مبانی رنگ

همانطور که تابش الکترومغناطیسی (ER) از طریق امواج از خورشید (یا یک لامپ) به اجسام روی زمین می‌رود، بخش‌هایی از طیف ER توسط اجسام مختلف جذب، پراکنده یا منعکس می‌شوند. خاصیت حاصل از ER جذب شده، پراکنده و منعکس شده “رنگ” نامیده می شود. سفید رنگی است که از طیف کامل طیف بصری حاصل می شود و بنابراین به عنوان رنگ معیاری در نظر گرفته می شود که سایر رنگ ها با آن اندازه گیری می شوند. مشکی عدم وجود ER است. تمام رنگ های دیگر از یک تعامل جزئی با طیف ER ناشی می شوند.

سه جنبه اصلی رنگ که باید در ساختن نقشه مورد توجه قرار گیرند عبارتند از رنگ، ارزش و اشباع. رنگ ، طول موج یا رنگ غالب مرتبط با یک جسم بازتابنده است. رنگ اساسی ترین جزء رنگ است و شامل قرمز، آبی، زرد، بنفش و غیره است. ارزش مقدار سفید یا سیاه رنگ است. ارزش اغلب مترادف با تضاد است. تغییرات در مقدار مقدار برای یک رنگ مشخص منجر به درجات مختلفی از روشنایی یا تیرگی برای آن رنگ می شود. گفته می شود رنگ های روشن دارای ارزش بالایی هستند، در حالی که رنگ های تیره ارزش پایینی دارند. رنگ‌های تک رنگ گروهی از رنگ‌ها با رنگ یکسان اما با تغییرات فزاینده در ارزش هستند. همانطور که در شکل 9.1 “ارزش” مشاهده می شود، تغییرات در مقدار معمولاً چشم بیننده را از مناطق تاریک به مناطق روشن هدایت می کند.

اشباع شدت رنگ را توصیف می کند. اشباع کامل منجر به رنگ های خالص می شود، در حالی که رنگ های اشباع کم به خاکستری نزدیک می شوند. تغییرات در اشباع، سایه ها و ته رنگ های متفاوتی را ایجاد می کند. سایه ها با مسدود کردن نور، مانند چتر، درخت، پرده و غیره ایجاد می شوند. افزایش میزان سایه منجر به رنگ خاکستری و مشکی می شود. رنگ مخالف سایه است و با افزودن رنگ سفید به رنگ ایجاد می شود. هنگام استفاده از مدل‌های رنگی افزودنی، رنگ‌ها و سایه‌ها به‌ویژه مشابه هستند ( برای اطلاعات بیشتر در مورد مدل‌های رنگ افزودنی به بخش 9.1.2 “مدل‌های رنگی” مراجعه کنید ). برای به حداکثر رساندن قابلیت تفسیر نقشه، از رنگ‌های اشباع برای نمایش ویژگی‌های برجسته سلسله مراتبی و رنگ‌های پاک‌شده برای نمایش ویژگی‌های پس‌زمینه استفاده کنید.

اگر به درستی استفاده شود، رنگ می تواند تا حد زیادی طراحی نقشه را بهبود بخشد و از آن پشتیبانی کند. به همین ترتیب، در صورت سوء استفاده، رنگ می تواند از محصول نقشه برداری کم کند. برای استفاده درست از رنگ، ابتدا باید هدف نقشه را در نظر گرفت. در برخی موارد، استفاده از رنگ تضمینی نیست. نقشه‌های خاکستری می‌توانند به همان اندازه نقشه‌های رنگی مؤثر باشند، اگر موضوع مورد نیاز آن باشد. صرف نظر از این، دلایل زیادی برای استفاده از رنگ وجود دارد. پنج دلیل اصلی در اینجا ذکر شده است.

