Värin havaitseminen

Väriaistimus syntyy, kun valo heijastuu jostakin värillisestä kohteesta silmän verkkokalvolle. Aivot vastaanottavat verkkokalvolta lähteneen signaalin, ja monimutkaisen käsittelyn jälkeen lopputuloksena on väriaistimus. Jotta voisimme nähdä ja aistia värejä, tarvitaan ainakin kolmea eri asiaa: valoa, jokin valoa heijastava, värillinen kappale ja havainnoitsija.

Väriaistimus

Aistimus värillisestä esineestä tai muusta kohteesta syntyy auringon (tai jonkin keinotekoisen valolähteen) valaistessa esineen: valo heijastuu esineestä havainnoitsijan silmään, jossa (monimutkaisessa yhteistyössä aivojen kanssa) syntyy näkö- ja väriaistimus. (Valo, kun se ymmärretään sähkömagneettisena säteilynä, ei sinänsä ole minkään "värinen". Väriaistimus syntyy havainnoitsijassa: ilman havainnoitsijaa ei väristäkään olisi mielekästä puhua.)

Kuva: Auringon valo voidaan prisman avulla hajottaa spektriksi. Valon värin määrittelee sen aallonpituus. Aurinko säteilee myös erilaista aistein havaitsematonta säteilyä.

Auringon sähkömagneettinen säteily

Ympäristömme tärkein valon lähde on aurinko. Auringosta lähtee joka suuntaan suuria määriä erilaista sähkömagneettista säteilyä. Vain häviävä murto-osa tästä säteilystä saapuu ikinä Maapallolle: suurin osa säteilee ulos avaruuteen. Näkyvä valo on vain pieni osa kaikesta auringosta lähtevästä säteilystä. Säteilyn vaikutuksen määrittelee sen aallonpituus.

Ihmiselle näkyvät valon aallonpituudet osuvat 380 nm - 700 nm:n välille. (Yksi nanometri (nm) on metrin miljardisosa.) Jotkin eläimet, kuten mehiläiset ja kimalaiset, voivat nähdä myös sellaisia valon aallonpituuksia, joita ihmiset eivät enää näe.

Valon aallonpituus

Kukin aallonpituus aiheuttaa ihmisessä ko. aallonpituudelle ominaisen väriaistimuksen. Esimerkiksi violetit ja siniset värisävyt ovat verrattain lyhytaaltoista säteilyä, osuen n. 400 nm:n aallonpituuksille. Vihreät värit osuvat keskipitkille n. 500 nm:n aallonpituuksille. Pitkäaaltoiset punaiset sävyt asettuvat taas näkyvän spektrin aallonpituuksien yläpäähän, 700:n nm:n tienoille.

Englantilainen tiedemies Isaac Newton huomasi 1600-luvulla, että valkoinen valo voidaan prisman avulla hajottaa eri aallonpituuksiksi. Valon eri aallonpituudet taittuvat lasisen prisman sisällä hiukan eri tavoin, jolloin ne hajoavat omiksi puhtaiksi väreikseen.

Onko auringon säteily vaarallista?

Sähkömagneettisen säteilyn vaikutuksen määrittelee sen aallonpituus ja säteilyn voimakkuus eli intensiteetti. Mitä lyhytaaltoisempaa säteily on, sitä läpitunkevampaa se on. Esimerkiksi röntgensäteet, jotka ovat selvästi näkyvää valoa lyhytaaltoisempia, voivat kulkea esimerkiksi ihmisen pehmytkudosten läpi, heikentyen ainoastaan tiheämpien kudosten, kuten luitten kohdalla. Vielä läpitunkevammat gammasäteet voivat lävistää suuria metalliesineitä, kuten vaikkapa rekan moottorin.

Läpitunkeva säteily on normaalisti haitallista elollisille olennoille. Säteilyn energia saattaa aiheuttaa sopivaan kohtaan solun sisällä osuessaan muutoksia. Koska säteilyn vaikutus on kumulatiivista, esim. röntgenhoitajat, jotka joutuvat alttiiksi röntgensäteilylle usein, pyrkivät minimoimaan säteilyn vaikutuksen suojautumalla lyijyisin esiliinoin ja poistumalla huoneesta, kun potilaasta otetaan röntgenkuvaa. Pienillä säteilyannoksilla, kuten esim. röntgenkuvaa otettaessa, ei ole juuri havaittavia haitallisia vaikutuksia, mutta jos säteilylle altistuu usein tai pitkäksi aikaa, muuttuu se vaaralliseksi.

Maapallon ilmakehä suodattaa suuren määrän auringosta tulevasta haitallisesta säteilystä. Esim. gamma- ja röntgensäteet suodattuvat lähes täysin kulkiessa ilmakehän läpi. Myös ultraviolettisäteily suodattuu ilmakehässä, mutta ei kokonaan. UV-säteily, jota ei voi silmin nähdä eikä muuten aistein havaita, aiheuttaa ruskettumista. Pitkäaikainen altistuminen voi aiheuttaa ihomuutoksia ja pahimmassa tapauksessa jopa ihosyöpää. Tästä syystä auringolta kannattaa suojautua ja käyttää UV-säteilyä suodattavia aurinkovoiteita.

Silmän rakenne

Silmä on rakentunut periaatteessa kameran kaltaisella tavalla: siinä on linssi, joka tarkentaa kuvan valoherkälle verkkokalvolle. Näköaistimus syntyy, kun aivot tulkitsevat verkkokalvolle syntyneen havainnon.

Verkkokalvo vastaanottaa valon

Silmän sisäpuolella on valolle herkkä verkkokalvo. Verkkokalvolla on kahta erilaista solutyyppiä, sauva- ja tappisoluja, jotka ovat erikoistuneen eri voimakkuuksisen valon havaitsemiseen. Sauvasolut erottavat yksityiskohtia hyvin hämärässä valaistuksessa. Niiden avulla voimme havaita yksityiskohtia, mutta emme värejä. Sauvasolujen määrä vaihtelee eliölajista toiseen. Esim. ihmisellä (jotka eivät normaalisti näe kovin hyvin pimeässä) on verkkokalvollaan paljon vähemmän sauvasoluja kuin kissoilla (jotka tavallisesti näkevät erittäin hyvin pimeässä).

Tappisolut aistivat värejä

Normaalissa valaistuksessa näköaistimus syntyy tappisolujen avulla. Sauvasolut ovat pitkä, ja toimivat vain hämärässä valaistuksessa. Tappisolut ovat lyhyempiä, ja niiden avulla erotamme eri värejä. Tappisoluja on suhteellisesti eniten silmän tarkan näön alueen kohdalla (fovea), ja huomattavasti harvemmassa verkkokalvon reuna-alueilla.Tappisoluja on kolmea erilaista lajia: lyhytaaltoiselle, keskipitkälle ja pitkäaaltoiselle valolle herkkiä. Nämä herkkyysalueet ovat parhaimmillaan sinisen, vihreän ja punaisen värin kohdalla. Näinollen silmän verkkokalvo erottaa periaatteessa vain näitä kolmea väriä. Tästä biologisesta seikasta johtuu se, että valon päävärit ovat juuri punainen, vihreä ja sininen.

Verkkokalvon nurinkurisuus

Verkkokalvon anatomiaa tarkemmin tarkasteltaessa voidaan huomata, että se onkin rakentunut ikään kuin väärin päin! Valoherkät sauva- ja tappisolut eivät suinkaan ole verkkokalvon sisäpinnalla, sillä puolella johon mykiö fokusoi kuvan, vaan ne ovat silmämunan takaseinämää vasten. Ennen saapumistaan sauva- ja tappisoluille valo joutuu kulkemaan mm. ganglio-, bipolaari-, amakriini- ja horisontaalisolukerrosten läpi. Kaikeksi onneksi nämä solutyypit ovat lähes kokonaan läpinäkyviä. Jotkut henkilöt saattavat nähdä näkökentässään pieniä "pilkkuja" tai "täpliä" katsellessaan vaaleata, tasaista taustaa kuten esim. seinää tai sinistä taivasta. Nämä pilkut ovat ns. kellujia, kuolleita verisoluja ja gangliosoluista hilseilleitä harmittomia kudosriekaleita.

