★ KAI ★
Kai Jerzö
‘Jerzovskaja’
– Welkom in het hier en nu –
★ Waarnemen en vormgeven ★
Kleur (4): Kleurverschijnselen
De fundamentele principes van materiële kleuren en hun betekenis als basis voor alle kleurverschijnselen worden hieronder uitgelegd. Daarbij wordt toegelicht hoe additieve kleurmenging werkt en waarom wit en zwart speciale rollen spelen in het lichtkleursysteem. In het tweede deel worden de basisprincipes van materiële kleuren en de subtractieve kleurmenging nader belicht. Het wordt geïllustreerd hoe materiële kleuren ontstaan door de interactie van licht met materialen en hoe pigmenten en kleurstoffen in het CMY-systeem worden toegepast in drukwerk en schilderkunst.
Lichtkleuren en additieve kleurmenging
Kleuren ontstaan in de hersenen
Elke kleur ontstaat uiteindelijk in de hersenen, die de interactie van lichtgolven met het menselijk oog interpreteren.
Lichtkleuren kunnen onafhankelijk van oppervlakken bestaan. Zo ontstaat de blauwe hemel door kortgolvig licht dat in de aardatmosfeer verstrooid wordt wanneer zonlicht moleculen en deeltjes raakt. Deze verstrooiing (Rayleigh-verstrooiing) laat vooral het blauwe deel van het zonlicht domineren.
Lichtbronnen zoals de zon, sterren, kaarsen, vuur, gloeilampen en LEDs (bijvoorbeeld in schermen, smartphones, lampen en signaaltechnologie) produceren kleuren zonder dat een reflecterend oppervlak nodig is. De door deze lichtbronnen uitgezonden lichtgolven worden direct door het oog opgenomen, verwerkt door de hersenen en als kleuren waargenomen.
Lichtkleuren als primair fenomeen
Lichtkleuren vormen het primaire spectrum waaruit oppervlaktekleuren voortkomen. Wanneer wit licht door een prisma of een andere lichtbrekende voorziening wordt geleid, splitst het zich in de spectrale kleuren (rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo, violet).
De spectrale kleuren vormen de basis van alle lichtkleuren.
Additieve kleurmenging – het basisprincipe van lichtkleuren
Primaire kleuren in het RGB-systeem
Om lichtkleurmengingen te creëren, gebruikt men de drie primaire kleuren:
- Rood,
- Groen en
- Blauw (RGB-model).
Deze zijn de fundamentele bouwstenen van additieve kleurmenging, omdat ze niet uit andere lichtkleuren kunnen worden gemengd en rechtstreeks overeenkomen met de kegelcellen in het netvlies die verantwoordelijk zijn voor kleurwaarneming.
Door deze kleuren in verschillende intensiteiten te combineren, kunnen vrijwel alle andere lichtkleuren worden geproduceerd. Dit vormt de basis voor displays, projectoren en andere digitale systemen. Elke pixel van een monitor bestaat uit drie kleine LED-lichtstroken in rood, groen en blauw, die door hun intensiteit verschillende kleurtinten genereren.
Secundaire kleuren in het RGB-systeem
Wanneer twee primaire kleuren worden toegevoegd (over elkaar heen gelegd), ontstaan de secundaire kleuren van het additieve RGB-systeem:
- Rood + Groen = Geel (lichtgeel)
- Groen + Blauw = Cyaan (lichtcyaan)
- Blauw + Rood = Magenta (lichtmagenta)
Deze secundaire kleuren verschillen in kwaliteit, ondanks identieke termen, van de primaire kleuren cyaan, magenta en geel die in het CMY-systeem worden beschreven voor het mengen van pigmenten of kleurstoffen.
