COLOROID SZÍNRENDSZER


Nemcsics Antal
   

1.   Bevezetés 

A COLOROID színrendszer 1962 és 1980 között került kidolgozásra a Budapesti Műszaki Egyetemen.

A COLOROID nappali fénnyel megvilágított és normális színlátású észlelő által érzékelt, felület színek a harmónia színkülönbségekre épülő, érzet szerinti rendszere, amely az esztétikailag egyenletességet jól közelíti. 2000 óta MSZ 7300 számú magyar szabvány.
 

A COLOROID színrendszer esztétikailag egyenletes, mert egész számokkal jellemzett szomszédos felületszínei között ugyanannyi harmónia intervallum van, és ezért felületszínek közötti harmónia összefüggések leírására, és harmonikus szín együttesek létrehozására alkalmas.
 

A COLOROID színrendszer vizuális színmérésre, szín összehasonlításra, való használata nem kíván speciális laboratóriumi körülményeket, mert színtere az adaptálatlan szemre vonatkozóan egyenletes.
 

A COLOROID színrendszer színjeleivel bármely színrendszer, színszabvány, színgyűjtemény, színatlasz, színregiszter bármely színe egzaktul definiálható, mert színtere folyamatos.
 

A COLOROID színrendszer színjeleivel rendelkező, bármely szín megjeleníthető, mert színtere és a CIE XYZ színinger mérő rendszer színtere között kölcsönösen egyértelmű kapcsolat van.
 

A COLOROID színrendszer színjeleivel definiált színek, megfelelő szoftver segítségével, úgy az IBM PC-n, mint a Macintosh rendszerben a monitoron és a printeren létrehozhatók, mert színjelei transzformációs kapcsolatban vannak a számítógépes színmegjelenítő rendszerekkel.
 

A COLOROID színrendszer pszichometriai skáláit meghatározó kísérleteket északi égboltról visszavert fénnyel megvilágított helyiségben, az ablak közelében végezték- A megvilágítás 1600-1800 lx között volt. A mintákat (15-18 cm2 felületű lapokat) vízszintes felületen, egységesen Y= 30 CIE színösszetevőjű, szürke felület előtt mutatták be úgy, hogy az ablakon át beeső fény azokat közelítőleg 45o alatt érje. A mintákat 90o rálátással figyelték meg. A kísérleti személyek száma összesen 70.000 fő volt
  

2.  A COLOROID színrendszer fogalmai
 

COLOROID színjellemzők

A következő három mennyiség közös neve, amelyek az adott színt egyértelműen jellemzik. (1.ábra)

COLOROID színezet, jele: A.COLOROID telítettség, jele: T.COLOROID világosság, jele: V. 

COLOROID koordináták

Egyenes körhenger belsejében elhelyezkedő, színek sokaságának tagjait reprezentáló, színpontok egyértelmű meghatározására szolgáló, henger koordináták, úgymint a szín színezetét numerikusan kifejező szög koordináta (A), a szín telítettségét numerikusan kifejező sugár koordináta (T), a szín világosságát numerikusan kifejező, függőleges, tengely koordináta (V). (1.ábra)

 
COLOROID színtér

Olyan színtér, amelyben a színérzetek COLOROID szín-jellemzőkkel vannak megadva. (2.ábra)


COLOROID abszolút fehér színe
A COLOROID színtér tengelyének felső végpontján foglal helyet. A CIE D65 sugáreloszlással megvilágított, tökéletesen szórtan visszaverő felület színe, melynek COLOROID világossága és Yw színösszetevője 100. (3.ábra) 

COLOROID abszolút fekete színe
A COLOROID színtér tengelyének alsó végpontján foglal helyet. A CIE D65 sugáreloszlással megvilágított, tökéletesen fényelnyelő (b=0 fénysűrűségű tényezőjű) felület színe, melynek COLOROID világossága és Ys színösszetevője 0. (3.ábra)Megjegyzés:A COLOROID színrendszer abszolút fehér és abszolút fekete színének színkoordinátái megegyeznek a CIE 1931 színdiagram D65 pontjának színkoordinátáival, vagyis xw=xs=xo= 0.312726 és yw=ys=yo = 0.329023.  

