RENK ÖLÇÜMLERĠNDE KONĠCA MĠNOLTA Konica Minolta Sensing, Ar-ge ve kalite kontrol çalıģmalarınızda yüksek kalite ve hassasiyette ölçüm aletleri sunarak çeģitli sanayilerin geliģimine katkıda bulunur. Ekran renk ve parlaklık ölçüm cihazları, spektrofotometreler, çoğu üretim tesisinde temel renk yönetimi için kullanılan colorimetreler ve diğer renk ölçüm ve renk karģılaģtırma cihazları ile firmaların geliģiminde önemli rol oynarlar. Hızla geliģen 3D tarama alanında patentli teknolojilere sahip Konica Minolta, endüstriyel, akademik ve tıp alanlarında yeni ürünler geliģtirmektedir. HANGI RENK ÖLÇÜM CIHAZINI KULLANMALISINIZ? SEKTÖRÜNÜZDE RENK ÖLÇÜMÜ NASIL YAPILIYOR? Spektrofotometre mi? Chromametre mi? Renk Okuyucu mu? RENK ÖLÇÜMÜ YAPARKEN HANGI RENK UZAYINDA ÇALIġMALISINIZ? IġIK KAYNAĞINIZ NE OLMALI? LAB, L*A*B*, Lch, Yxy, D65, C, F50 Renk ölçüm, ölçüm farklılıkları, beyazlık indeksi, sarılık indeksi, delta e ölçüm farkı konularında genel bilgiye buradan ulaģabilirsiniz. RENK Günlük hayatımızda farkında olmadan sıklıkla rengi kullanılırız. Sabah kalktığımızda ne giyeceğimize karar veririz. Ayakkabılarımız giyeceğimiz kıyafete uyuyormu. Evden ayrıldığımızda trafik ıģıklarının rengi sokaktaki güvenliğimizi sağlar. Renk aynı zamanda ayırt edici özelliğe sahiptir. Yol yapımında çalıģan bir iģçinin parlak kıyafeti, uzaktan farkedilmesini sağlamakta ve florasan efekti ile güvenliğini sağlamaktadır. Parlak trafik iģaretleri sokaktaki riskleri bize anlatır. Çoğu ilaç birbirlerinden ayrılabilmesi için renklidir. Siyah, kahverengi ve gri kablolar bir güç kaynağındaki yüksek voltajı gösterirken, mavi, yeģil ve sarı düģük voltaja iģaret eder. Aynı zamanda duygular da renk ile etkilenir. Operator doktorların giydiği mavi ve yesil kıyafetler hastaların endiģelerini yatıģtırır. Koyu kırmızı veya siyah giymeleri hastaların endiģelenmelerine yol açar. Pazarlama uzmanları renkleri ürünlerinin farkedilebilirlikleri için kullanmaktadır. Kırmızı sigara paketleri, mor çikolatalar ve kırmızı spor arabalar herkesin bilgiği, tanıdığı markalardır. Renk hayatımızın heryerinde ve herzaman bizimle beraberdir. Renk değerlendirmelerini görsel ve cihaza bağlı olarak ikiye ayırabiliriz. RENK TEORISI
Renk hakkında yayınlanmıģ içeriğinde birçok formul, tanım ve karıģık algoritmalar barındıran birçok kitap bulunmaktadır. Konunun fiziksel temellerini anlamak örneğin bir renk eģleģtirme yazılımı için çalıģan bir bilim insanı için kesinlikle gereklidir. Bu döküman daha çok iki numunenin renkgini ölçmek, arasında karģılaģtırma yapmak ve bunu değerlendirmek için gerekli temel bilgiyi amaçlamaktadır. GÖZ, IġIK, OBJE VE BEYIN ĠLIġKILERI GÖZ Ġnsan gözünün yapısı, dijital kameranın yapısıyla çok benzemektedir. Lens gelen ıģığı odaklamakta ve retinada toplamaktadır. Ġris gelen ıģığın Ģiddetini kontrol etmektedir. Retinada ıģık tarafından uyarılan iki tür reseptör vardır. Koni Reseptor Hücreler : 100 milyonun üzerinde koni retinaya dağılmıģtır. DüĢük enerjili ıģık bu hücreleri aktive eder, renksiz görüntüler beyne aktarılır ve renkler ayırd edilemez. Çubuk Reseptör Hücreler : çoğunluğu retinanın merkezine toplanmıģ yaklaģık 6 milyon çubuk reseptör hücre bulunmaktadır. Bunlar yüksek ıģık enerjisine duyarlıdırlar. 