چای واقعاً چه رنگی است!؟

به نظر شما اگر یک ماده رنگی (مثل چای) را چندین بار رقیق کنیم، کد رنگ آن چه تغییری می‌کند؟ یا در واقع چه پارامتری از رنگ آن ثابت می‌ماند؟ برای پاسخ به این سوال، اول باید کمی تئوری رنگ را مرور کنیم.

احتمالاً با سیستم رنگ در کامپیوتر آشنا هستید. معروف‌ترین آنها سیستم RGB یا سبز-قرمز-آبی است که بر اساس ترکیب این سه رنگ (نور) با شدت‌های مختلف، رنگ‌های متنوع تولید می‌شود. در صنعت چاپ هم از سیستم CMYK استفاده می‌شود. یک سیستم رنگ دیگر هم در گرافیک کامپیوتری استفاده می‌شود که خواص جالبی دارد: سیستم HSB که مخفف سه پارامتر Hue Saturation Brightness است که Hue به معنی رنگ (فام) و Saturation به معنی درجه اشباع رنگ است و Brightness مقدار روشنایی رنگ را مشخص می‌کند. در واقع یک سری رنگ به عنوان رنگ‌های پایه در نظر گرفته می‌شوند (درجه اشباع و روشنایی این‌ رنگ‌ها 100% است) و با ترکیب این رنگ‌ها با رنگ سفید مقدار اشباع رنگ کاهش می‌یابد (مثل این‌که رنگ را رقیق کنیم) و با ترکیب این رنگ با رنگ سیاه مقدار روشنایی کاهش پیدا می‌کند. شکل زیر که در برنامه فتوشاپ قابل مشاهده است، نحوه تغییر این پارامترها را بهتر مشخص می‌کند:

 

سیستم HSB با شهود سازگارتر است. مثلاً باور اینکه ترکیب رنگ قرمز و سبز خالص، یعنی مقدار RGB =255,255,0 به ما رنگ زرد می‌دهد، کمی سخت است. یا مثلاً کد RGB رنگ‌هایی که  به عنوان «نارنجی»، «نارنجی روشن»، «نارنجی سیر» و ... می‌شناسیم ارتباطی با هم ندارند و مقادیر مشترکی ندارند در حالی که مجموعه رنگ‌هایی که به عنوان «خانواده نارنجی» می‌شناسیم همگی مقدار Hue یکسانی دارند و فقط درجه روشنایی و اشباع‌شان با هم متفاوت است.

حالا می‌توانیم جواب سوالمان را با آزمایش پیدا کنیم.

ابتدا مقداری چای درست کردم و مقداری از آن را در یک ظرف کوچک آزمایشگاه ریختم. روی آن یک صفحه سفید گذاشتم و آن را اسکن کردم. سپس چای را به درجات مختلف رقیق کردم و هر دفعه از آن اسکن می‌گرفتم. مسلماً اسکن کردن در این شرایط و پارامترهای مزاحمی که وارد آزمایش می‌شوند، موجب ایجاد یک سری خطا می‌شود به طوری که ممکن است رنگ واقعی چای به کامپیوتر منتقل نشود. به همین خاطر یک بار آب خالص را هم اسکن کردم. تصویری که از آب خالص به دست آمد به عنوان مبنای رنگ سفید مطلق در نظر گرفته می‌شود و بقیه رنگ‌ها بر اساس این رنگ اصلاح می‌شود. در شکل زیر نتایج اسکن‌ها قبل و بعد از اصلاح رنگ‌ها دیده می‌شود:

خوب... حالا قسمت هیجان‌انگیز ماجرا! کد رنگ‌های به دست آمده را نگاه می‌کنیم ببینیم نقطه مشترکی دیده می‌شود یا نه. کد RGB ارتباط خاصی نشان نمی‌دهد*. اما کد HSB  را که می‌بینم به نکته جالبی بر می‌خوریم. مقدار Hue همه رنگ‌ها با نقریب خیلی خوبی یکسان است. از سمت راست مقادیر Hue این رنگ‌ها به ترتیب 40، 41، 40، 40، 41 و 41 بودند. نتیجه خیلی جالب بود. یعنی با این‌که چای را تا 32 برابر رقیق کردیم اما پارامتر Hue آن با سرسختی تمام ثابت ماند. این نکته خیلی مهمی است که در پردازش تصویر می‌تواند کمک زیادی به شناسایی مواد به کمک رنگ کند.

* در واقع اگر کدهای RGB را در مقیاس لگاریتمی رسم کنیم، می‌توان ارتباط جالبی هم میان آن‌ها دید. اگر حوصله‌اش را داشتید این کار را انجام دهید!

پ.ن. اینجا تصویری از محل آزمایش را می‌توانید ببینید!