Heikentynyt väriaisti

Toisinaan verkkokalvon tappisolujen toiminnassa voi olla poikkeavuuksia tai puutteellisuuksia. Noin 8%:lla miehistä esiintyy jonkinasteista heikentynyttä kykyä erottaa vihreitä ja punaisia värejä toisistaan. Tätä tilaa kutsutaan punavihersokeudeksi. Naisilla tämä perinnöllinen häiriö on paljon harvinaisempi, vain n. 0,4%:n luokkaa. Punavihersokeutta on erilaisia muotoja ja asteita: yleensä vaikeuksia esiintyy hentojen punaisten ja vihreiden värisävyjen erottamisen kohdalla, kun taas kirkkaat sävyt usein erotetaan toisistaan helposti.

Punavihersokeus johtuu tappisolujen toimintahäiriöstä tai tietyn tappisolutyypin puuttumisesta kokonaan. Yleisin punavihersokeuden muoto (lääketieteelliseltä nimeltään deuteranomalia) johtuu vihreälle valolle herkkien tappisolujen virheellisestä toiminnasta. Vihreät tappisolut reagoivatkin valoon, joka on lähempänä punaisen värin aallonpituuksia kuin vihreitä aallonpituuksia. Näin punaiset ja vihreät värit näyttävät samalta. Vihreät tai punaiset tappisolut voivat myös puuttua kokonaan, jolloin kaikki väriaistimukset syntyvät vain kahden erilaisen tappisolutyypin stimuluksien perusteella.

Heikentynyt väriaisti ei normaalisti vaikuta kyseisten henkilöiden elämään lainkaan. Monet lievästi punavihersokeat henkilöt eivät edes itse tiedä olevansa väriaistiltaan heikentyneitä: yleensä tila huomataan vasta kun väriaistia syystä tai toisesta testataan. Jotkut ammatit, kuten mm. poliisin, lentäjän ja sähköasentajan toimet vaativat virheetöntä väriaistia.

Japanilainen lääkäri M. Ishihara on 1920-luvulla kehittänyt Suomessakin yleisesti käytössä olevan värinäkötestin. Näihin ns. pseudoisokromaattisiin kuviin on kätketty numeroita ja symboleja, jotka normaalinäköinen henkilö juuri ja juuri kykenee erottamaan. Kuvioitten värit on valittu siten, että punavihersokealla henkilöllä on vaikeuksia erottaa näitä sävyjä toisistaan.

Normaalisti näkevä henkilö erottaa vasemman ympyrän sisällä numeron _________		Jos sinulla olisi protanopia-tyyppinen punavihersokeuden muoto, näyttäisi testikuva tältä.

RGB-värien sekoittuminen

RGB-värejä kutsutaan valon pääväreiksi, koska uusia värejä syntyy punaisen, vihreän ja sinisen valon sekoittuessa toisiinsa. Erilaiset yhdistelmät tuottavat erilaisia värejä. Tärkeimmät yhdistelmät ovat

Uusien RGB-värien syntyminen:

• punainen + vihreä = keltainen
• vihreä + sininen = syaani
• sininen + punainen = magenta

Additiivinen väriavaruus

Kun kaikki valon päävärit, punainen, vihreä ja sininen sekoittuvat toisiinsa, syntyy valkoinen väri. Koska valkoinen väri syntyy lisäämällä värejä, kutsutaan RGB-värejä lisääväksi eli additiiviseksi värijärjestelmäksi. Musta väri syntyy taas silloin, kun valoa ei ole lainkaan.

Monet valoa lähettävät laitteet, kuten televisiot, tietokonemonitorit ja videoprojektorit käyttävät RGB-värejä. Myös valoa vastaanottavat laitteet, kuten skannerit ja digitaalikamerat (aivan kuten ihmisen silmäkin), käyttävät hyväkseen RGB-värejä. RGB-väreistä on tärkeää muistaa, että ne ovat laiteriippuvaisia. Esimerkiksi kaksi monitoria, vaikka ne näyttäisivätkin RGB-arvoiltaan täsmälleen samaa kuvaa, voivat olla värisävyiltään hieman erilaisia.

Nimitys "RGB" tulee englannin kielen sanoista red (punainen), green (vihreä) ja blue (sininen).

RGB-värimuodossa kuvan värit muodostuvat kuvankäsittelyohjelman määritellessä kunkin pikselin värikomponentin voimakkuuden eli intensiteetin. Intensiteetti voi vaihdella nollan ja 255:n välillä. Nolla tarkoittaa mustaa väriä ja 255 kyseisen värin täyttä voimakkuutta. Kirkas punainen väri voisi RGB-värimuodossa esimerkiksi olla R=255, G=0, B=0. Tällainen väri on niin puhdas ja kirkas, ettei sitä nykyisen painotekniikan avulla olisi mahdollista painaa. Kun kaikkia RGB-värejä on yhtä paljon (esim. R=100, G=100, B=100) näyttää väri harmaalta. Kun kaikki arvot ovat 255 on lopputuloksena valkoinen väri. Musta syntyy kun kaikkien värien voimakkuus on 0.

RGB-väreillä voidaan kolmen eri värikomponentin avulla toistaa n. 16.7 miljoonaa erilaista yhdistelmää. RGB-kuvissa on kolme värikanavaa, joten kuvan värisyvyys on 24 (8 x 3) bittiä per pikseli. Tietokoneiden monitorit ovat aina RGB-laitteita: tämä tarkoittaa sitä, että jos työskennellään jossakin muussa värimuodossa (esim. CMYK-muodossa), joutuu kuvankäsittelyohjelma muuttamaan värin takaisin RGB-muotoon ennen sen esittämistä kuvaruudulla.

CMY-värien sekoittuminen

Jos yrittäisimme sekoittaa sinistä, punaista ja vihreää maalia toisiinsa, niin tuloksena tuskin olisi valkoista. Lopputulos olisikin varmaan aika tumma, kenties täysin musta. On kuitenkin olemassa tiettyjä päävärejä, joita sekoittamalla voidaan tuottaa uusia värejä.

RGB-värien vastakohtana voidaan pitää CMY-värejä, joita ovat syaani, magenta ja keltainen. RGB-värit ovat valon päävärit, mutta CMY-värit ovat väripigmenttien (eli fyysisen, kiinteän aineen) päävärit. CMY-nimitys tulee englannin kielen sanoista cyan (syaani), magenta (magenta) ja yellow (keltainen).

CMY-värejä toisiinsa sekoittamalla voidaan tuottaa uusia värejä. Tärkeimmät yhdistelmät ovat

Uusien CMY-värien syntyminen syaani + magenta = sininen magenta + keltainen = punainen keltainen + syaani = vihreä

Subtraktiivinen väriavaruus

Kun kaikki väripigmenttien värit sekoitetaan toisiinsa syntyy (ainakin teoriassa) mustaa väriä. Valkoinen väri taas syntyy, kun väriaineet vähennetään kokonaan pois. Koska valkoinen väri syntyy vähentämällä väriä, puhutaan subtraktiivisesta eli vähentävästä värijärjestelmästä.

CMYK ja musta väri

Syaanin, magentan ja keltaisen värin lisäksi kirjapainoteollisuus käyttää myös mustaa painoväriä. Sitä tarvitaan mm. taloudellisista ja teknisistä syistä. Koska musta väri on painotuotteessa hyvin yleinen väri (esim. lähes kaikissa painotuotteissa on mustaa tekstiä) on taloudellista käyttää vain yhtä väriä mustan tekstin painamiseen. Värilliset painovärit ovat myös hinnaltaan paljon mustaa painoväriä arvokkaampia. Myös tekniset syyt, kuten painon kohdistusongelmat, tekisivät mustan värin sekoittamisen kolmesta värillisestä pääväristä vielä vaikeammaksi.