رنگ به ویژه برای انتقال معنا مناسب است ( شکل 9.2 “استفاده از رنگ برای ارائه معنی”). به عنوان مثال، قرمز رنگی قوی است که واکنشی پرشور را در انسان برمی انگیزد. نشان داده شده است که رنگ قرمز واکنش های فیزیولوژیکی مانند افزایش سرعت تنفس و افزایش فشار خون را برمی انگیزد. قرمز اغلب با خون، جنگ، خشونت و حتی عشق همراه است. از سوی دیگر، آبی رنگی است که با اثرات آرام بخش همراه است. رنگ‌های آبی در ارتباط با آسمان یا اقیانوس، در واقع می‌توانند به خواب کمک کنند و بنابراین یک رنگ توصیه‌شده برای اتاق خواب است. آبی بیش از حد، با این حال، می تواند منجر به رد شدن از اثرات آرام بخش به احساس افسردگی شود (یعنی داشتن “آبی”). رنگ سبز بیشتر با زندگی یا طبیعت (گیاهان) مرتبط است. رنگ سبز مطمئناً یکی از موضوعی ترین رنگ ها در جامعه امروزی است که ارجاعات رایجی به ساخت و ساز سبز، حزب سبز، سبز شدن و غیره دارد. سبز اما همچنین می تواند نشان دهنده حسادت و بی تجربگی باشد (به عنوان مثال، هیولای چشم سبز، گرین هورن). قهوه ای نیز یک رنگ طبیعی است اما بیشتر به عنوان نمایانگر خاک و سنگ است. قهوه ای همچنین می تواند دلالت بر تیرگی داشته باشد. رنگ زرد بیشتر با نور خورشید و گرما مرتبط است، تا حدودی شبیه به رنگ قرمز. زرد همچنین می تواند نشان دهنده بزدلی باشد (مثلاً شکم زرد). مشکی، فقدان رنگ، احتمالاً پرمعناترین رنگ در اصطلاح مدرن است. حتی بیشتر از بقیه، رنگ مشکی دارای مفاهیم مثبت و منفی شگفت انگیزی است. رنگ مشکی رمز و راز، ظرافت و پیچیدگی را می‌رساند (به عنوان مثال، یک رابطه با کراوات سیاه، در سیاه)، در حالی که از دست دادن، شرارت و منفی‌بافی را نیز می‌رساند (مثلاً، سیاه‌دل، ابر سیاه، لیست سیاه). قهوه ای نیز یک رنگ طبیعی است اما بیشتر به عنوان نمایانگر خاک و سنگ است. قهوه ای همچنین می تواند دلالت بر تیرگی داشته باشد. رنگ زرد بیشتر با نور خورشید و گرما مرتبط است، تا حدودی شبیه به رنگ قرمز. زرد همچنین می تواند نشان دهنده بزدلی باشد (مثلاً شکم زرد). مشکی، فقدان رنگ، احتمالاً پرمعناترین رنگ در اصطلاح مدرن است. حتی بیشتر از بقیه، رنگ مشکی دارای مفاهیم مثبت و منفی شگفت انگیزی است. رنگ مشکی رمز و راز، ظرافت و پیچیدگی را می‌رساند (مثلاً کراوات مشکی، در سیاه)، در حالی که از دست دادن، شرارت، و منفی‌گرایی را نیز می‌رساند (به عنوان مثال، سیاه‌دل، ابر سیاه، فهرست سیاه). قهوه ای نیز یک رنگ طبیعی است اما بیشتر به عنوان نمایانگر خاک و سنگ است. قهوه ای همچنین می تواند دلالت بر تیرگی داشته باشد. رنگ زرد بیشتر با نور خورشید و گرما مرتبط است، تا حدودی شبیه به رنگ قرمز. زرد همچنین می تواند نشان دهنده بزدلی باشد (مثلاً شکم زرد). مشکی، فقدان رنگ، احتمالاً پرمعناترین رنگ در اصطلاح مدرن است. حتی بیشتر از بقیه، رنگ مشکی دارای مفاهیم مثبت و منفی شگفت انگیزی است. رنگ مشکی رمز و راز، ظرافت و پیچیدگی را می‌رساند (به عنوان مثال، یک رابطه با کراوات سیاه، در سیاه)، در حالی که از دست دادن، شرارت و منفی‌بافی را نیز می‌رساند (مثلاً، سیاه‌دل، ابر سیاه، لیست سیاه). فقدان رنگ، احتمالاً پرمعناترین رنگ در اصطلاح مدرن است. حتی بیشتر از بقیه، رنگ مشکی دارای مفاهیم مثبت و منفی شگفت انگیزی است. رنگ مشکی رمز و راز، ظرافت و پیچیدگی را می‌رساند (مثلاً کراوات مشکی، در سیاه)، در حالی که از دست دادن، شرارت، و منفی‌گرایی را نیز می‌رساند (به عنوان مثال، سیاه‌دل، ابر سیاه، فهرست سیاه). فقدان رنگ، احتمالاً پرمعناترین رنگ در اصطلاح مدرن است. حتی بیشتر از بقیه، رنگ مشکی دارای مفاهیم مثبت و منفی شگفت انگیزی است. رنگ مشکی رمز و راز، ظرافت و پیچیدگی را می‌رساند (مثلاً کراوات مشکی، در سیاه)، در حالی که از دست دادن، شرارت، و منفی‌گرایی را نیز می‌رساند (به عنوان مثال، سیاه‌دل، ابر سیاه، فهرست سیاه).