Tertiaire kleuren in het RGB-systeem
De menging van primaire kleuren met naburige secundaire kleuren leidt tot de tertiaire kleuren van het lichtsysteem:
- Lichtmagenta + Rood = Purperrood
- Rood + Lichtgeel = Oranje
- Lichtgeel + Groen = Lichtgroen
- Groen + Lichtcyaan = Turkooisgroen
- Lichtcyaan + Blauw = Blauw
- Blauw + Lichtmagenta = Violet
Wanneer het volledige kleurenspectrum, bijvoorbeeld door een convergerende lens, weer wordt samengebracht, ontstaat wit licht. Dit bewijst het additieve principe: hoe meer lichtkleuren worden gemengd of toegevoegd, hoe helderder het resulterende licht wordt. Dit proces heet additieve kleurmenging.
Wit en zwart in het RGB-systeem
In het lichtkleurensysteem zijn wit en zwart bijzondere gevallen:
Wit ontstaat door de gelijkmatige menging van alle lichtkleuren. De waarneming van wit wordt altijd beïnvloed door het omgevingslicht. Een “witste wit” bestaat niet, omdat extreme helderheid het oog zou verblinden. Om het netvlies te beschermen, reageert het oog hierop door de pupil te vernauwen.
Zwart is de afwezigheid van licht. Er is geen “zwartste zwart” in het lichtkleurensysteem, maar alleen verschillende gradaties van donkerte tot volledige lichtloosheid, zoals in een nacht zonder maan.
In het lichtkleurensysteem zijn wit en zwart strikt genomen geen kleuren, maar toestanden: wit vertegenwoordigt de aanwezigheid van licht, zwart de afwezigheid. Poëtisch gezien staan ze voor dag en nacht.
Materiële kleuren en subtractieve kleurmenging
Kleuren bestaan door licht
Materiële kleuren ontstaan uit lichtkleuren die door interactie met materialen worden veranderd. De kleurenleer maakt traditioneel onderscheid tussen lichtkleuren (additieve kleurmenging) en materiële kleuren (subtractieve kleurmenging). Deze scheiding verduidelijkt de verschillende fysieke processen, maar negeert de fundamentele afhankelijkheid van licht. Hieronder worden deze twee systemen hiërarchisch met elkaar verbonden.
Waarom hebben objecten bij gelijke belichting verschillende kleuren?
Bij ondoorzichtige objecten ontstaat kleur door oppervlakteverschijnselen: bepaalde golflengten van het licht worden geabsorbeerd, andere gereflecteerd. De gereflecteerde golflengten bereiken het oog en worden als kleur waargenomen.
Een blauw object reflecteert voornamelijk kortgolvig licht (blauw) en absorbeert andere delen, meestal in het geel-, oranje- of roodbereik. Omdat geabsorbeerde lichtdelen niet worden teruggekaatst, spreekt men hier van subtractieve kleurmenging.
Ook doorschijnende materialen beïnvloeden de kleurwaarneming. Ze kunnen licht gedeeltelijk absorberen, reflecteren en doorlaten. Het licht dat na deze interactie het oog bereikt, wordt door de ontbrekende golflengten als gekleurd waargenomen. Bij onvolledige absorptie spreekt men van gedeeltelijke absorptie.
Materiële kleuren als subcategorie van lichtkleuren
Materiële kleuren – dus de kleuren van objecten – bestaan alleen door licht. Zonder licht zijn objecten kleurloos en tonen ze alleen tastbare of meetbare oppervlakte-eigenschappen. Systematisch gezien zijn materiële kleuren een bijzondere vorm van lichtkleuren: hun waarneming is gebaseerd op licht dat door reflectie, absorptie of transmissie is veranderd.
Bij wit licht absorbeert het oppervlak van een object bepaalde golflengten en reflecteert het andere. De gereflecteerde lichtdelen veroorzaken de kleurindruk. Een blad lijkt bijvoorbeeld groen omdat het groen licht reflecteert en blauw- en roodlicht absorbeert. Zonder licht zijn er geen materiële kleuren – in volledige duisternis lijken alle objecten zwart.
