Over kleuren, kleurervaring en kleurgebruik

Inleiding

Het begrip kleur blijkt in het dagelijkse leven sterk gekoppeld te zijn aan onze persoonlijke kleurwaarneming, zoals uit ons spraakgebruik overduidelijk blijkt. We noemen iets 'rood' en communiceren daarmee een voor iedereen begrijpelijke boodschap, hoewel er natuurlijk geen eenduidige kleur rood bestaat. Zodra je wat specifieker probeert te worden slaat daarom de verwarring toe, die ook met nog steeds vrij algemene benamingen als 'brandweerrood' of 'bloedrood', 'kobaltblauw' of 'azuurblauw' maar weinig minder zal worden.

Het is op dit punt dat we in feite omschakelen van een algemene kleurwaarneming naar een beschrijving van een specifieke kleur. Om dit echt doeltreffend te doen zou je waarschijnlijk beter kunnen spreken over de specifieke golflengte van een kleurnuance in 'nm' (van nanometer, een miljoenste millimeter - zichtbare kleuren lopen van 380 nm, violet, tot 780 nm, rood). Maar hoewel dit natuurlijk wel exact is, lijkt het niet iets waar we in de praktijk gemakkelijk mee om kunnen gaan.  
 

Schaarse kleuren

Kleuren hebben voor mensen immers vooral een - vaak grote - emotionele waarde en hebben dit eigenlijk altijd gehad. In het verre verleden werd aan een bepaalde kleuren zelfs een goddelijke kracht toegekend en ook de economische waarde van de verschillende kleurstoffen kon aanzienlijk zijn, hetgeen vaak had te maken met de moeilijke beschikbaarheid. Zo werd de prachtige blauwe kleur 'lapus lazuli' verkregen door het moeizame fijnwrijven van halfedelstenen en het dieprode 'kraplak' door ontelbare schilden van een speciaal kevertje te vermalen.

In ons chemische tijdperk echter hebben we de meeste kleurstoffen volledig weten te synthetiseren en maken we ze voor een groot deel gewoon uit aardolie, hetgeen het democratisch gehalte door een bijna onbeperkte toegankelijkheid aanmerkelijk heeft weten te vergroten. Dit naast de al van oudsher bekende 'aardkleuren' (zoals de meeste rode en gele okers) en al die uitgesproken kleuren waarbij zware metalen een rol spelen (zoals cadmiumgeel en -rood).  
 

Kleuren en emoties

Kleurnamen worden dan ook gebruikt om emoties en gemoedstoestanden aan te duiden: we zijn rood van woede, grauw van vermoeidheid, groen van jaloezie... Er zijn omgekeerd genoeg aanwijzingen dat kleuren uit de omgeving een zekere invloed op onze gesteldheid uitoefenen. Rood licht maakt actief en gespannen, terwijl het groen van een bos (of van een operatiekamer) juist rust weet te geven, geel bevordert een opgewekt gevoel.

Sommigen gaan in deze opvatting zo ver dat ze bij elke kleur een specifieke invloed op het lichaam veronderstellen en met gekleurde lampen of met lapjes gekleurde zijde allerlei ziektes te lijf gaan. Naar men claimt met een positief resultaat, maar dat zullen dan degelijke, dubbelblind-proeven moeten uitwijzen. Wel is daarmee duidelijk dat de technische en de gevoelsmatige benadering van het fenomeen kleur sterk van elkaar verschillen.  
 

Licht en kleur

Een belangrijk punt is dat we alleen maar over kleuren kunnen spreken wanneer er tevens sprake is van een verlichting, dus van een lichtbron. Immers, een voorwerp weerkaatst of filtert alleen maar licht (wanneer we de lichtgevende voorwerpen even buiten beschouwing laten) en slechts dat geeft ons oog een kleurindruk. Maar ook een lichtbron bezit een heel eigen kleur. De zon is daarbij onze belangrijkste referentie en daaruit leiden we het voor ons zichtbare spectrum af.