CMY-väreissä esiintyy myös erilaisia epäpuhtauksia: värit sisältävät liima- ja sidosaineina käytettyjä hartseja sekä erilaisia liuottimia. Lisäksi painovärit pitää valmistaa sellaisista aineista, jotka eivät ole niiden kanssa tekemisissä oleville ihmisille ja ympäristölle liian haitallisia. Olisi melko helppo valmistaa erittäin kirkkaita ja puhtaita painovärejä, jos ei tarvitsisi lainkaan välittää siitä, miten myrkyllisiä tai mistä aineesta värit valmistettaisiin.

Myrkynvihreä

Painovärejä valmistavan Pantone, Inc:n kotisivuilta löytyy mielenkiintoinen tarina väriaineiden ympäristövaikutuksista:

"On erikoista, että luonnon moninaisista vihreistä värisävyistä huolimatta on ollut vaikeaa löytää hyviä luonnollisia värilähteitä juuri vihreää väriä varten. 1800-luvulla sisustus- ja muotimaailmassa kohistiin uudesta menetelmästä, jonka avulla vihreää väriä voitiin tuottaa ensimmäistä kertaa kemiallisessa prosessissa. "Pariisin-vihreästä" tuli suosittu smaragdinvihreä värisävy, jota käytettiin runsaasti mm. sisustuksessa. Myöhemmin kuitenkin huomattiin, että vaaralliset, arsenikkipohjaiset väriaineet, joita vihreissä seinätapeteissa käytettiin, olivat aiheuttaneet useita outoja kuolemantapauksia. Pariisinvihreää värisävyä alettiinkin nopeasti kutsua myrkynvihreäksi!" [Lähde]

Kuva: Myrkyllisiä väriaineiden valmistuksessa käytettyjä mineraaleja.
Wai-o-Tapu Thermal Reserve, Rotorua, Uusi-Seelanti

Kun CMY-värien puutteellisuudet ja virheet pyritään korjaamaan ottamalla mukaan musta väri, päädytään painopinnanvalmistuksessa käytettyyn CMYK-väriavaruuteen.

Miksi CMYK eikä CMYB?

Miksi Black-sanan lyhenteenä käytetään K-kirjainta, eikä B-kirjainta?" Tästä on olemassa ainakin kaksi erilaista teoriaa. Ensimmäisen teorian mukaan musta väri on "avainasemassa" (engl. key ) korkealaatuista nelivärierottelua tehtäessä: siksi on viisasta käyttää sen lyhenteenä K-kirjainta. Toisen teorian mukaan muuten olisi vaarana sekoittaa toisiinsa englannin kielen sanat black ja blue.

RGB- ja CMYK-väriavaruudet (gamut)

Ihmisen silmä pystyy näkemään enemmän värejä kuin mitä parhaallekaan diafilmille voidaan kaapata. Toisaalta paraskaan kirjapaino- tai reprokäytössä oleva skanneri ei aivan tarkasti pysty näkemään kaikkia diafilmillä olevia hienonhienoja sävyvivahteita. Kuvankäsittelijän monitori ei ihan kokonaan pysty näyttämään kaikkia niitä sävyjä, jotka tarkka skanneri sai kuvasta poimittua. Ja lopulta kuvan käsittelijäkin joutuu harmikseen toteamaan, etteivät kaikki hänen kuvaruudulla näkemänsä sävyvivahteet kuitenkaan toistuneet samanlaisina lopullisessa painotuotteessa.

Erilaiset väriä käyttävät tai käsittelevät laitteet pystyvät esittämään erilaisen määrän värejä. Esimerkiksi RGB-väriavaruus on paljon laajempi kuin CMYK-väriavaruus: tietokoneen monitorilla voidaan esittää runsaasti sellaisia värejä, joita CMYK-väreillä ei voida lainkaan painaa. Erilaisten väriavaruuksien "laajuutta" nimitetään gamutiksi.

Kuva: CIE XYZ-väriavaruusdiagrammi osoittaa erilaisten värimuotojen keskinäisen laajuuden. Lab-värimuoto (kuvassa näkyvä värillinen purjeen muotoinen alue) on laajin; seuraavana tulee RGB, ja suppein on CMYK.

Lab-väriavaruus (johon palaamme myöhemmin) on mallinnettu ihmisen silmän näkemien värien perusteella, ja pystyy periaatteessa kuvaamaan kaikki sellaiset värit, joita ylipäätään voi olla olemassa. Mikäli tällaista väriesitystä on käytetty, joutuu tietokone tekemään jotakin sellaisille väreille, joita monitori ei osaa näyttää: joko jättää ne kokonaan pois, tai sitten yrittää tiivistää kuvan värejä siten, että mukaan saataisiin mahdollisimman paljon eri värisävyjä.

Kirjapainoalalla käytettävä CMYK-väriavaruus on suppeampi ja eri muotoinen kuin RGB-väriavaruus. On olemassa paljon sellaisia värejä, joita voi nähdä tietokoneen kuvaruudulla mutta joita ei voi esiintyä painetulla paperilla. Toisaalta on myös joitakin sellaisia CMYK-yhdistelmiä, joita paraskaan monitori ei osaa toistaa oikein.

Kuvankäsittelijä huomaa CMYK-värien puutteellisuuden useimmiten silloin, kun hän muuttaa RGB- tai Lab-muodossa olevan kuvan CMYK-muotoon. Monet kuvan kirkkaista ja hienoista värisävyistä saattavat silloin muuttua.

Sävyjä ei myöskään saa mistään takaisin. Jos sävyjä menetettiin CMYK-muotoon mentäessä, eivät ne enää tule takaisin jos kuva myöhemmin muutetaan RGB- tai Lab-muotoon.

Väriympyrä

Kun RGB- ja CMY-värit asetetaan rinnatusten väripareittain, huomataan, että värit muodostavat ns. väriympyrän. Väriympyrä on perustana värien säädölle. Eri värit löytyvät väriympyrän reunoilta, ja värit muuttuvat pehmeästi yhdestä värisävystä toiseen. Jos seuraamme väriympyrää keskellä ylhäällä olevasta punaisesta värisävystä myötäpäivään, ovat värit punainen, magenta, violetti, sininen, syaani, sinivihreä, vihreä, keltainen, oranssi ja taas punainen. Toisistaan kauimmaisina (180º asteen päässä) olevat värit ovat ns. vastavärejä eli komplementtivärejä.

Vastavärit

Väriympyrästä huomataan, että jos yhtä väriä lisätään, tulee jotakin toista väriä vastaavasti vähennettyä. Ei esimerkiksi ole mahdollista samaan aikaan muuttaa jotakin kuvaa sekä sinisemmäksi että keltaisemmaksi, koska nämä värit ovat toistensa vastavärejä. Keltaisen lisääminen vähentää aina kuvan sinisyyttä.

Tällaisia vastaväri- eli komplementtiväripareja on olemassa kolme:

• syaani <-> punainen
• magenta <-> vihreä
• keltainen <-> sininen

Photoshopin Variations-ikkuna. Jos lisäät kuvan punaisuutta, vähennät siitä samalla syaania (punaisen vastaväriä). Jos vähennät sinistä, on se sama kuin lisäisit keltaista.		Photoshopin Color Balance-ikkunasta käy hyvin ilmi vastaväriparien toiminta. Jos lisäät syaania, samalla vähennät punaista. Jos lisäät vihreää, samalla vähennät magentaa. Jos vähennät sinistä, samalla lisäät keltaista.

Värierottelun periaate

Värierottelu, eli kuvan muuttaminen CMYK-muotoon, voidaan tehdä fotomekaanisesti esimerkiksi värisuodattimien avulla. Originaali kuvataan vuorotelleen punaisen, vihreän ja sinisen värisuodattimen läpi. Kunkin suodattimen läpi kuvattuna saadaan aikaan sen vastavärin erottelu: punaisella suodattimella valmistetaan syaani erottelu, vihreällä suodattimella syntyy magenta erottelu, ja sinisellä suodattimella keltainen erottelu.