COLOROID határszínek
A COLOROID színteret magában foglaló henger, palástjára rajzolható, önmagába visszatérő, görbe mentén elhelyezkedő legtelítettebb színek. (4. ábra) A CIE 1931 színdiagramban (MSZ 9620/2) -  a spektrumszínek vonala mentén l= 450 nm és l = 625 nm között, valamint - a l= 450 nm és l = 625 nm pontokat összekötő egyenes mentén elhelyezkedő színek. (5. ábra, 6.ábra)

                          1. ábra                                                 2. ábra                                                 3. ábra                                                 4. ábra

                          5. ábra                                                 6. ábra

COLOROID alapszínekEgész számokkal jellemzett, egymástól megközelítően azonos számú harmónia intervallumokra fekvő 48 db COLOROID határszín.  A COLOROID alapszínek a CIE 1931 diagramban a j szöggel rögzítettek. A  j  szög a CIE 1931 színdiagram D65 pontjából kiinduló félegyenesnek az x tengellyel bezárt szöge. (7. ábra) 

                                    7. ábra

COLOROID színsíkok

A COLOROID színtér akromatikus tengelyével határolt félsíkok, melyeken lévő színek COLOROID színezete és jellemző hullámhossza azonos. (8. ábra) Minden egyes színsíkon a színeket a semleges tengely és két görbe, az ún. COLOROID határgörbe zárja közre. A határgörbék által közrezárt felületek alakja színezetenként különböző és a színsík egyik csúcspontján elhelyezkedő spektrumszín vagy bíbor világosságától függ. A COLOROID színsíkokra rajzolt hálózatok függőleges egyenesei mentén, a COLOROID telítettségek, vízszintesei mentén, a COLOROID világosságok azonosak. (8. ábra)Megjegyzés: Festékkel vagy monitoron megvalósítható, az egyes színsíkokba eső, színeket a COLOROID belső határgörbék zárják közre. (9. ábra)

COLOROID alapszínezetek
COLOROID alapszínekhez tartozó COLOROID színezetek. Az alapszínekhez hasonlóan 48 db COLOROID alapszínezet van.(10. ábra)
Megjegyzés:Az A10, A11, A12, A13, A14, A15, A16 COLOROID színsíkokban sárga, az A20,A21,A22, A23, A24, A25, A26 COLOROID színsíkokban narancs, az  A30, A31, A32, A33, A34, A35  COLOROID színsíkokban piros, az  A40. A41, A42, A43, A44, A45, A46 COLOROID színsíkokban bíbor és ibolya, az A50, A51, A52, A53, A54, A55, A56 COLOROID színsíkokban kék, az A60, A61, A62, A63, A64, A65, A66  COLOROID színsíkokban hideg zöld, az  A70, A71, A72, A73, A74, A75, A76  COLOROID színsíkokban meleg zöld színezetű színek vannak. A 11. ábra a Coloroid színatlasz egyik oldala.

                          8. ábra                                                 9. ábra                                                 10. ábra

                                                   11. ábra

COLOROID színösszetevők

A következő három színösszetevő közös neve:
-    COLOROID színtartalom, jele: p.
-   COLOROID fehértartalom, jele: w.
-   COLOROID feketetartalom, jele: s. (12., 13..ábra)

E mennyiségek az alábbiakban felsorolt színingerek arányát fejezik ki, ha e színingerek additív keverésével állítjuk elő a COLOROID színtérhez tartozó valamely felületszínt:
-   az előállítandó felületszín jellemző hullámhosszának megfelelő COLOROID határszín (H),
-   a COLOROID abszolút fehér (W) színe,
-   a COLOROID abszolút fekete (S) színe.

A COLOROID színösszetevők összege egy, vagyis: p+w+s = 1.