Een gewone gloeilamp wijkt daarvan sterk af. Toch beoordelen we kleuren net zo onbevangen bij zowel dag- als kunstlicht, omdat de subjectieve kleurbeoordeling voor een groot deel in onze hersenen tot stand komt. Problemen ontstaan wat dit betreft soms bij TL-licht, omdat dit een afwijkend karakter bezit. En iedereen kent ongetwijfeld uit ervaring de merkwaardige kleurweergave op de snelweg, die het gevolg is van een monochrome geel/oranje natriumverlichting.  
 

Over lichtbronnen

We onderscheiden in principe lichtbronnen die een continue spectrum vertegenwoordigen en andere die volgens een lijnenspectrum kleuren uitzenden. Tot de eerste categorie behoren alle gloeilichamen, waarvan de zon uiteraard de belangrijkste representant is, maar ook allerlei, deels oudere, lichtbronnen als olielampen, kaarsen en gloeilampen. Hun kenmerk is het voortbrengen van licht waarin alle spectrale lichtsoorten meer of minder voorkomen.

Dit in tegenstelling tot gasontladingslampen waarbij door wisselende (ont)ladingen van atomen in een speciaal gekozen gas al dan niet zichtbare lichtstraling wordt opgewekt. De gassoort bepaalt hierbij de kleur, die meestal geen continue karakter heeft zoals bij alle verhitte gloeilichamen, maar die zich afspeelt binnen een (beperkte) 'band' of die heel specifiek een aantal van dergelijke kleurbanden omvat, het zogenaamde 'lijnenspectrum'.  
 

Onzichtbaar licht

Aan beide uiteinden van het spectrum vinden we de warmte-gevende infrarood-lamp die behalve rood licht ook het voor het oog onzichtbare deel daaronder uitstraalt, en de hoogtezon die vooral het even onzichtbare ultra-violet voortbrengt. Een speciaal geval is de alom tegenwoordige TL-buis, in feite een lagedruk kwikdamplamp, die behalve oplichtende kwikdamp met een puur lijnenspectrum aan de binnenkant van het glas ook een lichtgevende fosforlaag bevat. Zo'n laag zorgt voor de omzetting van voor ons onzichtbaar kortgolvig (ultraviolet) licht in een langgolvige, voor ons wél zichtbare, variant. Door de keuze van deze fosforen kan een vrij grote verscheidenheid aan kleurtinten worden bereikt, waaronder ook de speciale TL-buizen die bij drukkerijen en fotolaboratoria in beoordelingslichtbakken worden gebruikt. Deze bezitten een standaardkleur om de afgedrukte kleuren visueel zo goed mogelijk te beoordelen ten opzichte van het origineel.  
 

Kleuren en het oog

Het menselijk oog is een wonder van aanpassing, maar is op zichzelf in kwaliteit niet te vergelijken met de lens van zelfs de goedkoopste camera. Proeven die met een (geprepareerde) ooglens werden gemaakt gaven steeds een onscherp en sterk vertekend beeld te zien. Ons oog fungeert echter vooral als informatieverschaffer aan de supercomputer die door onze hersenen wordt gevormd en in eendrachtige samenwerking worden daarbij echt de ongelooflijkste prestaties verricht.

Overigens blijkt de rol van het oog volgens de nieuwste onderzoekingen toch wel groter dan tot nu toe werd aangenomen. Dat zit vooral in de manier waarop een gigantische hoeveelheid informatie gericht wordt aangeboden. Al heel lang veronderstelt men in het netvlies twee soorten receptoren: kegeltjes en staafjes. De laatste zijn het meest lichtgevoelig (met name ook voor beweging) maar zijn niet tot kleuronderscheid in staat. De kegeltjes daarentegen wel en deze zijn daarbij ook heel kleurselectief.  
 

Kleuren en kleurwaarneming

Ze zijn zeer geconcentreerd aanwezig in de buurt van de zogenaamde gele vlek, een kleine indeuking in het netvlies met een omvang van slechts een halve millimeter. Omdat er drie soorten kegeltjes bestaan met een specifieke kleurgevoeligheid bevat de informatiestroom die naar de hersenen wordt gestuurd dus informatie omtrent de verhouding van de drie verschillende basiskleuren. Naar de aard van de gevoeligheid voor een specifieke kleur worden de kegeltjes aangeduid als rood-, groen- of blauwgevoelig.

