TỔNG QUAN
Lịch sử hình thành các quan điểm về màu sắc
Lý thuyết màu sắc đã được nghiên cứu từ thời cổ đại, với những đóng góp từ các học giả toàn cầu về sóng điện từ tạo ra màu sắc Sự phát triển đầu tiên của lý thuyết này xuất hiện trong văn bản “On colors” của nhà triết học Aristotle (384-322 TCN), người tuyên bố rằng tất cả các màu đều được hình thành từ đen và trắng Ông dựa vào thế giới tự nhiên để phát triển lý thuyết, khẳng định rằng có hai màu cơ bản từ bóng tối và ánh sáng, tương ứng với hệ thống nhị phân của thế giới như ngày và đêm, kích thích và an thần, nam và nữ Aristotle cho rằng màu vàng và xanh lam là hai màu cơ bản, từ đó ông xây dựng hệ màu tuyến tính gồm bốn màu "tinh khiết".
Aristotle đã xác định bốn màu thuần là xanh lục, đỏ, vàng và xanh lam, tương ứng với bốn nguyên tố đất, lửa, gió và nước trong hệ màu tuyến tính của ông Sơ đồ màu sắc của ông cho thấy màu xanh lá cây nằm giữa xanh lam và tím, không theo trình tự thông thường của các bánh xe màu hiện đại Tuy nhiên, nhiều cảnh hoàng hôn cho thấy ánh sáng xanh lá cây xuất hiện giữa xanh lam và tím, cho thấy rằng hệ màu của Aristotle không hoàn toàn phản ánh tự nhiên mà ông quan sát.
Hệ thống thứ tự màu sắc đã được nghệ sĩ sử dụng trong gần hai nghìn năm, cho đến khi Newton giới thiệu lý thuyết màu tổng quát vào năm 1672 (Hyman).
Lý thuyết về màu sắc thực sự là một lĩnh vực nghiên cứu nghiêm túc từ thế kỷ
Vào thế kỷ XVII, các khái niệm cơ bản được phát triển và diễn giải bởi các nhà vật lý, hóa học và toán học đã tạo nền tảng cho sự tiến bộ của khoa học Sự bùng nổ của khoa học kỹ thuật trong thế kỷ XVII và thời kỳ khai sáng XVIII đã thúc đẩy việc áp dụng lý thuyết vào thực tiễn Cuối thế kỷ XVII, các nhà hóa học đã tập trung nghiên cứu các chất màu và thuốc nhuộm, từ đó thu hút sự chú ý của khoa học đến các thực hành của họa sĩ trong ngành công nghiệp dệt.
2.1.1 Học giả Hasan Ibn al-Haytham (965 - 1040 CN):
Al-Hasan Ibn al-Haytham, hay còn gọi là Alhazen, là một học giả Ả Rập nổi bật trong lĩnh vực toán học, thiên văn học và vật lý học Ông được nhiều người công nhận là "cha đẻ của quang học hiện đại".
Vào thế kỷ 11, Ibn al-Haytham đã phát triển lý thuyết về thị giác, ánh sáng và màu sắc trong tác phẩm “The Book of Optics” Ông là người đầu tiên bác bỏ quan điểm cổ đại cho rằng ánh sáng phát ra từ mắt, mà chứng minh rằng ánh sáng phát ra từ nguồn sáng như mặt trời hoặc nến, hoặc được phản xạ từ các vật thể vào mắt Ibn al-Haytham cũng nghiên cứu sự ảnh hưởng của ánh sáng khi truyền qua các môi trường khác nhau như khí, chất lỏng và thủy tinh Ông đã thực hiện thí nghiệm với nước trong các quả cầu thủy tinh để tìm hiểu nguyên nhân của cầu vồng, từ đó kết luận rằng ánh sáng bị khúc xạ ở nhiều góc độ khác nhau tạo ra các màu sắc khác nhau, với tia màu đỏ ít bị bẻ cong nhất và tia màu tím bị bẻ cong nhiều hơn.
Quang phổ ánh sáng màu tạo ra cầu vồng trên bức tường đối diện, đồng thời giải thích hiện tượng bầu trời đổi màu Tia nắng mặt trời chiếu vào bầu khí quyển ở nhiều góc độ khác nhau gây ra hiện tượng khúc xạ Ibn al-Haytham đã đo các góc khác nhau và tính toán độ sâu của khí quyển, gần một thiên niên kỷ trước khi điều này được xác nhận bằng máy bay vũ trụ.
Ông giải thích rằng chúng ta không thể nhìn thấy các ngôi sao vào ban ngày do sự tương phản trực quan Màu sắc và độ sáng của một vật thể phụ thuộc vào màu sắc và mức độ sáng của môi trường xung quanh.
Lý thuyết thị giác được trình bày trong “Sách Quang học”, một tác phẩm đã được dịch từ tiếng Ả Rập sang tiếng Latinh và có ảnh hưởng sâu rộng đến các học giả châu Âu.
2.1.2 Quan điểm của Cennino Cennini (about 1360 – about 1440) [6] :
Vào khoảng năm 1390, Cennini đã xuất bản một mô tả chi tiết về quy trình hoàn thiện tác phẩm nghệ thuật của các họa sỹ Ông xác định bảy màu cơ bản, bao gồm bốn màu tự nhiên: đen, đỏ, vàng, xanh lá, và ba màu nhân tạo: trắng vôi, xanh lam, vàng (vàng nhân tạo từ thuốc màu) Danh sách màu sắc của ông phân loại rõ ràng các sắc tố thành màu tự nhiên và nhân tạo dựa trên phương pháp sản xuất Bên cạnh đó, Cennini cũng trình bày một phương pháp mô tả hình dạng đường cong từ ánh sáng đến bóng tối, sử dụng các biến thể màu đen và trắng để thể hiện cường độ chiếu sáng trên cùng một màu sắc.
Hình 2-2 Bản vẽ của Cinnini về ánh sáng và bóng tối
C = pure color, W = white, Bk = black, U = underpainting; after Kemp (2000) 2.1.3 Quan điểm của Isaac Newton (1642-1727) [4] :
Isaac Newton, một nhà khoa học vĩ đại và có tầm ảnh hưởng lớn nhất trong lịch sử, đã đơn giản hóa lý thuyết phức tạp về màu sắc trong thời kỳ Baroque Ông là một nhà vật lý, thiên văn học, triết học, toán học, thần học và nhà giả kim thuật người Anh, sinh năm 1642.
