بررسی و تولید رنگ طیفی

فصل ۱
تولید مجدد رنگ طیفی
۱-    مقدمه
۲-    طیف
۳-    روش میکروریز پراکندگی عکس رنگی
۴-    روش لیپمان
۵-    استفاده از رنگ‌های indenticad
۶-    یک روش ساده شده

۱-۱-    مقدمه
سیصدوپنجاه سال قبل از این تاریخ یک دانشجو فیزیک در دانشگاه کمبریج با این موضوع علمی مواجه می‌شد که سفید رنگی است که نور را در هر جهت بطور واضح تخلیه می‌نماید. سیاه رنگی اسن که اصلاً نور را منتشر و تحلیه نمی‌کند قرمز رنگی است که کمی واضح‌تر ازمقدار معمول نور را منتشر می‌کند آبی یک نور ویژه است ذرات سفید و سیاه منتشر می‌شود و رنگ آبی دریا از سفیدی نمک نمک موجود در آب دریا و از سیاهی آب خالصی که در آن نمک حل می‌شود بوجود می‌آید…!  تعجبی ندارد که pope چننی بنویسد: قوانین طبیعت در شب نهفته است و خدا گفت» که نیوتن خلق شود و همه چیز روشن شد« .
در سال ۱۶۶۶ آیزاک‌نیوتن سنگ بنای علم بزرگ را قرار داد هنگانی که متوجه شد که نورخورشید که سفید نامیده می‌شود مخلوطی از تمام رنگهای طیف می‌باشد و این موضوع نقطه آغاز بررسی مبانی تولید مجدد رنگ می‌باشد.
۱-۲-    طیف
فرض کنید که ما عکس رنگی از یک خیابان را در روز روشن تهیه کنیم تمام نوری که بر روی خیابان می‌افتد از خورشید بطور مستقیم می‌آید هنگامی که آسمان صاف است یا پس از نفوذ توسط ابرها اگر آسمان ابری باشد یا پس از پراکندگی در اتمسفر اگر آبی آسمان موجود باشد از آنجائیکه نور خورشید مخلوطی از تمام رنگهای طیف می‌باشد صحنه خیابان ما با چنین مخلوطی روشن می‌شود و بعضی از مؤلفه‌های این مخلوط با اشیای طبیعی معینی آشکار می‌شوند شاخ و برگ درختان دارای یک ماده رنگی به نام کلروفیل است که دارای خاصست جذب نور آبی و قرمز می‌باشند ونور سبز را انتقال می‌دهد و بنابراین وقتی که نور سفید به شاخ و برگ برخورد می‌کند آنها اجزای آبی و قرمز( از نور سفید) را جذب می‌کند و فقط اجزای سبز رنگ توسط آنها منعکس می‌شود و به چشم ما می‌رسند و می‌گوئیم که ما شاخ و برگ درختان را سبز می‌بینیم بطور مشابه اگر در خیابان مناره بقالی که سبزی بفروش می‌رساند برویم و گوجه‌فرنگی‌ها را تماشا کنیم آنها را قرمز می‌بینیم زیرا نورهای بنفش، آبی، سبز، و زرد را جذب می‌کند ولی قرمز را منعکس می‌نماید و اشیاء( گوجه‌فرنگیها) به همین دلیل قرمز رنگ دیده می‌شوند. اگر دوباره به خیابان برگردیم پس از تاریک شدن هوا و چراغ‌های سدیم روشن باشد متوجه می‌شویم که برگ‌ها و گوجه‌فرنگی‌ها اکنون قهوه‌ای هستند زیرا لامپ روشن فقط دارای نور زرد است و این نور توسط شاخ وبرگ وگوجه‌فرنگیها جذب می‌شود و هیچ نور سبزرنگی برای شاخ و برگ وجود ندارد تا منعکس گردد و نور قرمز برای گوجه‌فرنگی‌ها وجود ندارد و تا معکس گردد، این رنگ‌ها نمی‌توانند دیده شوند. با این حال لامپ سدیم مورد استثنایی است ولی اکثر منابع نور مشابه با خورشید هستند زیرا معمولاً مخلوطی