400nm-540nm dalga boylarına duyarlı mavi reseptörler 450nm-640nm dalga boylarına duyarlı yeģil reseptörler 550nm-700nm dalga boylarına duyarlı kırmızı reseptörler bulunmaktadır. Orta ıģık miktarlarında (örneğin akģamüstü) çubuk ve konik reseptörler beraber aktiftirler. Renk ile ilgili görme bozuklukları : En az bir çubuk reseptöründe problem olması durumunda oluģur. Erkeklerde, bayanlara göre daha sıklıkla görülür. (%8)-(%0,4). Renk körlüğü ise üç reseptörde (mavi, yeģil, kırmızı) birden bozukluk olması durumunda oluģur. OBJE (CISIM) Bir obje beyaz ıģık kaynağı ile aydınlatıldığında farklı dalgaboyları absorbe edilirken bazı spesifik dalga boyların yansıyacaktır. Mavi bir obje kırmızı ve sarı dalga boylarını absorbe etmekte ve sadece mavi radyasyon yansımaktadır. Yansıyan ıģık göz tarafında görülmekte ve obje mavi görünmektedir. Aynı prensip diğer renkler için de geçerlidir. Buna bağlı olarak bir cisimin renginin belirli dalga boylarının obje tarafından absorbe edilmesi ile oluģtuğunu söyleyebiliriz. Yansıyan ıģık bir spektrofotometre ile ölçülebilir. Sonuç spesifik dalga boylarında ne kadar ıģığın yansıdığına dair bir spektral eğridir. Diagramda Munsell Renklerinde spektral eğriyi görebilirsiniz. Eğrilerin renkleri objenin rengine karģılık gelmektedir. Mükemmel bir beyaz %100 yansımaya sahiptir. Objeyi
aydınlatan ıģığı tümünün yansıdığı ve hiç absorbe edilmediği anlamına gelir. Mükemmel bir siyah ise tüm dalga boylarında %0 yansımaya sahiptir. Tüm ıģık emilmektedir. Spektral eğri tüm renkler için bir parmak izi gibidir. Eğer iki objeaynı spektral eğriye sahip ise ikisinin rengi gözlemciye ve ıģık kaynağından bağımsız olarak aynı olacaktır. 400nm den 700nm'ye kadar olan dalga boylarındaki ıģınlar insan gözü tarafından görülebilir ve buna ıģık denir. Beyaz ıģık gökkuģağında gördüğünüz tüm renklerin karıģımıdır. 400nm'de baģlayan ıģık mavi olarak görünmekte, 500nm civarında yeģil olarak değiģmekte, 550nm civarında sarı, 600nm ye gelindiğinde turuncu ve 650nm ve üzerinde kırmızı olarak görünmektedir. Beyaz ıģık ise tüm bu renklerin karıģımıdır. 400nm altındaki ıģınlar Ultraviyole (UV), 700nm'nin üzerindeki ıģınlara ise infrared(ir) olarak adlandırılır. Her dalga boyunda yayılan enerji miktarına bağlı olarak soğuk (daha fazla mavi ıģın. örnek: günıģığı) veya sıcak (daha fazla kırmızı ıģın. örnek:ampül) olarak adlandırılır. Bri rengi gördüğümüzde, gözlerimiz bir obje tarafından yansıtılan ıģığı görmektedir. IĢık kaynağının spektral dağılımı değiģiyor ise, yansıyan ıģık ta aynı Ģekilde değiģeceğinden değiģik renkler görülmektedir. AĢağıda günlük hayatımızda karģılaģtığımız farklı ıģık kaynaklarını görebilirsiniz. DAYLIGHT 65 D65 GÜNIġIĞI Tam olarak olmasa da kuzey yarım küre gökyüzü günıģığı olarak adlandırabileceğimiz ıģık kaynağıdır. Doğala yakın ıģık kaynağıdır. INCANDESCENT A AKKOR Oturma odalarımızda kullandığımız ampüller mavi ıģınlardan daha çok kırmızı yayarlar. Rahatlatı ve sıcak görünümü vardır. FLUORESCENT F11 FLORASAN Florasan lambaları insan gözünün daha duyarlı olduğu yüksek banda sahiptir. Bu sebeptendir ki düģük enerji tüketimli ve yüksek parlaklıkta aydınlatma yapabilirler. SatıĢ amaçlı mekanlar düģük enerji tüketimi sebebi ile bu ıģık kaynağını tercih etmektedirler. Bu ıģık kaynağı özellikle metamerik örneklerde problemlere yol açmaktadır. Çoğu ıģık kabini ilave olarak bir optik parlaklaģtırma aracına sahiptir (OBA). Bu sebeple tüm taraflar kendi aralarında UV lambası kullanıp kullanmamak konusunda anlaģmalıdırlar. OBA'nın dahil olduğu görsel renk değerlendirmelerinde OBA'lı ve OBA'sız beyazlık farlıkın anlaģılabilmesi için mutlaka UV'li ve UV'siz olarak değerlendirme yapılmalıdır. RENK NEDIR? Renk algısal bir izlenimdir. Bunu kolaylıkla söyebiliyoruz ama gerçekte ne anlama gelmektedir?