Vào năm 1671, Isaac Newton đã thực hiện thí nghiệm tán sắc ánh sáng, phát hiện rằng chùm ánh sáng trắng khi đi qua một lăng kính sẽ bị tách ra thành bảy màu sắc khác nhau: đỏ, cam, vàng, lục, lam, chàm và tím Thí nghiệm này đã góp phần quan trọng trong việc hiểu rõ hơn về bản chất của ánh sáng.
Sau khi đi qua một lăng kính lộn ngược, sáu sắc màu sẽ hợp nhất thành ánh sáng trắng Việc xây dựng lý thuyết này, trái ngược với trực giác và mang tính cách mạng, không phải là điều dễ dàng Ngay cả những trí tuệ vĩ đại thời bấy giờ cũng gặp khó khăn trong việc chấp nhận nó Ý tưởng cho rằng màu trắng chứa tất cả các màu sắc đã khiến Goethe bối rối, dẫn đến việc ông phản đối và kêu gọi người khác từ bỏ quan điểm này, bất chấp những kết quả thí nghiệm của Newton.
Newton đã chứng minh rằng các chùm ánh sáng có màu sắc khác nhau trong quang phổ bị khúc xạ theo các góc khác nhau khi đi qua vật chất Ông phát hiện ánh sáng màu đỏ bị lệch ít hơn ánh sáng màu tím khi qua lăng kính, từ đó tin rằng mỗi màu được tạo ra từ các thành phần riêng biệt Mặc dù ông đã chọn hướng đi đúng, nhưng lại đưa ra giả thuyết sai rằng ánh sáng gồm các hạt nhỏ di chuyển theo đường thẳng trong một loại ether, dẫn đến "lý thuyết hạt" Tuy nhiên, lý thuyết này sau đó đã được chấp nhận rộng rãi.
Mô tả thí nghiệm tán sắc ánh sáng:
Hình 2-3 Thí nghiệm với ánh sáng trắng Chiếu ánh sáng Mặt trời qua một lăng kính thủy tinh P thấy vệt sáng F’ trên màn
M bị dịch xuống phía đáy lăng kính đồng thời bị trải dài thành một dải màu biến thiên, dải màu trên được gọi là quang phổ
Trong thí nghiệm với ánh sáng đơn sắc, chùm sáng đơn sắc, như ánh sáng vàng, được tách ra khi đi qua lăng kính P Sau đó, ánh sáng này tiếp tục được truyền qua một lăng kính khác, và trên màn quan sát M’, chỉ có một điểm sáng vàng được ghi nhận.
Quan điểm màu sắc hiện đại [5]
Màu sắc là đặc trưng của nhận thức thị giác, được phân loại thành các loại như đỏ, cam, vàng, xanh lá cây, xanh dương và tím Nhận thức này được hình thành từ sự kích thích của tế bào cảm quang, chủ yếu là tế bào hình nón trong mắt người và động vật có xương sống, bởi bức xạ điện từ trong phổ nhìn thấy Các loại màu và thông số kỹ thuật của chúng liên quan đến các vật thể thông qua bước sóng ánh sáng phản xạ và cường độ ánh sáng Sự phản xạ này phụ thuộc vào các tính chất vật lý của vật thể, bao gồm khả năng hấp thụ ánh sáng và quang phổ phát xạ.
Chuẩn màu là các hệ màu tham chiếu được chế sẵn và sắp xếp theo quy luật, giúp so sánh mẫu với màu tham chiếu Có hai loại hệ tham chiếu: hệ tham chiếu tuyệt đối và hệ tham chiếu tương đối.
2.2.1.1 Hệ thống chuẩn màu Munsell:
Tầm nhìn màu Munsell được thiết kế để phù hợp với phân loại màu sắc và hiệu chuẩn hệ thống Mô hình này giống như một quả cầu, thể hiện ba màu cơ bản cùng với các đặc tính bề mặt khác nhau, bao gồm màu sắc, độ sáng và độ bão hòa.
12 cả các hiển thị Mỗi một phần của mô hình ba chiều đại diện cho một màu sắc đặc biệt và có một nhãn
Hình 2-8 Hệ thống chuẩn màu Munsell
Mô hình màu Munsell được hình dung như một hình nón ba chiều, trong đó trục trung tâm biểu thị cho màu sắc trung tính, không có màu Sự chuyển đổi từ màu đen ở đáy lên màu trắng ở đỉnh được chia thành nhiều cấp độ khác nhau.
Trong hệ thống phân cấp màu sắc Munsell, có 11 khoảng cách bằng nhau được gọi là Erming giá trị, thể hiện mức độ bão hòa của màu sắc Màu Munsell bao gồm các giá trị độ sáng, đại diện cho mức độ của màu trung tính, với trục trung tâm bão hòa màu trung lập là 0 Khi di chuyển xa khỏi trục trung tâm, giá trị bão hòa tăng lên Hệ thống này có cấu trúc ba chiều, trong đó các góc trung tâm đại diện cho 10 loại màu sắc chính, bao gồm năm màu chính: đỏ (R), vàng (Y), xanh lá cây (G), xanh dương (B), và tím (P), cùng với năm màu trung gian như vàng-đỏ (YR), xanh-vàng (GY), xanh-lá cây (BG), xanh-tím (PB), và tím-đỏ (RP).
Mỗi giai điệu có thể được chia thành 10 cấp độ, mỗi cấp độ âm lớn và midtones được thiết lập ở mức 5
2.2.2 Hệ thống chuẩn màu Pantone:
Hệ thống chuẩn màu Pantone là một tiêu chuẩn tái tạo màu sắc, giúp các nhà sản xuất ở các địa điểm khác nhau đảm bảo sự đồng nhất về màu sắc mà không cần phải liên lạc với nhau Bằng cách tiêu chuẩn hóa các màu, Pantone tạo điều kiện thuận lợi cho việc phối hợp và sản xuất sản phẩm có màu sắc chính xác.
Màu Pantone được nghiên cứu và tiêu chuẩn hóa với các thông số kỹ thuật trong pha chế, được gán mã số cụ thể và tích hợp vào hệ thống PMS.