Subtractieve kleurmenging – het basisprincipe van materiële kleuren
Grondbeginselen van subtractieve kleurmenging
In het subtractieve kleursysteem ontstaan kleuren door het mengen van pigmenten of kleurstoffen. Pigmenten werken subtractief door bepaalde golflengten van het licht te absorberen en alleen de overige te reflecteren. Het gereflecteerde licht bepaalt de waargenomen kleurindruk. Dit principe vormt de basis van het subtractieve CMY-model (Cyaan, Magenta, Geel), dat wordt toegepast in de druktechniek, schilderkunst en vele andere toepassingsgebieden.
De drager en zijn rol in het CMY-systeem
Het CMY-systeem is gebaseerd op een drager – meestal papier of een ander oppervlak – die idealiter een neutraal wit voor het oog vertoont. De drager fungeert als reflectievlak en levert het witpunt waarop de subtractieve kleurmenging is gebaseerd. Als de kleuren doorschijnend zijn (ondoorzichtig), bepaalt de drager grotendeels de waargenomen kleurweergave.
Factoren voor kleurbepaling in het CMY-systeem
Om kleuren binnen het CMY-systeem nauwkeurig te kunnen definiëren, zijn de volgende drie factoren van cruciaal belang:
- Het witpunt van het dragersmateriaal: Het witpunt van het dragersmateriaal beïnvloedt in grote mate hoe de gereflecteerde kleuren worden waargenomen. Witte standaardpapieren en oppervlakken variëren van gelig wit (warm) tot blauwachtig wit (koud). Deze invloed is bijzonder relevant omdat het witpunt de basiswaarneming van de gereflecteerde kleuren bepaalt.
- De oppervlaktetoestand van het dragersmateriaal: Ook de oppervlaktestructuur van de drager beïnvloedt de kleurwaarneming. Een ruw of mat oppervlak absorbeert meer licht, waardoor de kleuren donkerder of gedempter lijken. Een glad, glanzend oppervlak daarentegen reflecteert meer licht, wat de kleuren intenser doet lijken. Neutraal wit papier reflecteert licht gelijkmatiger en biedt een betere basis voor kleurmenging dan getinte of matte oppervlakken.
- De lichtomstandigheden: Kleuren lijken verschillend onder verschillende belichtingsomstandigheden. Daarom is het essentieel om een gedefinieerde normlichtbron te gebruiken (bijvoorbeeld D50 of D65) om de kleurwaarneming consistent te houden. Kleurveranderingen onder verschillende lichtomstandigheden kunnen aanzienlijke verschillen in de waarneming veroorzaken. Voor een objectieve kleurbepaling worden spectrofotometrische metingen gebruikt, die de reflectie-eigenschappen van het pigment onder genormeerd licht nauwkeurig analyseren.
Het belang van pigmentkwaliteit in het CMY-systeem
De kwaliteit van een CMY-kleur of -definitie hangt grotendeels af van de gebruikte pigmenten. Hoogwaardige pigmenten absorberen ongewenste golflengten sterker en resulteren in zuiverdere, intensere kleuren. Een cyaanpigment volgens de drukstandaard CMYK is een precies gedefinieerde kleurformulering die zowel technische als economische criteria in overweging neemt. Door het gebruik van hoogwaardigere pigmenten kan echter een betere, intensere kwaliteit worden bereikt, wat resulteert in een nauwkeurigere kleurweergave en een grotere verzadiging.
Volgorde en rol van kleuren in vierkleurendruk
Cyaan, Magenta en Geel vormen samen met het wit van de drager de fundamentele bouwstenen van het CMY-systeem. Pigmenten en kleuren in het CMY-systeem worden doorgaans in hun puurste vorm als 100% kleurwaarde gedefinieerd, wat leidt tot de meest intense en levendige kleurwaarnemingen. De volgorde van notatie (CMYK / CMY) volgt de gebruikelijke volgorde in het vierkleurendrukproces, waarbij eerst cyaan wordt aangebracht, gevolgd door magenta en het transparante geel. Deze volgorde is cruciaal voor een efficiënte kleurmenging, omdat elke kleur in opeenvolgende lagen het kleurenspectrum verder aanpast en versterkt.
