-különbségek, és toleranciák meghatározása a színvisszaadási indexek függvényében