از تمام رنگهای طیف را منعکس می‌کنند. این امر درباره لامپ‌های فیلامان( رشته)‌دار، لامپ‌های فلاش و اکپر لامپ‌های فلورسنت صدق می‌کند بنابراین، مقدار رنگ‌های مختلفی که شیء منعکی می‌کند معیار مفیدی از خواص رنگ آن جسم را ارائه می‌نماید. تا اینجا ما فقط درباره قرمز یا آبی یا نور زرد صحبت مختصری کردیم بدون آنکه دقیقاً تعریف کنیم که به کدام قسمت از طیف آن نور تعلق دارد. از آنجائیکه تمام نور دارای خواص شبیه به موج می‌باشد و نور در بخش‌های مختلف طیف مربوط به امواج با طول موج مختلف است مناسب آن است که هر رنگ طیف را توسط طول موج آن نور تعریف کنیم طول موج‌ها همگی بسیار کوتاه هستند و واحدهای مناسب اندازه‌گیری عبارت‌اند از میکرون یا میکرومتر(mm) می‌باشد که میلیونیم متر است میلی‌میکرون که یک هزارم میکرون می‌باشد که ذانومتر یا یک‌هزار- میلیونیم متر نام دارد
و آنگسترم  که یک ده-هزارم یک میکرون است. در بقیه این کتاب ما از نانومتر استفاده می‌کنیم. رنگ‌های طیف اصلی تقریباً باندهای طول موج زیر را اشغال می‌کنند بنفش
وکمتر آبی ۴۵۰تا۴۸۰ nm / سبز آبی ۴۸۰ تا ۵۱۰ nm سبز ۵۱۰ تا ۵۵۰ nm زرد- سبز ۵۵۰-۵۷۰ nm / زرد nm630-590 قرمز ۶۳۰nm و بیشتر. این نواحی در شکل (a )1-1 دیده می‌شوند. یک انتقال تدریجی از یک رنگ به رنگ دیگر در سراسر طیف وجوددارد و شرایط دید بر روی محل خاتمه یک رنگ و شروع رنگ دیگر تأثیر می‌گذارد. در شکل (a)1-1 مقدار نور منعکس شده در هر طول موج توسط یک سطح قرمز ویژه بصورت درصدی از مقدار نور تابیده شده برروی سطح در هر طول موج مشخص می‌شود بنابراین منحنی بدست آمده منحنی انعکاس طیف تمونه نامیده می‌شود و یک شرح دقیق از خواص رنگ سطح ارائه می‌کند. در این حالت رنگ قرمز واضح است که حدود ۵۵درصد از نور قرمز منعکس می‌شود۴۰ درصد نارنجی است و  20 درصد زرد ۱۵ درصد سبز – زرد و ۱۰ درصد سبز، ۱۰ درصد سبز- آبی و ۵درصد آبی، و ۵ درصد بنفش می‌باشد. و این انعکاس منجر به رنگ قرمز ویژه این سطح می‌شود که در واقع یک گوجه‌فرنگی قرمز را نشان می‌دهد اکنون می‌خواهیم عکس رنگی یک صفحه حاوی گوجه‌فرنگی خاصی را تهیه کنیم. ما آن را بصورت عکس رنگی بر روی یک کاغذ شفاف یا تیره تهیه می‌کنیم و واضح است که اگر این عکس دارای انعکاس نور برابر با گوجه‌فرنگی واقعی باشد منحنی انعکاس یکسان داشته باشند آنگاه می‌تواند همان تأثیر و جلوه را ایجاد نماید زیرا از لحاظ فیزیکی هر دوی این رنگها یکسان خواهند بود. و بدلیل آنکه آنها از لحاظ فیزیکی یکسان هستند درشرایط یکسان مشابه بنظر می‌رسند بنابراین اگر شیء اصلی و عکس تولید شده از آن شیء در نور خورشید ملاحظه شوند آنگاه در روشنایی فیلامان برق( لامپ) یا سایر لامپ‌ها تغییر نمی‌کنند ولی اگر منبع نور تغییر نماید رنگ متفاوت ولی مشابه با هم را نشان خواهند داد بعلاوه آنها برای حیوانات و برای اشخاص کور-رنگ بطور مشابه می‌باشند.
