Mer om färger

1. Inledning

Den här sidan ger en lite djupare förklaring till vad färger är. Letar du efter information om hur man använder färger på en hemsida skall du i stället läsa sidan Färgerna på din hemsida. Gå dit >

Vetenskapsmän har genom århundraden funderat över varför vi upplever just de färger vi gör och om vi upplever samma färger. Man har också funderat över ljusets fysikaliska egenskaper. Att redogöra för denna forskning är inte möjligt av platsskäl. Men en liten del skall jag berätta om här.

2. Vad är färg?

Enkelt uttryckt är det vi upplever som färg egentligen ljus med olika våglängd. Det synliga ljuset är en pytteliten del av alla våglängder som finns. Blått ljus har kort våglängd och rött längre - från ungefär 400 till 750 nm. "nm" står för nanometer och storleken nano är detsamma som 10^-9 meter.

Det vi kallar färg är egentligen en upplevelse av färg som kommer av att ögats ljusreceptorer stimuleras. De stimuleras olika beroende på vilken våglängd ljuset har.

En viss våglängd ger upphov till en viss färg. Detta kan man se då ljuset lyser då det regnar och en regnbåge visar sig. Olika våglängder ger då upphov till olika färger. Fenomenet kallas dispersion.

Normalt ser vi inte regnbågens alla färger i ljuset. Det beror på att ljuset inte är uppdelat i olika våglängder utan träffar ögats receptorer samtidigt. Olika föremål i vår omgivning reflekterar dock ljuset olika och därmed uppstår upplevelsen av färg.

Om alla våglängder träffar ögat samtidigt så upplever vi vitt ljus. Ju färre våglängder som ögat förnimmer desto mörkare tycker vi att det är. Svart är alltså ingen färg i den här meningen utan endast frånvaron av ljus.

Hur ljuset reflekteras i vår omgivning och de sätt ögat kan uppfatta ljusets våglängder kan man läsa om i böcker om fysik, kemi, fysiologi och perception (psykologi, filosofi, osv).

3. Additiv färgblandning

De färger vi upplever skapas alltså av ljus med olika våglängd. Man har upptäckt att samma färg kan åstadkommas antingen med en enda våglängd eller kombinationen av flera olika våglängder.

Rent matematiskt är detta alltså två olika saker, men vi upplever samma färg. Detta har gett upphov till en omfattande vetenskap om färglära och färgblandningar. Man har t.ex funnit att det räcker med rött, grönt och blått för att skapa vitt ljus. Detta ligger i sin tur till grund för RGB-färgsystemet, som vi använder då vi gör hemsidor.

Tre färger som tillsammans bildar vitt ljus kallas primärfärger. Men självklart kan primärfärgerna också bilda andra färger om de blandas på olika sätt. Det ser du om inte annat framför dig, eftersom bildskärmars färger skapas genom att röda, gröna och blå punkter belyses. Läs mer på sidan om hur bildskärmar fungerar. Läs mer >

När man blandar ljus med hjälp av de tre primärfärgerna pratar man om additiv färgblandning. Som du ser bildar rött och grönt gult. Blått och grönt ihop blir en turkos färg och blått och rött en rosa.

Den turkos färgen brukar man kalla cyan och den rosa magenta. När vi tittar på färgkoden för dessa färger, enligt RGB-systemet, får vi följande:

Blått Magenta Rött Gult Grönt Cyan Vitt

0000FF FF00FF FF0000 FFFF00 00FF00 00FFFF FFFFFF

Cyan, gult och magenta saknar egenskaperna som primärfärgerna har. Man kan t.ex inte blanda vitt av dem. Men eftersom de uppstår direkt ur primärfärgerna kallar man dem ibland för sekundärfärger.

Vad händer då om man blandar sekundärfärgerna med varandra? En egenskap de har är att de kan användas för att skapa andra färger. En annan egenskap de har är att de tillsammans med en primärfärg kan skapa vitt.

Två färger som tillsammans kan skapa vitt ljus kallar man komplementfärger. Grönt och magenta är t.ex komplementfärger.

