Làm cách nào để chúng ta xác định màu sắc “chính xác”? Trước khi đi vào chủ đề này, chúng ta hãy thảo luận thêm một chút về lý do tại sao việc định lượng màu sắc lại quan trọng đối với nhiếp ảnh gia, nhà thiết kế, chuyên gia hình ảnh, những người trong ngành công nghiệp dệt và nhiều lĩnh vực khác.
Khi chúng ta cố gắng mô tả một màu, cách làm phổ biến nhất là tham chiếu đến một vật thể có màu sắc trong tâm trí. Ví dụ, khi chúng ta mô tả màu đó là ‘đỏ’, mọi người thường sử dụng ‘táo’ để mô tả ‘đỏ’. Nhưng chúng ta đang nói về loại táo nào? Chúng ta có nghĩ về cùng một loại táo không? Nhìn vào hình 1, có ít nhất bảy sắc thái khác nhau của màu "đỏ" giữa các giống táo khác nhau. Chưa kể đến giống táo cuối cùng; nó thậm chí không có màu đỏ! Do đó, có sự khác biệt khi chúng ta sử dụng các đồ vật để mô tả màu sắc. Và chúng ta cần phải tìm cách để giảm sự khác biệt trong giao tiếp.
Hình 1: Các loại táo khác nhau
Con người có xu hướng sử dụng “số” để thể hiện sự đo lường chính xác. Ví dụ, chúng ta sử dụng các số để mô tả chiều dài, trọng lượng, v.v. Do đó, chúng ta cần một cách để thể hiện màu ở dạng số, vì vậy chúng ta có thể nói màu A và màu B giống nhau vì chúng có cùng giá trị số. Quay trở lại năm 1913, CIE (Ủy ban Quốc tế de l´Eclairage) đã đưa ra định nghĩa về Giá trị Tristimulus (giá trị XYZ) để định lượng màu sắc con người có thể cảm nhận được. Các giá trị XYZ được xây dựng bằng cách nhân ba thuộc tính sau đây: phân bố phổ năng lượng của nguồn sáng, độ phản xạ của vật thể và các chức năng Quan Sát Tiêu Chuẩn để mô tả các đặc tính của hệ thống thị giác ở người. Kết quả là khi màu A và màu B có cùng giá trị XYZ, chúng ta có thể nói màu A và màu B trông như nhau.
Hình 2: Công thức để tính giá trị XYZ
Một lợi thế khác của việc xác định màu sắc bằng giá trị số là chúng ta có thể dễ dàng thể hiện màu sắc trong sơ đồ với hệ thống tọa độ. Và điều này tạo thành một hệ màu. Hình 3 trình bày sơ đồ màu xy 1931 CIE, thể hiện tất cả màu sắc mà con người có thể nhận thức được. Tuy nhiên, sơ đồ này không thực sự phản ánh được sự nhạy cảm của hệ thống thị giác ở người. Ví dụ như xanh lam và xanh lá cây. Con người rất nhạy cảm với màu xanh lam và ít nhạy cảm với màu xanh lá cây: một chút màu đỏ chúng ta nhìn ra màu tím và ít màu xanh lá cây chúng ta nhìn ra màu xanh lơ. Hiện tượng này không được phản ánh trong hình 3, sơ đồ màu xy CIE 1931. Kết quả là, vào năm 1976, sơ đồ màu u’ v’ được đề xuất để phản ánh cảm giác của hệ thống thị giác ở người.
Hình 3: Sơ đồ màu xy CIE 1931
Hình 4: Sơ đồ màu u’ v’ CIE 1976
Bây giờ, chúng ta đã xác định được một hệ thống mô tả màu sắc dưới dạng số.
Chúng ta có thể sử dụng thước để đo chiều dài, và sử dụng cân để đo cân nặng. Khi chúng ta đo màu sắc, chúng ta cần đo ánh sáng trước tiên. Đo ánh sáng không dễ như sử dụng thước hoặc cân, nhưng chúng ta có các dụng cụ hỗ trợ. Ví dụ, chúng ta có thể sử dụng quang phổ kế đo sự phân bố phổ năng lượng của ánh sáng.
Tuy nhiên, những dụng cụ này rất lớn và đắt tiền, và cũng không dễ mang theo. Do đó, một thiết bị đơn giản hơn được gọi là 'máy đo màu' được phát triển. Máy đo màu đo ánh sáng qua một bộ lọc XYZ, vì vậy tốc độ đo nhanh hơn quang phổ kế, nhưng độ chính xác thấp hơn.
*Bộ lọc XYZ: Các bộ lọc quang học bắt chước các đặc tính quang học của các giá trị XYZ (giá trị bộ ba màu) về độ truyền qua mỗi bước sóng.
