Renk Bilimi: L*a*b*, ΔE ve Metamerizm

Toz boya Rengi sayıya dökmek, ölçmek ve iki rengi karşılaştırmak

Toz boyada “aynı renk” iki şeyi birden ister: gözün aynı görmesi ve ölçü aletinin aynı ölçmesi. Bu sayfa rengi sayıya dökmenin dilini anlatır. ChemiCore uygulamasında her kavram, kendin deneyebileceğin küçük bir etkileşimli çizimle de gösterilir.

Renk nasıl sayıya dökülür?

CIELAB: açıklık, kırmızı-yeşil ve sarı-mavi.

Konu	Açıklama
Üç sayı	L* açıklıktır: 0 siyah, 100 beyaz. a* yeşilden kırmızıya, b* maviden sarıya uzanır. Üç sayı bir rengi tek başına tanımlar.
Neden Lab?	CIE’nin 1976’da tanımladığı bu uzay cihazdan bağımsızdır ve iki renk arasındaki uzaklık, yaklaşık olarak gözün algıladığı farkla orantılıdır. Mükemmel değildir: özellikle mavi bölgede eşit uzaklıklar gözde eşit fark vermez; bu yüzden CIEDE2000 gibi düzeltilmiş formüller geliştirilmiştir.
Beyaz nokta	Hesap bir referans beyaza göre yapılır. En yaygını D65’tir (Xn 95,05; Yn 100; Zn 108,88); baskıda D50 kullanılır. Aynı rengin L*a*b* değerleri beyaz noktaya göre değişir.
Silindirik yazım	Kroma C* = √(a*² + b*²) canlılığı, ton açısı h° rengin adını verir. Boyacılar “daha açık, daha canlı, daha sarıya kaçık” demek yerine ΔL*, ΔC* ve ΔH* der.

Renk katısı ve ton çemberi

Yüzeylerin alabileceği bütün renkler bir katı oluşturur.

Konu	Açıklama
Optimal renk katısı	Bir yüzeyin kuramsal olarak yansıtabileceği bütün renkler CIELAB uzayında bu katıyı doldurur. Üstte beyaz, altta siyah vardır; yanlara doğru renkler doygunlaşır.
Ton çemberi	Aynı açıklıkta ton açısı 0°’den 360°’ye döner. Çemberde 36 ton açısı için en doygun renkler, açı numaralarıyla görülüyor.
Boyanın sınırı	Gerçek pigmentlerin ulaşabildiği renkler bu katının içinde, daha küçük bir hacimdedir. Ekranlar da (sRGB) katının yalnızca bir bölümünü gösterir; çok doygun boya renkleri ekranda yaklaşık görünür.

RAL: toz boyanın ortak dili

Müşteri çoğu zaman rengi bir RAL numarasıyla ister.

Konu	Açıklama
RAL Classic	Almanya’da 1927’de kırk renkli bir koleksiyon (RAL 840) olarak başladı. Bugünkü mat koleksiyonda (RAL 840-HR) 210, 1980’lerde eklenen parlak koleksiyonda (RAL 841-GL) 193 renk var. Kodlar dört haneli; ilk hane ton ailesini gösterir: 1 sarı, 2 turuncu, 3 kırmızı, 4 mor, 5 mavi, 6 yeşil, 7 gri, 8 kahverengi, 9 beyaz ve siyah. Başlıca vernik ve toz boyada kullanılır.
Toz boyada örnekler	Bir üreticinin broşüründe RAL 9005 jet siyahı, RAL 7016 antrasit grisi ve RAL 9016 trafik beyazı olarak geçer. Çoğu üretici bu üç rengi stoktan verir; hangi RAL renginin en çok kullanıldığına dair ölçülmüş bir sıralamaya ulaşılamadı.
RAL Design System	1993’te mimarlar ve tasarımcılar için çıktı; bugün 1.825 rengi var. CIELAB uzayına göre dizilmiştir: yedi haneli kod sırasıyla ton açısını (000–360°), açıklığı ve kromayı verir. Örneğin RAL 210 50 15, L* = 50, a* = −12,99, b* = −7,5 demektir. Yani bu kodu bir ölçü aletinin okuduğu değere doğrudan çevirebilirsin.
RAL Effect	420 düz ve 70 metalik rengi içerir; su bazlı boya sistemlerine dayanan ilk RAL koleksiyonudur. Metalik ve sedefli renklerde “hangi açıdan bakıldığı” da rengin parçasıdır.

NCS: algıya dayanan sistem

Bir rengi, ona bakan gözün gördüğüne göre yazar.