De sleutelrol van zwart in vierkleurendruk
In het vierkleurendrukproces wordt de zwarte drukplaat (Key Plate = K) toegevoegd, die het beeld diepte en detail geeft door de donkere gebieden en contrasten te versterken. Zwart wordt hier „Key“ genoemd, omdat het niet alleen de uiteindelijke kleurtoon versterkt, maar ook de fijne details en schaduwen definieert die niet met alleen de pure CMY-kleuren gerealiseerd kunnen worden. Door het gebruik van zwart krijgt het gedrukte beeld een nauwkeurige structuur, die het onderscheidt van een puur subtractieve kleurendruk en de visuele helderheid van de afbeelding vergroot.
Variabiliteit van CMY-kleurwaarneming
CMY is echter niet universeel consistent. Verschillende pigmenten, dragers en belichtingssituaties leiden tot variaties in de kleurwaarneming. Daarom moeten de omstandigheden waarin CMY-kleuren worden gebruikt, beoordeeld, benoemd of gemeten, duidelijk worden gedefinieerd.
De principes van subtractieve kleuren
De kwaliteit van subtractieve kleuren is afhankelijk van de eigenschappen van de pigmenten, het basismateriaal en de lichtomstandigheden waaronder ze worden waargenomen. Deze principes vormen de basis van de subtractieve kleurentheorie en slaan een brug tussen fysica en waarneming om praktische toepassingen in verschillende gebieden mogelijk te maken.
Primaire kleuren van het CMY-systeem
Het CMY-systeem bestaat uit drie primaire kleuren, die elk specifieke golflengten absorberen:
- Cyaan: Absorbeert rood licht en reflecteert groen en blauw licht.
- Magenta: Absorbeert groen licht en reflecteert rood en blauw licht.
- Geel: Absorbeert blauw licht en reflecteert rood en groen licht.
Alle andere materiële kleuren kunnen worden gecreëerd door combinaties van deze primaire kleuren. De drager fungeert daarbij als een “vierde kleur” en heeft een grote invloed op het kleurresultaat. In de praktijk is dit meestal een licht gelig of blauwachtig wit, zoals gebruikelijk bij papier.
Voor lichte of pastelkleuren wordt vaak een dekkend wit pigment toegevoegd. Om intensere kleuren te creëren en dichter bij de helderheid van lichtkleuren te komen, worden in drukprocessen aanvullende tinten zoals diepzwart of neonkleuren (bijvoorbeeld neoncyaan, neonmagenta, neongeel) gebruikt. In de schilderkunst worden vaak diverse pigmenten gebruikt die vaak uit natuurlijke bronnen afkomstig zijn.
De fysica van subtractieve kleurmenging
Theoretisch zou de menging van cyaan, magenta en geel zwart moeten opleveren, aangezien alle lichtcomponenten geabsorbeerd worden. In de praktijk resulteert dit echter vaak in bruintinten of donkergrijs, omdat perfecte pigmenten niet bestaan. Ter optimalisatie wordt zwart als extra kleur toegevoegd in de druk, wat het CMYK-model (Cyaan, Magenta, Geel, Key = Zwart) oplevert.
Secundaire kleuren in het CMY-systeem
Door het mengen van twee primaire kleuren ontstaan de secundaire kleuren:
- Cyaan + Magenta = Blauwviolet
- Magenta + Geel = Rood
- Geel + Cyaan = Groen
Tertiaire kleuren in het CMY-systeem
Tertiaire kleuren ontstaan door het mengen van een primaire kleur met een secundaire kleur. Ze vormen tussentinten, waarvan de eigenschappen variëren afhankelijk van de mengverhouding van de twee kleuren. De primaire en secundaire kleuren kunnen klassiek in een kleurenwiel worden geplaatst, dat de overgangen tussen de kleuren illustreert.