Myös CMY-värit toimivat suodattimina. Kukin värillinen painoväri suodattaa (eli vähentää) valkoisesta valosta (joka on yhdistelmä punaista, sinistä ja vihreätä valoa) oman vastavärinsä pois. Jäljelle jäävät värit yhdessä aiheuttavat väriaistimuksen syntymisen.

Kuva: Värilliset painovärit toimivat suodattimina. Syaani väri suodattaa valkoisesta valosta pois punaisen komponentin. Valon jäljelle jäävät perusvärit, vihreä ja sininen, aiheuttavat yhdessä syaanin näköaistimuksen.

Magenta painoväri suodattaa valon vihreää väriä.

Keltainen painoväri suodattaa valon sinistä väriä.

Värierottelutekniikat 1/3

Mustaa painoväriä tarvitaan sekä korjaamaan CMY-värien puutteellisuutta, että lisäämään kuvan tummuutta kaikkein tummimmissa varjokohdissa. On olemassa kolme toisistaan poikkeavaa tapaa valmistaa musta osaväri.

Luurankomusta

Luurankomusta tarkoittaa sellaista mustaa väriä, jota on vain ja ainoastaan kuvan kaikkein tummimmissa kohdissa. Värilliset osavärit ovat hyvin voimakkaat, ja musta väri hyvin laiha. Tällainen värierottelutapa oli hyvin yleinen silloin, kun värierottelut tehtiin perinteisin menetelmin filmipohjaisesti.

Syaani	Magenta	CMY
Keltainen	Musta	CMYK

Kuva: Luurankomusta värierottelu. Huomaa, miten värilliset värit (CMY) ovat erittäin voimakkaat, ja mustaa väriä esiintyy vain kaikkein tummimmissa kuvan kohdissa.

Vaikka luurankomusta onkin helppo ja hyvä tapa tehdä värierottelu, on silläkin omat ongelmansa. Mustan värin lisääminen kuvan tummimpiin osiin on omiaan lisäämään kuvan kokonaisvärimäärää, joka pahimmillaan saattaa aiheuttaa painoarkin jäämisen märäksi. Siksi pyrittiin kehittämään uusia, parempia värierottelumenetelmiä.

Värierottelutekniikat 2/3

UCR eli alivärinpoisto

Alivärinpoistolla (tai mustan alta poistolla) tarkoitetaan sellaista erottelutekniikkaa, jossa mustaa väriä käytetään vain sellaisissa kohdissa, jotka ovat hyvin tummia ja väriltään neutraaleja. Koska musta painoväri on paljon tummempaa kuin värilliset CMY-värit, voidaan värillisten värien määrää vähentää tällaisissa kohdissa, ja silti saavuttaa sama tummuus. Alivärinpoiston nimitys on englanniksi Undercolor Removal, josta tulee UCR-nimitys. UCR on tällä hetkellä kaikkein suosituin värierottelumenetelmä, ja samalla se, jota tulisi käyttää, ellei painon kanssa ole muuta sovittu.

Syaani	Magenta	CMY
Keltainen	Musta	CMYK

Kuva: Alivärinpoisto (Eurostandard 9%, 300/90). Huomaa, miten kuvan tummimmissa osissa värillisten värien määrää on vähennetty, joka nähdään vaaleampina, lähes tasaisina alueina esimerkissä olevan tytön hiusten kohdalla. Musta väri on hieman voimakkaampi kuin luurankomustassa.

Mustanaltapoiston ja seuraavaksi esiteltävän akromaattisen värierottelun ongelmana on se seikka, että kuvan tummimpien sävyjen yksityiskohdat ja detaljit näkyvät vain pääasiassa mustassa osavärissä. Tämä asettaa kuvankäsittelijälle tarkkoja vaatimuksia mm. kuvan terävöinnin kannalta.

Värierottelutekniikat 3/3

GCR eli akromaattinen värierottelu

Akromaattisella värierottelulla tarkoitetaan sellaista mustan tekotapaa, jolloin mustaa väriä käytetään myös värillisiin väreihin. CMYK-värejä käytettäessä mikä tahansa puhdas värillinen väri voidaan painaa vain kahta väriä käyttämällä: esim. vihreä syntyy syaania ja keltaista sekoittamalla. Jos mukaan otetaan kolmas painoväri (tässä tapauksessa magenta), ei värin värisävy sinänsä muutu paljoakaan, vaan väri alkaa vain tummentua. Sama vaikutus saataisiin aikaan, jos se värillinen väri, jota on vähiten, jätetään kokonaan pois, ja korvataan se vastaavalla määrällä mustaa painoväriä. Lopputuloksessa ovat värilliset osavärit melko laihat ja musta osaväri vastaavasti paljon voimakkaampi.

Syaani	Magenta	CMY
Keltainen	Musta	CMYK

Kuva: Akromaattinen värierottelu (Eurostandard 9%, 300/100/Heavy). CMY- värejä esiintyy vain siellä, missä kohti kuvaa on jokin värillinen väri. Muista kohdista CMY-värit on lähes kokonaan poistettu. Musta väri on erittäin voimakas, lähes mustavalkokuvan kaltainen.

GCR-nimitys tulee englannin kielen sanoista Gray Component Removal tai Gray Component Replacement. Koska kolmesta painoväristä se, jota on vähiten, tekee värin vain tummemmaksi (eli lisää värin harmautta) voidaan se korvata mustalla värillä. Myös suoraa käännöstä, harmaakomponentin korvaus, kuulee joskus käytettävän.

Akromaattinen värierottelu on edullinen tapa valmistaa kuvia, koska se säästää kalliita värillisiä värejä. Suuremmissa painosmäärissä tällä tavalla on mahdollista saavuttaa merkittävää taloudellista hyötyä. Myös tietyn tyyppiset kuvat, kuten sellaiset, jotka sisältävät paljon neutraaleja värisävyjä, ovat selkeästi helpompia painaa jos on käytetty akromaattista värierottelua.

Akromaattisella värierottelulla on myös pieniä haittapuolia, jotka tulevat esiin erityisesti pienissä painosmäärissä. Koska mustalla osavärillä on akromaattisessa erottelussa suuri merkitys, joutuu painaja säätämään painokoneen siten, että musta väri on ensinnäkin sopiva mustassa tekstissä (kirjasinten sisustat eivät saa mennä tukkoon eivätkä ohuet linjat katkeilla) ja toisaalta sopiva myös kuvien kohdalla. Alivärin poistoa käytettäessä mustaa väriä on pääasiassa kuvan tummimmissa osissa, eivätkä vaihtelut mustan värin voimakkuudessa vaikuta läheskään yhtä paljon lopputulokseen kuin akromaattisessa erottelussa. Erityisesti lyhyissä sarjoissa akromaattisesta erottelusta on lähinnä vain lisähankaluutta, koska painosmäärän alussa syntyy usein enemmän makkelia konetta säädettäessä kohdalleen kuin alivärin poistossa.

Pisteenkasvu, kokonaisvärimäärä ja paperit

Värierotteluvaiheessa pyritään ottamaan huomioon useita erilaisia seikkoja. Eräs näistä on ns. pisteenkasvu. Kun nestemäinen painoväri tarttuu paperille, alkaa se imeytyä paperin sisään. Imeytyessään paperiin paperin kuidut myös kuljettavat väriä hieman eteenpäin. Näin filmillä ja painolevyllä ollut säännöllisen muotoinen rasteripiste suurenee ja muuttaa hieman muotoaan.

Taskukirjassa käytettyä huokoista ja halpaa paperia. Paperin syyt ja kuidut erottuvat selvänä rosoisuutena.		Rasteripisteitä sanomalehden sivulta. Huomaa, miten rasteripisteet ovat kaikki hiukan eri muotoisia, vaikka kyseessä pitäisi olla tasainen, n. 35-40%:n rasteripinta.