دلیل دوم استفاده از رنگ برای شفاف سازی و تاکید است ( شکل 9.3 “استفاده از رنگ برای ارائه تاکید” ). رنگ های گرم مانند قرمز و زرد به دلیل تأکید بر ویژگی های فضایی قابل توجه هستند. این رنگ‌ها اغلب از صفحه خارج می‌شوند و معمولاً اولین رنگ‌هایی هستند که چشم خواننده را به خود جلب می‌کنند، به‌ویژه اگر با رنگ‌های سرد، مانند آبی و سبز متعادل شوند ( برای اطلاعات بیشتر در مورد رنگ‌های گرم و سرد ، بخش 9.1.3 “انتخاب رنگ” را ببینید. ). علاوه بر این، استفاده از یک رنگ با اشباع بالا به شدت در برابر رنگ های مشابه با اشباع کم متمایز خواهد شد.

استفاده از رنگ نیز برای ایجاد نقشه ای با زیبایی شناسی دلپذیر مهم است ( شکل 9.4 “استفاده از رنگ برای ارائه زیبایی شناسی” ). مطمئناً یکی از چالش برانگیزترین جنبه های ایجاد نقشه، ایجاد یک پالت رنگ موثر است. هنگامی که به نقشه ها از طریق یک لنز زیبایی شناسی نگاه می کنیم، ما واقعاً شروع به در نظر گرفتن خلاقیت خود به عنوان اثر هنری کرده ایم. اگرچه تا حدودی برای بینندگان فردی خاص است، اما همه ما درک ذاتی داریم از اینکه چه زمانی رنگ ها در یک گرافیک/هنر از نظر زیبایی شناختی دلپذیر هستند و چه زمانی خوشایند نیستند. به عنوان مثال، زمانی که رنگ‌ها از طرف مقابل چرخه رنگ استفاده می‌شوند، استفاده از رنگ هماهنگ در نظر گرفته می‌شود ( بخش 9.1.3 “انتخاب‌های رنگ” )، در حالی که استفاده عادلانه از چندین رنگ اصلی می‌تواند تصویری نامتعادل ایجاد کند.

چهارمین کاربرد رنگ، انتزاع است ( شکل 9.5 “استفاده از رنگ برای ارائه انتزاع” ). انتزاع رنگی روشی موثر برای نشان دادن داده های کمی و کیفی، به ویژه برای محصولات موضوعی مانند نقشه های choropleth است. در اینجا، رنگ ها صرفاً برای نشان دادن مقادیر مختلف برای یک متغیر استفاده می شوند و ممکن است قافیه یا دلیل خاصی نداشته باشند. شکل 9.5 “استفاده از رنگ برای ارائه انتزاع” یک نقشه موضوعی معمولی را با رنگ های انتزاعی نشان دهنده کشورهای مختلف نشان می دهد.

