Väri

Väri on esineestä, aineesta tai muusta vastaavasta säteilevän tai heijastuvan valon aallonpituudesta ja intensiteetistä riippuva näköaistimuksena havaittava ominaisuus. Värin laatu vaihtelee myös ympäristön ja havaitsijan mukaan.

Ihminen näkee maailman väreissä toisin kuin monet muut nisäkkäät. Joidenkin eläinten värinäkö on vielä ihmistäkin laajempi. Eliö aistii värin, kun valo heijastuu jostakin värillisestä kohteesta silmään. Aivot tulkitsevat silmän kautta tulevan impulssin muuntaen sen väriksi.

Värin ominaisuuksia ovat sävy, kirkkaus ja kylläisyys. Sävy määräytyy silmän saman energiasäteilyn valta-aallonpituuden mukaan. Väriympyrässä jokainen sävy sijoitetaan omaan kohtaansa kirjon mukaisessa järjestyksessä, ja värien nimityksinä käytetään usein värisävyjen nimiä sellaisinaan. Kirkkaus tarkoittaa värin sävyominaisuuksien havaittavuutta ja vastaa tietokoneruudulla valoisuutta. Kylläisyys eli ärsykepuhtaus on suurimmillaan silloin, kun värin sävykkyys on suurimmillaan.

Havaitseminen
Värin havaitseminen perustuu kolmeen asiaan: valoon, kohteeseen sekä havaitsijan väriaistiin, joka perustuu näköjärjestelmään eli silmiin ja aivoihin.

Valon väri 

Valo on värien kokemisen edellytys. Koettu väri riippuu olennaisesti valon laadusta. Valo on sähkömagneettista säteilyä, jonka jokaista väriä vastaa oma aallonpituutensa. Päivänvalon kirjossa ovat spektrin kaikki värit pitkäaaltoisimmasta punaisesta lyhytaaltoisimpaan violettiin. Valonlähteen lähettämän valon väri riippuu sen spektrijakaumasta. Suora auringonvalo on lämpimämmän sävyinen kuin keskipäivänvalo ja pohjoisen taivaan valo, joissa on enemmän sinistä. Keinovaloissa on keskenään erilaisia spektrijakaumia, jotka tekevät niiden valosta kylmää tai lämmintä. Esimerkiksi hehkulampun valo on erittäin punavoittoista. Valoa voidaan saada aikaan myös esimerkiksi loistelampuilla, laserilla ja LEDeillä. Näiden lähettämän valon aallonpituusjakauma ja sen väri riippuu pääasiassa käytetyistä materiaaleista. Laserin lähettämä valo on täysin yksiväristä eli monokromaattista, toisin sanoen siinä esiintyy vain yhtä aallonpituutta.

Väriaistimus on harvoin monokromaattista tietä syntynyt, sillä aistittu säteily sisältää yleensä vaihtelevassa määrin kaikkia aallonpituuksia. Värivaikutelma muodostuukin aallonpituuksien painopisteen eli valta-aallonpituuden sijaintikohdan mukaisesti. Värin sävy koetaan sitä kirkkaampana, mitä hallitsevampi on valon valta-aallonpituus ja mitä vähäisempi on siitä poikkeavan säteilyn osuus.

Valonlähteen lämpötilan vaikutus sen väriin 

Kaikki kappaleet lähettävät sähkömagneettista säteilyä sitä enemmän, mitä korkeampi niiden lämpötila on. Säteilyn määrän ja aallonpituusjakauman osoittaa Planckin laki. Huoneenlämpöisen kappaleen lähettämä säteily on käytännössä täysin näkymätöntä, infrapunasäteilyä, mutta jos kappaleen lämpötila on riittävän korkea (yli 500 °C), se hehkuu, eli lähettää myös näkyvää valoa. Jos lämpötila on vain hieman tämän rajan yläpuolella, lähtevässä säteilyssä esiintyy vain pitkäaaltoisinta näkyvää, punaista valoa eli kappale on punahehkuinen, mutta jos lämpötila on vielä korkeampi, kappale tulee lopulta valkohehkuiseksi, jolloin sen lähettämä valkoinen valo sisältää kaikkia näkyvän valon aallonpituuksia. Sellaista on esimerkiksi Auringon valo.