Det är ju ganska logiskt om man tänker att magenta i sin tur uppstår ur rött och blått.

I bilden här till höger har jag dragit ett streck mellan de färger som räknas som komplementfärger.

Man säger också att blått, gult, rött och grönt är unika komplementfärger. Det innebär att deras blandningar ärver deras egenskaper. Om man t.ex blandar rött och gult får man orange och om orange blandas med en motsvarande blandning av blått och grönt, d.v.s med blågrönt, bildas grått. Blandfärgerna bevarar alltså de unika färgernas egenskaper.

De som arbetar professionellt med färger måste veta hur olika färger påverkar varandra. För det är nämligen så att färgerna inte alltid behöver blandas för att underliga effekter skall uppstå. Det kan räcka med att två färger gränsar till varandra för att en färgdistorsion skall uppstå. En grå yta mot en blå bakgrund kan t.ex se gulaktig ut, vilket kanske inte alls är vad man tänkt sig.

Du kan läsa mer om sådana effekter på sidan om kontraster. Gå dit >

4. Subtraktiv färgblandning

Utifrån vad vi lärde oss i förra avsnittet kan en vit skjorta antas reflektera rött, grönt och blått ljus. Men om den inte reflekterar rött ljus kommer den i stället att se turkos ut, eftersom det blå och gröna ljus som reflekteras bildar just denna färg.

Utifrån vilken färg ett material reflekterar kan man alltså räkna sig fram till vilket ljus det absorberar. Denna princip kallas för subtraktiv färgblandning.

Matematiken ser ut så här: Om Vitt = Rött + Grönt + Blått och vi tar bort Rött, så blir formeln:

(Rött + Grönt + Blått) - Rött -> Grönt + Blått -> Cyan

För att göra detta mer åskådligt - eller möjligen ännu mer komplicerat - kan man sedan också utgå ifrån vilken färg som reflekteras och försöka räkna fram vilken färg som har absorberats.

Om skjortan är gul så blir formeln:

Gul = Rött + Grönt -> Blått

Det är alltså blått som absorberas. Bilden här till höger visar detta. Om något är gult så ser man att denna färg bildats av rött och grönt, som syns i de mindre fälten, och blått absorberas eftersom den ligger på den motsatta sidan.

Jag hoppas att du ser färgerna bra på din bildskärm. I mitten är allt ljus borttaget och där skall det alltså vara svart. Kring det svarta finns grönt, rött och blått. Utanför dem finns de färger som brukar kallas primärfärgerna inom den subtraktiva färgblandningen: cyan, gult och magenta.

Den som arbetar med färgpigment och att blanda färger i en målarlåda, måste känna till hur olika färger kan framställas. Bilden försöker visa hur denna typ av färgblandning går till. Blandar man t.ex cyan och magenta så får man blått, eftersom pigmentet suger åt sig ljus. Färgen blir alltså mörkare.

Alla sådana här exempel går självklart att göra precis hur komplicerade som helst. På mina sidor med surftips har jag en del information om sajter att leta vidare bland. Titta särskilt på sidan med länkar till bildbehandling och grafisk design, men även till typografi och teckensnitt.

5. RGB och CMYK

För att kunna veta vilken färg man använder har man tagit fram olika sätt att beskriva färger. Men eftersom man kan blanda färger på två olika sätt, additivt eller subtraktivt, måste man också ha olika färgbeskrivningar.

RGB

Rött, grönt och blått är primärfärgerna i den additiva färgblandningen. Du som färgkodar din hemsida är van vid de här färgerna. De förkortas RGB och man brukar i HTML-sammanhang tala om en viss färgs RGB-kod, som alltså säger hur mycket rött, grönt och blått som ingår i den.

CMYK

Cyan, magenta och gult är primärfärgerna i den subtraktiva färgblandningen. Färgbeskrivningen för dessa färger kallas CMYK där bokstaven "K" står för Key och är oftast svart. Denna "nyckelfärg" kallas också processfärg eftersom den används inom den grafiska industrin, då man vill kunna fördjupa mörka partier i en bild.