Megjegyzés:A COLOROID színtér bármelyik színének CIE színösszetevői (X,Y,Z) és COLOROID színösszetevői (p,w,s) között az alábbi összefüggések állnak fenn:
X = pXl + wXw + sXs
Y = pYl + wYw + sYs
Z = pZl + wZw + sZs
e  = pel + wew + ses 

ahol
 
X, Y, Z és
e                a vizsgált felületszín színösszetevői és összegük  századrésze 
X
l, Yl, Zl, el              a vizsgált felületszín jellemző hullámhosszával azonos  hullámhosszú COLOROID határszín
                                   színösszetevői és  összegük századrésze 
Xw, Yw, Zw,
ew              a COLOROID színrendszer abszolút fehér színének  színösszetevői és összegük századrésze  
Xs, Ys, Zs,
es                  a COLOROID színrendszer abszolút fekete színének színösszetevői és összegük századrésze  

                         12. ábra                                                13. ábra                                                14. ábra

COLOROID telítettség 
A felületszín jellemzője, annak telítettségét, vagyis azonos COLOROID világosságú akromatikus színtől mért távolságát olyan skálán fejezi ki, amely esztétikailag közel egyenletes. Jele: T. 

Megjegyzések:
1.         A COLOROID határszínek telítettsége 100.
2.         A COLOROID színrendszer abszolút fehér és abszolút fekete színe, valamint a tisztán fehér és fekete
 
        keverékéből álló szürke (akromatikus) szín telítettsége 0.
3.          A COLOROID színtérben az azonos COLOROID telítettségű színek a színtér akromatikus tengelyével koaxiális
           hengerfelületeken vannak (14., 15.. ábra).
4.          A szín COLOROID telítettségének számszerű értéke a szín jellemző hullámhosszának megfelelő hullámhosszú
           COLOROID határszín T
j = 100 COLOROID telítettségének és p COLOROID színösszetevőjének szorzata.                                                                   T = 100p 
5.          Keeping at a constant value the chromatic stimuli coordinates (x,y) of a COLOROID limit colour and decreasing only its Y component, colours featuring less and less COLOROID saturation T are created, as a decrease of COLOROID luminosity of the COLOROID limit colours means an  increase of black content s and a decrease of  COLOROID limit colour content p in the COLOROID colour system, keeping the relation p + s = 1 valid

                                                                                     15. ábra

                                     16. ábra                                                                            17. ábra

COLOROID világosság 

A felületszín jellemzője, annak világosságát, vagyis a COLOROID színrendszer abszolút fekete színétől mért távolságát olyan skálán fejezi ki, amelynek osztása esztétikailag közel egyenletes.
Jele: V.  

A COLOROID színrendszer abszolút fekete színének világossága: 0.
A COLOROID színrendszer abszolút fehér színének világossága: 100 
A COLOROID színtérben az azonos COLOROID világosságú színek a színtér akromatikus tengelyére merőleges síkokban fekszenek. (16.ábra)A Coloroid  egy vízszintes metszetének azonos világosságú színeit láthatjuk a 17. ábrán. 

A felületszín COLOROID világosságának számszerű értékét az alábbi kifejezések adják:
                                                                           V = Y 1/2 
                                                       
V = 10 (pY
l  + 100 w) 1/2


COLOROID színezet 

A felületszín jellemzője, annak színezetét fejezi ki olyan 48 részre osztott skálán, amelynek osztása esztétikailag közel egyenletes. Jele: A. 
 

A felületszín COLOROID színezete a szín jellemző hullámhosszának függvénye.
 

A COLOROID színtérben az azonos COLOROID színezetű felületszínek a COLOROID színsíkokban fekszenek.
 

A szín COLOROID színezete számszerű értékének egész része, a legközelebbi kisebbik egész számú COLOROID alapszínezet száma, tört részét pedig az a
d jelenti, melyre fennáll, hogy az A = A i + d  színezet az  A i +1 színezetű COLOROID határszín d -szorosának és az Ai színezetű COLOROID határszín (1-d)  szorosának az additív keverése útján jött létre.