در مقابل انتزاع، رنگ نیز می تواند برای نمایش واقعیت استفاده شود ( شکل 9.6 ). به نقشه‌هایی که ارتفاع را نشان می‌دهند (مثلاً مدل‌های ارتفاعی دیجیتال یا DEM) اغلب رنگ‌های کاذبی داده می‌شوند که واقعیت را تقریب می‌کنند. نواحی کم ارتفاع با رنگ های سبز رنگی می شوند تا مناطقی با پوشش گیاهی سرسبز را نشان دهند. ارتفاعات میانی (یا مناطق کم ارتفاع بیابانی) به رنگ قهوه ای برای نشان دادن رشد کم پوشش گیاهی است. پشته ها و قله های کوهستانی به رنگ سفید هستند تا بارش برف انباشته را نشان دهند. آبراهه ها و بدنه های آبی به رنگ آبی هستند. مگر اینکه دلیل خاصی برای این کار وجود نداشته باشد، پدیده های طبیعی نشان داده شده بر روی نقشه ها باید همیشه رنگی شوند تا رنگ واقعی آنها تقریبی باشد تا قابلیت تفسیر افزایش یابد و سردرگمی کاهش یابد.

مدل های رنگی

مدل‌های رنگی سیستم‌هایی هستند که امکان ایجاد طیف وسیعی از رنگ‌ها را از فهرست کوتاهی از رنگ‌های اصلی فراهم می‌کنند. مدل های رنگی می توانند افزودنی یا تفریق کننده باشند. مدل‌های رنگ افزودنی نور ساطع شده را برای نمایش تغییرات رنگی ترکیب می‌کنند و معمولاً با نمایشگرهای رایانه، تلویزیون، اسکنر، دوربین‌های دیجیتال و ویدئو پروژکتورها استفاده می‌شوند. مدل رنگی RGB (قرمز-سبز-آبی) رایج ترین مدل افزودنی است (قسمت (الف) شکل 9.7 “مدل های رنگ افزودنی: (الف) RGB، (ب) HSL، و (ج) HSV”). مدل RGB پرتوهای نوری از رنگ‌های اولیه قرمز، سبز و آبی را برای ایجاد رنگ‌های ثانویه سرخابی، فیروزه‌ای و زرد ترکیب می‌کند. اگرچه تفاوت اساسی بین نور زرد خالص (~580 نانومتر) و مخلوطی از نور سبز و قرمز وجود دارد، چشم انسان این سیگنال ها را یکسان درک می کند. مدل RGB معمولاً از سه مقدار عددی 8 بیتی (به نام سه گانه RGB) استفاده می کند که از 0 تا 255 تا رنگ های مدل را شامل می شود. به عنوان مثال، سه گانه RGB برای رنگ های اصلی و ثانویه خالص به شرح زیر است:

• قرمز = (255، 0، 0)
• سبز = (0، 255، 0)
• آبی = (0، 0، 255)
• سرخابی = (255، 0، 255)
• فیروزه ای = (0، 255، 255)
• زرد = (255، 255، 0)
• مشکی، عدم وجود رنگ افزودنی = (0، 0، 0)
• سفید، مجموع تمام رنگ های افزودنی = (255، 255، 255)

دو مدل رنگ افزودنی رایج دیگر، بر اساس مدل RGB، مدل‌های HSL (رنگ، ​​اشباع، روشنایی) و HSV (رنگ، ​​اشباع، ارزش) هستند ( شکل 9.7 مدل‌های رنگ افزودنی: (الف) RGB، (ب) HSL و (ج) HSV”، ب و ج). این مدل‌ها مبتنی بر سیستم‌های مختصات استوانه‌ای هستند که به موجب آن زاویه حول محور عمودی مرکزی با رنگ مطابقت دارد. فاصله از محور مرکزی مربوط به اشباع است. و فاصله در امتداد محور مرکزی مربوط به اشباع یا سبکی است. به دلیل پایه آنها در مدل RGB، هر دو مدل رنگی HSL و HSV می توانند مستقیماً بین سه مدل افزودنی تبدیل شوند. در حالی که این مدل‌های افزودنی نسبتا ساده حداقل زمان پردازش کامپیوتری را ارائه می‌کنند، اما در مقابل برخی از پیچیدگی‌های رنگ، دارای نقطه ضعف براق شدن هستند. به عنوان مثال، مدل رنگی RGB فضاهای رنگی “مطلق” را تعریف نمی کند، که به این معنی است که این رنگ ها ممکن است هنگام مشاهده در نمایشگرهای مختلف، متفاوت به نظر برسند. همچنین، رنگ های RGB به طور مساوی در طول طیف رنگ قرار ندارند،