Färgerna ser likadana ut på bildskärmen, men används alltså i olika sammanhang. På bildskärmen simuleras CMYK, men används i praktiken inte förrän vi skriver ut vår bild.

Det finns många olika varianter av CMYK, bl.a en europeisk, en japansk och en amerikansk. Ibland kallas de CMYK, men ibland ser man även beteckningen CMGS (cyan, magenta, gult och svart).

Om du köper ett amerikanskt program eller hårdvara och vill kunna arbeta professionellt, måste du alltså vara på din vakt, så att du får rätt nyans.

Med CMYK, enligt den europeiska skalan, kan man skapa över 1300 nyanser i tryck. Detta sker genom att tre olika raster används: ett med cyan, ett med magenta och ett med den gula färgen. Rastren läggs ovanpå varandra, med viss förskjutning. Rastertekniken för var och en av färgerna följer principerna jag beskrev på sidan om bildtyper. Läs mer >

På det sättet kan man skapa nästan alla färger som finns i naturen. Åtminstone i teorin. I praktiken måste man nämligen använda ytterligare ett raster, ett svart. Detta för att kompensera för "orena" färger. För när man blandar cyan, magenta och gult skall det i teorin bli svart. Men i praktiken blir den svarta färgen ofta flammig och inte riktigt svart. Den främsta anledningen är att skrivare inte är perfekta: de blandar helt enkelt inte till färgerna tillräckligt bra. Dessutom: om man använder ett svart pigment, slipper man använda tre färger för att få svart och det blir naturligtvis mycket billigare.

6. Färgton, klarhet och mättnad

Vi har hittills sett hur färger kan blandas, men nu skall vi titta lite närmare på hur färger kan klassificeras. Forskare som sysslar med färger och människans perception av färger, använder sig av några olika färgdimensioner:

• Hue som är engelska för det vi kallar färgton, kulörton, färgnyans, färgvalör, m.m och anger alltså vilken färg det är: himmelsblått, rött, olivgrönt, o.s.v.
• Brightness betyder klarhet eller ljusintensitet och anger hur mycket ljus (vitt) eller mörker (svart) som finns i färgen.
• Saturation talar om mättnadsgraden hos färgen, dvs hur mycket rött som finns i den röda färgen.

Här är en bild som visar relationerna mellan de tre dimensionerna:

Hur skall bilden tolkas? Jo, brightness (ljusintensiteten) representeras av den genomgående axeln. Ju längre upp (ner) på axeln färgen befinner sig, desto ljusare (eller mörkare) är den. Pilen uppåt kan alltså sägas representera ljusheten och pilen neråt hur mörk färgen är.

Nästa dimension är saturation (färgmättnaden). Också den berör gråskalan, på så sätt att ju närmare den genomgående axeln färgen befinner sig, desto mindre färg har den, och ju längre från axeln färgen ligger, desto färgrikare är den. I min bild syns kanske detta lite otydligt och det beror på att jag använt ett ganska enkelt ritprogram. Men den ljusare färgen innanför den mörkare skall alltså markera att vi har en mindre mättad färg.

Den sista dimensionen, hue (färgkulören) går runt den genomgående axeln, snarare än längs med den. Det som varierar är alltså om färgen är röd, grön, blå, etc, men inte ljusheten eller mättnaden.

Den bild jag ritat visar alltså en skiss av de tre färgdimensionerna. Dessutom visas bara en bråkdel av alla möjligheter som finns. Vi kan tänka oss vad som händer om skivan flyttas uppåt längs axeln: då blir samtliga färger ljusare. På motsvarande sätt om skivan skjuts nedåt: då blir färgerna mörkare.

Om vi tänker oss att vi visar alla möjligheter samtidigt får vi en sfär eller ett klot. Det beror på att färgerna längst upp på axeln har så mycket ljus i sig, att de blir nästan vita. Den skiva du ser krymper alltså genom att färger inte längre kan vara lika mättade, då de blivit tillräckligt ljusa. Samma effekt uppstår längre ner: är en färg för mörk kan den inte längre vara färggrann. Blått blir t.ex till sist svart. Därför blir resultatet, att de tre dimensionerna blir förvrängda längst upp och längst ner på axeln.