Như đã nêu trước đó, khi chúng ta có cùng giá trị XYZ, chúng ta có thể nói những màu sắc này trông như nhau. Nhưng đôi khi các giá trị XYZ không giống nhau, nhưng các màu vẫn trông rất giống nhau. Ví dụ, khi chúng ta nhìn thấy một ánh sáng trong một căn phòng sáng với ánh sáng mờ trong một căn phòng tối, các giá trị XYZ đo được không giống nhau (do cường độ ánh sáng khác nhau, nhưng chúng ta vẫn nhận thấy cùng một màu sắc của ánh sáng. Điều này là do sự thích ứng của hệ thống thị giác. Một kịch bản khác là so sánh màu sắc từ các phương tiện khác nhau. Ví dụ, một từ màn hình và một từ giấy in. Do đó, chúng ta cần một hệ đo khác để định lượng hiện tượng thích ứng này. Hệ màu L*a*b* (được thể hiện trong hình 5) sau đó được đề xuất và xây dựng cho mục đích 'chuẩn hóa' này. Hệ màu này xác định độ sáng nhất trong một khung cảnh hoặc một phương tiện (ví dụ như giấy) là 100, và chuẩn hóa tất cả các màu khác trong khung cảnh hoặc phương tiện theo độ sáng nhất. Kết quả là, bây giờ chúng ta có thể so sánh ánh sáng với các mật độ hoặc màu sắc khác nhau từ các phương tiện khác nhau.
Hình 5: Hệ màu L*a*b*
Khi chúng ta nhìn vào hai màu tương tự, nhưng hơi khác nhau, chúng ta sẽ tự hỏi các màu này giống nhau đến mức nào? Không sử dụng giá trị số để biểu thị màu sắc, chúng ta có thể nói "chúng gần giống nhau". Nhưng chúng gần giống nhau đến mức nào? Và định nghĩa 'gần giống nhau' là gì vì nhận thức về màu sắc của mỗi người là khác nhau. Với hệ màu XYZ hoặc L*a*b*, chúng ta có thể định lượng sự sai khác giữa các màu sắc. Bằng cách tính khoảng cách giữa hai màu trong một hệ màu cụ thể (Hệ màu L*a*b* thường được sử dụng), chúng ta có thể thu được giá trị sai khác. Giá trị sai khác này được gọi là ‘Sai khác màu’. Chúng tôi thường sử dụng delta E* để chỉ định "Sai khác màu".
Phiên bản đơn giản của công thức sai khác màu được gọi là delta E* 76 (delta E*ab).
Công thức phức tạp hơn được sử dụng trong ngành dệt may và nghệ thuật đồ họa. Công thức này được công bố vào năm 1994, do đó nó được gọi là delta E* 94.
Năm 2000, các nhà nghiên cứu đã phát triển một phiên bản mới hơn của công thức sai khác màu để thực sự phản ánh những gì hệ thống thị giác của con người cảm nhận. Nó được gọi là delta E*2000 (delta E*00). Do số lượng lớn các nghiên cứu để đạt được mối tương quan cao giữa các giá trị tính toán và nhận thức của con người, delta E*00 đã trở thành tiêu chuẩn quốc tế và được khuyến khích sử dụng trong tất cả các nghiên cứu khoa học.
Như chúng ta đã thấy trong các công thức trên, hai bộ giá trị L*a*b* là bắt buộc. Nếu chúng ta cần đánh giá tính chính xác của một màu sắc cụ thể, thì chúng ta phải có được một bộ giá trị L*a*b* được đo lường và một bộ giá trị L*a*b* xác định. Chúng ta có thể có các giá trị được đo lường bằng cách sử dụng các dụng cụ được đề cập trước đó, nhưng chúng ta có thể có các giá trị 'xác định' hay 'tiêu chuẩn' như thế nào? Các giá trị 'xác định' hoặc ‘tiêu chuẩn’ có thể thu được bằng cách sử dụng biểu đồ tiêu chuẩn (hình 6). Các biểu đồ màu này đã xác định các giá trị L*a*b* cho tất cả màu trong biểu đồ, và mỗi biểu đồ được xây dựng rất cẩn thận để đáp ứng dung sai. Do đó, các biểu đồ này có thể được sử dụng làm tham chiếu vì giá trị sẽ không thay đổi.
Để đánh giá tính chính xác của một màu, delta E*00 thường được sử dụng. delta E*00 < 1,00 có nghĩa là không có sự khác biệt có thể nhận biết được đối với các chuyên gia khi so sánh hai màu cạnh nhau. delta E*00 < 3,00 có nghĩa là không có sự khác biệt đáng kể đối với người bình thường. (Chuyên gia là chuyên gia khoa học về màu sắc hoặc nhiếp ảnh gia, nhà thiết kế, chuyên gia hình ảnh, v.v.)
Tóm lại, chúng ta đã tìm hiểu về cách sử dụng các số để xác định màu sắc và lý do phía sau. Chúng ta cũng xác định được sự khác biệt giữa mỗi hệ màu, như XYZ và L*a*b*. Và cuối cùng, chúng ta đã học được cách đo màu sắc và cách xác định sự khác biệt màu sắc. Bằng cách sử dụng các giá trị delta E*00, chúng ta có thể đánh giá xem màu sắc có chính xác hay không.
Hình 6-1: Biểu đồ màu sắc cổ điển X-rite
Hình 6-2: Biểu đồ màu sắc kỹ thuật số X-rite SG
