Як працює Tubomix і де його межі

У Tubomix немає нічого чарівного. Це розрахунок, зі своїми сильними сторонами й межами. Ось як він працює, простими словами, і чого від нього можна чесно чекати.

Кожна фарба відома чистою і з білилами

Багато інструментів для змішування знають кожну фарбу за одним кольором – кольором на екрані. Це як знати людину з однієї фотографії. Дві сині, схожі в тюбику, можуть поводитися зовсім по-різному, щойно додати білил: одна лишається інтенсивною, інша блякне →→.

Tubomix знає кожну фарбу чистою і змішаною з білилами – з вимірювань справжніх фарб і опублікованих даних виробників. Для близько двадцяти пігментів суміш із білилами виміряно. Для решти, зокрема кадміїв, охри й кістяної чорної, її поки оцінено.

Фарба поглинає частину світла, яке отримує, а решту відбиває в усіх напрямках: розсіює його. З даних Tubomix виводить для кожної фарби:

• на кожній довжині хвилі видимого світла, від фіолетового до червоного, скільки вона поглинає порівняно з тим, скільки відбиває (саме довжина хвилі розрізняє кольори веселки);
• одне число, її розсіювальну здатність: наскільки сильно вона розсіює світло порівняно з білилами.

Розрахунок, що йде за світлом, як фарба

Багато застосунків змішують, усереднюючи коди RGB двох кольорів – три числа, що описують колір на екрані. Це середнє світел: жовтий і синій дають сірий. А фарба забирає світло. Кожен пігмент поглинає частину світла, і суміш відбиває лише те, чого не поглинув жоден із її пігментів. Жовта поглинає синє, синя – червоне й жовте: лишається зелене →.

Середнє екрана чи фарба

Ті самі суміші, обчислені двома способами: як середнє кольорів екрана або як фарба.

Середнє екрана

Середнє кольорів екрана: світло-синій стає сірим і тьмяним, а жовтий + синій дають сірий, а не зелений.

Як фарба

Tubomix працює як фарба: сильний синій фталоціаніновий забарвлює всі білила, а жовтий + синій справді дають зелений.

Tubomix відтворює те, що справді робить фарба, розрахунком, який Кубелка й Мунк опублікували 1931 року і який давно застосовують у лакофарбовій промисловості: модель Кубелки – Мунка. Tubomix робить цей розрахунок довжина хвилі за довжиною хвилі, на 36 довжинах хвиль видимого світла, від фіолетового (380 нанометрів, тобто 380 мільйонних міліметра) до червоного (730 нанометрів). Потім він обчислює колір, який ви бачите за денного світла, без відблиску й відбиттів ламп. Модель пояснює й те, чому горошина синього фталоціанінового і горошина охри важать у суміші не однаково.

У повній моделі розсіювальна здатність змінюється від однієї довжини хвилі до іншої; Tubomix тримає одну для всіх. Ця спрощена версія добре працює для більшості тюбиків. Для кількох дуже сильних, дуже прозорих пігментів, як-от синій фталоціаніновий, колір просто з тюбика обчислюється менш точно, ніж його суміші з білилами.

Оскільки розрахунок іде за світлом довжина хвилі за довжиною хвилі, Tubomix може показати суміш і під теплою лампою чи холодним LED. Дві суміші, однакові за денного світла, тоді можуть розійтися: це метамерія. Зроблені з різних пігментів, вони не відбивають однакового світла на кожній довжині хвилі, хоч око й бачить їх однаковими за денного світла. Самі рецепти обчислено для денного світла.

Рецепт: спершу округлити, потім оцінити

«Ідеальний» рецепт рідко виходить рівним: 1 частина синього на 1,4 білил – такого ніхто не відміряє. Якщо обчислити точну цифру, а потім округлити, обіцяна різниця між сумішшю і бажаним кольором уже неправдива. Tubomix робить навпаки: шукає найкращий рецепт у частинах, які справді можна відміряти, а потім оцінює його. Показана різниця – це різниця суміші, яку ви справді зробите.