برخلاف مدل های افزودنی، مدل های رنگ کسر شامل مخلوط کردن رنگ ها، رنگ ها یا جوهرها برای ایجاد طیف رنگی کامل است. این مدل‌های تفریقی رنگ را با این فرض نشان می‌دهند که نور سفید محیطی توسط جوهرهای چاپی پراکنده، جذب و منعکس شده است. بنابراین، مدل‌های کاهنده با محدود کردن جوهر از سطح چاپ، رنگ سفید ایجاد می‌کنند. به این ترتیب، این مدل ها استفاده از کاغذ سفید را به عنوان رنگ های دیگر کاغذ فرض می کنند که منجر به رنگ های اریب می شود. CMYK (فیروزه‌ای، سرخابی، زرد، سیاه) رایج‌ترین مدل رنگ تفریق‌کننده است و گهگاه به‌عنوان «فرایند چهار رنگ» نامیده می‌شود ( شکل 9.8 «مدل رنگ تفریق‌کننده: CMYK»). اگرچه جوهرهای CMY برای ایجاد تمام رنگ‌های رنگین کمان کاهنده کافی است، اما یک جوهر سیاه در این مدل گنجانده شده است زیرا بسیار ارزان‌تر از استفاده از ترکیب CMY برای همه رنگ‌های سیاه است (مشکی رایج‌ترین رنگ چاپ شده است) و به دلیل ترکیب کردن CMY اغلب بیشتر به رنگ قهوه ای تیره منجر می شود. مدل CMYK مقادیر رنگ را با وارد کردن درصدهایی برای هر یک از چهار رنگ از 0 تا 100 درصد ایجاد می کند. به عنوان مثال، قرمز خالص از 14 درصد فیروزه ای، 100 درصد سرخابی، 99 درصد زرد و 3 درصد سیاه تشکیل شده است.

همانطور که ممکن است حدس بزنید، زمانی که نقشه‌ها روی مانیتور کامپیوتر نمایش داده می‌شوند، مدل‌های افزودنی ترجیح داده می‌شوند، در حالی که هنگام چاپ، مدل‌های تفریقی ترجیح داده می‌شوند. اگر شک دارید، معمولاً بهتر است از مدل RGB استفاده کنید زیرا در مقایسه با مدل CMYK درصد بیشتری از طیف مرئی را پشتیبانی می کند. هنگامی که یک تصویر از RGB به CMYK تبدیل می شود، اطلاعات RGB اضافی به طور غیر قابل برگشتی از بین می رود. در صورت امکان، جمع‌آوری هر دو نسخه RGB و CMYK یک تصویر ایده‌آل است، به خصوص اگر قرار است گرافیک شما هم چاپ شود و هم به صورت آنلاین قرار داده شود. نکته آخر، شما همچنین می خواهید در استفاده از فرمت های فایل برای این مدل های رنگی انتخابی باشید. فرمت های فایل های گرافیکی JPEG و GIF بهترین انتخاب برای تصاویر RGB هستند، در حالی که فرمت های فایل های گرافیکی EPS و TIFF با تصاویر چاپ شده CMYK ترجیح داده می شوند.

انتخاب رنگ

استفاده موثر از رنگ به دانش اندکی در مورد چرخه رنگ نیاز دارد. چرخ رنگ که توسط سر آیزاک نیوتن در سال 1706 اختراع شد، نمایش تصویری رنگ ها است که بر اساس روابط رنگی آنها مرتب شده اند. رنگ های اولیه از یکدیگر فاصله دارند و رنگ های ثانویه و ثالث دخالت می کنند. چرخ رنگ قرمز-زرد-آبی بیشترین استفاده را دارد ( شکل 9.9 “چرخ رنگ”) با این حال، چرخ سرخابی-زرد-فیروزه ای انتخاب ارجح تولیدکنندگان چاپ است (به دلایلی که در بخش قبل توضیح داده شد). رنگ های اولیه آنهایی هستند که با ترکیب رنگ های دیگر نمی توان آنها را ایجاد کرد. رنگ های ثانویه به عنوان رنگ هایی تعریف می شوند که از ترکیب دو رنگ اصلی ایجاد می شوند. رنگ های درجه سوم آنهایی هستند که از ترکیب رنگ های اولیه و ثانویه ایجاد می شوند. علاوه بر این، رنگ‌های مکمل آنهایی هستند که در مقابل هر یک روی چرخ قرار می‌گیرند، در حالی که رنگ‌های مشابه در نزدیکی یکدیگر قرار دارند. رنگ های مکمل بر تفاوت ها تاکید دارند. آنالوگ ها هماهنگی را نشان می دهد.