Al ruim honderd jaar geleden werd op het principe van drie onderscheiden datastromen de theorie van de kleurwaarneming gebaseerd, en met die rheorie was uitstekend te werken. Al heeft het dan tot 1964 geduurd voordat microscopisch onderzoek hiervoor ook een hechte empirische basis verschafte. Een werkzame basis is echter nog iets anders dan een afdoende verklaring van hetgeen we in werkelijkheid zien en misschien is dat laatste wel nooit helemaal mogelijk.

Per slot van rekening ondersteunen meer recente onderzoeken steeds meer de notie dat wat wij ervaren als de 'werkelijkheid' in feite het resultaat is van een (mogelijk soms vrij willekeurige) interactie tussen al onze zintuigen. Zeker is dat de interpretatie ervan in onze hersenen in zeer sterke mate kan worden beinvloed door eerdere ervaringen, door culturele of religieuze interpretatie en door emoties, om maar de meest voor de hand liggende te noemen...  
 

Subtractieve en additieve kleurproductie

Wanneer we met een zonnebril rondlopen dan is dit een vorm van subtractieve kleuring, waarbij we door middel van een gekleurd filter (de glazen van de zonnebril) deze kleur als het ware aftrekken van het oorspronkelijke 'witte' licht, dat wil zeggen licht waarin ongeveer alle kleuren van het spectrum vertegenwoordigd zijn. Dat zijn overigens niet alleen de zichtbare kleuren, want we hopen in dit geval vooral ook de schadelijke UV-stralen op een effectieve wijze uit te bannen.

Ook de toepassingen van kleurige drukinkten berusten op het principe van subtractieve kleurweergave, met de aantekening dat het vierkleuren drukproces tevens een vorm van additieve menging laat zien door de rozetten van telkens alle vier de kleuren. De inkt op het witte papier echter werkt als subtractief filter, de complementaire kleur wordt afgetrokken van wit waardoor de kleur van de inkt (of van de verf) overblijft.

Weergave door middel van televisie en een computer-monitor is daarentegen puur additief. Hierbij worden rode, groene en blauwe stralen als het ware bij elkaar opgeteld. Wanneer deze in aangepaste intensiteit worden toegevoerd ontstaat wit licht. Dit is het bekende RGB-systeem dat we als computergebruiker van scanner tot monitor allemaal kennen en dat bij het onderwerp van de grafische formaten nog wat uitgebreider aan de orde komt.  
 

De proeven van Land

Door uitvinder Edwin Land (van de zonnebrillen en de instant-camera's) werden in de zestiger jaren een aantal proefnemingen gedaan met merkwaardige uitkomsten. Achtereenvolgens fotografeerde hij een stilstaande scene door twee filters, een rood en een groen. Het filmmateriaal was zwart/wit omkeerfilm. De twee ontstane dia's, die van zichzelf dus geen enkele kleurcomponent bevatten, werden door twee projectoren over elkaar heen op een scherm geprojecteerd, waarbij echter ook de projectors van dezelfde gekleurde filters werden voorzien.

Het bleek een normaal gekleurd beeld op te leveren... Een nog verrassender resultaat ontstond wanneer slechts één van de projectors van een roodfilter werd voorzien. Ondanks dat de afbeeldingen zelf dus in zwart/wit waren en er slechts een enkele roodcomponent wordt toegevoegd blijkt op het scherm toch nog een vrij natuurgetrouw gekleurde afbeelding te ontstaan. Hiermee is dus aangetoond dat een groot deel van het beeldvormende proces zich in de hersenen afspeelt, al is het daarbij wel noodzakelijk dat er voldoende beeldinformatie wordt aangedragen.

Deze informatie wordt geput uit de helderheidsverschillen in de zwart/wit beelden. Door een kleurcomponent toe te voegen werd gezorgd dat de kleurgevoelige kegeltjes in het netvlies gestimuleerd werden, waardoor de helderheidsverschillen door een ingewikkeld vergelijkingsproces in de hersenen in een gekleurd beeld werden omgezet. Omdat hierbij het netvlies (retina) en de cortex (het deel van de hersenen waar het gezichtsvermogen zetelt) onverbrekelijk met elkaar zijn verbonden staat dit bekend als de Retinex-theorie.  
 