                                     18. ábra                                                                            19. ábra

COLOROID színkör 

A COLOROID színtér, 48 db, alapszínezetű színsíkja legtelítettebb felületszíneinek kör alakú ábrázolása. (20., 21..ábra)

 A COLOROID színkör színei megközelítően esztétikailag egyenletes sorozatot alkotnak. 

A COLOROID színezetskálán számkihagyások vannak, ezért a legkisebb szám 10, a legnagyobb 76.
 

A komplementer  színezetek   a COLOROID színtérben egymástól 180o –ra elhajló  COLOROID színsíkokban vannak, ezért a COLOROID színkörben a kiegészítő színek egymással szemben helyezkednek.
 

Az alapszínezeti COLOROID színsíkok egymásutánjának megközelítő esztétikai egyenletessége és a komplementerek egymástól való 180o-ra való elhajlásának együttes fennállása azt eredményezi, hogy a COLOROID színkör színei nem azonos távolságokra vannak egymástól. 21.ábra)
 

                                     20. ábra                                                                            21. ábra                                                                            22. ábra


3.   A színek jelölése a coloroid színrendszerben

  A jelölés a három COLOROID színjellemzőt tartalmazza a következő sorrendben:
 
COLOROID színezet     –      COLOROID telítettség     –     COLOROID világosság,      azaz
 
                                              A – T – V
 
Például a 13 COLOROID színezetű, 22 COLOROID telítettségű és az 56 COLOROID világosságú szín jelölése:
                                             13 – 22 – 56
Az első szám azt mutatja meg, hogy a szín melyik COLOROID színsíkban, a második azt, hogy melyik koaxiális hengerfelületen, a harmadik pedig azt, hogy az akromatikus tengelyre merőleges síkok közül melyiken található. (22.ábra)

 
4.   Színmintákhoz coloroid színjellemzők társítása
 

Bármely színrendszer vagy színgyűjtemény bármely színmintája a COLOROID színrendszer színjellemzőivel ellátható, ha az rendelkezik, műszeres mérés eredményeként, a CIE 1931 színmérő rendszer színjellemzőivel, mert a COLOROID színrendszer és a CIE 1931 színmérő rendszer között kölcsönösen egyértelmű kapcsolat van.

 A CIE színjellemzők átszámítása COLOROID színjellemzőkre

Az átszámítás az alábbi kifejezések segítségével történik, ha adott x, y, Y, akkor:

A COLOROID színezetet az F2 függelék táblázatának felhasználásával lehet meghatározni.
A szín COLOROID színezetének meghatározásához el kell dönteni, hogy az, a COLOROID színtér melyik negyedébe esik.
Az átszámítás Coloroid átszámító szoftverrel is történhet.

COLOROID színjellemzők átszámítása CIE színjellemzőkre

 Az átszámítás az alábbi kifejezések segítségével történik,   ha adott A, T, V,   akkor:

5.    COLOROID színjellemzők gyakorlatban való használata

 Színek jelölése COLOROID színjellemzőkkel.
 

Színekre vonatkozó előírásokban, színekkel kapcsolatos meg-állapításoknál, tervdokumentációk színkonszignációin az egyértelműen jelölni kívánt szín neve után, vagy helyett az alábbi módon kell a COLOROID színjellemzőket használni:

 

                                                16.07 – 22.45 – 68.39,   vagy

                                               A16.07, T22.45, V68.39

 Megjegyzések:
1.        Az egyes jellemzők pontossága iránti igény mértéke határozza meg a tizedespontok utáni karakterek számát.
2.        Olyan felhasználóknál, ahol nem a szín vizuális megjelenése az elsődleges szempont a CIE XYZ vagy transzformációi színjellemzőinek használata elfogadott.

 Színek jelölése COLOROID diagrammal.
 

Több szín egymáshoz való viszonyának áttekinthető módon való jelölésére, a COLOROID színjellemzőkkel való jelölést a COLOROID diagrammal való jelöléssel lehet kiegészíteni.

