CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THẢO 9 NGÀNH CN VẬT LIỆU DỆT MAY LUẬN VĂN CAO HỌC KHOÁ 2010 1. Vài nét về lịch sử màu Vạn vật quanh ta đều có màu sắc, từ cỏ cây hoa lá đến nước, mây trời …Màu sắc phong phú, tới mức ta không thể đặt tên cho mọi màu trong tự nhiên. Sự biến ảo của màu sắc làm cho thế giới xung quanh ta phong phú, huyền dịu biết bao. Những nghiên cứu về màu sắc đã bắt đầu từ những năm trước công nguyên.
Khoảng năm 1550 trước Công nguyên, những người thợ xây dựng của Ai Cập đã biết sử dụng màu sắc trong xây dựng đền đài. Hai màu họ dùng lúc bấy giờ là xanh lá cây và xanh da trời. Đến thời kỳ của Aristotle ông đã khám phá việc trộn lẫn hai màu sắc với nhau tạo ra màu thứ ba, ông đã phát hiện ra điều này nhờ ánh sáng xuyên qua và ông ta đã dùng những mảnh kiếng màu vàng và màu xanh lam để có màu xanh lá cây.[4] Hệ thống màu sắc lâu đời nhất được biết đến đó là giá trị đặt tên xuất phát từ A S Forsius người Phần Lan, ông đã có ý tưởng giới thiệu bốn sắc màu cơ bản, áp dụng cho mỗi mô hình màu xám mà chạy từ sáng đến tối dọc theo trục trung tâm của hình cầu. Các màu sắc trên bề mặt hình cầu là được sắp xếp theo cách ba cặp đối lập được tạo ra: màu đỏ và màu xanh, màu vàng và xanh lá cây, trắng và đen.
Trong thời cổ đại còn có rất nhiều công trình thí nghiệm, nghiên cứu về màu tiếp theo vào thế kỷ 15. Thời kỳ phục hưng, Leonardo da Vinci đã đưa ra một số khái niệm về quá trình cảm nhận màu, hệ thống màu, ông cũng đưa ra một số quy luật màu tương phản (Đen – Trắng, Đỏ cờ - Xanh lục, Vàng - Xanh tím). Những nghiên cứu của ông cũng ảnh hưởng đến những nghiên cứu sau này.[4] Năm 1666 Isaac Newton đã phát triển vòng màu rất hữu dụng với công trình “phân tích ánh sáng trắng”. Ông đã thực hiện một thí nghiệm trên những lăng kính và ánh sáng.
Khi chiếu một chùm ánh sáng liên tục qua một lăng kính, nó sẽ xuất hiện bảy màu khác nhau đỏ, cam, vàng, xanh, lam, chàm và tím ở cạnh bên kia của lăng kính, sau đó ông nối hai màu này bằng màu tím để ghép hai đầu của phổ màu lại với nhau. Khám phá của ông đã đặt nền tảng cho sự biểu diễn màu sắc, dẫn đến các chuẩn màu của vật lý dựa trên đo sự bức xạ, đó là phép đo màu (colorimetry) ngày nay.[4] NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THẢO 10 NGÀNH CN VẬT LIỆU DỆT MAY LUẬN VĂN CAO HỌC KHOÁ 2010 Năm 1801 Thomas Young đã đưa ra “lý thuyết ba màu”, ông suy luận rằng trong mắt người có 3 thành phần cảm nhận màu khác nhau và chúng nhạy cảm với ba màu cơ bản: Đỏ, lục, lam. Khoảng 50 năm sau lý thuyết màu này được kiểm định bởi Hermann von Helmholtz, ông đã nghiên cứu ra các thuyết cảm nhận màu, các thuyết này còn được gọi là lý thuyết Young-Helmholtz. [4],[10] Năm 1860, James Clerk Maxwell đã khảo sát việc sử dụng ba thành phần cơ bản của màu và nhận ra rằng không có sự kết hợp giữa 3 thành phần cơ bản của màu để tái tạo lại toàn bộ vùng màu nhận biết được.