De kleurenleer van Goethe

Niet alleen wetenschappelijk geïnteresseerden hebben zich in de loop van de tijd beziggehouden met het licht en het verschijnsel kleur, maar natuurlijk vooral ook vele kunstenaars. Iemand die op een gepassioneerde wijze beide disciplines omarmde was de bekende Johann Wolfgang von Goethe. Hij legde zijn observaties en opvattingen aan het eind van de 18e eeuw neer in een magnum opus, waaraan hij zo'n 15 jaar werkte, de befaamde 'Farbenlehre'.

Goethe botste met zijn interpretatie van het kleurenspectrum met z'n vroege tijdgenoot Newton - een strijd die tenslotte overduidelijk in het voordeel van Newton werd beslist. Zijn theorie bleek gewoon de meest exacte te zijn en werd overtuigend door metingen bevestigd. Desondanks blijven velen vasthouden aan de meer 'mensgerichte' opvattingen van Goethe, o.a. door de Antroposofische beweging. In onze tijd was het Werner Heisenberg die heeft getracht om beide standpunten enigszins op een lijn te brengen.  
 

Een nieuwe menselijke interpretatie

Blijft echter het grote vraagstuk wat je als uitgangspunt dient te nemen: een meetinstrument of de kleurperceptie van een mens. En hoewel aanvankelijk de nadruk vooral op het eerste lag en dit in de wetenschap uiteraard onomstreden is, neigt men er inmiddels toch ook meer toe om de menselijke waarneming als een goede basis te beschouwen. Iemand die die in onze tijd het waarnemen van kleuren in een nauwkeurig kader trachtte te plaatsten was kunstenaar/docent Johannes Itten.

In 1961 verscheen van zijn hand de 'Kunst der Farbe' dat de weerslag was van tientallen jaren gedegen (maar sterk subjectief getekend) onderzoek naar de invloed die kleuren op elkaar en tenslotte vooral op de mens hebben. In zijn voorwoord zegt hij dan ook: 'De hier ontwikkelde leer is een esthetische kleurenleer, ontstaan uit de ervaring en de opvatting van een schilder'. Het boek van Itten is in vele talen verkrijgbaar en wordt door kunstenaars over de hele wereld op waarde geschat.  
 

De menselijke factor en CIE L*a*b

Maar het is duidelijk dat we voor ons haastige en technische tijdperk een andere referentiekader wensen te hanteren. Merkwaardigerwijze greep men daarvoor terug op een systeem dat al in de dertiger jaren werd ontwikkeld om controle uit te oefenen op de kleur van stoplichten in Frankrijk. Deze dient nu eenmaal door menselijke ogen te worden waargenomen en daartoe ontwikkelde de CIE (Commission Internationale l'Eclairage) al in 19931 een overkoepelend en systeemonafhankelijk raamwerk voor de praktische kleurwaarneming van het oog.

Binnen dit generale raamwerk kunnen dan specifieke deelgebieden met hun eigen kleurbereik worden aangegeven. Zo'n deelgebied of 'gamut' kan bijvoorbeeld een beeldscherm zijn, een scanner, maar ook drukwerk met een bepaalde set inkten. Het uiteindelijk referentiekader blijft daarbij echter binnen de menselijke waarneming en dat is natuurlijk ook zeer logisch, want van stoplichten tot het mooiste drukwerk blijft het resultaat toch bestemd voor onze ogen.

Het klinkt allemaal mooi, maar de weerbarstige praktijk laat zich ook hier gelden en uit een eerste theoretisch en 3 dimensionaal kleurmodel werden in de loop van de tijd door de CIE nieuwe modellen ontwikkeld, waarvan het uit 1976 stammende CIE L*a*b* in de computerwereld het bekendst is geworden. Dit is een uniform kleurmodel waarbij de afstanden tussen de kleinst waarneembare kleurverschillen over het gehele oppervlakte van het model gelijk zijn gemaakt.  
 

Kleurmanagement: de stand van zaken

Onder kleurmanagement kun je een dusdanige beheersing verstaan van geproduceerde kleuren dat het uiteindelijke resultaat in grote lijnen overeenkomst met het beoogde uitgangspunt. Dat klinkt nogal vaag en dat is het ook, ondanks al het nu reeds beschikbare technisch vernuft dat nu eenmaal bij een doeltreffende beheersing komt kijken. Het probleem is dat er zowel aan het begin van de keten als aan het einde zoveel variabele factoren zijn.