Pinnan väri 
Kun valo kohtaa pinnan, valonsäteet joko imeytyvät siihen, läpäisevät sen tai heijastuvat siitä. Pinnan väri on sen mukainen, mitkä valonsäteet pinta heijastaa katsojan silmiin. Jos pinta heijastaa kaikki valonsäteet, se on valkoinen. Jos pinta imee kaikki valonsäteet, se on musta. Jos pinta imee kaikki valonsäteet mutta heijastaa jollain tietyllä aallonpituudella olevat, se on sitä aallonpituutta vastaavan värinen, esimerkiksi punainen. Jos pinta heijastaa useampaa kuin yhtä väriä vastaavaa aallonpituutta, sen väri muodostuu additiivisesti: esimerkiksi punaista ja keltaista säteilyä samanaikaisesti heijastava pinta on oranssi.

Yleensä pinnan värillä tarkoitetaan sen aiheuttamaa väriaistimusta, kun pintaa valaistaan kirkkaalla valkoisella valolla. Kappaleen pinnan aistittu väri riippuu kuitenkin myös valaistuksesta. Esimerkiksi valkokangas on valkoinen, mutta se loistaa elokuvateatterissa monivärisenä kun sen pintaan projisioidaan värielokuva.

Materiaalin väriin voidaan vaikuttaa ulkoisesti muuttamalla kappaleen lämpötilaa, jännitettä, säteilyn voimakkuutta eli intensiteettiä ja happamuutta. Näitä materiaaleja nimitetään kromogeenisiksi materiaaleiksi.

Väriaineet ovat materiaaleja, jotka on valmistettu heijastamaan ja absorboimaan haluttuja aallonpituuksia.

Väriaisti

Ihmisen väriaisti 
Ihmisen nykymuotoinen värinäkö kehittyi 30–40 miljoonaa vuotta sitten. Tuolloin ihmisen edeltäjät elivät metsissä, joissa oli eduksi kyetä erottamaan kasvien värikkäät ravintorikkaat osat vihreistä osista. Väreillä pystyttiin myös viestimään suvunjatkamisaikeista aiempaa tehokkaammin.

Väri on sitä, miltä se ihmisen näköjärjestelmän tuottamana aistimuksena erilaisissa tilanteissa kulloinkin näyttäytyy. Ihmisen näköjärjestelmän osia ovat silmä, näköhermo ja aivot. Värien prosessointia näköjärjestelmässä kuvataan vyöhykemallilla, jonka kolme tasoa ovat verkkokalvotaso, koodaustaso ja havaintotaso.

Silmässä olevan verkkokalvon tappisolut sisältävät fotopigmenttejä eli väriaineita, jotka toimivat suodattimina imemällä itseensä vain tietyillä aallonpituusjaksoilla olevat valon säteet. Tappireseptoreita on kolmentyyppisiä sen mukaan, mihin aallonpituuksiin ne kaikkein herkimmin reagoivat. Eniten on punaherkkiä tappisoluja, toiseksi eniten viherherkkiä soluja, ja vähiten siniherkkiä soluja. Imeydyttyään tappisolun reseptorin pigmenttiin valokvantti aiheuttaa siinä kemiallisen muutoksen, joka laukaisee sähköisen ketjureaktion verkkokalvon ylemmissä soluissa. Reseptoreista saapuvat kolmenlaiset signaalit muuntuvat bipolaari- ja gangliosoluissa vastaväriparien keltainen/sininen ja punainen/vihreä mukaisiksi opponenttisignaaleiksi. Tämän vuoksi ihminen ei kykene aistimaan samassa värissä sekä punaisuutta että vihreyttä, tai sekä sinisyyttä että keltaisuutta.

Näköaistitieto siirtyy silmästä näköhermon ja näköjuosteen kautta aivoihin, jotka käsittelevät sen. Värihavainnon syntyminen aivoissa on hyvin monimutkainen tapahtumasarja, ja aistitietoa prosessoidaan sekä vaiheittain että rinnakkain. Tieto menee aluksi primaarisen näköaivokuoren alueisiin, jotka sijaitsevat takaraivolohkossa. Sieltä tieto siirtyy kahta eriytynyttä väylää pitkin päälakilohkoon ja ohimolohkoon.