Maxwell nhận thấy rằng ngoài tông màu và độ bão hoà màu còn có độ sáng. Những nghiên cứu ông có thể xem những nền móng cơ bản của các máy đo màu hiện đại. [4],[10] Vào những năm 1890 Ewald Hering đã phát triển lý thuyết về sự cảm nhận màu sắc, thuyết này được gọi là Thuyết đối. Vào năm 1905 Albert Munsell đã phát minh ra hệ thống màu Munsell và năm 1915 đã xuất bản cuốn sách “bản đồ của hệ thống màu Munsell”.
Đây là một trong những bản đồ màu quan trọng nhất vì nó được sử dụng trên phạm vi quốc tế để so sánh, đánh giá màu. Năm 1931, Wilhelm Ostwald tạo ra màu sắc tinh khiết tương tự xung quanh đường xích đạo. Từ đây chúng có mô hình thống nhất đối với màu trắng và màu đen. Năm 1931, Uỷ ban Quốc tế về màu và chiếu sáng đã đưa chuẩn CIE vào sử dụng trong các ứng dụng kỹ thuật và công nghệ.
Ba giá trị XYZ dựa trên ba đáp ứng của mắt người với ba màu Đỏ cờ, Xanh lục và Xanh tím và người ta có thể vẽ ra một không gian ba chiều với 3 trục X, Y, Z hoặc chuyển thành hai chiều khi thực hiện một phép biến đổi tuyến tính. Chuẩn này đựơc thay đổi nhỏ vào năm 1964 (thay đổi đường viền ngoài) các trạng thái thay đổi trong đường viền biểu diễn độ bão hoà của màu, càng xa màu trắng trung tâm độ bão hoà càng cao. Nói cách khác màu xanh tinh khiết có độ bão hoà cao hơn các màu xanh khác. Nếu vẽ một đường thẳng từ một màu nằm ở phía ngoài đến màu trắng tinh khiết sẽ cho những màu có cùng giá trị màu.
NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THẢO 11 NGÀNH CN VẬT LIỆU DỆT MAY LUẬN VĂN CAO HỌC KHOÁ 2010 Năm 1976, người ta thay đổi bản sắc ký màu thêm một lần nữa, vì thế điểm màu trắng xuất hiện ở chính giữa. Đồng thời đường cong mới được sử dụng chính là đáp ứng thực của mắt người. Tuy nhiên thay đổi này không được ứng dụng vì phiên bản gốc đã trở thành một tiêu chuẩn chính. Cũng vào thời điểm này, CIE cũng cho ra đời chuẩn L*a*b* mà chúng ta sẽ thấy vai trò rất quan trọng của chúng sau này.
Bản chất của màu sắc trong tự nhiên Màu sắc là một hiện tượng chủ yếu vào các yếu tố sau: 1- Cấu tạo của vật thể có màu; 2- Thành phần của ánh sáng chiếu vào vật thể và góc quan sát; 3- Tình trạng của mắt người quan sát. Màu sắc của mọi vật trong thế giới tự nhiên xung quanh chúng ta rất phong phú và đa dạng. Trước tiên nó phụ thuộc vào cấu tạo của vật thể. Do có cấu tạo hoá học khác nhau nên dưới tác dụng của ánh sáng mọi vật có thể hấp thụ và phản xạ lại các phần tia tới với tỉ lệ và cường độ khác nhau.
Những tia phản xạ này sẽ tác động vào hệ thống cảm thụ thị giác truyền thông tin về hệ thống thần kinh trung ương để hợp thành cảm giác màu. Màu của mỗi vật chính là màu hợp thành của các tia phản xạ. Khi nghiên cứu về màu sắc người ta dùng các khái niệm sau đây.[5] Màu quang phổ là những màu nhận được khi phân tích ánh sáng trắng ra thành những tia màu hợp thành nhờ các dụng cụ quang học, mỗi màu được đặc trưng bằng một bước sóng nhất định từ 380nm đến 760nm và gọi là màu đơn sắc, đặc điểm của màu này là tươi và thuần sắc. Màu đỏ : khoảng bước sóng 700 – 635 nm Màu da cam : 635 – 590 nm Màu vàng : 590 – 560 nm Màu xanh (green) : 560 – 490 nm Màu xanh (blue) : 490 – 450 nm Màu tím : 450 – 400 nm NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THẢO 12 NGÀNH CN VẬT LIỆU DỆT MAY LUẬN VĂN CAO HỌC KHOÁ 2010 Màu vô sắc ( hay là màu tiên sắc, màu trung hoà) là những màu được đặc trưng bằng cường độ màu như nhau của tất cả các bước sóng.
