LÝ THUYẾT MÀU SẮC, CÁCH CẢM NHẬN MÀU SẮC

Lịch sử phát triển các chất màu Trừ màu xanh chàm và màu đỏ alizarin là có độ bền màu cao, nhìn chung thuốc nhuộm thiên nhiên có độ bền màu thấp, nhất là với ánh sáng, cường lực màu nhỏ

CHƯƠNG 2

LÝ THUYẾT MÀU SẮC

1

2.1 Màu sắc và lịch sử phát triển các chất màu

2.1.1 Lịch sử phát triển các chất màu

2.1.2 Hiện tượng quang học của ánh sáng thấy được

2.1.3 Cấu tạo mắt và hiện tượng cảm nhận màu sắc của mắt 2.1.4 Tính chất của ánh sáng thấy được

2.2 Lý thuyết màu hiện đại

2.2.1 Lịch sử lý thuyết màu hiện đại

2.2.2 Thuyết điện tử về hợp chất hữu cơ có màu

NỘI DUNG

2.1 Màu sắc và lịch sử phát triển các chất màu

2.1.1 Lịch sử phát triển các chất màu

Từ thời thượng cổ loài người đã biết sử dụng thuốc nhuộm thiên nhiên lấy từ thực vật và động vật Bằng các mẫu

vật khai quật được ở Kim Tự Tháp Ai Cập, ở Trung Quốc và Ấn

Độ người ta xác định rằng trước công nguyên 1500 năm người Ai Cập đã biết dùng indigo (màu xanh chàm) để nhuộm vải và sử dụng phổ biến alizarin lấy từ rễ cây marena để nhuộm màu đỏ ,

sử dụng campec chiết từ gỗ sồi để nhuộm màu đen cho len và lụa

tơ tằm.

Ngoài ra người ta còn chiết xuất được các vàng, tím, đỏ-tím từ một số loại cây khác nhau.

2.1 Màu sắc và lịch sử phát triển các chất màu

2.1.1 Lịch sử phát triển các chất màu

Trừ màu xanh chàm và màu đỏ alizarin là có độ bền màu cao, nhìn chung

thuốc nhuộm thiên nhiên có độ bền màu thấp, nhất là với ánh sáng, cường

lực màu nhỏ do chứa trong phân tử hệ thống mang màu kém bền.

Hơn nữa hiệu suất khai thác thuốc nhuộm từ thực vật rất thấp, phải

dùng nhiều tấn nguyên liệu mới thu được 1 kg thuốc nhuộm, nên giá thành rất cao Vì vậy đến nay hầu hết thuốc nhuộm thiên nhiên đã bị thay thế bằng thuốc nhuộm tổng hợp, số còn lại chủ yếu được dùng để nhuộm thực phẩm hoặc nhuộm vải của các dân tộc ít người theo phong tục cổ truyền.

Đến nay người ta đã xác định được công thức cấu tạo của một số thuốc nhuộm thiên nhiên theo từng loại màu, từ đó đã đánh giá được tính chất sử

dụng của chúng.

Thuốc nhuộm màu tím Tyrian

Bảng màu cơ bản cho thuốc

nhuộm thiên nhiên xuất hiện:

màu chàm cho đến màu xanh

Bảng màu cơ bản được duy trì

Thuốc nhuộm tổng hợp ra đời

Màu đỏ cánh kiến

(màu tím Tyrian biến mất)

Màu Tên Động / Thực Vật

Vàng Rễ cây nghệ (châu Á, Trung Đông)

Hoa rum khô (châu Á, Trung Đông)

Vỏ sồi (Bắc Mỹ)

Xanh Cây tùng lam (Ấn Độ, Ai Cập, Nam Mỹ)

Cây chàm (Châu Âu)

Đỏ Rễ cây thiên thảo (Châu Á, Châu Âu)

Gỗ đỏ của một số cây vùng nhiệt đới

Đen Cây vang (Trung Mỹ)

độ bền màu ánh sáng ???