Ġnsanlar renkleri gözleri ile görürler. Gözlerde renk obje tarafından yansıyan ıģık ile aktive olan reseptörler vardır. Bu sinyaller beyne aktarılır ve burada iģlenir. Beyinlerimiz bir bilgisayar gibi dıģ etkenlerden etkilenmeksizin bu bilgiyi iģleme tabi tutamaz. BaĢka fikirler, düģünceler, duygular, izlenimler ve ruhsal durum rengi algılayıģımızı etkiler. Ve bu bugun gördüğümüz rengin, dün gördüğümüz aynı renkten farklı görebileceğimiz gerçeğiyle bizi tanıģtırır. METAMERIZM Ġki obje belli bir ıģık kaynağında aynı renk olarak görülürken farklı ıģık kaynaklarında farklı renklere sahip olabilirler. Bu duruma Metamerizm denir. Metamerizmin önüne geçmek için örnekler farklı ıģık kaynakları altında test edilmelidirler. (Günlük hayatımızda sürekli karģılaģtığımız için genellikle D65 günıģığı, "A" akkor ve F11 florasan ıģık kaynakları ile) Ġki metamerik objenin bir ıģık kabinine yerleģtirilmesi ve farklı ıģık kaynakları ile gözlem yapılması ile bu efekt kolaylıkla anlaģılabilmektedir. Metamerizm'in sebebi bu iki objenin birbirlerine yakın ama farklı spektral eğrilere sahip olmasıdır. Ġki obje farklı pigmnenler ile üretildiğinde objelerin spektral eğrileri birbirlerine çok yakın ama aynı değildir. Spektral eğrilerdeki metamerizm kendini çeģitli kesiģme noktaları ile belli eder. Ġki objenin spektral eğrisi ne kadar çok noktada kesiģir ise o kadar metamerizm riski vardır. Metamerism değeri iki farklı ıģık kaynağındaki uzaklığı tanımlar. ΔE* değerindeki gibi rengin hangi yöne doğru değiģtiğe dair bir bilgi yoktur. Bu sebeple farklı ıģık kaynakları altında tüm ΔL*,Δa* ve Δb* değerlerine bakılması önerilir. Önemli: Tek bir obje için asla metamerik diyemeyiz. TERMOCHROMATIK EFEKT Sıcaklık farklılıkları ile ortaya çıkan renk değiģimine termochromatik efekt denir. Bu efekt genellikle sarı, turuncu ve kırmızı renklerinde ortaya çıkar. Evde kırmızı bir giysi üzerinde birkaç saniye fazla süreyle bıracağınız ütü ile bu efekti kolaylıkla gözlemleyebilirsiniz. Ütünüzü tuttuğunuz alan daha koyu kırmızı görünecektir. Sadece bir kaç saniye sonra giysi soğuduğunda koyu alanın kaybolduğunu görebilirsiniz. Sürekli aydınlatmaya sahip renk ölçüm cihazları (halogen ampullü) numuneyi ısıtarak ölçüm sonuçlarında kayda değer farklılıklar yaratabilir. Xenon lambaya sahip cihazlarda flash anı çok kısa sürdüğünden numunenin sıcaklığını değiģtirmez. Termochromatik numunelerde flash lambalar çok daha iyi sonuçlar vermektedir. Bunun yanında kritik numuneler için numunenin sıcaklığı da büyük önem taģır. ġahit numuneniz ile numuneniz aynı zamanlarda ölçülmediğinde ölçüm sıcaklığının standardize edilmesi gerekir. Örneğin Ģahit numunenin 22 C'de ve numunenin 10 C'de ölçülmesi durumunda 2 de*'ye kadar farklılık beklenebilmektedir. OPTIK AĞARTICI Optik ağartıcılar kağıt, tekstil yada plastik gibi sektörlerde meteryallerin daha beyaz görünmesi için kullanılır. Optik ağartıcılar UV ıģınlarını absorbe ederler ve mavi ıģık olarak
