Neformálne priateľské stretnutie filatelistov a filokartistov v Bratislave

Pozvanie na pravidelné neformálne priateľské stretnutie filatelistov a filokartistov v Bratislave.

19. 02. 2025

Kompletná informácia

Rôzne:
Farba, filatelista a filatelia

Autor: Vladimír Kuchtanin

Zdroj: www.postoveznamky.sk

Publikované: 15. 02. 2025 17:58

Odborné pojednanie o farbe a farebných odtieňoch z pohľadu vedy a ľudského vnímania a ich význame vo filatelistickom štúdiu.

Farba, filatelista a filatelia

Abstrakt

Farebné odtiene sú dôležitým aspektom filatelistického štúdia z viacerých dôvodov. Dva najdôležitejšie z nich sú identifikácia konkrétnych tlačí a tlačových vydaní známok a rozlíšenie falšovaných známok. Už takmer sto rokov sa identifikácia farebných odtieňov vykonáva dvoma základnými metódami: po prvé, pomocou referenčných odtieňov, ktoré sa dajú porovnať s neznámym exemplárom, a po druhé, školením osôb s vrodenými alebo vnútornými schopnosťami v oblasti porovnávania farieb, aby rozpoznali akceptované odtiene, ako ich definovali predchádzajúce generácie expertov na farby. Predkladaný článok je pojednaním o farbe, významu farby pre filatelistu ako aj pre celú filatelistickú skupinu.

Farba a farebnosť

Desať miliónov! To je počet rôznych farieb, ktoré dokážeme rozlíšiť podľa (ne)spoľahlivého odhadu. Nie je preto divu, že si nedokážeme zapamätať farby natoľko dobre, aby sme dokázali identifikovať konkrétny odtieň. Uvedená činnosť zahŕňa tri základné zložky farieb: zdroje svetla, predmety nimi osvetlené a pozorovateľov. Farba teda zahŕňa nielen materiálové vedy, ako je fyzika a chémia, ale aj biologické vedy, ako je fyziológia a psychológia, a pri jej použití sa na nej podieľajú rôzne aplikované vedy, ako je architektúra, farbenie, technológia farieb a osvetľovacia technika. Meranie farieb je preto predmetom, ktorý musí mať široký základ a široké uplatnenie.

Bez pozorovateľov, ktorí majú schopnosť vidieť, by neexistovali farby. Dá sa povedať, že chápanie farieb má svoje základy v slávnych experimentoch, ktoré vykonal Isaac Newton v roku 1666. Pred týmto dátumom boli názory na povahu farieb a vzťahy medzi nimi veľmi nejasné a vedecky málo užitočné, ale po tom, čo sa Newtonova práca stala známou, sa otvorila cesta k pokroku na základe experimentálnych faktov. Historické Newtonove pokusy sa uskutočnili v Trinity College v Cambridgei, keď Newton urobil v okenici, inak úplne tmavej miestnosti, malý otvor s priemerom jednej tretiny palca (1 anglický palec je 2,54 cm). Cez tento otvor mohli priame slnečné lúče svietiť a vytvárať obraz slnečného kotúča na protiľahlej stene miestnosti, ako fotoaparát s dierkou. Potom vzal sklenený hranol a priložil ho k otvoru, pričom pozoroval, že svetlo sa rozprestiera do tvaru, ktorý ako prvý nazval spektrum: pás svetla, v tomto prípade dlhý asi desať centimetrov, ktorý bol po celej dĺžke sfarbený do červena, oranžova, žlta, zelena, modra, indiga a fialova. Newton rýchlo dospel k prirodzenému záveru, že biele svetlo nie je jednoduchým homogénnym útvarom, ako sa prirodzene očakávalo, ale že sa skladá zo zmesi všetkých farieb spektra. Pre predstavu, kapela Pink Floyd na svojom albume „The dark side of the moon“ použila ako obrázok reprezentujúci spomínaný Newtonov experiment.