2.1.2 Hiện tượng quang học của ánh sáng thấy được

Ánh sáng nhìn thấy, tia cực tím, tia X, sóng radio, sóng

truyền hình…tất cả đều là những dạng năng lượng điện

từ được truyền trong không gian dưới dạng sóng, cũng

giống như các bức xạ điện từ khác được đặc trưng bởibước sóng , tần số , hoặc chu kỳ T, với  =1/T hoặc c = .



Theo định luật lượng tử, khi vật thể hấp thụ một tia sáng, năng lượng chuyển tới vật thể được tính theo công thức:

Bức xạ sóng Ánh sáng

Nguyên tử hấp thu năng lượng

Vật được chiếu sáng

Trạng thái kích thích

Bước nhảy năng lượng 35 kcal (tia đỏ) – 70 kcal (tia tím)

• Không có sự tham gia của mắt người thì không có ý niệm về màu

sắc.

• Trên cơ sở của thuyết 3 màu, người ta giải thích rằng mắt cảm thụ

được màu, phân biệt được các sắc thái khác nhau trong thiên nhiên

là do sự phối hợp của 3 màu cơ bản: đỏ, xanh lục và xanh lam.

• Khi mắt nhận được thông tin màu dưới dạng năng lượng sóng của ánh sáng thì hệ thống dây thần kinh thị giác sẽ truyền hình

ảnh về não, ở đây não sẽ tập hợp thông tin và dựng lên các yếu tố về

màu sắc của vật.

2.1.3 Cấu tạo mắt và hiện tượng cảm nhận màu sắc

của mắt

• Võng mạc của mắt được cấu tạo từ 2 tế bào hình que và hình nón:

• Các tế bào hình que làm nhiệm vụ phân biệt sự khác nhau về

cường độ của hình ảnh ánh sáng tạo trên võng mạc, không tham

gia vào việc cảm nhận màu thị giác.

• Các tế bào hình nón có ba miền nhạy cảm cực đại tương ứng với

các bước sóng của các màu: đỏ, xanh lục (đúng là vàng lục) và xanh lam

2.1.3 Cấu tạo mắt và hiện tượng cảm nhận màu sắc

của mắt

Màu sắc của vật thể phụ thuộc vào:

11

2.1.3 Cấu tạo mắt và hiện tượng cảm nhận màu sắc

của mắt

Color Theory

12

2.1.4 Tính chất của ánh sáng thấy được

2.1.4 Tính chất của ánh sáng thấy được

2.1.4 Tính chất của ánh sáng thấy được

Red Orange Yellow Green Blue Indigo Violet

15

2.1.4 Tính chất của ánh sáng thấy được

2.1.4 Tính chất của ánh sáng thấy được

2.1.4 Tính chất của ánh sáng thấy được

A computer monitor pixel is composed of 3 subpixels (each a tiny transistor) with red, green, and blue filters Through the careful control and variation of the voltage applied, the intensity of each subpixel can range over 256 shades Combining the subpixels produces a possible palette of 16.8 million colors (256 shades of red x 256 shades of green x 256 shades of blue)

18

Additive (màu cộng) and subtractive (màu trừ) colors are

Subtractive primary colors

(pigments) Primary

22

Complementary (màu bù, màu bổ trợ)

26

Harmony (Sự hòa hợp màu)

27

Harmony (Sự hòa hợp màu)

Harmony (Sự hòa hợp màu)

Harmony (Sự hòa hợp màu)

Saturation

(độ bão hòa)

white

32

(độ sáng)

black

33

(value)

34

Warm Cool

Temperature

35

Transparency Opacity

36

Prismacolor pencils on Cronaflex

drafting film Image was backpainted

white, then shadows added with

carbon dust on the back of the film.

Details were enhanced with knife and

graphite pencil Lady beetle by

George Venable.