۱-۳ روش میکرو- پراکندگی عکس رنگی:
چننی تولید رنگی از لحاظ صحیح می‌باشد ولی فقط در عمل توسط روشهایی بدست می‌آیند که برای استفاده عمومی بسیار نامناسب می‌باشند. دو روش وجود دارد که پشنهاد شده‌اند و هر دو روش عکاس هستند: روش میکرو- پراکندگی و روش لیپمان. روش قبلی در شکل ۲-۱ دیده می‌شوند. عدسی دوربین تصویر را برروی یک شبکه درشت متمرکز می‌کند که شامل شکاف‌های موازی یک درمیان مات و شفاف می‌باشند که حدود  ام اینچ با یکدیگر فاصله دارند و یک میدان پلانور – کانولکس بالتر مخصوص نور را از تمام شکاف‌ها جمع‌آوری می‌کند و آن را از داخل یک منشور با زاویه باریک عبور می‌دهد. عدسی‌ها در دو طرف منشور تصاویر شکاف‌ها را برروی یک صفحه عکاسی متمرکز می‌نماید و تصویرهر شکاف در داخل یک طیف کوچک توسط منشور می‌افتد. بنابراین منحنی انعکاس طیف هر قسمت از تصویر برروی صفحه می‌شود صفحه بعداً ظاهر (باداروی ظهور و ثبوت) شده و ثابت می‌گردد و یک چاپ مثبت برروی صفحه دیگر انجام می‌شود
( یا بطور دیکر صفحه اولیه می‌تواند واژگون شود) و بنابراین پازیتیوی که بدست می‌آید در صفحه طیف در محل ثبت دقیق تعویض می‌شود با عبور دادن نور سفید از داخل سیستم درجهت معکوس
( از راست به چپ) و با استفاده از عدسی دوربین بعنوان یک عدسی پروژکسیون یک تولید مجدد رنگ بدست می‌آید که در آن هر بخش از عکس دارای منحنی انعکاس طیف همانند شیء اولیه
( اصلی) می‌باشد. ولی مشکلات روش فوراً درک می‌شود که موارد مهم عبارت‌اند از: تجهیزات مورد نیاز پر حجم و پر هزینه هستند شبکه باعث کاهش مقدار نور می‌شود و یک محلول امولسیون با دانه‌های بسیار ریز باید بکار برود تا طیف‌های جزئی را نیز ثبت کند. ولی روش مورد توجهی است زیرا تولید مجدد رنگ را موجب می‌شود که از لحاظ طیفی صحیح می‌باشد.
۱-۴ – روش لیپمان
روش دیگر برای عکاسی رنگی است که می‌تواند رنگ صحیح را تولید می‌کند و از جمله اختراعات عکاسی پرطرفداری است که تاکنون انجام گرفته است.
در۱۸۹۱ لیپمان از پاریس با روشهای خاصی یک محلول عکاسی با دانه‌هایی بسیار کوچک تهیه کرد که MM0.04,0.01 قطر ذرات آن بود. این محول امولیسیون را او برروی صفحاتی مالید که در یک دوربین معمولی قرار داده بود و فقط سمت آ‎شته به امولیسیون صفحات از عدسی دور شد و یک لامیه از جیوه در مقابل آن ریخته شد( شکل(a ) 3-1) فصل مشترک جیوه- امولیسیون بصورت یک آئینه عمل کرد و انعکاس صورت گرفت و امواج ورودی با یکدیگر تداخل کردند تا امواج ایستا را در امولیسیون بوجود آورند. این الگوی موج ایستا در امولیسیون بعنوان تصویر نهایی ثبت گردید. . صفحات موازی نقره تولید شدند و فاصله بین صفحات متوالی برابر با نصف طول موج نور بکاررفته در تهیه تصویر (اکسپوژر) می‌باشند. بنابراین در شکل(a )3-1 نور عمود بر صفحه، نور سبز و نورکج(مایل) نور قرمز می‌باشد چون نور قرمز طول موج بیشتری نسبت به نور سبز دارد و صفحات نقره فاصله بیشتری برای نور مایل دارند( در مقایسه با نور عمودی) بعدها که امولیسیون‌ها در سراسر طیف با استفاده از یک رنگ حساس‌کننده حساس شدند.