Obrázok 1: Cover albumu „The dark side of the moon“ kapely Pink Floyd

Spektrálne farby a škála viditeľnosti

Ďalšia otázka, ktorá sa vynorila, bola, či tieto spektrálne farby, červená, zelená atď., sú tiež zmesi a môžu sa rozložiť na ďalšie zložky. Na overenie tejto domnienky bol vykonaný ďalší experiment. Použila sa kartička so štrbinou, ktorá zakrývala všetko svetlo spektra okrem jedného úzkeho pásma. Tento pás svetla, napríklad žltej alebo zelenej farby, sa potom nechal prejsť druhým hranolom, ale svetlo sa už ďalej nerozložilo a zostalo presne rovnakej farby, ako keď vyšlo zo štrbiny na karte. Zistilo sa teda, že spektrálne farby sú v skutočnosti základnými zložkami bieleho svetla.

Newtonovo zaradenie indiga do zoznamu spektrálnych farieb je dosť záhadné, pretože väčšine ľudí sa zdá, že ide o postupný prechod medzi modrou a fialovou farbou, pričom medzi nimi nie je žiadna výrazná farba, podobne ako je to v prípade oranžovej farby medzi červenou a žltou. Bolo navrhnutých niekoľko vysvetlení zaradenia indiga, ale najpravdepodobnejšie je, že Newton sa snažil zaradiť farby do stupnice tónov spôsobom analogickým k osemtónovej hudobnej stupnici; na to potreboval sedem rôznych farieb, ktoré by zodpovedali siedmim rôznym tónom stupnice.

Na obrázku 2 sú znázornené hlavné farebné pásy v spektre na stupnici vlnovej dĺžky svetla. Svetlo je forma elektromagnetického žiarenia, ako je to napríklad aj v prípade röntgenového žiarenia, radaru a rádiových vĺn, a vlastnosť tohto žiarenia, ktorá mu dáva osobitné charakteristiky, je jeho vlnová dĺžka. Rádiové vlny majú pomerne dlhé vlnové dĺžky, zvyčajne v rozsahu od približne jedného metra do niekoľkých kilometrov, zatiaľ čo röntgenové žiarenie majú extrémne krátke vlnové dĺžky, zvyčajne približne milióntinu milimetra alebo kratšie. Svetelné vlny majú vlnovú dĺžku medzi týmito hodnotami, a to v rozmedzí od 380 nanometrov (nm) do 780 nm. Na získanie vhodných čísel pre vlnové dĺžky svetla sa na ich vyjadrenie používa jednotka nanometer (skratka nm), čo je milióntina milimetra alebo 10^-9 metra.

Obrázok 2: Farebná škála viditeľného svetla

Jas, odtieň a farebnosť

Je potrebné zdôrazniť, že názvy farieb a hranice vlnových dĺžok uvedené na obrázku 2 slúžia len ako hrubé usmernenie. Každá farba postupne prechádza do ďalšej, takže v skutočnosti neexistuje presná hranica; okrem toho farebný vzhľad svetla danej vlnovej dĺžky závisí od podmienok pozorovania a môže sa mierne líšiť aj u rôznych pozorovateľov. Napriek tomu je však užitočné mať na pamäti názvy uvedené na obrázku 2, keď sa uvažuje o údajoch, ktoré sú prezentované ako funkcie vlnovej dĺžky. Žiarenie s vlnovými dĺžkami dlhšími ako vlnové dĺžky viditeľného spektra a kratšími ako približne 1 mm sa nazýva infračervené žiarenie a žiarenie s vlnovými dĺžkami kratšími ako vlnové dĺžky viditeľného spektra a dlhšími ako približne 100 nm sa nazýva ultrafialové. Toto žiarenie môže poskytovať žiarivú energiu, ktorá napríklad opáli pokožku alebo zohreje telo, ale bežne ho nemožno vnímať ako svetlo. Hoci sa vo vede o farbách dlhodobo používa identifikácia rôznych častí spektra pomocou vlnovej dĺžky, podstatnejšie by bolo používať frekvenciu. Je to preto, že pri prechode svetla z ktorejkoľvek časti spektra prostredím sa jeho vlnová dĺžka zmenšuje delením indexom lomu tohto prostredia. Rovnakým pomerom sa však zmenšuje aj rýchlosť, takže frekvencia (rýchlosť delená vlnovou dĺžkou) zostáva konštantná.

Pri farbách je potrebné si uvedomovať viaceré percepčné atribúty farby v kontexte vizuálnych signálov. Existujú tri základné atribúty, jas, odtieň a farebnosť a tie sú definované nasledovne:

Jas: Atribút zrakového vnemu, podľa ktorého sa zdá, že oblasť vykazuje viac alebo menej svetla (jasný a matný).