Konu	Açıklama
Nereden gelir?	İsveç’te 1964’te başlayan bir araştırmayla geliştirildi ve 1979’da İsveç ulusal standardı oldu. İşin temelinde Ewald Hering’in karşıt renk kuramı vardır. Bu kurama göre altı temel algı vardır: beyaz, siyah, kırmızı, sarı, yeşil ve mavi.
Nasıl okunur?	Üç yüzde değerle: siyahlık (s), kromatiklik (c) ve ton. Beyazlık geri kalandır: w = 100 − c − s. Örneğin S 2030-Y90R: yüzde 20 siyah, yüzde 30 kromatik, yüzde 50 beyaz; ton ise Y90R: yüzde 10 sarı ile yüzde 90 kırmızının karışımı olan, kırmızıya yakın bir ton. Gri tonlar “N” harfiyle yazılır.
Ne işe yarar?	Karışımdan değil algıdan başladığı için mimarlar ve iç mekân tasarımcıları rengi adlandırırken NCS’yi sever. İsveç’te ve birkaç ülkede renk adlandırmada referans normdur. Toz boya siparişinde NCS verilirse boyacı yine fiziksel kartelayla karşılaştırarak çalışır.

Pantone: baskının renk sistemi

Matbaa mürekkebi için çıktı, boyada yaklaşık bir kılavuzdur.

Konu	Açıklama
Nedir?	Pantone, 1962’de Lawrence Herbert tarafından New Jersey’de kurulan şirkettir. Pantone Matching System (PMS), tasarımcının bir rengi üretim aşamasında belirtmesini ve farklı yerlerdeki basımcıların, aralarında konuşmadan aynı rengi tutturmasını sağlar. 2019’da 2.161 rengi vardı.
Neden boyada sorun çıkarır?	Pantone renkleri esasen baskı mürekkebiyle, belli bir kâğıt üzerinde tanımlanır. Kâğıt cinsi (kuşe, mat, kaplamasız) rengi değiştirir; kılavuzlar zamanla sararır ve yılda bir yenilenmesi önerilir. Ekranda gördüğün de çoğu zaman yaklaşıktır, çünkü renklerin çoğu sRGB’nin dışındadır.
Toz boyada	Müşteri bir Pantone numarası verirse boya filmi başka bir yüzey ve başka bir malzeme olduğundan eşleşme yaklaşıktır; boyacı fiziksel kartelayı ya da müşterinin onayladığı levhayı ölçerek çalışır.

Renk farkı: ΔE ve tolerans

İki rengin farkı tek bir sayıya, nedeni üç sayıya iner.

Konu	Açıklama
ΔE*ab (CIE76)	İki rengin Lab uzayındaki doğrudan uzaklığı: √(ΔL*² + Δa*² + Δb*²). Yaklaşık 2,3, gözün fark edebildiği en küçük fark (JND) olarak anılır.
Gelişmiş formüller	CIE94, CMC l:c ve CIEDE2000 (ΔE00) aynı farkı gözün duyarlılığına göre tartar: açıklık, kroma ve tona ayrı ağırlıklar verir, mavi bölgeyi ayrıca düzeltir. Otomotivde CMC çoğu zaman 0,5’in altında istenir; baskıda sınır tipik olarak 2,0 civarıdır.
Nedenini söyleyen sayılar	ΔL*, ΔC* ve ΔH* farkın açıklıktan, canlılıktan ya da tondan geldiğini ayırır. Hangi pigmentin artırılacağına buradan karar verilir.
Tolerans	Hangi ΔE’nin kabul edileceğini tozu alan ve satan taraf birlikte belirler; tek bir evrensel sınır yoktur.

Spektrofotometre ve ölçüm geometrisi

Işık hangi açıdan gelir, hangi açıdan bakılır?

Konu	Açıklama
Ne ölçer?	Yüzeyin her dalga boyunda ışığı ne kadar yansıttığını (yansıma eğrisi) ölçer. X, Y, Z ve L*a*b* bu eğriden, seçilen ışık ve gözlemciyle hesaplanır. Eğri, rengin parmak izidir.
Geometri	45°/0° geometrisi ayna yansımasını dışarıda bırakır, gözün baktığına yakındır. Küre (d/8) geometrisinde yansıma dahil (SCI) ya da hariç (SCE) ölçülebilir; iki sonuç yalnızca parlak yüzeylerde birbirinden ayrılır.
Doku ve ölçüm alanı	Dokulu ve portakal kabuklu yüzeylerde küçük bir ölçüm deliği kararsız sonuç verir. Aynı numune birkaç noktadan ölçülüp ortalama alınır.
Yüzey	Toz, parmak izi ve eğri yüzey okumayı bozar. Ölçüm temiz, kürlenmiş ve soğumuş düz levhada yapılır.