Het is dan ook geen wonder dat kleurmanagementsystemen nog steeds voor een goed deel op proefondervinding berust. Waarbij vanaf een goed eindresultaat op het gehele proces wordt teruggekeken en alle factoren in de werkstroom zo goed mogelijk worden vastgelegd op hun waarden. Bij de gemiddelde computergebruiker begint nu langzamerhand het begrip wat meer door te dringen, maar veel verder dan een globale calibratie van scanner en beeldscherm en eventueel printer komt het meestal niet.  
 

Grafische industrie koploper

Een veel langere geschiedenis echter kent de kleurbeheersing in de grafische industrie, maar daar was het dan ook een bittere noodzaak, want het drukproces is te kostbaar om bij een slecht eindresultaat maar weer opnieuw te gaan scannen. Er werd dus een heel systeem ontwikkeld waarbij op de scan, de drukplaat en op proefdrukken teststroken onderling vergeleken konden worden en zo in elk stadium kleine wijzigingen doorgevoerd, waarvan de resultaten zo snel mogelijk beoordeeld werden.

Door grote grafische firma's als Kodak en Agfa werden diverse gereedschappen ontwikkeld voor kleurbeheersing, ook voor PC en Macintosh gebruik. Met de betere bewerkingssoftware wordt vaak hetzij Kodak Color Management System (CMS) of Agfa ColorFlow meegeleverd. De toepassing ervan vergt uiteraard de nodige tijd, maar essentieel is vooral een vaste werkdiscipline die dan min of meer wordt terugverdiend door een betere en constanter kleurkwaliteit.  
 

Kleur en bestandsformaten

Omdat we binnen het (uit de aard der zaak nogal vluchtige) bereik van de computer altijd praten over digitale vastlegging dient ook daar een eigen standaard te zijn om een bepaalde kleur vast te leggen. Maar zoals te doen gebruikelijk zijn er inmiddels vele 'standaarden'. Omdat het hier (kleuren)beeldinformatie betreft spreken we over 'bitmap'-bestanden en gaan we even voorbij aan de zogenaamde vectorbestanden, die in de eerste plaats afbeeldingen in de vorm van een mathematische uitdrukking bevatten.

In dergelijke bitmapbestanden is het aantal pixels vastgelegd met hun respectievelijke kleur en gaan meestal uit van het principe om in een getal de aandelen Rood, Groen en Blauw uit te drukken, de additieve kleuren dus. Vaak is dat een 8-bits waarde per deelkleur, hetgeen per kleur 28 = 256 mogelijkheden geeft. Voor een samengestelde kleur betekent dat een keuze uit ruim 16 miljoen combinaties (256 X 256 X 256). De file zelf is 24-bits (3 X 8).

Zelfs een beeld met slechts 256 kleuren kan nog als redelijk worden ervaren en omdat in het verleden het aantal kleuren van een monitor nog beperkt was, ontstonden er toen dit soort bestanden. Hierbij werd een beperkt kleurpalet samengesteld uit de in de afbeelding werkelijk aanwezige kleuren. Alle informatie over die 256 kleuren kan hierbij (niet helemaal toevallig) worden wegestopt in slechts 8 bits. Een voorbeeld is het bekende GIF-formaat, dat echter steeds wordt vervangen door 24-bits JPEG-files.  
 

Afwijkend kleurmodel

Een geheel andere manier om kleurinformatie vast te leggen is door middel van het HSL-systeem. De letters staan voor Hue (de feitelijk kleur), Saturation (de zuiverheid van de kleur) en Lightness (helderheid). De beide laatste parameters kunnen waarden aannemen van 0% tot 100%. In Photoshop gebruikt men in plaats van de L een B van Brightness. In alle gevallen wordt dit kleurmodel slechts gehanteerd binnen het programma en niet voor vastlegging en uitwisseling.