Hình 2-9 Hệ thống màu pantone
Màu Pantone được coi là màu pha hay màu thứ 5, vì nó được chuẩn hóa với các đặc điểm kỹ thuật rõ ràng Điều này khiến màu Pantone khác biệt hoàn toàn so với các màu thông thường, vốn được tạo ra từ sự pha trộn của bốn màu cơ bản CMYK trong in ấn.
Quá trình chuẩn hoá màu trong mô hình màu CMYK sử dụng bốn loại mực chính: Cyan, Magenta, Yellow và Key (đen) Đây là phương pháp in màu phổ biến nhất trên thế giới, cho phép tái tạo hầu hết các sản phẩm in ấn Mặc dù có một số màu đặc biệt từ Pantone, nhưng phần lớn màu sắc được in ra đều dựa vào bốn loại mực này.
Hệ thống Pantone bao gồm 1,114 mẫu màu, nhưng phần lớn trong số đó không thể tái tạo bằng công nghệ CMYK Để đạt được màu sắc chính xác, cần sử dụng 13 sắc tố màu cơ sở, hoặc 14 nếu bao gồm cả màu đen, pha trộn theo tỷ lệ nhất định.
Hệ thống Pantone cho phép tạo ra nhiều loại màu đặc biệt như màu ánh kim và màu huỳnh quang Mặc dù hầu hết các màu trong hệ thống Pantone vượt quá khả năng tái tạo của CMYK, công ty đã bắt đầu cung cấp sự chuyển đổi từ màu Pantone sang màu trên màn hình vào năm 2001 Trên máy tính, mô hình màu RGB (Đỏ, Xanh lá, Xanh dương) được sử dụng để tạo ra nhiều màu sắc khác nhau Hệ thống Pantone cũng bao gồm những màu tương thích với mô hình màu RGB và hệ màu LAB.
Màu Pantone được xác định bằng các mã số cụ thể, thường có định dạng "PMS 130" Màu PMS không chỉ được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực thương hiệu mà còn được sử dụng trong các quy định pháp lý và tiêu chuẩn quân đội, như để mô tả màu sắc của cờ hoặc con dấu Vào tháng 1 năm 2003, Chính phủ Scotland đã xem xét đề xuất đặt tên màu xanh trong quốc kỳ Scotland là "Pantone 300" Ngoài ra, Canada, Hàn Quốc và Liên đoàn Ô tô Quốc tế cũng đã áp dụng hệ thống màu Pantone trong việc sản xuất cờ.
Texas đã chính thức cấp phép cho việc sử dụng màu Pantone (PMS) trên lá cờ của bang Màu sắc này cũng được nhiếp ảnh gia Angelica Dass áp dụng trong các dự án nghệ thuật của mình để thể hiện quang phổ màu da con người.
Hệ thống so màu
− Thành phần quy chuẩn: Đối tượng: góc quan sát CIE 45/0 or 0/45
Nguồn sáng: tiêu chuẩn CIE
Người quan sát: quan sát chuẩn, độ rọi sáng
Màu cơ bản với các thông số cụ thể về tông màu, độ chói, độ thuần sắc để thực hiện phối trộn màu
Hệ thống CIE: R(700 nm; 683 nt), G(546,1 nm; 3135 nt), B (435,8 nm; 41 nt)
Mức độ đóng góp của ba màu đơn vị là yếu tố quan trọng trong việc tạo ra màu hỗn hợp Trong các hệ thống so màu, tọa độ màu của tất cả các màu quang phổ đã được xác định, tạo thành cơ sở tham chiếu cho việc tính toán các màu khác.
− Phương trình màu: m’M = r’R + g’G + b’B M = rR + gG + bB r’, g’, b’: tọa độ màu; r, g, b: hệ số màu
Tông màu và độ chói của màu có thể tính toán thông qua hệ số màu và hệ số độ chói
− Biểu đồ màu và không gian màu:
Biểu đồ màu: mỗi màu là 1 điểm thể hiện qua 2 hệ số màu
Không gian màu: mỗi màu là một véc tơ thể hiện qua 3 tọa độ màu
2.3.2 Hệ thống so màu CIE RGB:
Màu đơn vị: R(700 nm; 683 nt), G(546,1 nm; 3135 nt), B (435,8 nm; 41 nt)
RGB có 3 đỉnh ứng với 3 màu đơn vị, 2 trục tọa độ là 2 hệ số màu r và g; gốc tọa độ là B với r = g = 0, trọng tâm tam giác E là màu trắng
RGB được xây dựng dựa trên biểu đồ màu phổ với 41 bức xạ đơn sắc, trong đó đường giả định R-B biểu thị màu cánh sen Mỗi màu sắc tương ứng với một điểm cụ thể với các hệ số r, g, b Ba đặc trưng của màu sắc, bao gồm tông màu, độ sáng và độ thuần sắc, có thể được tính toán từ các hệ số này.
Hình 2-11 Hệ thống màu CIE RGB
2.3.3 Hệ thống so màu CIE XYZ:
Màu đơn vị: X, Y, Z chuyển đổi từ R, G, B
XYZ có 3 đỉnh ứng với 3 màu đơn vị, 2 trục tọa độ là 2 hệ số màu x và y, gốc tọa độ là Z với x = y = 0, trọng tâm tam giác E là màu trắng
XYZ dựa trên biểu đồ màu phổ với 41 bức xạ đơn sắc, trong đó mỗi màu tương ứng với một điểm có các hệ số x, y, z Từ các hệ số này, chúng ta có thể tính toán ba đặc trưng của màu sắc, bao gồm tông màu, độ sáng và độ thuần sắc.
Hình 2-12 Hệ thống màu CIE XYZ
2.3.4 Hệ thống so màu CIE LAB:
Mô hình màu CIE L*a*b* được phát triển dựa trên khả năng cảm nhận màu sắc của mắt người, với các giá trị Lab mô tả tất cả màu sắc mà mắt người bình thường có thể nhận biết Lab được coi là một mô hình màu độc lập với thiết bị, thường được sử dụng làm cơ sở tham chiếu khi chuyển đổi màu sắc từ không gian màu này sang không gian màu khác.
Theo mô hình Lab, tất cả các màu có cùng độ sáng được bố trí trên một mặt phẳng hình tròn với hai trục a* và b* Màu sắc với giá trị a* dương có xu hướng ngả đỏ, trong khi giá trị a* âm ngả lục Tương tự, giá trị b* dương thể hiện màu vàng, còn b* âm biểu thị màu lam Độ sáng của màu sắc được điều chỉnh theo trục dọc.