Tavallisin värinäön poikkeama on punavihersokeus. Harmaakaihi voi aiheuttaa värinäön vääristymän. Ihmisen värihavainto ei yleensä muutu ikääntymisen seurauksena, mutta kyky havaita värieroja heikkenee.

Eläinten väriaisti
Eläimet näkevät värit yleensä eri tavoin ihmiseen verrattuna. Jotkin eläimet havaitsevat saman aallonpituusalueen kuin ihminenkin, mutta ne havaitsevat värejä ihmisestä poikkeavalla tavalla. Jotkin eläimet havaitsevat myös ultravioletin värin ja jotkin käärmeet jopa infrapunan, mutta jotkin lajit ovat enemmän tai vähemmän värisokeita ihmiseen verrattuna. Lintujen värinäkö on ihmistä tarkempi ja laajempi. Nisäkkäistä ihmisen kaltaisesti värejä aistivat vain vanhan maailman apinat. Moni nisäkäs ei näe punaista väriä, mutta toisaalta jotkin lajit näkevät ultravioletin. Hyönteiset kykenevät yleensä näkemään sinisen, vihreän ja ultravioletin, mutta harvoin myös punaisen.

Keinotekoiset väri-ilmaisimet

Valon väriä mittaavat tekniset väri-ilmaisimet toimivat vain kolmivärikanavaisesti. Niille ei ole vielä osattu kehittää kontrasti- ja varjoilmiöiden "näkökykyä".

Jotta teknisten laitteiden väri-ilmaisimet saadaan ”näkemään” värit aidosti – siis ihmisen kaltaisesti, pitää tuntea näköjärjestelmän toimintamekanismi. Erilaisista materiaaleista heijastuvan valon spektraalisia ominaisuuksia voidaan kuitenkin tunnistaa erilaisilla teollisuuden laadunvalvontaan kehitetyillä mittalaitteilla paljon paremmin kuin ihminen silmämääräisesti. Tekninen väri-ilmaisin on valon spektri-ilmaisin, kuten spektrometri, jonka avulla saadut mittaustulokset joudutaan aina tulkitsemaan sovittuina väreinä. Esimerkiksi niin sanottujen lämpökameroiden avulla otettujen kuvien värimaailmassa ihmiselle näkymätön säteily muunnetaan näkyviksi väreiksi kulloisenkin tilanteen ja informaatiotarpeen mukaan. Tieto kohteen väristä ei siis ole johdettavissa suoraan siitä valosta tai säteilyn spektrijakaumasta, joka tulee katsotusta kohteesta tekniseen väri-ilmaisimeen, vaikka näin fysikalistinen värikäsitys olettaa.

Ihmisen näköjärjestelmän tuottamaan kuvaan kuuluvat käänteisväri-, rajakontrasti-, simultaanikontrasti- ja varjoilmiö. Näitä eivät valo- tai värimittarit pysty havitsemaan ihmisen lailla, koska valon spektrivärien suhteelliset osuudet eivät määrää, miltä kohteen värit kulloinkin näyttävät. Kontrasti-ilmiöt paljastavat värin konstanssi eli värin pysyvyyden näkökuvassa: värejä voidaan tunnistaa hyvin erilaisista valaistusolosuhteista huolimatta, koska värit ovat olleet ihmisille ja ovat yhä elintärkeitä ympäristön laadun, esimerkiksi ruoka-aineiden käytettävyyden), ilmaisimia, visuaalisia adjektiiveja. Aivot ovat oppineet tämän olosuhteiden pakosta. Niinpä yksittäisestä näkökohteesta tulevan valon mitattu "väri" ei ole täysin sama kuin havaittu väri.

Värien yhdistyminen ja sekoittuminen 
Värit voivat yhdistyä tai sekoittua kolmella tai neljällä eri tavalla.

Värivalojen yhdistäminen

Värivalojen yhdistäminen on additiivista yhdistymistä. Kahden vastasävyisen värivalon yhdistymisessä syntyy valkoinen, joka saattaa olla sävyttynyt jommankumman lähtösävyn suuntaan valomäärien keskinäisten suhteiden mukaan. Tasapainoisesti yhdistettäessä kahdesta värivalosta syntyy se sävy, jota vastaava väriympyrän säde on kohtisuorassa lähtövärien yhdistämisjanaa vastaan. Jos halutaan saada aikaan kaikki ajateltavissa olevat sävyt, on käytettävä vähintään kolmea lähtöväriä. Paras sekoitustulos saavutetaan perusvalokolmiolla, jonka värit ovat punaoranssi, violetti ja turkoosinvihreä. Väriympyrän kehältä tasavälein valitut värisävyt muodostavat yhdistyessään valkoisen.