شکل ۲۱ شکل صفحه ۳۱
پس از فرآوری صفحه برای یمک نگاتیو بصورت شکل(b ) 3-1 توسط نور منعکس شده دیده می‌شود هیچ نیازی برای تهیه پازیتیو توسط واژگون کردن صفحه نمی‌باشد این تصویر پازیتیو رنگی است و برای صفحات نقره نور با نصف طول موج برابر با فاصله بین صفحات را منعکس می‌نماید.
این تصویر پازیتیو نیز رنگی است بنابراین تمام رنگ‌های طیف و سایر رنگ‌ها نیر با ارائه رنگ صحیح از لحاظ طیفی تولید می‌شوند. لیپمان و همکاران بعدی در عکس‌های رنگی بسیار زیبایی را تهیه کردند و شاید زیباترین روشی باشد که بکاررفته ایت ولی معایبی هم دارد.  اولاً امولسیون‌های Lippmann ، بدلیل دانه بسیار ریز آنها خیلی آهسته هستند و تماس‌های چند دقیقه‌ای برای ایجاد یک عکس رنگی لیپمان حتی در نور خورشید درخشان ضروری است و احتمال استفاده از یک امولسیون سریع غیر ممکن است زیرا الگوی تداخل که باید ثبت شود کوچکتر از اندازه دانه امولیسیون‌های سریع می‌باشد ثانیاً ضرورت برای دیدن نتایج توسط نور منعکس به معنای آن است که تصویر کردن عکس‌های رنگی لیپمان برروی یک صفحه نمایش با نرو بعدی امری دشوار است و حتی وقتی مستقیماً نور منعکس دیده شود زاویه دید بحرانی است.
۵-۱ استفاده از رنگ‌های یکسان:
در  بعضی شرایط امکاند تولید مجدد منحنی‌های قدرت انعکاس به استفاده از رنگهای یکسان با رنگهای موجود در اشیای اولیه وجود دارد. یک تولید کننده منسوجات هنگامم تلاش برای تولید یک رنگ مورد نظر برروی پارچه رنگ نشده محصولات رنگی صحیح را از لحاظ طیفی دریافت می‌کند اگر او از همان رنگها مقادیری استفاده نماید که برروی الگو استفاده می‌گردید. در این کتاب بطور کلی عبارت تولید رنگ را برای تهیه تصاویر از صحنه‌های اولیه و استفاده از رنگهای اولیه در حالت خامی کپی‌کردن یک عکس رنگی موجود یا چاپ توسط فرآیندی که از جوهر یا رنگهای یکسان استفاده می‌نماید گفته می‌شود
A 6 10- روش ساده
از لحاظ مشکلات ذاتی در روشهای عکاسی رنگی تعجبی ندارد که آنها هرگز طرفدار پیدا نکرده‌اند و این بدلیل این امر نبود که چشم انسان رنگ‌ها را ساده و تفکیک می‌نماید و یا روش‌های موجود برای تولید مجدد رنگ بکار نمی‌آیند. در بقیه این کتاب به شرح اصول و روش‌های حصول رنگ توسط روشی می‌پردازیم که اساساً ساده‌تر هستند و بجای اینکه تمام رنگهای طیف بصورت طول موج به طول موج بررسی شوند و تأثیرات آنها فقط در سه گروه در نظر گرفته می‌شوند (همانطورکه در مورد چشم انسان ملاحظه می‌نمائیم) اگر چه این روش منجر به روش‌های تولید مجدد رنگ در عکس می‌شود که در عمل بسیار موفقیت آمیز هستند ما متوجه می‌شویم که درک مناسبی از آنها گاهی اوقات شامل بعضی ملاحظات پیچیده می‌ باشد لذا پیشنهاد می‌شود که خواننده ممکن است ترجیح دهد که فصل‌های ۲۲,۱۷,۱۶,۱۵,۹,۸ را در اولین بار خواندن کتاب نادیده بگیرد.