Hình 2-13 Hệ thống màu CIE LAB
➢ 3 thông số: Độ màu, tông màu, độ sáng
➢ Tông màu và độ màu vẽ trên mặt phẳng ab
➢ a: từ lục đến đỏ; b: từ tím đến vàng
➢ Trục L: từ 0 (đen) đến 100 (trắng) Độ màu c = a 2 + b 2
2.3.5 Hệ thống so màu CIE LCH:
3 thông số: Độ màu, tông màu, độ sáng
Tông màu (H): giá trị chạy theo vòng tròn với đơn vị đo là 0 0° (red), 90° (yellow), 180° (green), 270° (blue) and back tới 0°
19 Độ màu (C): chạy từ 0 (tâm) đến 100 (đường tròn)
Trục L: từ 0 (đen) đến 100 (trắng)
Hình 2-14 hệ thống so màu CIE LCH
Mực in offset là gì?
Mực in Offset là một loại mực được cấu tạo từ các hạt pigment được pha trộn đồng đều trong chất liên kết hoặc chất dẫn Các hạt pigment không chỉ tạo màu cho mực in mà còn quyết định tính chất trong suốt hoặc đục của mực.
Trong mực in offset, chất dẫn cần được điều chỉnh thành dạng đặc với độ nhớt từ 40-100 Pa.s và độ ẩm cao, đồng thời phải bền với nước để đảm bảo khả năng kết dính các hạt pigment lên bề mặt vật liệu in Ngoài ra, trong quá trình in offset, hiện tượng tạo nhũ tương sẽ không xảy ra.
Pigment là thành phần chính trong mực in offset, bao gồm hai loại: pigment và pigment độn Ngoài ra, mực còn chứa chất tạo màng (chất liên kết) và các phụ gia khác như chất làm khô nhanh, chất điều chỉnh độ dính, độ bóng và chất chống dính bẩn.
Chất liên kết, hay còn gọi là chất tạo màng cho mực in, đóng vai trò quan trọng trong kỹ thuật in offset Để đạt hiệu quả tối ưu, cần sử dụng chất liên kết có khả năng thấm ướt tốt và tính kỵ nước.
Chất liên kết có vai trò quan trọng trong việc tạo ra lớp màng bảo vệ cho sản phẩm in, đồng thời nâng cao khả năng bám dính của pích măng trên bề mặt in.
Thành phần của chất liên kết được sử dụng trong mực in offset là một hỗn hợp dầu và nhựa
Trong ngành in offset, nhiều loại chất phụ gia được sử dụng, trong đó có chất làm khô, giúp tăng tốc quá trình khô của mực in Nhờ đó, sản phẩm in ra có thể được sử dụng ngay sau khi hoàn tất, mang lại hiệu quả cao trong sản xuất.
Chất chống dính: chất này giúp tờ in chống dính bẩn ở mặt sau
Chất tăng độ bóng: sử dụng véc ni bóng để giúp màng mực in tăng thêm độ bóng sáng
2.4.2 Ảnh hưởng màu sắc của mực in đến chất lượng in:
Màu sắc của mực đóng vai trò quyết định trong quá trình in ấn, với tông màu mực được hình thành từ pigment và chất mang Màu mực bao gồm tông đậm (masstone) và tông nhạt (undertone), cả hai đều ảnh hưởng đến khả năng phản xạ và truyền ánh sáng Nếu màng mực dày, tông đậm sẽ chiếm ưu thế, trong khi tông nhạt sẽ nổi bật hơn khi màng mỏng Mực chỉ đạt chất lượng khi cả hai tông đều đáp ứng tiêu chuẩn màu sắc Đối với các mực màu cơ bản (C, M, Y, K), khoảng màu phục chế cũng rất quan trọng, vì mực có khoảng màu rộng thường cho phép phục chế nhiều màu với độ chính xác cao hơn Tuy nhiên, việc lựa chọn mực còn phụ thuộc vào vị trí khung bao màu trong hệ thống so màu, tức là khoảng cách tới điểm màu cần phục chế.
Cường độ màu là yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến khả năng thể hiện của mực in, bên cạnh tông màu Nồng độ chất màu cao mang lại cường độ màu tốt, nhưng độ mịn và khả năng phân tán của chất màu trong màng mực cũng đóng vai trò quan trọng Chất màu có kích thước nhỏ và phân tán đồng đều tạo ra màng mực phẳng mịn, giúp ánh sáng phản xạ từ lớp mực không bị pha trộn, dẫn đến cảm nhận màu sắc thuần khiết hơn Mực có cường độ màu cao cho phép in với màng mực mỏng mà vẫn đạt yêu cầu mật độ màu, do đó, mực dùng trong công nghệ in offset thường có cường độ màu cao hơn so với các loại hình in khác.
Nguyên lý tổng hợp màu sắc
Các màu cơ bản, hay còn gọi là màu gốc hoặc màu sơ cấp, là những màu sắc không thể tạo ra bằng cách trộn các màu khác trong một không gian màu cụ thể Những màu gốc này có khả năng kết hợp với nhau để tạo ra tất cả các màu khác trong không gian màu đó Nếu không gian màu được xem như một không gian véctơ, các màu gốc sẽ tạo thành hệ cơ sở cho không gian đó.
Kết hợp các màu cơ bản để tạo ra các màu khác có nhiều cách:
- Pha màu theo phép cộng màu: là phương pháp pha trộn ánh sáng màu phát ra từ nguồn sáng
Pha màu theo phép trừ màu: là phương pháp hòa trộn màu trên bảng vẽ
2.5.1 Các kỹ thuật pha mực màu:
Hai màu bù nằm ở hai cực đối diện trên vòng tròn màu, tức là cách nhau 180° Các màu khác sẽ có khoảng cách góc nhỏ hơn Một màu được tạo ra bằng cách pha trộn các màu khác.
Hai màu sắc khác nhau trên vòng tròn màu sẽ trở nên tối hơn khi chúng càng xa nhau, trong khi màu pha sẽ trở nên trong sáng hơn khi hai màu hợp thành gần nhau.