Voorbeelden van tertiaire kleuren in het CMY-systeem zijn:
- 50% Geel + 100% Cyaan = Groen
- 100% Geel + 50% Cyaan = Turkoois
- 100% Cyaan + 50% Magenta = Blauw
- 50% Cyaan + 100% Magenta = Violet
- 100% Magenta + 50% Geel = Lichtrood
- 50% Magenta + 100% Geel = Oranje
Deze tussentinten vormen een breder palet dat tussen de secundaire kleuren ligt en de overgangen tussen de purere kleuren vormt.
Aardkleuren en pastelkleuren
Kleuren die in helderheid worden aangepast, kunnen in twee categorieën worden ingedeeld:
- Pastelkleuren (pasteltinten): Kleuren die lichter worden gemaakt richting wit. Typische voorbeelden zijn roze, lichtgeel of lichtblauw.
- Aardkleuren (aardtinten): Kleuren die donkerder worden gemaakt richting zwart. Voorbeelden zijn olijfgroen, oker, roestrood of donker violet.
Bruin en grijs zijn bijzondere kleuren die ontstaan door het mengen van alle primaire kleuren.
Pasteltinten en aardtinten worden gekenmerkt door hun lagere intensiteit en hebben meestal een gedempte of zachte uitstraling. Ze spelen zowel in de kunst als in het design een belangrijke rol.
Wit en zwart bij materiële kleuren
Wit en zwart vanuit fysiek perspectief
Wit ontstaat door de volledige reflectie van alle zichtbare golflengten op een oppervlak. Perfect witte oppervlakken verspreiden het licht gelijkmatig in alle richtingen. In de fysica wordt wit beschouwd als een toestand van maximale lichtreflectie. Omdat het niet aan een specifieke golflengte kan worden toegeschreven, wordt het fysiek niet als een kleur beschouwd.
Zwart daarentegen ontstaat door maximale lichtabsorptie, waarbij vrijwel geen licht wordt gereflecteerd. Materialen zoals Vantablack absorberen tot 99% van het invallende licht en lijken daardoor vrijwel volledig zwart. In de fysica wordt zwart beschouwd als een toestand van maximale lichtabsorptie. Omdat het ook niet aan een bepaalde golflengte kan worden gekoppeld, wordt het fysiek niet als een kleur gedefinieerd.
Wit en zwart vanuit waarnemingsperspectief
In de menselijke kleurwaarneming worden witte en zwarte oppervlakken als kleuren ervaren. Ze maken deel uit van het visuele spectrum dat door onze hersenen wordt geïnterpreteerd. Wit en zwart bevinden zich aan de randen van het spectrum, hebben geen kleurtint en worden daarom samen met neutrale grijstinten als achromatische kleuren geclassificeerd. Daarentegen worden alle kleuren met een kleurtint chromatische kleuren genoemd. Achromatische kleuren spelen een essentiële rol in kunst, design en architectuur.
Wit en zwart in de kleurenleer
Vanuit fysiek perspectief worden wit en zwart gedefinieerd als toestanden van lichtinteractie. In de kleurenleer worden wit en zwart echter als achromatische kleuren beschouwd, met een cruciale ontwerpfunctie. Beide perspectieven vullen elkaar aan en onderstrepen het belang van wit en zwart binnen de kleurenleer.
Wit en zwart zijn kleuren – Een oproep voor een holistische benadering in het ontwerponderwijs
De wijdverspreide overtuiging dat wit en zwart “geen kleuren” zijn, is in de context van kunst en design niet houdbaar. Integendeel, ze zijn fundamentele elementen voor contrasten, kleurruimten en composities. Dit misverstand, dat vaak in educatieve contexten wordt doorgegeven, staat in contrast met een holistische benadering van kleur die zowel fysieke als esthetische aspecten omvat.
– KAI
© Kai Jerzö, Utrecht, 9 december 2024 –
Bronvermelding
Citaat? Ja, graag, als volgt:
– Jerzö, Kai (2024): ‘Waarnemen en Vormgeven – Ontwerpvaardigheid kleur: Kleurverschijnselen.’ 2024-12-09. In: Illustration.world-Blog, 2024-12-09. URL: https://illustration.world/design_competence_colour_4_nl/ .