37

Iridescence

violet blue

darkest emerald green

dark emerald green

black

dark emerald green

1 Thuyết mang màu của O.witt

Đưa ra năm 1876 liên hệ độ sâu của màu sắc với cấu trúcphân tử Những nhóm mang màu quan trọng được O.Witt

đưa ra:

2.2.1 Lịch sử lý thuyết màu hiện đại

2.2 Lý thuyết màu hiện đại

Màu sâu hơn có thể tạo thành từ những nhóm sinh màu(chromogen) Màu sẽ sâu hơn khi:

• LK nối đôi cách của hệ thống mang màu dài hơn

• Tăng số nhân thơm từ cấu trúc đơn giản thành cấu trúc

đa nhân

• Tăng số nhóm cacbonyl LK trực tiếp với nhau

• Tăng LK nội phân tử mà không phá vỡ hệ nối đôi tiếpcách

2.2.1 Lịch sử lý thuyết màu hiện đại

• Chuyển nhóm tạo màu thành dạng muối hoặc alkyl hóanhóm amin Vd: -OH -> -O-, -NH2 -> -NR1R2

• Tuy nhiên khi:

 Alkyl hóa nhóm OH (-OH -> -OR)

 Chuyển nhóm trợ màu vào vòng thơm màu sẽ nhạt đi

2.2.1 Lịch sử lý thuyết màu hiện đại

2 Thuyết màu quinoit

Nhân thơm dạng quinoid:

2.2.1 Lịch sử lý thuyết màu hiện đại

3 Thuyết nguyên tử chưa bão hòa

• Các hợp chất hữu cơ có chứa các nhóm cacbonyl (>C=O) màu của chúng sẽ sâu hơn dưới tác dụng của axit hay muối.

• Ngoài ra một số thuyết khác đã phát hiện các nhóm mang màu là những nhóm nguyên tử chưa bão hòa hóa trị, và khi chuyển sang dạng ion màu sẽ sâu hơn.

2.2.1 Lịch sử lý thuyết màu hiện đại

4 Thuyết dao động màu

• Sự hấp thu chọn lọc các tia sáng là kết quả của sự giaothoa giữa dao động của các tia sáng trong vùng nhìn thấy

đồng bộ với dao động của các liên kết nội phân tử trongcác hợp chất hữu cơ chưa bão hòa

• Bước tiến mới trong việc giải thích bản chất của màu sắc

2.2.1 Lịch sử lý thuyết màu hiện đại

• Trạng thái nhiễm sắc xuất hiện khi ở một đầu hệ thống mối liên kết nối đôi cách chứa nhóm nhường điện tử như ; -NH2, -NR2, -

OH, -OR, -CH3, -Cl; và ở đầu kia nhóm hút điện tử như -NO2,

-SO3H, -COOH, CN.

• Do kết quả tương tác của các nhóm này qua hệ thống liên hợp làm phát sinh trạng thái đặc biệt trong phân tử đó là sự cạnh tranh điện tích của các nhóm ở 2 đầu hệ thống liên kết nối đôi cách, chuyển hợp chất sang trạng thái có màu.

5 Thuyết nhiễm sắc

2.2.1 Lịch sử lý thuyết màu hiện đại

• Khi 1 phân tử hấp thu năng lượng bức xạ điện từ, phân tử có thể trải qua nhiều dạng kích thích: kích thích chuyển dịch điện tử, kích thích quay, kích thích làm biến dạng dây nối liên kết, kích thích làm thay đổi spin hạt nhân.

• Năng lượng trong vùng ánh sáng nhìn thấy chủ yếu gây ra sự chuyển dịch của e lớp bên ngoài (e hóa trị) Khi hấp thụ ánh sáng thì hợp chất màu sẽ tiếp nhận năng lượng của photon làm các điện tử vòng ngoài bị chuyển sang trạng thái kích thích, sau đó phần năng lượng này có thể chuyển sang các dạng: quang năng, hóa năng, nhiệt năng…và hợp chất màu sẽ chuyển sang trạng thái ban đầu.