Để tạo ra màu xám, bạn có thể pha trộn một ít màu đen với các màu khác trong vòng màu Màu đen được sử dụng để tăng độ đậm cho các màu sắc khác Trong kỹ thuật chồng màu, để đạt được màu đen, cần chồng nhiều màu lên nhau để chúng hấp thụ hoàn toàn ánh sáng chiếu vào.
Khi muốn làm tối màu, việc thêm màu đen là điều không thể thiếu Tuy nhiên, cần lưu ý rằng chỉ cần một lượng rất nhỏ mực đen cũng đủ để tạo ra sự tối màu mong muốn.
Khi kết hợp các màu đậm, ta tạo ra màu sắc đậm hơn và có chiều sâu Ngược lại, khi pha trộn các màu nhạt, ta sẽ thu được màu sắc trong suốt và sáng hơn.
Khi pha trộn hai màu với tỉ lệ bằng nhau, màu sắc cuối cùng không nhất thiết sẽ là màu trung gian Màu sắc đậm hơn sẽ chiếm ưu thế hơn trong sự pha trộn Do đó, khi pha mực, bạn nên thêm từ từ mực đậm vào mực nhạt thay vì làm ngược lại.
Khi kết hợp mực trắng với mực màu, chúng ta có thể tạo ra nhiều sắc thái màu sắc khác nhau Sử dụng mực trắng trong sẽ mang lại sắc thái sáng và trong suốt, trong khi mực trắng đục thích hợp để pha màu phủ.
Mực in phải tuân thủ các tiêu chuẩn kỹ thuật như độ trong, độ đậm đặc, độ khô và độ bền ánh sáng Tuy nhiên, khi pha mực, các tính chất kỹ thuật này sẽ bị giảm sút.
2.5.2 Pha màu theo phương pháp tổng hợp cộng:
Khi các bước sóng ánh sáng được kết hợp theo tỷ lệ không bằng nhau, chúng ta sẽ cảm nhận được những màu sắc mới Đây là cơ sở của quy trình tái tạo màu cộng Ba màu sơ cấp trong tổng hợp màu cộng là Đỏ (Red), Xanh lục (Green) và Xanh (Blue) Việc kết hợp ba màu cơ bản R, G, B với cường độ khác nhau sẽ tạo ra vô số màu sắc đa dạng.
Hình 2-15 Tổng hợp màu cộng dùng không gian màu RGB
Công thức tổng hợp màu cộng trong in ấn:
Red + Green = Yellow (Y) Red + Blue = Magenta (M) Green + Blue Cyan (C) Red + Green + Blue = White (W) No light (R = G = B = 0) Black
Hình 2-16 Mô phỏng không gian tổng hợp màu cộng
Trong thiết kế đồ họa, màu cộng sử dụng giá trị từ 0 đến 255 cho mỗi sắc độ R, G và B, tương ứng với 256 sắc thái Việc phối trộn màu sắc được thực hiện bằng cách điều chỉnh các giá trị này, cho phép chuyển đổi giữa các hệ màu khác nhau một cách linh hoạt.
Nguyên lý cơ bản của hỗn hợp màu cộng được thể hiện qua ba vòng tròn màu, mỗi vòng tròn đại diện cho một chùm sáng màu sơ cấp Giao điểm của các màu sơ cấp tạo ra các màu thứ cấp Nguyên lý này được ứng dụng trong tivi màu, màn hình máy tính và chiếu sáng sân khấu, cho phép tạo ra toàn bộ màu sắc trong dải quang phổ nhìn thấy được.
Hệ thống tái tạo màu cộng có nhược điểm là yêu cầu ánh sáng với cường độ cao để phát ra các tia trắng và các màu sắc đạt độ sáng chấp nhận được.
2.5.3 Pha màu theo phương pháp tổng hợp trừ:
Hình 2-17 Tổng hợp màu trừ dùng không gian màu CMYK
Quá trình tổng hợp cộng có những hạn chế nhất định, nhưng có thể được khắc phục bằng cách áp dụng tổng hợp trừ Trong hệ thống tổng hợp cộng, màu sắc bắt đầu từ màu đen và được cộng thêm màu đỏ cờ, xanh lục, xanh tím để tạo ra màu trắng Ngược lại, hệ thống tổng hợp trừ bắt đầu từ màu trắng và trừ đi màu đỏ cờ, xanh lục và xanh tím từ ánh sáng trắng để đạt được màu đen.
Công thức tổng hợp màu trừ trong in ấn:
Cyan + Magenta = Blue Cyan + Yellow = Green Magenta + Yellow = Red Cyan + Magenta + Yellow = Black No Colors (C = M = Y = 0) = White
Hình 2-18 Mô phỏng không gian màu tổng hợp trừ
Tổ hợp màu trừ hoạt động khi ánh sáng chiếu lên vật thể và phản xạ về mắt, loại bỏ các thành phần màu khác với màu trên vật thể Các màu cơ bản trong tổng hợp màu trừ bao gồm Cyan, Magenta và Yellow Tất cả các màu mới tạo ra từ phương pháp này đều tối hơn các màu thành phần, do đó, nó còn được gọi là tổng hợp màu giảm sắc.
XÂY DỰNG PHẦN MỀM DỮ LIỆU ỨNG DỤNG TRONG
Giới thiệu ngôn ngữ lập trình Python
Python là ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, cấp cao, mạnh mẽ, được phát triển bởi Guido van Rossum Với cú pháp rõ ràng và dễ hiểu, Python trở thành một trong những ngôn ngữ lập trình nhập môn tốt nhất cho người mới bắt đầu Ngôn ngữ này hỗ trợ kiểu dữ liệu động và có cơ chế cấp phát bộ nhớ tự động, giúp lập trình viên dễ dàng quản lý tài nguyên Cấu trúc dữ liệu mạnh mẽ và cách tiếp cận hiệu quả trong lập trình hướng đối tượng làm cho Python trở thành lựa chọn lý tưởng cho việc viết script và phát triển ứng dụng trên nhiều nền tảng.
Trong Python, việc khai báo biến không cần thiết, vì biến sẽ tự động được xem là đã khai báo khi được gán giá trị lần đầu tiên Dựa vào giá trị gán, Python sẽ tự động xác định kiểu dữ liệu của biến.