Metamerizm

Aynı renk, farklı yansıma eğrisi: ışık değişince ayrılır.

Konu	Açıklama
Nedir?	Farklı spektral yapıdaki iki yüzeyin gözde aynı rengi vermesi. Böyle iki renge metamer denir.
Türleri	Işık metamerizmi: bir ışıkta eşleşen iki yüzey başka ışıkta ayrılır (flüoresan sık bir nedendir). Gözlemci metamerizmi: kişiden kişiye renk görmenin farkı. Geometrik metamerizm: bakış açısı değişince ayrılma; sedefli otomotiv boyaları tipik örnektir. Alan metamerizmi: küçük bir örnek ile geniş yüzeyin aynı görünmemesi.
Metamerizm indeksi	CIE’nin metamerizm indeksi (MI), sekiz metamer çiftinin (beşi görünür, üçü mor ötesi bölgede) ortalama renk farkıdır ve esas olarak gün ışığı simülatörlerinin kalitesini ölçer. Pratikte boyacı eşleştirdiği iki levhayı birden çok ışıkta karşılaştırır.
Boyada nasıl önlenir?	Hedef spektral eşleşmedir: iki boya benzer pigmentlerle yapılırsa yansıma eğrileri de benzer olur ve ışık değişse de ayrılmazlar. Farklı pigmentlerle yalnızca göze eşleştirilmiş iki parça, mağaza ışığında ayrı görünebilir.

Metalik ve girişim pigmentleri: renk açıya bağlı

Bu boyalar tek açıdan ölçülemez.

Konu	Açıklama
Metal efekt pigmenti	Küçük metal parçacıklar filmde yatar; ışığı yüzeylerinden yansıtır, kenarlarından saçar. Bakış ayna yönüne yaklaşınca film parlak (parlama, flash), uzaklaşınca koyu (flop) görünür.
Girişim pigmenti	İnce katmanlı parçacıklar: ışık katmanlardan geçip yansıdıkça yolu uzar ve bazı dalga boyları güçlenir, bazıları söner. Işık yatık geldiğinde yol uzar ve renk kayar; tabaka kalınlığı rengi belirler. Fotoğraftaki bina bu pigmentle boyanmış ve bakış açısına göre yeşilden mora dönüyor.
Ölçüm	Çok açılı cihaz tek bir ışıkla (45°) aydınlatır ve ayna yönünden 15°, 25°, 45°, 75° ve 110° uzaklıktan okur. Flop indeksi 15°, 45° ve 110° açıklıklarından hesaplanır (ASTM E2194); sedefli ve girişim pigmentleri için ASTM E2539 vardır.
Bonding	Metal pigmentin kuru karışım yerine bonding ile toz tanelerine tutturulması, püskürtmede ayrışmayı ve geri kazanımda renk kaymasını azaltır. Ayrıntısı Bonding sayfasında.
Uygulamada	Pigmentlerin filmde nasıl yattığı uygulamaya bağlı olabilir. Bu yüzden metalik tozlarda renk eşleştirme, levha ile asıl parça aynı koşulda boyanarak yapılır.

Örtücülük ve film kalınlığı

Filmin altındaki zemini ne kadar gizlediği.

Konu	Açıklama
Örtücülük nedir?	Filmin altındaki zeminin görünmemesi. Siyah ve beyaz zemine boyanmış levhada iki alanın aynı görünmesiyle anlaşılır.
Neye bağlı?	Pigment oranına ve film kalınlığına. Fotoğrafta sağdaki levhada pigment oranı yüksek olduğu için örtücülük daha iyi.
Neden önemli?	İnce film (yaklaşık 25–40 µm) istendikçe aynı pigment miktarıyla örtmek zorlaşır. Pigment oranı artırılır, renk dengesi yeniden kurulur; bu da formülü değiştirir.

Renk bir sayıdan çok bir sözleşmedir: hangi ışık, hangi gözlemci, hangi geometri ve hangi ΔE formülüyle ölçüldüğü sayıyla birlikte yazılmazsa iki taraf aynı rengi aynı sayıyla bile farklı okuyabilir. Çizimlerdeki eğriler ve ışıklar öğretici yaklaşımlardır; ölçü aleti yerine geçmez.

İlgili aşamalar

• Kalite kontrol ve paketleme
• Laboratuvar testleri

← Toz boya üretim hattının tamamı