Do được phản xạ hỗn hợp các tia sáng có bước khác nhau với cùng 1 cường độ , không có tia nào trội hẳn nên chúng trung hoà lẫn nhau nên mắt con người không cảm thụ được sắc thái riêng của màu. Màu đen, màu trắng và các màu ghi, xám có được từ 2 màu đen trắng là những màu vô sắc. Màu hữu sắc là những màu thiên nhiên thể hiện ở mọi vật trong thế giới xung quanh chúng ta với các từ: xanh lam, xanh lục, đỏ, tím, vàng, da cam v. Màu hữu sắc là kết quả của sự chọn lọc và phản xạ của một số tia sáng có bước sóng nhất định.
Màu của vật thể là hiệu ứng màu phối hợp của các tia phản xạ mà mắt người cảm thụ được. Màu hữu sắc được chia làm 2 loại: màu đơn sắc và màu đa sắc. Màu đơn sắc chính là màu quang phổ, gặp ở những trường hợp vật thể chỉ phản xạ một tia của quang phổ ánh sáng trắng, còn các tia khác thì hấp thụ hết. Màu đa sắc là màu tập hợp các tia phản xạ của một vật nào đó có bước sóng khác nhau nhưng cùng cường độ và tỉ lệ các tia này không giống nhau.
Màu chủ đạo của vật thể sẽ là màu của tia phản xạ nào chiếm tỉ lệ lớn nhất được hoà với màu của các tia còn lại theo qui luật phối màu. Màu của vật thể:Chúng ta biết rằng phải qua sự liên kết với ánh sáng thì màu sắc của một vật thể mới được con người cảm nhận. Đặc tính cố hữu của các vật thể là phản xạ hay hấp thụ ánh sáng. Do có màu sắc của vật thể được cảm nhận tương ứng với các bứơc sóng phản xạ.
Nếu ánh sáng trắng chiếu đến vật thể thì ta có một số khả năng sau: • Tất cả ánh sáng bị hấp thụ. Ta sẽ cảm nhận được màu đen. • Tất cả ánh sáng bị phản xạ. Ta sẽ cảm nhận được màu trắng.
• Tất cả ánh sáng đều đi qua đối tượng. Trong trường hợp này màu của ánh sáng là không đổi. Vật thể được xem là trong suốt. • Một phần ánh sáng bị hấp thụ, phần còn lại được phản xạ.
Trong trường hợp này ta cảm nhận được màu tuỳ thuộc vào bước sóng nào của ánh sáng được phản xạ và bước sóng nào bị hấp thụ. NGUYỄN THỊ PHƯƠNG THẢO 13 NGÀNH CN VẬT LIỆU DỆT MAY LUẬN VĂN CAO HỌC KHOÁ 2010 • Một phần ánh sáng bị hấp thụ, phần còn lại xuyên qua đối tượng. Trong trường hợp này ta cảm nhận được màu sắc tuỳ thuộc vào bước sóng nào bị xuyên qua và bước sóng nào bị hấp thụ. • Một phần ánh sáng bị phản xạ và một phần ánh sáng bị xuyên qua.
Trong trường hợp này màu sắc của ánh sáng được phản xạ và bị xuyên qua sẽ thay đổi. Đặc tính của màu Trong tự nhiên để chỉ màu đa sắc người ta dùng các tính từ kép như: màu tím đỏ, lam ánh đỏ, vàng chanh…Theo lý thuyết màu và các phép tính màu, các đồ thị màu thì màu hữu sắc là một đại lượng ba chiều được xác định bằng: tông màu, độ bão hoà hay độ thuần sắc và độ sáng.