Спершу округлити

Небесно-блакитний, якого треба досягти з таких фарб: синій фталоціаніновий і білила. Точний рецепт не відміряти; усе залежить від того, як округлити.

Точно

Точно: синій фталоціаніновий – 1 частина, білила – 1,4; різниця ΔE 0. Правильно, але мастихіном такого не відміряти.

Округлено потім

Округлено потім: синій фталоціаніновий – 1 частина, білила – 1 частина, різниця ΔE 3,5. Не та похибка, яку вам обіцяли.

Округлено спершу

Як робить Tubomix: шукає найкращий рецепт у цілих частинах, а потім оцінює його. Синій фталоціаніновий – 5 частин, білила – 7 частин, різниця ΔE 0,2. 5 : 7 – це 1 : 1,4, але в частинах, які можна відміряти.

Рецепт має щонайбільше три тюбики (білила рахуються як тюбик) і дванадцять частин, плюс за потреби дрібку в чверть частини.

Коли дуже сильний тюбик має становити менше ніж дванадцяту частину суміші з білилами, Tubomix пробує базову суміш, яку треба зробити першою: цей тюбик, розведений у білилах, від 1 : 4 до 1 : 99 (урок 6 показує як). Він пропонує її, лише якщо вона помітно наближає суміш до бажаного кольору, і ніколи в аквареллі.

Він також віддає перевагу поблажливим рецептам, де трохи забагато одного тюбика не псує все. А коли колір недосяжний для ваших тюбиків, він так і каже, пропонує найближчий і підказує тюбик, який би допоміг.

Вимірювати різницю між двома кольорами

Різницю між двома кольорами вимірюють у ΔE («дельта E»): одне число, що менше, то ближчі кольори. Формул кілька; Tubomix використовує CIEDE2000, еталонну формулу CIE (Міжнародної комісії з освітлення), підігнану під те, що люди справді бачать, включно з блідими кольорами. Менше ніж 1 – для ока той самий колір. До 3 – дуже близько: різницю видно лише поруч. Від 3 до 6 – її видно. Понад 6 – далеко: два різні кольори. Саме ці слова показує Палітра Tubomix: «той самий колір», «дуже близько», «помітна різниця», «далеко».

Наскільки це точно?

Різниця між кольором, який обчислює Tubomix, і кольором, справді нафарбованим, у ΔE (та сама «різниця», що й на Палітрі): що перевірено, а що ні.

Один тюбик і білила

Розрахунок підігнано під справжні нафарбовані й виміряні драбини, зважені, зазвичай до 1 частини тюбика на 4 білил. Він відтворює їх у межах 2, часто в межах 1. Перевірено саме підгонку, а не передбачення інших вимірювань.

Один тюбик окремо

Для кольору просто з тюбика – у межах 3, часто 1,5, крім синього й зеленого фталоціанінових, кількох червоних, умбри натуральної, фіолетового діоксазинового й синього індантронового.

Суміш двох чи трьох тюбиків

Ці рецепти не порівнювали зі справжніми виміряними сумішами: реальна різниця може бути більшою за показану.

Ваша суміш здається значно далі?

Причина часто в освітленні, у фото або в дуже іншій марці фарби.

Як читати різницю

Менше ніж 1 – для ока той самий колір. До 3 – дуже близько: різницю видно лише поруч. Від 3 до 6 – її видно. Понад 6 – далеко: два різні кольори.

Що таке ΔE?

Що перевірено

Розрахунок підігнано під справжні виміряні драбини: один тюбик, змішаний із білилами в кількох пропорціях, зважених, а не відміряних за об’ємом, зазвичай від 4 частин тюбика на 1 білил до 1 на 4 (1 на 9 для кількох сильних тюбиків). Він відтворює їх у межах 2, часто в межах 1.