Odtieň: Atribút zrakového vnemu, podľa ktorého sa oblasť javí ako podobná jednej z vnímaných farieb, a to červenej, žltej, zelenej a modrej, alebo ich pomerom.

Farebnosť: Atribút zrakového vnemu, podľa ktorého sa oblasť javí viac alebo menej farebná.

Praktické využitie farieb

Jedným z najdôležitejších praktických využití farieb je pomoc pri rozpoznávaní predmetov. Objekty však môžu byť osvetlené vo veľmi širokom rozsahu podmienok; najmä úroveň a farba osvetlenia sa môžu veľmi líšiť. Jasné slnečné svetlo tak predstavuje úroveň osvetlenia, ktorá je zvyčajne asi tisíckrát vyššia ako v obývacej izbe; a elektrické osvetlenie s volfrámovým vláknom je oveľa žltšie než denné svetlo. Ľudský zrakový systém však dokáže veľmi dobre kompenzovať zmeny v úrovni aj farbe osvetlenia. V dôsledku tejto adaptácie majú predmety tendenciu byť rozpoznávané ako objekty s takmer rovnakou farbou za veľmi mnohých podmienok, čo je jav známy ako farebná stálosť. Farebná stálosť je len približná a niekedy môže dôjsť k značným zmenám vo vzhľade farieb, ako napríklad k tendencii, že farby, ktoré sa javia ako fialové pri dennom svetle, sa pri volfrámovom svetle javia ako výrazne červenšie; napriek tomu je farebná stálosť mimoriadne silným a dôležitým efektom pri vnímaní farieb.

Identifikácia farieb

Jednou z najťažších technických otázok, ktorým čelia pokročilí filatelisti, je identifikácia farieb, alebo odtieňov známok. Drobný rozdiel vo farebných odtieňoch sa môže prejaviť v ekonomickom merítku, ktorý sa môže líšiť o niekoľko rádov v porovnaní s inými známkami bežnejších odtieňov.

V roku 1978 páni Tyler a Peck vo svojej štúdii použili difúznu odrazovú spektroskopiu na rozlíšenie originálnych a falošných známok emisií Rímskych štátov z rokov 1867 až 1868. Išlo o aplikovanie kolorimetrie, pri ktorej boli výsledky získané jednoduchým porovnaním kriviek odrazivosti. V záverečnej vete tejto práce autori uvádzajú: „Možno konštatovať, že táto metóda má značný potenciál na uplatnenie vo filatelistickej oblasti, pretože umožňuje absolútnu charakteristiku farebných odtieňov, ktoré sa predtým dali určiť len subjektívnymi prostriedkami”. V roku 1979 sa následne snažila Filatelistická nadácia vynaložiť komplexné úsilie o kvantitatívne štúdie farieb vo filatelii. Z čoho výsledkom bolo konštatovanie dánskeho filatelistu Norbyho: „Je potrebné vyriešiť nerozlišujúce a v niektorých prípadoch nesúrodé pomenovanie farieb známok.“ Žiaľ, táto situácia pretrváva aj doteraz, po skoro päťdesiatich rokoch. Táto “prvá”, “referenčná”, “priekopnícka” práca na poli filatelie poskytuje vynikajúce základné informácie o teórii farieb, chémii farieb, výrobe papiera, technikách tlače a nedeštruktívnych metódach merania a analýzy farieb. Jediným podstatným odporúčaním nadácie bol návrh na prijatie veľmi komplikovaného súboru farebných označení definovaných v Munsellovej knihe farieb. Následne v roku 1982 boli niektoré závery opäť upravené, ale výsledná zložitosť určovania farieb nebola ani zďaleka „užívateľsky prívetivá“ a je otázne, či niektorý zberateľ niekedy prijal niektorú z navrhovaných konvencií. Podobné prístupy využilo niekoľko nasledujúcich štúdií. Široké povedomie si získali najmä Chaplin a kol., ktorí pomocou spektroskopickej analýzy rozlíšili pravé a falošné známky havajských misionárov (Obrázok 3).

