Barva skla s povlakem a její vnímání

Tento článek si klade za cíl podrobně rozebrat jednotlivé parametry, které ovlivňují finální barevný dojem. Prozkoumáme, jak fyzikální vlastnosti skla, světelné zdroje a dokonce i subjektivní vnímání pozorovatele a pozorovací úhel přispívají k tomu, jak barvu vidíme. Porozumění těmto faktorům je klíčové pro správné hodnocení a specifikaci skla v architektonických projektech.

1. Faktory ovlivňující barvu

Vnímaná barva skla s povlakem není neměnnou vlastností, ale je určena kombinací několika vzájemně působících parametrů. Tyto faktory lze rozdělit do tří hlavních kategorií: sklářský výrobek, světelné podmínky a pozorovatel.

a) Sklářský výrobek: Fyzikální složení samotné zasklívací jednotky je hlavním faktorem ovlivňujícím barvu

• Povlak a typ skla: Specifický použitý povlak a typ základního skla (např. čiré, extra čiré nebo tónované) mají zásadní vliv na konečný vzhled.

b) Světelné podmínky (světelný zdroj): Vzhled skla se výrazně mění v závislosti na zdroji světla.

• Přirozené světlo: Barva se může lišit v přímém slunečním světle a za zatažené oblohy.
• Umělé a nepřímé světlo: Barva je také ovlivněna vnitřním osvětlením (např. žárovkami) nebo odraženým světlem z okolí (např. sousední budovy).
• Pozadí: tmavé – vnímáno převážně odražené světlo; světlé pozadí – kombinace odraženého a procházejícího světla, v závislosti na intenzitě světla uvnitř a vně skleněné fasády.

c) Pozorovatel a vnímání: Barva je v konečném důsledku subjektivní vjem pozorovatele.

• Způsob pozorování: Barvu lze posoudit technickým měřicím přístrojem nebo lidským okem, přičemž každý z nich poskytuje odlišné výsledky.
• Subjektivní lidské vnímání: Lidské oko vysílá signály do mozku, který tyto informace zpracovává a vytváří dojem „barvy“. Tento proces je individuální a subjektivní a je ovlivněn osobními zkušenostmi. Vzhledem k tomu, že všechny tyto faktory na sebe vzájemně působí, může změna kteréhokoli z nich ovlivnit konečné vnímání barvy.
• Pozorovací úhel: Úhel, pod kterým je sklo pozorováno, ovlivňuje dráhu světla procházejícího povlakem, což může změnit vnímání barvy. Kromě toho se reflexe vnější strany skla bez povlaku při ostřejších pozorovacích úhlech zvyšuje.

Pozorovací úhel je proto kritickým faktorem ovlivňujícím barevný vzhled skla s povlakem. Během procesu nanášení povlaku a při kontrolách kvality na místě se měření barev obvykle provádí v úhlu 90°, tj. kolmo k povrchu skla. Povlaky jsou navrženy a optimalizovány právě pro tuto kolmou pozici. Vnímaná barva se však může lišit, pokud se na sklo díváte z různých úhlů. Tento efekt se nazývá úhlová změna barvy.

Povlak s dobrou úhlovou stabilitou vykazuje pouze minimální změny barvy při změně pozorovacího úhlu, což zajišťuje jednotnější vzhled fasády. Naopak povlaky s horší úhlovou stabilitou mohou vykazovat silný úhlový posun barvy, což vede k nejednotnému vizuálnímu dojmu v závislosti na pozici pozorovatele.

Při změně pozorovacího úhlu se mění také optická dráha světla procházejícího vrstvami povlaku, což způsobuje změny vnímané barvy. Při větších pozorovacích úhlech prochází světlo delší dráhou povlakem, což přirozeně zesiluje tyto barevné posuny. Jedná se o přirozený optický jev pozorovaný u všech interferenčních povlaků.

Z důvodu konzistence se barva vždy hodnotí z kolmého pozorovacího úhlu (90° k zasklení). Pokud však fasáda obsahuje izolační skleněné jednotky s různými typy nebo tloušťkami skla, nebo pokud se pozorovací úhel výrazně liší, mohou se vyskytovat mírné barevné rozdíly. Tyto odchylky souvisejí s optickými vlastnostmi povlaku a jeho úhlovou stabilitou.
 

2. Kvantifikace barvy

Ke kvantifikaci barevného dojmu jednotlivce, tj. k numerickému popisu barvy, se obvykle používá standardizovaný barevný systém CIE Lab* (CIE 1976). V tomto systému je každá barva definována jedinečnou sadou tří souřadnic (L*, a* a b*), které představují jeden bod v trojrozměrné sféře známé jako barevný prostor (viz obrázek 

Tento barevný prostor je definován třemi osami:

• L* (světlost): Tato osa sahá od černé (L* = 0) v dolní části po bílou (L* = 100) v horní části.
• a* (zelená - červená): Tato osa představuje spektrum od zelené (záporná a*) po červenou (kladná a*).
• b* (modrá - žlutá): Tato osa sahá od modré (záporná b*) po žlutou (kladná b*).