Väriaineiden sekoittaminen

Väriaineiden sekoittaminen on subtraktiivista sekoittumista. Tällöin tapahtuu valoi­suutta vähentävä värin­muodostus. Tuloksena syntyvä väri­aineiden seos heijastaa vain niitä näkyvän valon aallon­pituuksia, joita kaikki sekoitetut väri­aineet pystyvät heijastamaan, joten väri tummenee. Subtrak­tiivisessa värin­muodostuksessa "pää­väreinä" voidaan pitää keltaista, magentaa ja syaania, jotka additiivisen värinmuodostuksen kannalta ovat kukin kahden päävärin yhdistelmiä. Näitä kolmea sekoittamalla voidaan saada aikaan kaikki muut värit, ja kaikkia kolmea tietyssä suhteessa sekoittamalla saadaan aikaan harmaata. Näitä kolmea väriä, sekä mustaa käytetäänkin muun muassa neliväripainossa.

Useampaa kuin kolmea lähtöväriä käytettäessä syntyvät värisävyt ovat puhtaampia kuin kolmella lähtövärillä. Taidemaalauksessa musta ja harmaat synnytetään perusväreistä ja valkoisesta, eikä mustaa väriä käytetä. Musta väri syntyy vähintään kolmesta tasapainoisesti käytetystä ja tasavälein ympyrän kehältä valitusta sävystä. Jos kirjoväreihin lisätään valkoista tai mustaa, jotkin värit koetaan eri tavalla. Esimerkiksi keltaisesta ja mustasta syntyy oliivinvihreä, joka koetaan enemmän vihreänä kuin keltaisena. Oranssi taas muuttuu mustaa lisättäessä ruskeaksi.

Optinen sekoittaminen

Optinen sekoittuminen tapahtuu värivaikutelmien yhdistyessä aistimuksellisesti. Tavanomaisin esimerkki on nopeasti pyörivä levy, jonka eri värit sekoittuvat optisesti ja tuottavat yhdenmukaisen värikokemuksen.

Diffuusissa sekoittamisessa lähekkäiset värit muuttuvat etäältä katsottuna yhdeksi väriksi. Tavallinen esimerkki on kangas, joka on valmistettu erivärisistä langoista tai erivärisistä kuteesta ja loimesta. Pienikuvioinen tapettikin voi tuottaa yhtenäiseksi värivaikutelmaksi suurehkossa tilassa. Värivaikutelmaan vaikuttaa osasävyjen suhteen ohella karkeassa kankaassa myös varjonmuodostus.

Väritelevisiossa ja tietokoneen näytöllä värit muodostetaan  RGB-värimallin mukaisesti optisen ja additiivisen sekoittamisen yhdistelmänä.

Värikontrasti 
Värikontrastilla tarkoitetaan väripintojen vastakohtaisuutta, eroavaisuutta tai jännitettä. Taiteessa ja muotoilussa erilaisten värikontrastien ilmaisullisia mahdollisuuksia hyödynnetään hyvin laajasti. Selkein kontrasti on välittömästi toisiinsa rajautuvien värialueiden rajakontrasti.

Väriteoreetikko Johannes Itten on erotellut seitsemän eri värikontrastilajia: värisävyjen kontrasti, vaalean ja tumman kontrasti, kylmän ja lämpimän värin kontrasti, vastavärien kontrasti, samanaikainen kontrasti, kylläisyyskontrasti sekä määräkontrasti.

Sävykontrasti on voimakkaimmillaan vastavärien yhdistelmissä ja niiden muodostamissa rajakontrasteissa. Samanaikaista eli simultaanista kontrastia on hyödynnetty joissain optisissa harhoissa.