yeniden yayarlar. Kağıt veya pamuk gibi doğal meteryaller daha sarıdırlar. Ağartma iģlemi meteryaldeki sarı rengi yokeder fakat yinede bu iģlemden sonra bile meteryal sarımsı görünür. reflektans eğrisi ne kadar mavi renkte ise numune o kadar beyaz görünür. Ağartma iģlemi yapılmıģ örneklerin daha beyaz görünebilmesi için iki yol vardır. - Küçük bir miktar mavi eklendiğinde örnek daha koyulaģır ve mavileģir ve bu daha beyaz görünmesine yol açar. Bu iģlemde konulan mavi miktarının önemi çok büyüktür. Miktar fazlalaģtıkça beynimiz beyaz olarak değil mavi olarak algılayacaktır. - BaĢka bir opsiyon ise optik ağartıcı (OBA) eklemektir. OBA eklenmiģ bir numune UV ile aydınlatıldığında mavi olarak parlar. UV ıģıklandırmasın bulunan diskolarda beyaz tshirtlerinizde olan olay budur. Optik ağartıcı ile çalıģmanın dezavantajı ancak UV kontrol edilebilen bir cihaz ile renk ölçümünün ve kontrollerinin yapılabilmesidir. GÖRSEL RENK KARġILAġTIRMASI Ġki rengi karģılaģtırmak için en iyi yol yan yana koyarak bakmaktır. Bu durumda güvenilir ve tekrarlanabilir sonuçlar almak için önceden çeģitli hazırlıklar yapılması gerekir. YAYGIN IġIK KAYNAKLARI MüĢterilerin ve üreticilerin güvenilir ve tekrarlanabilir sonuçlar alabilmesi için görsel karģılaģtırmanın hangi koģullar altında olması gerektiğini tarif etmesi gerekir. Ġlk olarak ıģık kaynağını tanımlamak gerekir. Fazla kritik olmayan karģılaģtımalar için tek bir ıģık kaynağı tanımlamak yeterli olacaktır. Örneğin ucuz bir duvar boyasının günıģığında karģılaģtırılması yeterlidir. Fakat bu durumda metamerizm problemleri ile karģılaģlabilir. Görsel karģılaģtırmalarınızda tüm numuneler için birden çok ıģık kaynağı kullanmanız daha sağlıklı olacaktır. Sıklıkla kullanılan ıģık kaynakları, Daylight D65: Bu ıģık kaynağı 300nm den 700nm ye kadar (UV alanında bile) oldukça homojen dağılım gösteren bir yapıya sahiptir. Bu optik ağartıcıların kullanıldığı tekstil, plastik ve kağıt gibi sektörlerde çok önemlidir. Incandescent A: Bu ıģık kaynağı çoğunlukla ev içi aydınlatmalarda kullanılır. Neredeyse yok denecek kadar az UV içeriğine sahiptir. Daha az mavi bölüm yayarken kırmızı alanı arttırır. Bu sebeple ıģık kaynağı sıcak bir hava verir. Fluorescent F11: "F" ıģık kaynakları florasan lambalar tarafından üretilmektedir. Yaygın olarak kullanılan florasan lamba F11 ıģık kaynağına sahiptir. Genellikle karģılaģtırmalarda günlük hayatımızda sürekli kullandığımız özellikle otomativ sektörü tarafından standardize edilmiģ bu 3 ıģık kaynağı kullanılmaktadır.