Python nổi bật với cú pháp đơn giản và rõ ràng, giúp người dùng dễ dàng đọc và viết mã hơn so với các ngôn ngữ lập trình khác như C++, Java, và C# Điều này khiến việc lập trình trở nên thú vị hơn, cho phép lập trình viên tập trung vào việc tìm kiếm giải pháp thay vì lo lắng về cú pháp.
Python là một ngôn ngữ lập trình mã nguồn mở, cho phép người dùng tự do sử dụng, phân phối và thay đổi mã nguồn, kể cả cho mục đích thương mại Với một cộng đồng phát triển rộng lớn, Python liên tục được cải thiện và cập nhật, mang lại nhiều lợi ích cho người dùng.
Các chương trình Python có khả năng di chuyển và chạy trên nhiều nền tảng khác nhau mà không cần thay đổi Python hoạt động mượt mà trên hầu hết các hệ điều hành như Windows, macOS và Linux.
Khi phát triển một ứng dụng phức tạp, bạn có thể dễ dàng tích hợp các đoạn mã viết bằng C, C++ và các ngôn ngữ khác (có khả năng gọi từ C) vào mã Python Việc này giúp nâng cao tính năng và hiệu suất cho ứng dụng của bạn.
31 cũng như khả năng scripting mà những ngôn ngữ lập trình khác khó có thể làm được
Khác với C/C++, Python giúp bạn tránh những nhiệm vụ phức tạp như quản lý bộ nhớ và dọn dẹp dữ liệu không cần thiết Khi bạn chạy mã Python, nó tự động chuyển đổi thành ngôn ngữ máy mà máy tính có thể hiểu, cho phép bạn tập trung vào việc phát triển mà không phải lo lắng về các hoạt động ở cấp thấp.
Python cung cấp một loạt thư viện tiêu chuẩn phong phú, giúp đơn giản hóa công việc lập trình bằng cách giảm thiểu việc viết mã từ đầu Ví dụ, để kết nối với cơ sở dữ liệu MySQL trên máy chủ web, bạn chỉ cần nhập thư viện MySQLdb và sử dụng nó Những thư viện này đã được kiểm tra kỹ lưỡng và được hàng trăm lập trình viên tin dùng, đảm bảo rằng chúng sẽ không gây hại cho mã nguồn hay ứng dụng của bạn.
Trong Python, mọi thứ đều dựa trên lập trình hướng đối tượng (OOP), giúp giải quyết các vấn đề phức tạp một cách trực quan OOP cho phép bạn chia nhỏ các vấn đề lớn thành những phần nhỏ hơn thông qua việc tạo ra các đối tượng.
3.1.2 Ưu điểm, nhược điểm, ứng dụng: Ưu điểm:
− Ngôn ngữ lập trình đơn giản, dễ học
− Miễn phí, mã nguồn mở
− Khả năng mở rộng và có thể kết hợp
− Ngôn ngữ thông dịch cấp cao
− Thư viện tiêu chuẩn lớn để giải quyết những tác vụ phổ biến
− Python chậm hơn khi so sánh với các ngôn ngữ được biên dịch như C++ và Java
Lập trình ứng dụng web cho phép tạo ra các web app có khả năng mở rộng (scalable) thông qua việc sử dụng các framework và hệ thống quản trị nội dung (CMS) tích hợp trong Python.
Python là một ngôn ngữ lập trình mạnh mẽ với nhiều thư viện hỗ trợ cho khoa học và tính toán, nổi bật là SciPy và NumPy Ngoài ra, các thư viện chuyên dụng như EarthPy cho khoa học trái đất và AstroPy cho thiên văn học cũng rất phổ biến Python còn được ứng dụng rộng rãi trong machine learning, khai thác dữ liệu và deep learning, làm cho nó trở thành một công cụ quan trọng trong các lĩnh vực này.
− Tạo nguyên mẫu phần mềm: Python là ngôn ngữ tuyệt vời để tạo những nguyên mẫu (bản chạy thử - prototype)
Python cho phép người dùng sử dụng biến mà không cần khai báo trước Một biến được coi là đã được khai báo khi nó được gán giá trị lần đầu tiên, và Python sẽ tự động xác định kiểu dữ liệu của biến dựa trên giá trị đó Một số kiểu dữ liệu phổ biến trong Python bao gồm:
Trong phiên bản 3.x, kiểu dữ liệu số nguyên (int) được sử dụng để lưu trữ các giá trị số nguyên, trong khi kiểu long được nhập vào dưới dạng int Độ dài của kiểu số nguyên là linh hoạt và chỉ bị giới hạn bởi dung lượng bộ nhớ của máy tính.
− Complex: số phức, chẳng hạn 5+4j
− List: dãy trong đó các phần tử của nó có thể được thay đổi, chẳng hạn [8,
Dãy là một kiểu dữ liệu khác biệt so với mảng trong các ngôn ngữ lập trình, vì các phần tử trong dãy không nhất thiết phải có cùng kiểu dữ liệu Hơn nữa, các phần tử của dãy còn có thể là một dãy khác, tạo ra tính linh hoạt trong việc lưu trữ và tổ chức dữ liệu.
− Tuple: dãy trong đó các phần tử của nó không thể thay đổi
− Str: chuỗi ký tự Từng ký tự trong chuỗi không thể thay đổi Chuỗi ký tự được đặt trong dấu nháy đơn, hoặc nháy kép
Dict, hay còn gọi là "hashtable", là một cấu trúc dữ liệu lưu trữ cặp giá trị theo định dạng {từ khóa: giá trị} Trong một từ điển, các từ khóa phải là duy nhất và không được trùng lặp Ví dụ, một dict có thể chứa các cặp như {1: "Python", 2: "Pascal"}.
− Set: một tập không xếp theo thứ tự, ở đó, mỗi phần tử chỉ xuất hiện một lần
Xây dựng công thức tổng hợp phổ màu thành phần
Nghiên cứu này áp dụng các màu cơ bản có độ tinh khiết cao nhằm loại bỏ ảnh hưởng của sự lẫn màu trong quá trình pha trộn Chúng tôi biểu diễn phổ của 6 màu cơ bản dưới dạng ma trận kích thước 31x6, trong đó 31 hàng tương ứng với các bước sóng từ 400 đến 700 nm, và 6 cột đại diện cho 6 màu cơ bản.