Souřadnice a* a b* se používají k určení sytosti barvy (Chroma, C*), kde vyšší hodnoty označují intenzivnější barvu. Naproti tomu celková barevná vzdálenost (ΔE*) se počítá z rozdílů ve všech třech souřadnicích (L*, a* a b*) za účelem kvantifikace celkového vnímaného rozdílu mezi dvěma barvami.

Barevná odchylka mezi dvěma body v tomto prostoru je vyjádřena hodnotou ΔE*. Tato hodnota představuje geometrickou vzdálenost mezi body a je vypočítána z rozdílů v jednotlivých souřadnicích (ΔL*, Δa* a Δb*) pomocí vzorce:

ΔE* = √((ΔL*)² + (Δa*)² + (Δb*)²)

Hodnota ΔE* se používá k definování a hodnocení barevných tolerancí.

Obrázek 1: Systém barevných souřadnic CIE L*, a*, b* (zdroj: Colorimetry — Part 4: CIE 1976 L*a*b* Colour space)

3. Vizuální hodnocení barvy, stupně lesku a odrazu

Zatímco barvu lze objektivně měřit a definovat pomocí přesných souřadnic v barevném systému, lidské vnímání barvy je velmi subjektivní. Na rozdíl od technického měřicího přístroje lidské oko nevnímá všechny barvy stejně. Jeho nejvyšší citlivost je v zelenožlutém spektru, což znamená, že naše vizuální vnímání je přirozeně omezené v krátkovlnném (modrofialovém) a dlouhovlnném (tmavě červeném) spektru.

Kromě toho vjem „barvy“ není přímým vjemem, ale interpretací mozku, který ji vyhodnocuje na základě minulých zkušeností. Tato subjektivita vysvětluje klíčový paradox lidského zraku: zatímco jsme velmi dobří ve vnímání jemných barevných rozdílů při přímém srovnání vedle sebe, naše dlouhodobá paměť pro konkrétní barvy je notoricky nespolehlivá.

Obrázek 2: Subjektivní vnímání barvy člověkem 

4. Hodnocení barvy

Pro hodnocení barvy povlaků doporučujeme použít „Code of Practice“ (vydání z roku 2005) od Evropské asociace výrobců plochého skla (GEPVP). Tato směrnice se doporučuje, protože příslušná evropská norma EN 1096 nestanoví hodnoty pro barevnou jednotnost.

Směrnice GEPVP je založena na barevném prostoru CIE Lab*, definovaném v roce 1976. V rámci tohoto systému se barevné rozdíly kvantifikují výpočtem změny v každé souřadnici: ΔL*, Δa* a Δb*. Ty se počítají následovně:

• ΔL* = L*_{objekt 2} – L*_{objekt 1}
• Δa* = a*_{objekt 2} – a*_{objekt 1}
• Δb* = b*_{objekt 2} – b*_{objekt 1}

Zatímco při měření barev je běžné používat jedinou hodnotu ΔE*, která kombinuje tyto tři proměnné, GEPVP tvrdí, že ΔE* není dostatečně přesná pro hodnocení barvy skla. Proto směrnice stanoví, že k definování tolerancí by měly být použity pouze jednotlivé hodnoty ΔL*, Δa* a Δb*.

Přípustné tolerance (podle „Code of Practice“, vydání 2005) jsou:

• Δ (Delta) L*      4.0
• Δ (Delta) a*      3.0
• Δ (Delta) b*      3.0

Závěr
Vnímaná barva skla s povlakem je výsledkem složité interakce mezi třemi hlavními pilíři: optickými vlastnostmi samotného povlaku a skla, světelnými podmínkami a pozorovatelem. Bylo zdůrazněno, že faktory jako typ povlaku, pozorovací úhel a charakter světelného zdroje zásadně mění finální vzhled. Subjektivita lidského vnímání stojí v kontrastu s objektivním měřením, což vyžaduje standardizované metody pro kvantifikaci a hodnocení barevných rozdílů.

Pro objektivní posouzení se využívá barevný prostor CIE Lab*, který umožňuje číselně popsat jakoukoli barvu pomocí souřadnic L*, a* a b*. Pro stanovení přípustných barevných odchylek v praxi se doporučuje směrnice GEPVP, která namísto jediné hodnoty ΔE* upřednostňuje sledování jednotlivých tolerancí ΔL*, Δa* a Δb*. Pochopení celé této problematiky je nezbytné pro zajištění barevné jednotnosti a splnění estetických požadavků na fasádách budov.

Obrázek 3: AGC škála skel s protisluneční ochranou Stopray

Autor článku: AGC Flat Glass Czech a.s.

Úvodní foto: Projekt: Port7 by Skanska © AGC Glass Europe foto: Hubert Hesoun