Normaali pistekasvu voi olla esimerkiksi 15%-20% arkkioffset-painatuksessa (18% on hyvin tavallinen arvo ja myös Photoshop-ohjelman oletusarvo) ja jopa yli 30% sanomalehtipainatuksessa. Käytännössä tämä tarkoittaa sitä, että jos tiedostossa on pyydetty 50%:n pistettä, niin lopullisesta painotuotteesta densitometrillä mitattuna se saattaa olla 60%, eli painatusvaiheessa on tapahtunut 20%:n pisteenkasvu. (20% 50:stä on 10: 50%+10% = 60%)

Pisteenkasvu pitää osata ottaa huomioon kuvan käsittelyvaiheessa: jos pisteenkasvun arvioidaan olevan kovin suuri, kannattaa kuvasta tehdä kevyempi kuin normaalisti. Hyvä kuvankäsittelyohjelma näyttää kuvat näytöllä sellaisena, kuin ne tulostuvat lopullisessa painotuotteessa. Sanomalehdessä painettavaksi tarkoitettu kuva näyttää näytöllä samalta kuin esitteeseen tuleva kuva, vaikka edellisen pisteprosentit ovat paljon pienemmät suuremman pisteenkasvun takia. Osittain pisteenkasvu on otettu huomioon värierotteluasetuksissa: toisaalta kuvankäsittelijän tulisi osata tulkita kuvan pisteprosentteja ja tarkistaa niiden perusteella, olisiko lopputulos tulossa odotusten mukaiseksi.

Kokonaisvärimäärällä tarkoitetaan sitä värimäärää, joka peittää paperin kuvan tummimmassa kohdassa. Se ilmoitetaan usein prosentteina: jos kaikki neljä osaväriä olisivat 100%:n vahvuisena samassa kohdassa kuvaa, olisi kokonaisvärimäärä 400%. Periaatteessa voisi ajatella, että mitä korkeampi kokonaisvärimäärä, sitä tummempi kuva. Näin ei kuitenkaan aina välttämättä ole:

Jokaisella paperityypillä on olemassa jokin oma maksimaalinen kokonaisvärimääränsä. Jos painoväriä kuitenkin yritetään käyttää enemmän kuin tämä tietty määrä, ei kuva kuitenkaan -- lisääntyneestä värimäärästä huolimatta -- muutu yhtään sen tummemmaksi. Painoväriä menee siis vain hukkaan. Toinen ongelma ilmenee myös ns. värinpidossa: jos (nestemäistä) painoväriä on liikaa, alkaa paperi jäädä märäksi, eikä seuraavissa väriyksiköissä oleva väri enää tartu hyvin märkään paperiin kiinni. Seurauksena alkaa tulla tuhrimista, ja pahimmillaan märäksi jääneet painoarkit voivat tarttua toisiinsa kiinni tultuaan painokoneesta ulos.

Erilaiset paperilaadut vaikuttavat sekä pisteenkasvuun että kokonaisvärimäärään merkittävästi. Mitä paremmasta paperilaadusta on kysymys, sitä pienempää pisteenkasvu yleensä on, ja sitä suurempaa kokonaisvärimäärää voidaan käyttää. Paperi, joka on päällystetty erilaisin pintakäsittelyainein (mm. hieno kaoliinisavi on yleinen päällystemateriaali) pystyy pitämään paljon tiukemman pisteen ja korkeamman kokonaisvärimäärän.

Tavallisia kokonaisvärimäärärajoja ovat esim. 220% - 250% sanomalehtipainatuksessa, 280% - 320% aikakauslehtipainatuksessa, ja jopa 340% - 380% hyvälaatuisessa arkkioffsetpainatuksessa. Arvot kuitenkin vaihtelevat painosta ja paperilaadusta toiseen.

Laiteriippuvuus

Edellä mainitusta pisteenkasvusta ja kokonaisvärimäärästä (sekä muutamasta muusta myöhemmin esille tulevasta syystä) johtuu, että CMYK-muotoon muutetut kuvat ovat laiteriippuvaisia. Niitä ei voida sellaisenaan käyttää eri käyttötarkoituksessa kuin mihin kuvat on alunperin valmistettu, ilman että kuvan laatu heikkenee merkittävästi.

Esimerkiksi tietyssä offset-painatusta varten valmistetussa CMYK-kuvassa on otettu huomioon 18% pisteenkasvu sekä 360%:n kokonaisvärimäärä. Kun kuva painetaan painokoneella, jonka ominaisuudet vastaavat näitä arvoja, saavutetaan paras mahdollinen lopputulos: painettu kuva näyttää kauniilta, värikkäältä ja miellyttävältä katsella.

Jos tämä sama kuva kuitenkin painettaisiin sanomalehtipaperille, olisi seurauksena pienehkö katastrofi. Kuvasta tulisi aivan liian tumma, ja korkea värimäärä aiheuttaisi isoja ongelmia värinpidossa. Todennäköistä on, että tällainen kuva tuhrisi kaikki ne arkit, joiden kanssa se joutuisi kosketuksiin.

Vastaavasti jos sanomalehtipainatusta varten valmistettu kuva, jossa on otettu huomioon vaikkapa 240%:n kokonaisvärimäärä ja 30%:n pisteenkasvu painetaan arkkioffsetilla, on lopputuloksena aivan liian vaalea ja kontrastiton, pliisu, kuva.

Originaali	Arkkioffset-painatusta varten eroteltu kuva on vahingossa painettu sanomalehteen. Kuva on tumma ja synkkä.	Sanomalehtipainatusta varten eroteltu kuva on vahingossa painettu arkkioffsetilla. Kuva on vaalea ja piirteetön.

Kuvanvalmistajan tehtäväksi jää valvoa ja tarkkailla, että ennen kuin kuva muutetaan RGB-muodosta CMYK-muotoon, tulee sen lopullinen käyttötarkoitus olla selvillä. Jos on todennäköistä, että kuvaa tullaan käyttämään sekä sanomalehti- että offset-painatuksessa, on viisasta tallettaa kuvasta sellainen, esim. RGB-muodossa oleva versio, josta voidaan valmistaa aina kulloistakin tarvetta varten sovitettu CMYK-kuva.

Tarkasti ottaen myös RGB-muotoiset kuvat ovat laiteriippuvaisia. Sekä RGB- että CMYK-kuvien toimintaperiaate on eräässä mielessä sama: kyseessä on vain "resepti", jota seuraamalla jokin tietty laite (esim. painokone, jossa on jotkut aivan tietyt painovärit tai monitori, jossa on jotkin aivan tietyt värifosforit) pystyy toistamaan tietyn värin.

Viime aikoina tätä laiteriippuvuutta on pyritty vähentämään ottamalla käyttöön ns. RGB-profiileja, jotka pyrkivät karakterisoimaan eli kuvaamaan jonkin aivan tietyn RGB-laitteen muodostamat värit. Tärkeimpiä esimerkkejä ovat sRGB-väriavaruus, joka on sovitettu Internet-käyttäjän tarpeisiin, ja Adobe RGB (1998)-väriavaruus, jonka on ajateltu sopivan paremmin painopinnanvalmistajan tarpeisiin.

Painovärit

Eri puolilla maailmaa käytetään erilaisia painovärejä. Yhdysvalloissa käytettävät SWOP- painovärit ovat värisävyiltään aavistuksen erilaiset kuin eurooppalaiset, Eurostandard-tyyppiset painovärit. Aasian maissa käytetyt Toyo-painovärit ovat myös väreiltään hieman eri sävyiset kuin edellämainitut.