Các hệ số a 1 , a 2 ,…, a 6 được biểu diễn dưới dạng ma trận kích thước 6x1
Phổ của màu pha được biểu diễn là ma trận A kích thước 31x1 và được tính bởi công thức
Sử dụng công thức này, phần mềm Python được áp dụng để tính toán bộ dữ liệu tỷ lệ các màu pha, chuyển đổi từ hệ số phản xạ sang tọa độ màu Lab Kết quả là đồ thị tọa độ màu pha được tạo ra từ 6 màu cơ sở.
3.2.1 Chuyển đổi sang hệ màu RGB:
Từ phổ màu thu được, ta thực hiện tính toán 3 giá trị X, Y, Z của không gian màu CIE XYZ tương ứng theo công thức:
= là hệ số chuẩn hóa sao cho Y = 1
( ) r là hệ số phản xạ của màu tại bước sóng tương ứng
( ) x , ( )y , ( )z là các hàm Observer tương ứng với X, Y, Z
I là hàm Illuminant đặc trưng cho màu đang được nhìn dưới ánh sáng nào, ví dụ D65 Illuminant là ánh sáng ban ngày
Bảng cho biết giá trị của các hàm Observer và hàm D65 Illuminant
Bảng 3-1 Giá trị của các hàm Observer và hàm D65 Illuminant
Sau khi tính ra 3 giá trị X, Y, Z của không gian CIE XYZ, ta tính được 3 giá trị L*, a*, b* của không gian CIE LAB như sau:
X n , Y n , Z n là 3 giá trị tham chiếu tương ứng với hàm Illuminant
Với hàm D65 Illuminant, ra có (X n ; Y n ; Z n ) = (0,9505; 1; 1.0888) Đầu tiên, ta tính 3 giá trị r, g, b thông qua giá trị X, Y, Z của không gian CIE XYZ như sau:
Trong quá trình tính toán, cần lưu ý rằng giá trị của r, g, b phải nằm trong khoảng từ 0 đến 1 Nếu hệ số tính toán nhỏ hơn 0, chúng ta sẽ làm tròn về 0; ngược lại, nếu lớn hơn 1, giá trị sẽ được làm tròn về 1.
Sau khi tính r, g, b, ta có thể dễ dàng tính được giá trị của RGB (dải 0 –
Lúc này, dựa vào 3 giá trị R, G, B ta đã có thể xác định được màu sắc cụ thể
3.2.2 Lựa chọn bộ hệ số tỷ lệ thích hợp:
Hình 3-1 Lưu đồ thuật toán
Chọn và thử tất cả các bộ số a1, a2,…, a6 theo các điều kiện ràng buộc Mỗi khi tìm được một bộ số phù hợp, thực hiện các phép tính để xác định phổ màu của màu pha, sau đó chuyển đổi sang hệ màu RGB và so sánh với màu cần pha ban đầu Tiếp tục quá trình chọn và thử cho đến khi đạt được các hệ số đảm bảo màu pha giống với màu mong muốn.
Hình 3-2 Giao diện hiển thị kết quả
Giao diện hiển thị kết quả sau khi phần mềm thực hiện các phép xử lý và tính toán, bao gồm tỷ lệ các màu cơ bản trong thành phần, biểu đồ so sánh phổ giữa màu cần pha và màu đã pha, cùng với màu sắc mà mắt chúng ta nhìn thấy từ hai màu được tính toán từ phổ.
THỰC NGHIỆM
Sơ đồ quy trình thực nghiệm
Hình 4-1 Sơ đồ quy trình thực nghiệm
Xây dựng phần mềm dữ liệu màu
4.2.1 Nguyên liệu và thiết bị:
Các mực màu cơ sở: 06 màu mực offset 3100 (Yellow), 3105 (Red 032C), 3107 (Rhodmine Red C), 3108 (Pink C), 3115 (Process Blue C) và 3117 (Black C) của hãng DIC Nhật Bản phân phối tại Việt Nam
Bảng 4-1 mực màu cơ sở
Tên màu Ảnh chụp màu thực Tên màu Ảnh chụp màu thực
- Máy tính PC sử dụng hệ điều hành MacOs, Windows và các phần mềm Word, Excel, Python
- Phần mềm Color Shop 2.6 chạy trên hệ điều hành MacOs, nhận dữ liệu từ máy đo phổ phản xạ chuyển đổi sang dữ liệu số hóa
- Các mẫu màu mực được phơi khô và bảo quản ở nhiệt độ 20-22 °C, độ ẩm 55-60%
- Phần mềm tính công thức mực từ giá trị phổ phản xạ và L, a, b
- Thiết bị tạo độ dày lớp mực – Grindometer – Đức
- Máy đo phổ X-rite Swatchbook – Mỹ
Phần mềm Color Mixing được thiết kế để tính toán tỷ lệ chính xác của các màu cơ bản, giúp người dùng pha trộn màu sắc theo đúng tỷ lệ nhằm đạt được màu sắc giống như mẫu mong muốn.
4.2.3.1 Thiết kế giao diện phần mềm:
Chúng tôi sử dụng thư viện PyQT để phát triển giao diện cho phần mềm Color Mixing PyQT là một bộ công cụ mã nguồn mở được xây dựng trên nền tảng C++, cho phép lập trình viên dễ dàng tạo ra giao diện ứng dụng với các thành phần cơ bản như form, button, edit text và label text Thư viện này hỗ trợ ngôn ngữ lập trình Python và cung cấp các khung phát triển ứng dụng đa nền tảng cho cả máy tính để bàn và thiết bị di động.
Xây dựng phần mềm dữ liệu màu chạy thử phần mềm tạo dữ liệu màu pha
Tiến hành kiểm tra, tinh chỉnh độ chính xác các dữ liệu đầu ra
So sánh với màu mẫu
40 a) Giao diện chọn màu cơ bản:
Giao diện bao gồm 6 checkbox đại diện cho 6 màu cơ bản, cho phép người dùng chọn hoặc bỏ chọn màu sắc để pha chế.
Giao diện này cho phép người dùng nhập dữ liệu của màu cần pha từ một file data bên ngoài
Dữ liệu nhập vào là hệ số phản xạ của màu trên dải bước sóng 400 – 700 nm
41 c) Giao diện hiển thị dữ liệu đầu ra
Giao diện hiển thị kết quả đầu ra sau khi phần mềm thực hiện các phép xử lý và tính toán Nội dung hiển thị bao gồm tỷ lệ các màu cơ bản thành phần, biểu đồ so sánh phổ giữa màu cần pha và màu pha được, cùng với màu sắc mà mắt chúng ta sẽ nhìn thấy từ hai màu được tính toán dựa trên phổ.
