Detail předmětu

Color Science and Technology

FCH-BA_CSTAk. rok: 2023/2024

The course is meant to deliver the attendees theoretical knowledge in the subject of color science and technology. These two complex and complementary subject fields include the theory of light and radiation, human response to light, interaction of radiation and matter, influence of chemical composition of matter on its color and appearance, applied chemistry of colorants, basic principles of color reproduction, mathematical description and modelling of color etc. The course should explain the connection between the physico-chemical principles of material color and its technological application. A great deal of attention is paid to the description and modelling of human visual system and objective color measuring.

 

Jazyk výuky

angličtina

Počet kreditů

5

Garant předmětu

doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav fyzikální a spotřební chemie (ÚFSCH)

Nabízen zahraničním studentům

Všech fakult

Vstupní znalosti

Znalosti obecných východiskových předmětů (matematiká analýza, fyzika, biologie).
Znalost vybraných kapitol speciálních předmětů (organická a fyzikální chemie).

Pravidla hodnocení a ukončení předmětu

 

Učební cíle

Cílem předmětu je poskytnou studentů pokročilé vědomosti a dovednosti v oboru kolorimetrie a aplikovane koloristiky (tzv. "color science and technology"). Prostřednictvím přednášek, souvisejícího laboratorního praktika (organizované jako samostatný předmět) a e-learningového kurzu si studenti osvojí odbornou terminologii, principiální teoretické vědomosti, abstraktní koncepty a jejich konkrétní aplikace i základní přehled souvisejících průmyslových technologií. Studenti tak nabydou kompetence nezbytné pro jejich další studium i přímé uplatnění v chemické praxi.
Zvýšení znalostí, dovedností a kompetencí studentů se projeví následujícím způsobem:
1) Absolventi předmetu získají komplexní představu o anatomických strukturách a biochemických principech lidského vizuálního systému. Dále se seznámí s psychochologickými a psychofyzikální aspekty vizuálního vnímání.
2) Studenti získají vědomosti o historických a současných přístupech ke katalogizaci a uspořádání barev.
3) Studenti pochopí vztah mezi způsobem interakce látky se zářením a jejím aplikačním potenciálem (využití jako kolorant, zjasňovač, sensibilizátor, absorbér). Studenti také získají základní technologický přehled o těchto aplikacích.
4) Studenti detailně porozumí směšovacímu kolorimetrickému experimentu a osvojí si odvozenou teorii trichromatických členitelů, chromatických složek, a odvozených barvových souřadnic. Pochopí koncept barvových odchylek, jejich různé varianty a význam pro technologickou praxi.
5) Studenti budou ovládat správnou praxi spektroskopických a kolorimetrických měření. Porozumí vlivu podmínek měření (geometrie, odraz, polarizace, podložka, atd.)
6) Studenti se seznámí s technologickými principy barevné reprodukce a základními charakteristikami světelných zdrojů.

Základní literatura

Billmeyer and Saltzman's Principles of Color Technology, 3rd Edition, Roy S. Berns, ISBN-10: 047119459X
Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae, Günther Wyszecki, W. S. Stiles, ISBN-10: 0471399183

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz

Zařazení předmětu ve studijních plánech

  • Program NPAP_ENVI magisterský navazující 1 ročník, zimní semestr, volitelný
  • Program BPCP_CHTN bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinně volitelný

Typ (způsob) výuky

 

Přednáška

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D.

Osnova

  1. Human visual system I (eye structures and optical properties, physiology of sight)
  2. Human visual system II (color vision theory, spatial resolution, color vision impairment, optical impairment, nerve signal processing)
  3. Color perception (definition of color, visual adaptation, visual phenomena)
  4. Light properties, photometry and radiometry (UV, VIS and NIR radiation, energy of light, units and measurement)
  5. Color swatches and catalogues
  6. Chemical reasons of colors (interactions of radiation and matter, absorbtion in molecules and crystals)
  7. Technology of colorants, optical brighteners, UV absorbers, sensibilization
  8. Color systems and classification (historical approaches, present systems, industrial swatchbooks)
  9. Modern colorimetry (principles and definitions, elemental components, colori vision and metamerism, color matching experiments, CIE colorimetry)
  10. Light sources (black body radiation, Planckian and non-Planckian sources, technology of real light sources, ideal colorimetric light sources, white point)
  11. Standard observing conditions and measurement
  12. Theory and technology of color reproduction (spectral reproduction, additive systems, subtractive systems, dot area modelling, layer thickness modelling)
  13. Summary and conclusions, optional substitute of cancelled lectures

Laboratorní cvičení

39 hod., povinná

Vyučující / Lektor

doc. Ing. Zdenka Kozáková, Ph.D.
doc. Ing. Petr Dzik, Ph.D.

Osnova

  1. Colour measurement - L*a*b* colour space
  2. Colour difference
  3. Lambert-Beer's law - concentration
  4. Lambert-Beer's law - path length
  5. Colorimetry of analytical probes (pH indicators, solvatochromism)
  6. Subtractive colour mixing
  7. Optical properties of papers
  8. Grey scale in colorimetry
  9. Colorimetric characterization of light sources
  10. Additive colour mixing
  11. Fluorescence
  12. Phosphorescence
  13. Substitutes, credit test

Elearning

eLearning: aktuální otevřený kurz