رنگ ها را می توان بیشتر به عنوان گرم یا سرد نام برد ( شکل 9.10 “رنگ های گرم (نارنجی) و سرد (آبی)” ). رنگ های گرم رنگ هایی هستند که ممکن است در یک روز روشن و آفتابی دیده شوند. رنگ های سردآنهایی هستند که با روزهای ابری همراه هستند. رنگ‌های گرم با رنگ‌هایی از قرمز تا زرد، از جمله قهوه‌ای و برنزه مشخص می‌شوند. رنگ های سرد از آبی-سبز تا آبی-بنفش متغیر است و اکثر گونه های خاکستری را شامل می شود. هنگام استفاده در نقشه برداری، عاقلانه است که از رنگ های گرم و سرد با دقت استفاده کنید. در واقع، رنگ های گرم برجسته می شوند، فعال به نظر می رسند و بیننده را تحریک می کنند. رنگ های سرد کوچک به نظر می رسند، عقب می نشینند و بیننده را آرام می کنند. همانطور که ممکن است حدس بزنید، مهم است که رنگ های گرم را برای ویژگی های نقشه مورد علاقه اصلی اعمال کنید، در حالی که از رنگ های سرد در ویژگی های ثانویه، پس زمینه و/یا زمینه استفاده کنید.

با توجه به انبوهی از طرح‌های رنگی و گزینه‌های موجود، عاقلانه است که از برخی دستورالعمل‌های اساسی استفاده از رنگ پیروی کنید. به عنوان مثال، تغییرات در رنگ برای تجسم داده های کیفی مناسب است، در حالی که تغییرات در ارزش و اشباع در تجسم داده های کمی موثر است. به همین ترتیب، تغییرات در سبکی و اشباع به بهترین وجه برای نمایش داده های مرتب شده مناسب است زیرا اینها سلسله مراتبی را در بین ویژگی ها ایجاد می کنند. به طور خاص، مقیاس رنگی تک رنگ روشی موثر برای نشان دادن ترتیب داده‌ها است که به موجب آن رنگ‌های روشن مقادیر داده‌های کوچک‌تر و رنگ‌های تیره مقادیر بزرگ‌تر را نشان می‌دهند. به خاطر داشته باشید که بهتر است از سایه های روشن بیشتر از سایه های تیره استفاده کنید زیرا چشم انسان بهتر می تواند سایه های روشن تر را تشخیص دهد. همچنین تعداد رنگهای همسو که توسط انسان قابل تشخیص است حدود هفت رنگ است. بنابراین مراقب باشید که از پالت رنگ در نقشه های خود سوء استفاده نکنید. اگر داده های نقشه برداری دارای نقطه صفر باشند، یک مقیاس دو رنگی (شکل 9.11 ) یک نقطه شکست طبیعی با افزایش مقادیر رنگ در هر انتهای مقیاس ارائه می دهد که نشان دهنده افزایش مقادیر داده است.

علاوه بر این، رنگ‌های تیره‌تر منجر به ویژگی‌های گرافیکی مهم یا برجسته‌تر می‌شوند (با فرض اینکه پس‌زمینه بیش از حد تیره نباشد). از رنگ‌های تیره روی ویژگی‌هایی استفاده کنید که می‌خواهید تأثیر بصری آن‌ها را بزرگ‌نمایی کنید. در نهایت، از تمام رنگ های طیف در یک نقشه استفاده نکنید. بهتر است چنین جلوه های درهم و برهم و تماشایی رنگین کمانی را به جکسون پولاک فقید و امثال اکسپرسیونیست انتزاعی او بسپاریم.