Jos verrataan erilaisten painovärien värisävyjä toisiinsa, huomataan, että esim. SWOP-keltainen -painoväri on hieman punertavampi kuin vastaava Eurostandardin mukainen väri: SWOP-keltainen sisältää hiukan enemmän punaisia aallonpituuksia heijastavia väripigmenttejä. Vastaavasti Eurostandardin mukainen magenta painoväri on hieman kellertävämpi kuin SWOP-standardin mukainen magenta väri. Suurimmat sävyerot löytyvät väreistä, joissa on sekä magentaa että keltaista: erityisesti oranssit värisävyt ovat erilaisia SWOP- ja Eurostandard-väreillä painettuina.

Tämä seikka tulee erityisesti ottaa huomioon värierotteluja tehtäessä. Oletusarvoisesti monessa RGB-CMYK-muunnokseen pystyvässä ohjelmassa (mm. Photoshopissa) on käytetty SWOP-värejä. Jos tätä oletusarvoa ei muuteta, on seurauksena hieman erisävyinen kuva kuin mitä on suunniteltu.

Myös väristandardit muuttuvat. Vuonna 1996 määritelty ISO 12647-standardi määrittelee mm. erilaisten painovärien värisävyt (eli toisinsanoen mitä aallonpituuksia ja millaisella voimakkuudella ko. värit heijastavat). Tämä standardi on hiljalleen korvaamassa vanhemman, DIN 16539-standardin, joka määritteli mm. Eurostandard-värien värisävyt. Uudempi ISO 12647 ei vielä toistaiseksi ole kovin vakiintuneessa käytössä Suomessa.

Tärkeimmät painovärityypit

• Eurostandard, käytössä Euroopan maissa
• SWOP, Standards for Web Offset Printing, käytössä Yhdysvalloissa
• Toyo-painovärit, käytössä Aasian maissa

Spottivärit

Edelläkäsiteltyjen prosessivärien lisäksi painotöitä tehdään usein myös omilla, juuri tarkoitusta varten sekoitetuilla väreillään. Tällaisia omia värejä kutsutaan usein mm. spottiväreiksi, koristeväreiksi, lisäväreiksi tai sekoiteväreiksi. Spottivärit painetaan usein 100%:n voimakkuudella (kompaktina), toisin kuin prosessivärit, joita usein yhdistellään erilaisina prosenttimäärinä. (Spottivärejä voidaan myös painaa sävyprosentteina (tint) jolloin voidaan saada käyttöön vielä laajempi skaala värejä.)

Tunnetuin spottivärivalmistaja maailmassa lienee yhdysvaltainen Pantone, Inc. Pantone on pai-novärivalmistaja, joka valmistaa mm. pariakymmentä valmiiksi sekoitettua väriainetta, joita edelleen sekoittamalla voidaan muodostaa useita tuhansia erilaisia värejä.

Pantone on erityisen kuuluisa ns. Pantone-viuhkoistaan, joita käyttämällä suunnittelijat voivat tarkasti valita haluamiaan värejä ja yksiselitteisesti kertoa painolle, millaisesta väristä on kysymys.

Kuva: Kaikille painopinnanvalmistajille tuttu Pantone-viuhka.

Pantone-spottivärit (viuhkan nimi Pantone Color Formula Guide)

Varmaankin yleisin käytössä olevista Pantone-viuhkoista. Kaikki viuhkassa olevat värit ovat 100% kompaktipintoja. Jokaisen värin kohdalla on kerrottu, mitä Pantone-perusvärejä ja missä suhteessa pitää sekoittaa, jotta haluttu väri saataisiin aikaan. Värinäytteet on painettu sekä päällystetylle että päällystämättömälle paperille.

Spotti-prosessivärisimulaatiot (Pantone Process Color Imaging Guide)

Tässä ohuemmassa viuhkassa on rinnakkain sekä 100% kompaktiväri että sellainen CMYK-väri, joka parhaiten vastaa kompaktiväriä. Viuhkaa selailemalla huomaa, että jotkin värit osuvat CMYK-arvoin aika lähelle, toisissa taas on reilusti toivomisen varaa. Noin puolet viuhkassa olevista väreistä on mahdottomia toistaa CMYK-värein.

Pantone-spottivärit on muutettu CMYK-muotoon värierottelun avulla. Erottelun on tehnyt Pantone, Inc. käyttäen omaa kaavaansa värien muodostamiseen. CMYK-prosenttiarvot ovat luettavissa värinäytteen alapuolelta. On tärkeää ottaa huomioon, että erottelua tehdessään Pantone on joutunut tekemään tiettyjä oletuksia: ensinnäkin väreinä on käytetty Yhdysvalloissa yleisiä SWOP-värejä, jotka taas Euroopassa ovat sangen harvinaisia. Toiseksi musta osaväri on laadittu lähes täysin akromaattiseksi, joten monissa väriyhdistelmissä käytetään mustaa väriä paljon enemmän kuin Suomen olosuhteissa olisi hyväksi. Näin ollen tässä Pantone-viuhkassa olevia CMYK-arvoja voi pitää korkeintaan ohjeellisina, ei suinkaan "absoluuttisena totuutena". Todelliseen tarkkuuteen pyrkivät ja korkeinta mahdollista värien tarkkuutta hakevat suunnittelija tai painopinnanvalmistajat eivät tämän viuhkan arvoja käytä, vaan tukeutuvat tarkempaan Europrocess-viuhkaan, tai vielä parempaan, oman kirjapainonsa valmistamaan prosessivärikarttaan.

Pantone CMYK-värit (Pantone Process Color System Guide)

Kolmannessa, Europrocess-viuhkassa esiintyvät värit ovat kaikki CMYK-värejä, eikä joukossa ole yhtään sellaista väriä, jota ei voisi Suomenkin olosuhteissa painaa. Tätä viuhkaa käyttämällä värejä voi valita erittäin tarkasti. On kuitenkin huomattava, etteivät näiden erityyppisten viuhkojen numeroinnit seuraa toisiaan lainkaan: värin numeron sijasta onkin parempi käyttää CMYK-prosenttiarvoa väriä määriteltäessä.

Hexachrome ja Hifi-painatus

Painotöitä voidaan tarvittaessa tehdä useammankin kuin neljän painovärin avulla. Viime vuosien aikana on kehitetty lukuisia erilaisia tekniikoita, joiden tarkoituksena on parantaa CMYK-painovärien puutteellista kykyä toistaa ympärillämme olevassa luonnossa esiintyviä värejä.

HiFi-painatuksella tarkoitetaan yleensä sellaisesta painotekniikkaa, jossa käytetään normaalin neljän värin asemasta joko kuutta tai seitsemää painoväriä. Alan standardit ovat vasta hitaasti syntymässä, mutta joitakin erityisen toimivia ratkaisuja on jo nyt löydetty:

6-värinen HiFi-painatus CcMmYK

Perinteisen syaanin, magentan, keltaisen ja mustan lisäksi 6v-HiFi–painatuksessa käytetään lisäksi vaaleaa syaania ja vaalea magentaa. Nämä auttavat erityisesti vaikeissa pastelli- ja ihonvärisävyissä.

6-värinen Pantone Hexachrome CMYKOG

Normaalien prosessivärien sijasta käytetään Pantonen omaa syaania, magentaa, keltaista ja mustaa väriä, jotka ovat huomattavasti puhtaammat kuin Eurostandardin mukaiset värit. Lisäksi mukana on oranssi ja vihreä väri. Tällä värivalinnalla saavutetaan se hyöty, että lisäväreissä (oranssissa ja vihreässä) voidaan käyttää samoja rasterikulmia kuin syaanissa ja magentassa. Syaania ja oranssia väriä ei nimittäin voi missään väriyhdistelmässä esiintyä samassa kohdassa (värit ovat toistensa vastavärejä), niinpä niiden rasterikulmat voivat olla samat. Tämä pätee myös magentaan ja vihreään väriin.

Hexachrome Cyan	Hexachrome Magenta	Hexachrome Yellow
Hexachrome Black	Hexachrome Green	Hexachrome Orange

Kuva: Pantone Hexachrome CMYKOG-erottelu, jossa on käytetty sekä vihreää että oranssia omaa painoväriään.