Många färgforskare har försökt visa de tre färgdimensionerna genom att framställa dem som ett klot. Det intressanta är nämligen inte bara att det blir ett klot, utan dessutom också att klotet i vissa fall inte blir helt runt, utan ojämnt i formen; som en dåligt pumpad fotboll!

Vad beror det på? Jo, vissa färger är av naturen ljusare än andra. Gult är t.ex generellt sett ljusare än blått, grönt och rött. Det gör att gult har en proportionellt sett större andel av skivan när den befinner sig långt upp på axeln, och en ganska liten del av skivan när den ligger långt ner på axeln. Blått, som kan vara väldigt mörk, får däremot en större del av klotets undersida, och därmed får det en förvrängd form.

7. Kromatiska och akromatiska färger

Som du nu förstår är färgton (hue) och mättnad (saturation) egenskaper hos färger, medan ljusintensitet (brightness) även finns hos gråskalor. Vi såg i bilden ovan, att den genomgående axeln inte representerar några färger, utan ljus. Men här blir det lite svårt att hålla isär begreppen, för man säger ju att nåt har "en vit färg" eller använder attribut som color="black". Så är svart och vitt färger eller inte?

För att kunna skilja mellan de här olika sätten att uttrycka sig använder man ofta orden "kromatisk" och "akromatisk". Kromatiska färger är sådana som rött, grön och gult, alltså sådana som ligger runt den genomgående axeln i bilden ovan. Akromatiska färger är då sådana som inte ligger runt den genomgående axeln, utan som utgör den genomgående axeln. Akromatiska "färger" är alltså svart, grått och vitt.

Det här gör att vi kan tala om färgmättnaden (saturation) som ett mått på färgens kromatiska egenskaper. Ljusintensiteten (brightness) är då hur mycket ljus den innehåller. Färgtonen (hue) anger då den våglängd färgen har. Våglängden och ljusintensiteten kan vara desamma för två färger, som ändå ser olika ut, tack vare olika mättnad. De tre dimensionerna är alltså oberoende av varandra.

8. HLS, HSB, CIELAB och andra färgbeskrivningar

Varför pratar man då om färgers olika dimensioner på det här sättet? Jo, därför att man vill kunna förklara och förstå hur det mänskliga ögat upplever färger. Tag t.ex orange, som ju är en blandning mellan gult och rött. Använder vi RGB- eller CMYK-klassificeringen skulle vi vara tvungna att beskriva färgen som en blandning.

Men vi upplever ju inte orange som en blandad färg! Vi upplever ju orange som en homogen färg. Därför har man utvecklat ett sätt att i stället beskriva en viss färg och dess nyans, ljushet och mättnad.

I ett (bra) ritprogram kan man därför inte bara ställa in en färgs nyans med RGB eller CMYK, utan också dess ljushet och mättnad. Titta efter förkortningar som HSB (Hue, Saturation, Brightness) eller den motsvarande HLS (Hue, Luminance, Saturation), som båda låter dig förändra färgens tre dimensioner oberoende av varandra.

Ett annat system är CIELAB (Commision Internationale d"Eclairage Laboration). Det används mest inom den grafiska industrin och är ett mycket fint instrument för manipulering av olika färger och deras dimensioner.

En annan vanlig standard inom den grafiska branschen är PMS (Pantome Matching System). Systemet består av blandningsrecept för flera tusen nyanser. Dess nyanser finns tryckta i provböcker och finns som standard i de flesta professionella layout- och bildprogram. Varje färgnyans har även ett nummer och anges t.ex som PMS 185.

Sedan har olika program också egna verktyg för detta. EFI heter ett sådant. Det bygger på CIELAB och finns bl.a i QuarkXPress. Även Photoshop har ett liknande system.

Tack till Roberto Delzanno och 005 för hjälpen med denna sida!