DOĞAL GÜNIġIĞI: Yıllar önce, yapay günıģığı kaynağı henüz yokken insanlar görsel renk karģılaģtırması yapabilmek için kuzeye bakan penceresi olan bir oda kullanırlardı. Bulutsuz bir gökyüzü, ağaçların olmaması ya da pencerenin etrafında duvar bulunmaması durumunda ıģık görsel karģılaģtırma yapabilmek için uygun durumda bulunurdu. Fakat tüm bu dıģ etkenlerin mükemmel olması durumunda bile doğal ıģık daylight D65 ıģık kaynağı değildir. Sabah saatlerinde güneģ yükselirken, güneģ sarı veya turuncu renkte görülür. Mavi ıģık atmosferde dağılmıģtır. Kuzey gökyüzü sabahları Daylight D65'ten daha mavidir. Öğlen saatlerinde güneģ tepe noktasında iken atmosferde ıģığın aldığı yol sabah saatlerinden daha kısadır ve mavi çok dağılmaz. Bu saatlerde kuzey gökyüzü D65'ten daha kırmızıdır. Teorik olarak aynı dalgaboyu dağılımını göstermemek üzere gün içinde ancak iki kez aynı renk sıcaklığına sahip olabileceklerdir. Renk ölçümü esnasında tekrarlanabilir sonuçlar alabilmek için mutlaka ıģık kabini kullanmak gerekir. Ġyi bir ıģık kabini filtrelenmiģ halojen lambalara sahip olmalıdır. Bu filtreler bazı kırmızı dalga boylarını absorbe ederek ıģığın homojen olarak dağılmasını sağlamalıdır. Bir ıģık kabininin kullanılamsı için iki avantaj daha vardır. Görsel karģılaģtırmanın günün saatine bağlı kalmaksızın yapılabilmesi ve değiģik ıģık kaynaklarında çalıģılarak metamerism'den kaynaklanan problemlerin önüne geçilebilmesi. IġIK KABINI SEÇERKEN Bir çok üretici ıģık kabini üretmektedir. Yeni bir ıģık kabini satın alınırken bazı konuların açıklığa kavuģması gerekir. MüĢteri spesifik bir kabin istemektemidir? Özellikle otomativ ve tekstil sektörlerinde özel ıģık kabinleri nitelendirilmiģtir. Isınma Periyodu : Bazı ampul türleri ısınma süresine ihtiyaç duyarlar. Bu süre kabul edilebilir ve kullanılabilir mi? IĢık Kaynaklarının Ayarlanabilmesi : Numunelerin farklı ıģık kaynaklarında değerlendirelecek olması durumunda bir ıģık kaynağında diğer ıģık kaynağına geçiģ homojen ve kesintisiz olmalıdır. Homojen Aydınlatma : Açık veya koyu alanlar olmaksızın tüm ıģıklandırma homojen olarak dağılmalıdır. IĢık ġiddeti : Ġyi ayırım yapabilmek için ıģık Ģiddetinin 1000lux'un üzerinde olması gerekir. IĢık kaynaklarının kalitesi : Yapay olarak F11 ve A ıģık kaynaklarını oluģturmak bu standartların özellikle belirli lamba türlerine göre hazırlanmıģ olmasından dolayı oldukça kolaydır. GünıĢığı standardı için ampul üretmek ise daha zordur. Çünkü günıģığı standardı bir yıl içinde sabah, öğlen ve akģam ıģıklarının birçok kez ölçülerek ortalamasının alınması ile oluģturulmuģtur. Bu sebeple iyi bir kolerasyon ile direk olarak D65 üretebilen bir ıģık kaynağı yoktur. Yapay gün ıģığı üretmek için iki yol vardır.