Pantone Hexachrome CMYKOG-painatus on saavuttanut melko suuren suosion, sillä 6-värisiä painokoneita on olemassa melko runsaasti, samoin kuin 6-väristen värierottelujen tekemiseen soveltuvia ohjelmistojakin.

7- tai 8-värisiä painokoneita on sen verran harvemmassa, että ensimmäiset HiFi-värikokeilut, jotka perustuivat stokastiseen rasterointiin ja seitsemään painoväriin, näyttävät jääneen 6-väripainatuksen jalkoihin.

Prosessivärikartta

Värien valitseminen edellä kuvattujen Pantone-viuhkojen avulla on ollut melko virheille altista puuhaa. Eräs helppo ja näppärä tapa tehdä tarkkoja värivalintoja on käyttää ns. prosessivärikarttaa.

Kuva: CMYK-värikartta 10%:n portain. Keltaisen värin osuus kasvaa isoissa ruuduissa ylhäältä alas ja vasemmalta oikealle, alkaen arvosta 0% ja päätyen 100%:n. syaani väri kasvaa ison ruudun sisällä vasemmalta oikealle, ja magenta kasvaa ylhäältä alaspäin.

Prosessivärikartta on sarja väriruutuja, joiden värit muuttuvat tiettyjen sääntöjen mukaisesti. Tavallisesti kaikki mahdolliset kolmen värillisen painovärin yhdistelmät käydään läpi 10%:n välein. Edellisellä sivulla olevassa kartassa on mukana myös 5%:n värisävy, joka lisää kartassa esiintyvien väriyhdistelmien määrän 1728:n.

Edellisen sivun värikartassa suurten neliöiden keltainen osaväri alkaa kasvaa nollasta sataan prosenttiin ylärivistä alkaen vasemmalta oikealle. Jokaisessa 12x12 ruudussa taas syaani väri kasvaa 10% välein vasemmalta oikealle, ja magenta ylhäältä alaspäin.

Monet kirjapainot ja reprot ovat itse valmistaneet tällaisia prosessivärikarttoja, koska ne ovat väreiltään tarkkoja ja verrattain helppoja valmistaa. Kaikki värin toistumiseen vaikuttavat tekijät, kuten mm. filmitulostimen linearisointi, painopellin kopioinnin valotusajat, painon ja paperin pisteenkasvu ym. näkyvät lopullisessa prosessivärikartassa.

HSB-väriavaruus

HSB-värimuoto (Hue, Saturation, Brightness)

Kuvan värisävyjä säädettäessä on toisinaan edullista käyttää muitakin värinmäärittelytapoja kuin RGB ja CMYK. Normaalisti ihmiset eivät ajattele jonkin kohteen värisävyä RGB-väreinä, ja vain harvat, vuosien kokemuksen tuomalla varmuudella varustetut skannerikuskit ja värierottelijat voivat heti kertoa jonkin kappaleen CMYK-värit. Tavallisesti ihmisille on helpompaa ajatella jonkin kappaleen värejä värien nimien (kuten tummanpunainen, vaaleansininen jne) perusteella.

HSB-väriavaruudessa värit määritellään niiden värisävyn, värikylläisyyden ja kirkkauden perusteella. Koska muuttuvia tekijöitä on kolme, voidaan HSB-väriavaruuden ajatella muodostavan kolmiulotteiden "pallon", jonka pinnalla -- ja sisällä -- värit muuttuvat tiettyjen lainalaisuuksien mukaan.

Värisävy

Värisävy (engl. hue) on sama kuin värin nimi. Se on värin se ominaisuus, joka erottaa sinisen punaisesta, keltaisen vihreästä, mustan valkoisesta. Kolmiulotteisessa HSB-väriesityksessä värisävy kiertää väriympyränä pitkin pallon päiväntasaajaa. Tavallisesti väin värisävy ilmoitetaan asteina pallon 0-meridiaanista lähtien. Kirkas punainen on 0º ja syaani 180º.

Kuva: Eri värisävyt kiertävät HSB-väripallon päiväntasaajaa väriympyränä

Värikylläisyys

Värikylläisyys (engl. saturation) tarkoittaa sitä miten puhdas, likaavista väreistä vapaa jokin väri on. Värikylläisyyden ollessa vähäinen on väri harmaa. Kolmiulotteisen väripallon keskustassa kaikki on harmaata, ja väri on kylläisimmillään ja puhtaimmillaan pallon ulkokehällä.

Kuva: Ympyrän kehällä värikylläisyys on voimakkaimmillaan ja värit ovat puhtaita ja kirkkaita. Sisäänpäin, kohti ympyrän keskustaa mentäessä värikylläisyys vähenee ja värit muuttuvat entistä harmaammiksi, muuttuen lopulta täysin harmaaksi.

Kirkkaus

Kirkkaus (engl. brightness) tarkoittaa sitä, miten kaukana puhtaasta valkoisesta tai puhtaasta mustasta väri on. Kirkkaus lisääntyy kohti pallon pohjoisnapaa (jossa kaikki on valkoista) siirryttäessä, ja vähenee etelänapaa lähestyttäessä (jossa kaikki on mustaa).

Kuva: Siirryttäessä kohti pallon pohjoisnapaa kaikki värit muuttuvat vaaleammiksi ja vaaleammiksi kunnes aivan pohjoisnavalla kaikki on puhtaan valkoista. Etelänapaa kohti siirryttäessä kaikki värit muuttuvat tummemmiksi ja tummemmiksi, lopulta mustiksi.

Lab-väriavaruus

Lab-värimuoto on kehitetty 1930-luvulla saksalais-ranskalais-englantilaisessa yhteistyössä ihmisillä tehtyjen havaintokokeiden perusteella. Jo ennestään tiedettiin, että mikä tahansa havaittavissa oleva väri voidaan määritellä kolmen eri muuttujan avulla: esimerkkejä ovat olleet RGB-muoto ja HSB-muoto (ja myös CMY-muoto, ellei väripigmenteissä esiintyisi ylittämättömiä käytännön ongelmia).

Lab-värimuodossa kuva on jaettu kolmeen eri komponenttiin: L-, a-, b-kanaviin. L-kanava on kuvan kirkkaus, ja se muistuttaa kuvaa ikään kuin mustavalkoisena esityksenä. a-kanava (huomaa, että se kirjoitetaan pienellä kirjaimella!) sisältää kuvan värisävyjen muutoksen vihreästä punaiseen, ja b-kanava värisävyt sinisestä keltaiseen.

Kuva muutettuna Lab-muotoon. L-kanava on kuvan kirkkaus.	a-kanavassa ovat värit vihreästä punaiseen...	b-kanavassa ovat värit sinisestä keltaiseen.

Lab-värimuodon määrittelyssä käytetyn matematiikan takia se on erityisen hyödyllinen värimuoto esimerkiksi värinhallintaa toteutettaessa. Lab-väriarvot eivät enää ole reseptejä, jotka olisi tarkoitettu jonkin tietyn laitteen käytettäväksi, vaan ihmisen värinäkökykyyn perustuvia laiteriippumattomia arvoja. Tästä syystä mm. Photoshop käyttää Lab-muotoa omana sisäisenä väriesitysmuotonaan tehdessään muunnoksia eri väriavaruuksien välillä. Lab-väriavaruus on myös kaikkein laajin väriavaruus, sillä se sisältää (määritelmänsä mukaan) kaikki silmin havaittavissa olevat värit. Lab-arvoja voi käyttää, vaikkei niillä määriteltyä väriä pystyisikään näyttämään tietokoneen RGB-monitorilla tai painotuotteessa. (RGB- ja CMYK-väriavaruudethan ovat suppeampia kuin Lab-väriavaruus).