Obrázok 3: 2-centová známka Hawajských misionárov

Fyzika svetla a farebné modely

Fyzika a psychologické vnímanie farieb zahŕňajú dve odlišné oblasti. Prvou je čistá fyzika svetla a jeho meranie. Pre zjednodušenie ju budeme nazývať spektrometrickými analýzami. Druhou je psychofyzický prejav farby ľudským zrakovým systémom, ktorý sa často nazýva vnímanie. Obe tieto oblasti sú predmetom rozsiahleho štúdia z dôvodu ich početných aplikácií vrátane: pigmentov a farbív, atramentov, digitálnej televízie, počítačových monitorov, fotografie a mnohých ďalších. Jedným z najdôležitejších aspektov spektrometrie je schopnosť objektívne merať farbu, ktorá sa, ako už bolo uvedené, nazýva kolorimetria. Žiaľ, zatiaľ čo skutočné meranie určitých charakteristík, ako sú reflexné alebo absorpčné spektrá, je dobre definovaný fyzikálny jav, percepčná interpretácia tohto elektromagnetického žiarenia ľudským okom nie je ani zďaleka presná. Identifikácia a porovnávanie farieb sa môže výrazne líšiť medzi pozorovateľmi, za rôznych okolností u toho istého pozorovateľa, medzi pohlaviami, a medzi mladými a staršími ľuďmi. Preto z definície neexistuje presná odpoveď na otázky týkajúce sa ľudského vnímania farieb. Namiesto toho sa musia vyvinúť a použiť semi-empirické metódy, často súvisiace s konkrétnou problémovou oblasťou, aby sa priblížil presný význam „farby“.

Ako bolo uvedené vyššie, všeobecne sa uznáva, že farba je skôr výsledkom psychofyziologického vnímania než nezávislým fyzikálnym javom. Konkrétne ide o stimuláciu ľudského zrakového systému tzv. viditeľným svetlom. Hoci sa farba nedá priamo merať, podmienky, ktoré vedú k nášmu vnímaniu farebných vnemov, sa dajú merať. Kolorimetria zahŕňa zámenu subjektívnych reakcií, ako je svetlomodrá, sýta tmavá fialová, jasná zlatá, objektívnym číselným systémom.

Metódu na tento účel zaviedla v roku 1931 CIE (Commission Internationale de l´Eclairege – Medzinárodná komisia pre osvetlenie). Na meranie premenných, ktoré vytvárajú farebné vnemy, zaviedla CIE reprodukovateľný, spektrofotometrický, na zariadení nezávislý farebný model vytvorený zo zdroja svetla, pozorovateľa a objektu. Výsledkom merania a transformácie podľa CIE sú súradnice (X (červená), Y (zelená/žltá) a Z (modrá)), ktoré lokalizujú vzorku vo farebnom priestore v tvare podkovy reprezentujúcom ľudské vnímanie farieb. Takéto farebné priestory sa nazývajú diagramy chromatickosti, príklad takéhoto diagramu je uvedený na Obrázku 4.

Obrázok 4: Diagram chromatickosti

Neskôr bol zadefinovaný farebný priestor CIE L*a*b*. Ten je založený na oponentnej teórii farebného videnia, ktorá vznikla na základe Heringových myšlienok. Hering poukázal na to, že z tisícov slov používaných na opis farby sú len štyri jedinečné: červená, zelená, žltá a modrá. Sú jedinečné, pretože ich nemožno opísať bez použitia ich vlastného názvu farby, avšak akýkoľvek iný odtieň možno opísať pomocou jedného alebo viacerých slov z tejto množiny. Spolu s bielou a čiernou farbou tvoria skupinu šiestich základných vlastností farieb, ktoré možno zoskupiť do troch súperiacich dvojíc: biela/čierna, červená/zelená a žltá/modrá. Pojem protikladnosti vznikol na základe pozorovania, že žiadnu farbu nemožno opísať tak, že by mala vlastnosti červenej aj zelenej alebo žltej aj modrej zároveň. Červený odtieň zelenej jednoducho neexistuje!

Zdá sa, že je rozumné priradiť tieto tri opozitné dvojice k trom osiam trojrozmerného farebného priestoru. Na farebnom diagrame by sa miera červenosti alebo zelenosti farebného vnemu mohla znázorniť vzdialenosťou pozdĺž jednej osi, pričom čistá červená by ležala na jednom konci a čistá zelená na druhom. Podobne žltá a modrá sú protiľahlými krajnými bodmi druhej osi, ktorá by mohla byť umiestnená kolmo na smer červená/zelená. Tretia os by prechádzala od bielej po čiernu a ležala by v rovine kolmej k ostatným dvom. Priestor CIE L*a*b* (1976) používa na reprezentáciu farieb tri pojmy L*, a* a b*, ako je znázornené na Obrázku 5.