2.2.2 Thuyết điện tử về hợp chất hữu cơ có màu

Sự hấp thụ năng lượng ở vùng bước sóng dài chủ yếu gây ra sự chuyển dịch điện tử n, p*, p p* Do vậy các hợp chất hữu cơ mang màu thường là những hợp chất có hệ thống nối đôi cách dài trong phân tử.

2.2.2 Thuyết điện tử về hợp chất hữu cơ có màu

 Như vậy theo thuyết mang màu thì hợp chất hữu cơ có màu vì trong phân tử của chúng có chứa nhóm mang màu là những nhóm chưa bão hòa hóa trị

 Những nhóm mang màu quan trọng thường gặp:

ánh sáng trắng

Đỏ

cam

 Các khái niệm liên quan đến màu sắc:

Là những màu nhận được khi phân tích ánh sáng trắng ra thành những tia màu hợp thành nhờ những dụng cụ quang học

Mỗi màu được đặc trưng bằng một thứ ánh sáng nhất định

từ 380 – 760nm, gọi là màu đơn sắc có màu tươi và thuần sắc

49

 Các khái niệm liên quan đến màu sắc:

ánh sáng trắng

Đỏ cam

52

Ánh sáng mặt trời mà mắt con người cảm nhận được chính

là ánh sáng trắng gồm bảy màu đơn sắc có bước sáng khác nhau: chàm, tím, xanh lam, xanh lục, vàng, cam và đỏ.

 Giữa bảy màu này là các màu trung gian do kết quả phối

ghép của hai màu lân cận

Tên màu Bước sóng nm Tên màu Bước sóng nm

Vàng Vàng cam

Da cam

Đỏ cam Đỏ

Cực đỏ

580 590 600 610 650 780

53

Tam giác màu được biểu hiện như sau:

Đỏ

Da camTím

Xanh lục

54

 Công nghệ phối phép màu

 Phải dùng thuốc nhuộm cùng lớp theo phân lớp kỹ thuật và

có các tính chất kỹ thuật tương tự nhau

 Nhuộm vải pha cần chọn các loại thuốc nhuộm:

• không tích điện trái dấu

• không chứa các phụ gia có tính chất phụ nhau (làm cho dung dịch bị kết tủa hoặc biến màu, khó ghép đồng màu)

55

 Công nghệ phối phép màu

 Công nghệ phối ghép màu

a Các hệ thống biểu diễn màu sắc

 Mỗi màu có một vị trí nhất định được xác định bởi ba đại lượng:

• Tông màu hoặc ánh màu (H-hue ol metamerism)

• Độ bão hòa hoặc độ thuần sắc (C- Saturation)

• Độ sáng (L- lightness)

 Cơ sở của sự thể hiện màu bằng số lượng trên bản màu CIE, mỗi

màu được xem là hỗn hợp cộng của 3 màu cơ bản:

• Đỏ (red): x = X/(X+Y+Z)

• Xanh lục (green): y=y/(X+Y+Z)

• Xanh lam (blue): z=z/(X+Y+Z)

56

a Các hệ thống biểu diễn màu sắc

 Hệ thống CIELAB sử dụng 3 trị số L*,a*,b*:

L*: độ sáng của màu a*: tọa độ màu trên trục đỏ - lục b*: tọa độ màu trên trục vàng – lam

 Màu sắc cũng có thể được mô tả trong hệ thống CIELCH:

- Độ sáng L*

- Tông màu H*

- Độ bão hòa C*

59

b Tính toán độ lệch màu trong hệ thống CIELAB

 Hệ thống CIELAB là hệ thống màu có khoảng cách trị giá màu bằng nhau nổi tiếng nhất, phổ biến rộng rãi nhất:

 L* = L2*- L1* : sự khác nhau về độ sáng giữa hai màu

 a* = a2* - a1* : sự khác nhau về tọa độ trên trục đỏ-lục

 b* = b2* - b1* : sự khác nhau về tọa độ trên trục vàng-lam

 C*= C2*- C1* : sự khác nhau về độ bão hòa

 H*: sự khác nhau về tông màu

 E*: khoảng cách hình học của hai màu

60

 Một số quy ước về hướng lệch màu:

 L* mang dấu (+) : sự lệch màu theo hướng sáng lên

 L* mang dấu (-) : sự lệch màu theo hướng tối đi

 a* mang dấu (+) : sự lệch màu theo hướng đỏ hơn

 a* mang dấu (-) : sự lệch màu theo hướng lục hơn

 b* mang dấu (+) : sự lệch màu theo hướng vàng hơn

 b* mang dấu (-) : sự lệch màu theo hướng lam hơn

61

2 2

*) (

*) (a  b

n

L n

i i



 1

 Một số công thức tính toán:

- Công thức tính toán tông màu:

- Công thức tính toán trung bình:

*

a

b arctg

2 2

2

*) (

*) (

*) ( a  b  L

2 2

2

) (

) (

) (a sau a tr  b sau b tr  L sau L tr

Ech* =

 Kiểm tra sự khác biệt màu sắc trước và sau khi giặt, trước và

sau khi kiểm tra các tiêu chuẩn độ bền màu:

Ei =

2 2

2

*) (

*) (

*) ( C  H  L

 Kiểm tra độ đồng đều màu của một điểm bất kỳ trong mẫunhuộm so với các điểm khác:

Eab* =

63

Các chỉ tiêu đánh giá sản phẩm sau nhuộm

1 Độ ổn định kích thước:

• Độ ổn định kích thước với giặt ướt

• Độ ổn định kích thước với giặt khô

2 Độ bền màu:

• Độ bền màu với giặt giũ

• Độ bền màu với giặt khô

• Độ bền màu với nước

• Độ bền màu với nước biển

• Độ bền màu với clo

• Độ bền màu với mồ hôi

• Độ bền màu với acid

• Độ bền màu với kiềm

• Tính cháy của vải

• Hàm lượng formadehyt trên vải

• Hàm lượng thuốc nhuộm azo trên vải

• Hàm lượng thuốc trừ sâu trên vải

4 Kiểm tra các tính chất cơ lý:

BÀI TẬP

HOẠT ĐỘNG CỦA SINH VIÊN

1 Tìm hiểu thêm về lý thuyết màu sắc, nguyên tắc màu sắc thể

hiện trong tam giác màu?

2 Tìm hiểu thêm về chất tăng trắng quang học và nguyên tắc khi

sử dụng chất tăng trắng quang học?

3 Tìm hiểu thêm về các hệ thống màu sắc trong không gian?

Các thiết bị đo và nguyên tắc hiện màu?

67

THUYẾT MANG MÀU

-CH=N->C=O

Nhóm trợ màu

-OH -NH 2 -N(CH 3 ) 2 -N(C 2 H 5 ) 2

TÍNH CHẤT CỦA THUYÊT MANG MÀU

Tăng nối đôi liên hợp

Tăng số nhân thơm

Tăng nối đôi liên hợp

Tăng số nhân thơm

THUYẾT MÀU

THUYẾT MÀU QUINOIT

THUYẾT NGUYÊN TỬ CHƯA BÃO HÒA

THUYẾT TẠO MÀU KHI CHUYỂN HỢP

CHẤT HỮU CƠ VỀ DẠNG MUỐI

THUYẾT DAO ĐỘNG MÀU

THUYẾT NHIỄM SẮC

LÝ THUYẾT MÀU HIỆN ĐẠI

BẢN CHẤT CỦA MÀU SẮC

LÝ THUYẾT MÀU HIỆN ĐẠI

LÝ THUYẾT MÀU HIỆN ĐẠI

Thành phần ánh sáng chiếu vào vật

LÝ THUYẾT MÀU HIỆN ĐẠI

cường độ màu như nhau ở tất cả các

bước sóng

Màu quang phổ ( màu đơn sắc): khi phân tách ánh sáng trắng thành những tia màu hợp thành Mỗi màu được đặc trưng bằng một thứ ánh sáng nhất định từ 380 – 760 nm