LCH-väriavaruus

Lab-väriavaruuden ongelma -- sen tarkkuudesta ja teknisestä edistyksellisyydestä huolimatta -- on sen vaikea käyttö kuvanvalmistuksessa. On erittäin vaikeaa säätää kuvaa yrittäen mieltää miten a- ja b-kanavien muuttaminen vaikuttaa kuvan väreihin. Tästä syystä jotkut skannerivalmistajat (erityisesti saksalainen Heidelberg (ent. Linotype-Hell)) ovat ottaneet käyttöön Lab-väriavaruudesta johdetun LCH-väriavaruuden.

LCH-väriavaruus toimii periaatteessa samalla tavalla kuin HSB-väriavaruuskin, sillä erotuksella, että LCH on täysin laiteriippumaton väriavaruus. Kuvan värejä käsitellään niiden kirkkauden, värisävyn ja värikylläisyyden mukaan samoin kuin HSB-väriavaruudessakin.

CMYK-väriprosentit

Koska CMYK-väriarvot ovat vain kulloinkin värin toistamisessa käytetyn laitteen ominaisuuksista riippuvaisia reseptejä värien toistamiseen, on ehkä vaikeaa kuvitella, miten erilaisia väriarvoja sitten saataisiin turvallisesti määriteltyä. Ongelma ei onneksi ole kovin suuri:

Painokoneet ovat olleet olemassa lähes nykyisen kaltaisessa muodossa jo pitkään, ja CMYK-värien sekoittamisesta on ehtinyt kertyä valtava määrä kokemusta. Kokenut värierottelija tai painaja jo melkeinpä vaistonvaraisesti tietää, kuinka paljon kutakin väriä tulisi olla jotta jokin tietty väri saataisiin aikaiseksi. Harmi kyllä kestää aikansa ennen kuin tällainen mainio taito alkaa kehittyä, eikä sitä voi oikein oppia muuten kuin aktiivisesti harjoittelemalla.

On olemassa joitakin sellaisia väriyhdistelmiä, jotka on tärkeämpää saada oikein kuin jotkut muut. Sellaisia ovat värit, joita olemme tottuneet näkemään ja tunnistamaan päivittäin. Yleiseen elämänkokemuksen perusteella tiedämme, että terveen ja normaalin ihmisen ihonsävy ei esimerkiksi voi olla vihertävä. Samoin jos nelivärikuvassa oleva taivas punertaa, tiedämme jotakin olevan pielessä.

Harmaatasapaino

Harmaatasapaino on eräs värien säätämisen kannalta tärkeimpiä asioita. Harmaatasapainolla tarkoitetaan tilannetta, jolloin kuvassa esiintyvä harmaaksi tai valkoiseksi tarkoitettu kohde myös todellakin on väriltään neutraali eli harmaa. Neutraalilla tarkoitetaan väriä, joka ei sinerrä, ei punerra, ei kellerrä eikä viherrä, vaan on joko täysin valkoinen, harmaa tai musta. Tällaisia kohteita voivat olla esim. kuvassa olevat miesten valkoiset kauluspaidat, valkoinen paperi, harmaat teräsesineet tai kankaat jne. Koska yleisen elämänkokemuksen perusteella tiedämme esim. paperin olevan tavallisesti valkoista, niin osaamme nelivärikuvassakin olettaa sen olevan valkoista eikä esim. punertavaa.

RGB-väreillä harmaatasapaino on helppoa saavuttaa. Kun kaikki RGB-väriarvot ovat yhtä suuria, on kohdekin väriltään neutraali. Tästä syystä harmaatasapaino on erityisen helppoa säätää RGB-muodossa. Keskiharmaa olisi näin väreiltään R=128, G=128, B=128.

CMYK-muodossa harmaatasapaino on hieman mutkikkaampi säädettävä. Painoväreissä olevista puutteellisuuksista johtuen syaania väriä tarvitaan harmaissa kohteissa enemmän kuin muita värillisiä värejä. (Mustaa väriä ei tarvitse harmaatasapainoa säädettäessä ottaa huomioon, koska se normaalisti vain lisää kuvan tummuutta, mutta ei vaikuta sen värillisyyteen.)

Eurostandard-värien mukaan erotellussa kuvassa tulisi syaania väriä olla (keskiharmaassa) noin kymmenkunta prosenttiyksikköä enemmän kuin magentaa ja keltaista. Magentan ja keltaisen tulisi olla lähes samat, mutta keltaista mieluummin aavistuksen enemmän kuin magentaa.

SWOP-värien mukaan erotellussa kuvassa tulisi syaania olla (keskiharmaassa) noin kymmenkunta prosenttiyksikköä enemmän kuin magentaa ja keltaista, jotka ovat määrältään suunnilleen samat. Magentaa voi olla yksi-kaksi prosenttiyksikköä enemmän kuin keltaista.

Neutraaliharmaa Eurostandard-väreillä				Neutraaliharmaa SWOP-väreillä
Vaalea	Keskis.	Tumma		Vaalea	Keskis.	Tumma
C 5	C 50	C 80		C 5	C 50	C 80
M 2	M 38	M 70		M 2	M 41	M 72
Y 3	Y 42	Y 72		Y 2	Y 40	Y 71

Eurostandard- ja
SWOP-värien erot

Eurostandard-värien mukaan erotellun kuvan harmaatasapaino. Huomaa, miten syaani on aina magentan ja keltaisen yläpuolella. Magentaa ja keltaista on melkein yhtä paljon, mutta keltaista on kuitenkin hiukan enemmän kuin magentaa.		SWOP-värien mukaan erotellun kuvan harmaatasapaino. Syaani on koko ajan magentan ja keltaisen yläpuolella. Magentaa ja keltaista on melkein yhtä paljon, mutta magentaa on kuitenkin aavistuksen verran keltaista enemmän.

Ylläolevassa taulukossa näkyy kahden erilaisen painovärityypin harmaatasapainot. Vasemmanpuoleisessa taulukossa on kuva eroteltu Eurostandard-värejä käyttäen, ja oikeanpuoleisessa SWOP-värejä käyttäen. Huomaa, miten syaani väri on molemmissa taulukoissa selkeästi magentan ja keltaisen yläpuolella.

Magentan ja keltaisen keskinäinen ero ei ole kummassakaan kuvaajassa kovin suuri. Eurostandard-väreissä pitää olla pieni ero keltaisen värin hyväksi; keltaisen tulisi olla hieman magentaa korkeammalla kautta linjan. SWOP-väreissä magentan ja keltaisen ero on paljon pienempi, vain enintään parin-kolmen prosenttiyksikön luokkaa. Magenta voi olla ehkä hieman keltaista korkeammalla.

Photoshop ei aina menesty Eurostandard-väreillä tehtävissä erotteluissa kovin hyvin. Usein käy niin, että kuvaan tulee liian paljon magentaa, joka täytyy sitten käsin korjata ylläolevan harmaatasapainon mukaiseksi.

Muistivärit

Seuraavassa on joukko taulukoita, joita voi käyttää hyväkseen säätäessään kuvan sävyjä kohdalleen. Erityisesti ihmisen ihonsävyihin kannattaa kiinnittää huomiota.

Eurooppalainen, vaalea ihonsävy on koostumukseltaan seuraava:

Magenta väri määrittelee ihonsävyn tummuuden. Normaali vaihteluväli on 15% - 50% ihon tummuudesta riippuen. Keltaista väriä pitää olla n. 5 - 10 prosenttiyksikköä enemmän kuin magentaa. Normaali vaihteluväli on 20% - 55% magentan värin mukaan. Syaani väri määrittelee miten päivettyneeltä iho näyttää. Normaali vaihteluväli on n. 5% - 15%, mutta kuitenkin maksimissaan 1/3-osa magentan määrästä.

Kuva: Ylärivillä erilaisia ihmisen ihonsävyn CMYK-prosentteja. Alarivillä sininen taivas, neutraali harmaa, sininen vesi ja vihreää ruohoa. Eri värisävyjen tarkoilla CMYK-arvoilla on vähemmän merkitystä kuin värien keskinäisillä voimakkuussuhteilla!