Obrázok 5: Farebný priestor CIE L*a*b*

L* Vertikálna os predstavuje svetlosť: 100 predstavuje dokonale bielu vzorku a 0 dokonale čiernu. a* os v rovine kolmej k L* predstavuje kvalitu červeno-zelenej farby. Kladné hodnoty znamenajú červenosť a záporné hodnoty znamenajú zelenosť. b* os kolmá k L* aj a* predstavuje kvalitu žltkastej farby. Kladné hodnoty znamenajú žltosť a záporné hodnoty znamenajú modrosť. Keďže hodnoty L*a*b* pre vzorku sa môžu meniť pri inej kombinácii osvetlenia a pozorovateľa, každá špecifikácia farby musí vždy obsahovať osvetlenie a pozorovateľa, pre ktorého boli hodnoty vypočítané.

Farba a osvetlenie

Ako už bolo spomenuté, osvetlenie pri určovaní zohráva veľmi veľkú úlohu. V prípade zlého osvetlenia pri určovaní farieb známok sa môžeme stretnúť s javom nazývaným „metamerizmus“. Jedná sa o jav, ktorý súvisí s integrálnym vnímaním farebných podnetov. Čo v konečnom dôsledku spôsobí to, že tá istá známka sa nám pod rôznym svetlom javí, že má inú farbu (Obrázok 6).

Obrázok 6: Znázornenie farebného vnímania objektov pod rôznymi druhmi svetla.

Identifikácia odtieňov farieb poštových známok

Identifikácia odtieňov poštových známok je problémom pri ich farebnom porovnávaní. Po zozbieraní údajov o „farbe“ stoviek vzoriek sa napriek tomu ukáže, že takmer každá známka má z čisto spektroskopického hľadiska rôzne „farby“, aspoň z hľadiska chromatických súradníc. Tradičný spôsob určovania odtieňov farieb sa v skutočnosti uskutočňuje skôr prostredníctvom kategorizácie farieb, než ich porovnávaním. Manuálne určenie odtieňov pre rodinu podobne sfarbených známok je jednoduchý proces. Toto jednoduché konštatovanie však podceňuje požiadavku, že je potrebné mať odborníka filatelistu, ktorého farebná ostrosť bola zdokonalená tisíckami hodín tréningu. Túto požiadavku potvrdzuje už spomínaný fakt, ktorý dokazuje, že schopnosť rozlišovať a rozoznávať farby je medzi jednotlivcami veľmi variabilná. Vo všeobecnosti odborník na farby odoberá vzorky mnohých stoviek známok danej hodnoty a emisie. Pri prevažnej väčšine známok existuje mnoho odtieňov, ktoré sú výsledkom rôznych tlačí, rôznych šarží atramentu, rôzneho zaobchádzania s tlačovými doskami, rôzneho zvlhčovania papiera, rôznych tlakov na tlačové dosky počas tlače a mnohých ďalších aspektov (ako môže byť aj degradácia farby počas rokov vplyvom vonkajšieho prostredia). Hoci mnohé z názvov farieb boli prvýkrát definované v 19. storočí, bežne sa používajú dodnes. Používajú sa napríklad odtiene vrátane oranžovohnedej, tmavej oranžovohnedej, medenej hnedej, matnej červenej, bordovej a ďalších. Výsledok tejto kategorizácie je ešte zložitejší. V rámci každej z týchto kategórií, ktoré sú vo všeobecnosti určené chrómou alebo základnou farbou, existuje mnoho stupňov, napríklad od svetlej po tmavú. Hoci sa tento primárne ad hoc postup v priebehu rokov zdokonaľoval, zostáva otázka. Možno pre túto metodiku definovať teoretický základ?

Literatúra

© Chaplin TD, Jurado-Lopez A, Clark RJH, Beech DR. Identification by Raman microscopy of pigments on early postage stamps: distinction between original 1847 and 1858-1862, forged and reproduction postage stamps of Mauritius. J. Raman Spectrosc. 2004;35: 600-604.

Poslať komentár