 

A COLOROID diagram két részből áll, úgymint a COLOROID színkör és az aktuális szín együttest tartalmazó COLOROID színsík egymás mellé rajzolt sémái, melyekbe be kell rajzolni a szóban forgó színek színpontjait.

 

Ha az ábrázolni kívánt színcsoport tagjai több színezethez tartoznak, úgy az érintett színsíkok egymás fölé is rajzolhatók. (23. ábra)

                                                   23. ábra

Színek minősítése COLOROID színjellemzőkkel

 Egy névleges szín tűréstartománya COLOROID színjellemzőkkel az alábbi módon jelölhető:

                                                           D0.6 - D1.3 - D0.9      vagy
                                                        DA0.6,  DT1.3,  DV0.9

:A COLOROID színjellemzőkben bekövetkező egyenletes változások egyenletes színminőség változásokat jelentenek. E színminősítési mód a névleges színtől való eltérést mind a három színparaméter vonatkozásában külön-külön jelöli, ami megfelel a színnel vizuális módon foglalkozók érzetszerinti elbírálással szembeni követelményének.

 Az ipar azon területein, ahol nem követelmény a névleges színtől való eltérés vizuális értékelése, ott azt a CIE által közzé tett DE –vel lehet dokumentálni.

 COLOROID színjellemzők segítségével harmonikus szín együttesek keresése

 Harmonikusak azok a szín együttesek, melyek tagjainak
 A és T színjellemzői megegyeznek, V színjellemzői pedig számtani vagy mértani sort alkotnak,
 A és V színjellemzői megegyeznek, T színjellemzői pedig számtani vagy mértani sort alkotnak,
 A színjellemzői megegyeznek, T és V színjellemzői pedig számtani vagy mértani sort alkotnak,
 A  színjellemzői  DA2.0  vagy  DA5.0  intervallumra vannak egymástól, T  és  V  színjellemzői pedig számtani vagy mértani sort alkotnak.


 A  színjellemzői a COLOROID színkörben 34o –ra, 130o –ra  vagy 181o –ra vannak egymástól, T  és  V  színjellemzői pedig számtani vagy mértani sort alkotnak. (24.ábra)

Más és más mondanivalójú harmónia együttesek jönnek létre attól függően, hogy az együttesben résztvevő színek színpontjai az aktuális Coloroid színsíkban vagy színsíkokban az akromatikus tengellyel mekkora szöget bezáró egyenesen vagy egyeneseken fekszenek.

 Más és más mondanivalójú harmónia együttesek jönnek létre attól függően, hogy az együttesben résztvevő színek színpontjai az aktuális Coloroid színsíkban vagy színsíkokban mekkora  DT  és DV távolságokra vannak egymástól.

                                                   24. ábra

Színek minősítése COLOROID színjellemzőkkel

 Egy névleges szín tűréstartománya COLOROID színjellemzőkkel az alábbi módon jelölhető:

                                                           D0.6 - D1.3 - D0.9      vagy
                                                        DA0.6,  DT1.3,  DV0.9

 A COLOROID színjellemzőkben bekövetkező egyenletes változások egyenletes színminőség változásokat jelentenek. E színminősítési mód a névleges színtől való eltérést mind a három színparaméter vonatkozásában külön-külön jelöli, ami megfelel a színnel vizuális módon foglalkozók érzetszerinti elbírálással szembeni követelményének.

 Az ipar azon területein, ahol nem követelmény a névleges színtől való eltérés vizuális értékelése, ott azt a CIE által közzé tett DE –vel lehet dokumentálni.