Кольори просто з тюбика він відтворює в межах 3, часто 1,5, крім синього й зеленого фталоціанінових, кількох червоних, умбри натуральної, фіолетового діоксазинового й синього індантронового.

Що не перевірено

• Вимірювання, що перевіряють розрахунок, – ті самі, на яких його підганяли: це показує, що він може їх відтворити, а не що так само добре передбачає інші вимірювання.
• Суміші, розбавленіші за ці драбини, і кількості в частинах за об’ємом, як у рецептах.
• Рецепти з двох чи трьох тюбиків не порівнювали зі справжніми, нафарбованими й виміряними сумішами. Для них показана різниця – обчислена; реальна може бути більшою, особливо якщо ваші тюбики відрізняються від тюбиків Tubomix.

Похибки виникають переважно через різницю між марками для того самого пігменту (і між двома рецептурами однієї марки), через пігменти, чий колір із білилами поки оцінено, і через освітлення чи фото. Якщо тюбика бракує або він не схожий на тюбик Tubomix, створіть його з фото в «Мій набір» («Вашого тюбика немає в списку?»): сфотографуйте товстий мазок на білому папері, а якщо можете – і мазок 1 частина на 10 білил; без нього Tubomix доведеться вгадувати силу тюбика.

Чого Tubomix не обчислює

• Висихання й лак у фізичному сенсі. Tubomix може показати оцінку суміші сухою чи під лаком («Суха / Під лаком»). Це лише оцінка: зсув залежить від марки й товщини шару. Єдиний суддя – ваш висохлий пробний мазок (див. урок 6).
• Пожухлість олії, медіуми, глянець.
• Лесирування й шари: в акрилі й олії він обчислює криючий шар.
• Флуоресцентні, металічні чи перламутрові кольори.

А акварель?

Акварель живе за іншими правилами. Її не висвітлюють білилами: додають воду, і крізь шар просвічує білий папір. Розбавленіший шар світліший, але ніколи не «біліший». Акварельний режим Tubomix обчислює прозорий шар на вибраному вами папері: світло проходить крізь шар, відбивається від паперу й знову проходить крізь шар. Що більше води, то менше пігменту на папері.

Він використовує ті самі дані пігментів, що й для акрилу й олії, з типовою товщиною шару, тож він менш упевнений, особливо для дуже прозорих пігментів, як-от ультрамарин. Він обчислює заливку, змішану в лунці й нанесену за один раз; шари, по-мокрому й грануляцію він не моделює.

Що запам’ятати

• Tubomix знає кожну фарбу чистою і змішаною з білилами, а не лише за кольором на екрані.
• Він обчислює суміші так, як поводиться фарба, довжина хвилі за довжиною хвилі: жовтий і синій дають зелений, а не сірий.
• Він спершу округлює рецепт, а потім оцінює його: показана різниця – це різниця суміші, яку ви справді відміряєте.
• Для одного тюбика з білилами розрахунок підігнано під справжні вимірювання, і він відтворює їх у межах 2, часто в межах 1.
• Для сумішей кількох тюбиків різницю з вимірюваннями не перевіряли.

Докладніше

• Kubelka–Munk theory: як світло проходить крізь шар фарби, у Вікіпедії (англійською).
• Practical Pigment Mixing for Digital Painting (PDF): стаття Шарки Сохорової й Ондржея Ямрішки (SIGGRAPH Asia 2021), що показує, чому програми змішують у бік сірого і як Кубелка – Мунк дає зелений (англійською).
• The CIEDE2000 Color-Difference Formula: Ґаурав Шарма зі співавторами детально описують формулу різниці, яку використовує Tubomix, з тестовими значеннями (англійською).
• A perceptual color space for image processing: Бйорн Оттоссон представляє OKLab – спосіб упорядковувати кольори числами, близько до того, що бачить око; Tubomix обчислює в ньому свої суміші (англійською).
• Color difference (англійською) і метамерія, у Вікіпедії.
• Числа кольору: різниця ΔE, з прикладами.