- Birçok ıģık yansıtan madde bir florasan lambanın içinde kombine edilerek tanımlanmıģ günıģığı eğrisi yaratılır. Bu metodun problemi, her bir fosfor yüksek zirve değerlerine sahipken, gün ıģığı eğrileri oldukça yumuģaktır. Bu piklerde yapay günıģığı deviasyonu yüksektir. - FiltrelenmiĢ tungsten lambalar ile yapay gün ıģığı üretimi daha verimlidir. Bu lambalar tüm spektruma yayılmıģ yumuģak ıģık dağılımına sahiptir. Bazı kırmızı ıģık miktarının mavi bir filtre ile filtrelendirilmesi sonrası bu lambalar standart ile çok iyi uyum sağlarlar. METALIK : Metalik ve diğer efektlere sahip boyalarda renk aydınlatma ve görüģ açısı ile değiģir. Bu efekt en iyi nokta aydınlatması yapıldığında gözlemlenebilir. DIN 6173 standardına göre ıģık kabinlerinin duvarları doğal gri olmalıdır. Malesef gri duvarlar ıģığı yansıtmakta ve boya efektinin miktarını azaltmaktadır. Mat siyah duvarlar kullanıldığında bu etki daha net görülecektir. Bu durumda kabinin aydınlatması yukarıdan olacak ve numunenin kıpırdatılması ile değiģik açılarda gözlem yapılabilecektir. RENK ÖLÇÜMÜ : Renk ölçümü yapılmadan iki kiģinin birbirine bir rengin tanımını yapması vaya arasında farkı tarif etmesi çok zordur. Rengin biraz daha koyu, daha kuvvetli ve biraz daha sarı olmasını dileyebiliriz. Ama "biraz daha" ne kadar olmalıdır? Piyasada, ölçüm yapılacak yüzeyin nasıl aydınlacağı, yansıyan ıģığın nasıl toplanacağı ve bu verinin nasıl değerlendireceğine bağlı olarak birbirinden farklı özelliklere sahip cihazlar bulunmaktadır. Ölçüm geometrisi (d:8, 45 :0 yada çoklu açılı) cihazın geometrik yapısına bağlıdır. Piyasada bir geometriden baģka bir geometriye değiģtirilebilen bir cihaz bulunmamaktadır. Cihaz ya d:8, 45 :0 ya da çoklu açılıdır. HANGI GEOMETRI ġu ANDA DOĞRUDUR? Bu konuda doğru veya yanlıģ yoktur. DeğiĢik aplikasyonlar, hangi ölçüm Ģeklinin kullanılacağına ve cihaza bağlı olarak değiģik ölçüm geometrileri gerektirmektedir. KOLORIMETRE / SPEKTROFOTOMETRE : Bir rengi görebilmek için 3 Ģeye ihtiyaç duyarız. IĢık, obje ve göz. Renk Ölçüm Cihazları da aynı prensip ile çalıģır. Bir ıģık kaynağı spesifik bir yok ile objeyi aydınlatır, yansıyan ıģık gözlerdeki gibi lensler ile toplanır ve analize edilir. Bu analizi yapabilecek iki tür cihaz kullanmak mümkündür.
KOLORIMETRE: Bir kolorimetre numuneyi standardize edilmiģ bir ıģık kaynağı ile aydınlatır. Yansıyan ıģık lensler ile tıpkı gözlerimizdeki reseptör hücreler gibi üç filtreye yönlendirilir. Bu üç filtrenin arkasındaki sensörlerin sinyalleri elektrik sinyallerine çevrilir ve renk ölçüm sonucu olarak karģımıza çıkar. Standardize edilmiģ sadece bir ıģık kaynağında, br spesifik observer hakkında bilgi verebilir. Metamerik problemlerin test edilmesi tek bir ıģık kaynağı ile ölçüm yapıldığından mümkün değildir. SPECTROFOTOMETRE: IĢık kaynağı standardize edilmiģ bir geometri ile numuneyi aydınlatır. Yansıyan ıģık seçili ıģık kaynağında tüm spektrumda taranır. Sonuç yansıyan ıģığın spektral eğrisidir. Bu spektral eğri aydınlatma ve gözlemciden bağımsızdır. Bu bilgi ölçüm yapılan rengin parmak izi gibidir ve hangi dalga boyunda ne kadar ıģığın yansıyacağını belirtir. Bu spektral eğrinin renge ait rakamsal veri olarak görülebilmesi için matematiksel olarak standardize edilmiģ ıģık kaynağı ve herhangi bir standart observer (2 ve/veya 10 ) çarpılması gerekmektedir. Günümüzde kolorimetreler, spektrofotometrelerin zamanla ucuzlaması ve hesaplama kapasitelerinin düģüklüğü sebebiyle yavaģ avaģ önemini yitirmeye baģlamıģtır. daha fazla bilgi için ECSLAB ile temasa geçiniz.