Het begrip Lightness (of Luminance) speelt trouwens ook een rol bij het hierboven besproken CIE L*a*b* model, waarin naast de L-component tevens twee kleurcomponenten zijn opgenomen. De 'a' staat voor de plaats langs een as van groen naar rood en de 'b' voor de plaats langs een as van blauw naar geel. Ook de Photo-CD van Kodak hanteert een hierop gelijkend systeem dat YCC wordt genoemd. Men verkrijgt op deze wijze een ruimere gamut of kleurruimte dan bij opslag in RGB-waarden.  
 

RGB en CMY(K)

We hadden het al over additieve en subtractieve kleursystemen, waarbij het eerste met name een rol speelt binnen het digitale traject (van scanner of digitale camera tot de monitor) en het tweede vooral te maken heeft met de wijze van reproductie op papier. Om begrijpelijke redenen is de contrastomvang bij dit laatste aanmerkelijk kleiner, terwijl men daarnaast bij de keuze van inktpigmenten moet roeien met de riemen die men heeft en nooit de zuiverheid kan behalen van een nauwkeurig bepaalde lichtbron.

In theorie zou men door de drie (complementaire) filterkleuren over elkaar heen door totale uitdoving van het licht zwart moeten krijgen, maar omdat een kleurpigment niet alleen filtereigenschappen bezit maar ook een zekere reflectie, die zich als kleur doet kennen, voegt men bij het afdrukken tevens een echte zwarte inkt toe (welke dan ook voor zwarte tekst gebruikt wordt). Hierdoor ontstaat een 32-bits bestandsformaat en spreekt men ook van 4-kleurendruk.

Zoals gezegd werkt men bij het subtractieve model met complementaire kleuren, in dit geval Cyaan (groenig blauw), Magenta (violetachtig rood) en Yellow (geel). Het vertalen van RGB naar dit CMYK (waarbij de 'K' staat voor blacK) is daarbij vrij complex. Een additioneel probleem is dat vier inktlagen over elkaar nogal eens problemen geven. Dit heeft geleid tot een techniek die 'Under Color Removal' heet, waarbij overtollige kleurcomponenten door berekeningen bij voorbaat worden weggelaten.  
 

Tenslotte

In een beknopt artikel als dit kan niet anders dan oppervlakkig worden geraakt aan het boeiende fenomeen van onze kleurperceptie en van het zien in het algemeen. Bovendien betreft het een onderwerp waarbij de meesten van ons dag in dag uit zijn betrokken en waarin we, ieder op eigen wijze, zelf onze grenzen kunnen verleggen en naar hartelust kunnen experimenteren. Door de eeuwen heen hebben schilders dit gedaan en wij kunnen hiervoor een dankbaar gebruik maken van de computer als gereedschap.

< Terug naar Kleur  
 

Websites

Int. Color Consortium - http://www.color.org/overview.html
City University of Hong Kong - http://cctpwww.cityu.edu.hk/public/graphics/g3_color.htm
Barco - http://www.barco-usa.com/color.htm
Science Tribune - http://www.tribunes.com/tribune/art97/mari.htm
Kodak - http://www.kodak.com
Agfa - http://www.agfa.com  
 

Literatuur

J.W. von Goethe, Farbenlehre, DuMont Buchverlag, Keulen
Isaac Newton, Opticks, London, 1730 - Dover Pub. Inc, New York, 1979
Werner Heisenberg, Die Farbenlehre in Goethe und Newton
Johannes Itten, Kleurenleer, Cantecleer, De Bilt
Johannes Itten, Kunst der Farbe, Otto Meier Verlag, Ravensburg
Heinz Schliegl, Kleurentherapie, Ankh-Hermes
Richard L. Gregory, Eye and Brain: The psychology of seeing, Princeton Univ. Press
Edwin Land, The Retinex theory of color vision, Scientific American 237
Oliver Sacks e.a., The case of the colorblind patient
Lois Swirnoff, Dimensional color
John Berger, About looking, Vintage Books
Dr. J.L. Ouweltjes, Het zien van kleuren, Philips Technische Bibliotheek
Minnaert, Kleur en licht in het landschap
Jan V. White, Color for the electronic age, Xerox Press
Henk de Boer, Wereld vol kleur, BusinessWise, september 1992
Henk de Boer, Alles over grafische formaten, Computer!Totaal, febr. 1997