 

 COLOROID színjellemzők a színtervezésben

 A COLOROID színjellemzőkkel, vizuálisan áttekinthető formában, az alábbi módon kell   rögzíteni, a tervezendő tárgy vagy létesítmény szín adásával szembeni követelményeket:

 
A szakirodalomban ismert, COLOROID színjellemzőkhöz kötött, az aktuális követelmény szerint kiválasztott, táblázatok felhasználásával, mind a három érzetszerinti színparaméter vonatkozásában, grafikusan jelölni kell a felhasználásra javasolt színtartományokat. (25. ábra)

 A különböző követelmények grafikonjai, mind a három COLOROID színjellemző vonatkozásában színbehatároló diagrammá egyesítendők. (25.ábra).
 A könnyebb áttekinthetőség érdekében a színbehatároló diagrammok tartalma a COLOROID színtér sémájában is ábrázolható


Irodalom

Nemcsics Antal: Das Koloroid, ein Farbdynamisches Farbensystem. Period. Polytechn. Arch. 16. 1-2. 37-68. (1972)
Minato, Sachie: Color specification system for enviromental Color-COLOROID. Color Communication 54.. 1-5. (1974)
Béres Elek, Nemcsics Antal: A SZINOID (COLOROID) és a CIE. Kolor.Ért. 18. 18-42. (1976)
Nemcsics Antal: Color dynamic requirements and the COLOROID-system. Color Res. Appl. 5. 113-120. (1980)
Nemcsics Antal: Das Koloroid-Farbensystem und die Versuche zur Bestimmung seines Farbenraumes. Die Farbe 27. 183-204. (1980)
Nemcsics Antal:COLOROID, systéme d’, étude des couleurs. Inf. Couleurs 1. 3-12 (1980)
Nemcsics Antal: A COLOROID-színrendszer esztétikailag egyenletes pszichometriai skáláinak kísérleti meghatározása.
Magyar Pszichol. Szeml. 38. 40-60. (1982)
MSZH: A Szinoid (COLOROID) színjellemzők meghatározása. MI 17063-81. (1982)
Nemcsics Antal: Various concepts of the sensibly even colour space. Proc. Forsius Sympos. On Colour Ord. Syíst. 19. 1-5 (1983)
Nemcsics Antal: COLOROID-Colour atlas. Innofinance. (1985)
Nemcsics Antal: Color Space of the COLOROID-Color System. Color Res. Appl. 12. 135-146. (1987)
Nemcsics Antal: Der Farbenraum des COLOROID-Farbensystems. Die Farbe. 32/33. 327-345. (1987)
Hunt, R.W.G.: Mesasuring Colour. Elis Horwood Limited (1987).
Nemcsics Antal: Comparison between Coloroid. Munsell, DIN, NCS Colour. Proc. AIC 6th Congress. P.119-122. (1987)
Nemcsics Antal: Színdinamika. Akadémiai Kiadó. (1990)
Wagenaar, Cor: The Colour of the City. V+K Publishing. (1992)
Nemcsics Antal: Colour Dynamics. Ellis Horwood Limited (1993)
Smith, N.S.: Colorcurve and COLOROIF-Notations for the OSA-UCS Atlas Samples. Color Res. Appl. 4. 18/2 (1993)
Nemcsics Antal: Farbenlehre und Farbendynamik. Muster-Schmidt Verlag. (1993)
Nemcsics Antal: Spacing in the Munsell Color System Relative to the Coloroid Color System. Color Res. Appl. 19. 2. 122-126.
(1994)
Silvestrini, Narcisso: Idee Farbe. Verlag Baumann and Strommer. (1994)
Szende Árpád, Csányi Sándor: Colour Spacing Requirement Systems in Architectural Environment Desing. Die Farbe. 40.
1/6. 197-203. (1994)
Nemcsics Antal: Különböző történelmi korok építészeti stílusainak színhasználata. Nemzetközi Szín és Fény Alapítvány
(2001)
Nemcsics Antal: Színország törvényei. Nemzetközi Szín és Fény alapítvány (1996)
Nemcsics Antal: Colourland’s Law. Proc.AIC 8th Congress. 2. 707-710. (1997)
Nemcsics Antal: Coloroid Színatlasz. Coloroid Bt., (2000)
Szende Árpád: Színtervezés, színtanácsadás. Építési piac. 34. 3. 25-26. (2000)
Nemcsics Antal: Színország törvényei, a színtudomány alapján. CD-ROM (2000)
Nemcsics Antal, Neumann László, Novák Attila: Coloroid Color Plan Designer Színtervező szoftver. (2001)