LÝ THUYẾT MÀU HIỆN ĐẠI

LÝ THUYẾT MÀU HIỆN ĐẠI

Màu hữu sắc đươc xác định bằng: tông màu, độ thuần sắc

(độ bão hòa), độ sáng (độ ánh)

Bước nhảy năng lượng 35kcal(tia đỏ) 70 kcal(tia tím

Nguyên tử hấp thụ năng lượng

Phát

ra tia

sáng

khác ngoài cacbon

Ảnh hưởng của các nhóm thế

Ảnh hưởng của sự ion hoá phân tử

Ảnh hưởng của cấu tạo phân

tử

Các khái niệm chung và hệ màu

Khả năng cảm thụ màu của mắt

Sự tương phản màu và hài hòa màu Phương pháp phối màu thuốc nhuộm

Khả năng cảm thụ màu của mắt

Chúng ta cảm nhận được màu sắc nhờ ánh sáng phản chiếu từ vật thể và đi đến mắt

Không có sự tham gia của mắt thì không có ý

Cơ chế cảm nhận màu của mắt

Tế bào hình que phân biệt sự khác nhau về cường độ

của hình ánh sáng tạo ra trên võng mạc

Tế bào hình nón có 3 miền nhạy cảm cực đại tương ứng với bước sóng các màu: đỏ , xanh lục và xanh lam

Có chức năng chính trong việc tạo nên cảm giác màu 85

Các yếu tố ảnh hưởng đến sự cảm thụ màu sắc

Nguồn

sáng

Người quan sát

Góc quan sát

 Năm 1704, Isaac Newton đã

phân giải được ánh sáng trắng

thành 7 sắc cầu vồng.

 Trong đó đỏ , lục và lam được

xem là 3 màu căn bản để tạo ra

bất kỳ màu sắc nào khác.

Màu cơ bản

Các khái niệm chung và hệ màu

 Năm 1790, Thomas Young cho

rằng chúng ta chỉ nhìn thấy ba

màu là đỏ, xanh đậm và vàng.

87

Màu bù của màu cơ bản

Hai tia sáng cùng cường độ thuộc hai trong bamàu cơ bản nói trên chồng lên nhau sẽ tạonên màu bù (hay màu phụ) của ba màu cơ bản

Màu bù của màu cơ bản và màu cơ bản cộngvới nhau thì ánh sáng trắng được tạo ra

88

 Thay đổi cường độ sáng của các nguồn sẽ tạo

ra đủ gam màu của ba màu cơ bản.

Mô hình màu cộng (additive color model)

Là mô hình RGB (hệ màu quang phổ)

Là việc tạo nên các màu sắc bằng

cách chồng vào nhau ánh sáng phát

ra từ vài nguồn sáng.

Phối màu phát xạ

89

Nguyên lý này được ứng dụng

trong công nghệ chế tạo màn hình tivi,

màn hình máy vi tính, kỹ thuật video,

Mô hình màu trừ (subtractive color model)

 Xanh lơ hấp thu ánh sáng đỏ

 Vàng hấp thu ánh sáng lam

:

Người ta gọi hệ màu này là CMYK

(Màu hữu cơ)

Mô hình màu trừ (subtractive color model)

Phối màu hấp thụ

các màu trừ cơ bản vì mỗi màu

Là phương pháp hòa trộn màu

trên bảng vẽ

92