Värimallit ja värinhallinta 

Värit määritellään värimalleilla. Niitä on useita erilaisia, ja niillä voi olla useita väritiloja. CIE L*a*b on laiteriippumaton värimalli, sillä se liittyy suoraan tapaan, jolla ihmissilmä havaitsee värin. Siinä on kiinteä väritila. Laiteriippuvaiset värimallit, kuten RGB, HSL, HSV ja CMYK, vaihtelevat niihin liitettyjen väritilojen ja laitteiden mukaan. Värinhallinnan käytön tarkoituksena julkaisuja tehtäessä on tulkita ja kääntää värit tarkasti laitteesta toiseen. Tämän järjestelmä tekee väriprofiilien avulla.

Värien käyttö
Värejä käytetään esteettisistä syistä esimerkiksi taiteessa, sisustuksessa, rakennusten ulkoseinissä ja vaatetuksessa. Väripsykologiassa hyödynnetään värien erilaisia psykologisia vaikutuksia viihtyvyyteen, mielialaan ja tuntemuksiin. Värien symbolikäyttö on hyvin tavallista monella alalla. Värejä käytetään esimerkiksi uskonnollisina symboleina, kansallisina, heraldisina, kaupallisina ja muina tunnusväreinä sekä viestittävinä merkinantajina esimerkiksi liikenteessä.

Värien nimet 

Eri kulttuureissa värit määritellään eri tavoin. Kieliin on kehittynyt värejä kuvaavia sanoja sen mukaan mikä on ollut kieltä puhuville ihmisille tärkeää. Afrikan xhosilla on 26 väritermiä lehmien väreille, mutta heillä ei ole lainkaan sanaa siniselle ja vihreälle. Yleensä värejä kuvaavia omakielisiä sanoja on kolmesta yhteentoista.  Esimerkiksi hantien ja mansien keskuudessa keltaista merkitsevä sana tarkoittaa myös nuoren ruohon vihreää väriä. 

Värien nimet musta, valkoinen, ruskea, punainen ja vihreä ovat suomessa ja sukukielissä omaperäisiä sanoja, samoin todennäköisesti myös sininen, jota tosin on myös arveltu ikivanhaksi iranilaiseksi lainasanaksi. Vihreää arvellaan uudehkoksi johdokseksi samasta perusmuodosta kuin vihannoida tai myös viha. Vanhempi vihreää merkitsevä sana oli oletettavasti pe- alkuinen, ehkäpä pešeä. Sana valkoinen on kehittynyt itämerensuomalaisten kielten keskuudessa sanasta valo. Eräs vanhempi nimitys valkoiselle oli päje. Sana ruskea on alun perin tarkoittanut punaista, ja sanan vastineet eräissä sukukielissä merkitsevät edelleen punaista, kun taas sana punainen on alkujaan merkinnyt väriä ylipäänsä tai myös karvaa. Esimerkiksi karjalankielisen kansanlaulun sanat "ruskie neitsyt, valkie neitsyt" tarkoittavat puna- ja vaaleahiuksista tyttöä, "(aamu/ilta)rusko" kuvaa taivaan punaisia ja oransseja sävyjä, "rusko" on punaruskea hevonen, ja "ruska" kuvaa punaisia ja oransseja lehtien värejä.   
   
Keltainen ja harmaa ovat vanhoja lainasanoja balttilaiskielistä. Sanan keltainen balttilainen vastine on alkujaan merkinnyt keltaista väriainetta, sanan harmaa vastine taas on voinut merkitä harmaaturkkista eläintä. Sana keltainen on myös sukua sanalle kulta. Muut värien nimet ovat yleensä joko yhdistelmiä vanhoista sanoista kuten sinipunainen ja vaaleanpunainen, tai uudempia, usein ranskalaisperäisiä lainasanoja, jotka ainakin alkukielessä tarkoittavat myös jotakin sen väristä kohdetta (turkoosi on myös eräs korukivi, ja ranskassa violette tarkoittaa myös orvokkia, orange taas appelsiinia) .

Katso myös 
Optinen harha
Vastaväri
Värioppi
Väriperspektiivi

Lähteet

Viitteet

Kirjallisuutta

Aiheesta muualla 

 Coloria.net
 Coloriasto
 YLE Oppiminen: Värit ovat ikivanha visuaalinen kieli
 Väri on viesti. Puheen aamu 25.10.2012.
 Color Designer. 

Seulonnan keskeiset artikkelit