4.2.4 Xây dựng dữ liệu màu mực cơ sở:
Bước 1: Tạo các mẫu màu từ các mực cơ sở có độ dày tương tự như lớp mực in offset (1.5 àm) bằng mỏy Grindometer
Bước 2: Chờ khô 7-10 ngày, giữ các mẫu màu trong điều kiện 20-22 °C, độ ẩm 55-60%
Bước 3: Sử dụng máy đo phổ X-Rite Swatchbook đo phổ phản xạ của mẫu màu cơ sở
Bước 4: Sử dụng phần mềm Colorshop kết hợp với Excel để số hóa dữ liệu phổ phản xạ của mẫu màu cơ sở, bao gồm các giá trị Lab và hệ số phản xạ của môi trường.
Bước 5: Nhập dữ liệu của 6 màu cơ bản vào kho dữ liệu thư viện PyQT của phần mềm Color Mixing Dữ liệu đầu vào bao gồm hệ số phản xạ tương ứng của các màu trong dải bước sóng từ 400 nm đến 700 nm Sáu màu cơ bản được sử dụng để pha trộn và tạo ra các màu mong muốn, bao gồm 3100 (Vàng) và 3105.
(Red 032C), 3107 (Rhodmine Red C), 3108 (Pink C), 3115 (Process Blue C) và
Bảng 4-2 Dữ liệu hệ số phản xạ 6 màu cơ sở
Hình 4-2 Biểu đồ phổ phản xạ của 6 màu cơ sở
Dựa trên đồ thị phổ phản xạ của các màu cơ sở, nhận thấy rằng các mực màu thương mại có hệ số phản xạ không cao, với nhiều màu có hệ số phản xạ trung bình dưới 0.71 Đặc biệt, màu Pink có hệ số phản xạ 0.26 ở 430nm và 0.71 ở vùng 700nm, cho thấy rằng các màu mực thương mại vẫn chưa đạt tiêu chuẩn Đây là một thực tế cần phải chấp nhận.
Phổ phản xạ 6 màu cơ sở
Trong quá trình pha mực, việc sử dụng nhiều bộ mực thương mại đồng thời sẽ giúp nâng cao chất lượng màu sắc Nhờ vào công nghệ thông tin, người dùng có thể chọn bộ mực cơ sở phù hợp, từ đó tạo ra màu sắc phong phú và chính xác hơn trong tương lai.
4.2.5 Xây dựng dữ liệu màu mẫu cần pha:
Bước 1: Tạo các mẫu màu cần pha(MT) từ các mực cơ sở có độ dày tương tự như lớp mực in offset (1.5 àm) bằng mỏy Grindometer
Bước 2: Chờ khô 7-10 ngày, giữ các mẫu màu trong điều kiện 20-22 °C, độ ẩm 55-60%
Bước 3: Sử dụng máy đo phổ X-Rite Swatchbook đo phổ phản xạ của mẫu màu cần pha(MT)
Bước 4: Dùng phần mềm Colorshop và Excel số hóa dữ liệu phổ phản xạ
MT ( dữ liệu bao gồm các giá trị Lab và hệ số phản xạ của MT)
Bước 5: Nhập dữ liệu thu được vào kho dữ liệu thư viện PyQT (của phần mềm)
Bước 6: Chạy phần mềm sẽ cho ra kết quả hiển thị tỷ lệ % của các màu thành phần của MT và biểu đồ phổ phản xạ của MT.
Dựa vào công thức tổng quát như sau: Ψλ, mixture = ∑ 𝑘 𝑖=1 𝑐 𝑖 Ψ 𝜆,𝑖 (1) [2]
- Ψλ, mixture là dải quang phổ của màu pha được
- Ψλ,i là dải quang phổ của từng màu tương ứng với i
- ci là nồng độ tương ứng của từng màu (phần trăm khối lượng) k là số lượng các màu cơ sở (trong thực nghiệm này k=6
Hình 4-3 Biểu đồ quang phổ màu mẫu MT01-06
Hình 4-4 Biểu đồ quang phổ màu mẫu MT07-12
MT01 MT02 MT03 MT04 MT05 MT06
MT07 MT08 MT09 MT10 MT11 MT12
Hình 4-5 Biểu đồ quang phổ màu mẫu MT13-18
Kiểm tra, tinh chỉnh độ chính xác các dữ liệu tạo ra của phần mềm
Bước 1: Pha các mẫu màu pha(MP) sử dụng tỷ lệ % các màu thành phần của MT thu được khi chạy phần mềm
Bước 2: Tạo các mẫu MP từ các mực cơ sở có độ dày tương tự như lớp mực in offset (1.5 àm) bằng mỏy Grindometer
Bước 3: Chờ khô 7-10 ngày, giữ các mẫu màu trong điều kiện 20-22 °C, độ ẩm 55-60%
Bước 4: Sử dụng máy đo phổ X-Rite Swatchbook đo phổ phản xạ của mẫu
MP được tạo ra ở trên
Bước 5: Dùng phần mềm Colorshop và Excel số hóa dữ liệu phổ phản xạ
MP ( dữ liệu bao gồm các giá trị Lab và hệ số phản xạ của MT)
Bước 6: Nhập dữ liệu thu được vào kho dữ liệu thư viện PyQT (của phần mềm)
Bước 7: Chạy phần mềm sẽ cho ra kết quả hiển thị tỷ lệ % của các màu thành phần của MP và biểu đồ phổ phản xạ của MP
Sau khi hoàn tất quá trình xử lý và tính toán, phần mềm sẽ hiển thị kết quả đầu ra bao gồm hệ số tỷ lệ của các màu cơ bản thành phần và biểu đồ phổ.
MT13 MT14 MT15 MT16 MT17 MT18
47 sánh giữa màu cần pha và màu pha được, màu sắc mà mắt ta sẽ nhìn thấy của 2 màu
Hình 4-6 Giao diên phần mềm
So sánh E của màu mẫu và màu pha
Sự sai lệch vị trí màu có thể phân loại như sau:
+ 0
