comunicaciÓn precisa de los colores -...

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Parte I Parte II Parte III Parte IV Parte superior

En nuestra vida diaria, estamos rodeados por un número infinito de colores. No damos importancia al color pero éste juega un amplio abanico de papeles en nuestras vidas: no sólo influye en nuestros gustos en alimentos y otros tipos de compras; el color de la cara de una persona también puede indicarnos el estado de salud de esa persona. Aunque los colores nos afectan mucho y su importancia es creciente, nuestro conocimiento del color y de su control es a menudo escaso, lo que conduce a una gran cantidad de problemas a la hora de decidir el color de un producto o en las transacciones comerciales que incluyen color. Como el juicio se hace frecuentemente de acuerdo con la impresión o la experiencia personal, es imposible controlar el color de forma precisa utilizando estándares comunes y uniformes. ¿Existe un modo en el que podamos expresar un color dado* de una forma precisa, describir dicho color a otra persona y hacer que esa persona reproduzca correctamente el color que percibimos? ¿Cómo puede llevarse a cabo una comunicación fluida del color entre todos los campos de la industria y de la investigación? Claramente, necesitamos más información y conocimientos sobre el color.

* En este folleto, el color se utilizará como relativo al color de un objeto.

COMUNICACIÓN PRECISA DE LOS COLORES

Conocimiento del color.Conocimiento por el color. En cualquier entorno,el color Ilama la atención.

CONTROL DEL COLOR DELA PERCEPCÓIN A LA INSTRUMENTACIÓN

The essentials of imaging

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}} Parte I Estudiemos el color.

Incluso cuando tan sólo miramos a nuestro alrededor, una gran variedad de colores entra en nuestros ojos. En nuestras vidas diarias, estamos rodeados por una variedad infinita de colores. Sin embargo, al contrario de lo que ocurre con la longitud o el peso, no existe una escala física para medir el color, lo que hace improbable que todo el mundo conteste del mismo modo cuando se le pregunta qué es un color determinado. Por ejemplo, si decimos „azul marino“ o „azul cielo“, cada persona imaginará diferentes colores azules porque su sensibilidad al color y sus experiencias pasadas serán diferentes. Éste es el problema con el color. Por tanto, estudiemos un poco y determinemos qué tipo de información del color sería útil.

}} índice

}} ¿Qué color tiene esta manzana?

}} Una expresión de color a menudo significa diez colores diferentes para diez personas distintas.

}} Dos bolas rojas. ¿Cómo describiría las diferencias entre sus colores a alguien?

}} Tono. Luminosidad. Saturación. El mundo del color es una mezcla de estos tres atributos.

}} Tono, luminosidad, saturación. Vamos a crear un sólido de colores.

}} Creando escalas para tono, luminosidad y saturación, podemos medir el color numéricamente.

}} Veamos algunos espacios de color.···I

}} Veamos algunos espacios de color.···II

}} Veamos algunos espacios de color.···III

}} Midamos varios colores con un colorímetro.

}} Los colorímetros son excelentes para presentar incluso diferencias de color mínimas.

}} Aunque los colores parezcan iguales al ojo humano, las mediciones con un colorímetro pueden

presentar ligeras diferencias.

}} Características de colorímetros

Parte I


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¿Qué color tiene esta manzana?

Una expresión de color a menudo significa diez colores diferentes para diez personas distintas.„Nombrar este color“ es una cuestión muy dificil.

Si muestra la misma manzana a cuarto personas diferentes, puede estar seguro de obtener cuatro respuestas distintas.

El color es una cuestión de percepción y de interpretación subjetiva. Incluso si varias personas observan un mismo objeto (en este caso, una manzana), obtendrán referencias y experiencias distintas y expresarán absolutamente el mismo color con palabras completamente diferentes. La gran variedad de formas para expresar un color hace que la descripción de un color concreto a alguien resulte extraordinariamente difícil y vaga. Si describimos el color de una manzana a alguien como „rojo fuego“, ¿podemos esperar que la persona en cuestión sea capaz de reproducir ese color de una forma exacta? La expresión verbal del color es muy complicada y difícil. Sin embargo, si hubiera un método estándar mediante el cual todos pudiéramos expresar y comprender los colores de un modo preciso, la comunicación de los colores sería mucho más sencilla, fácil y exacta. Dicha comunicación precisa de los colores eliminaría los problemas relacionados con el color.

¿En qué medida pueden las palabras expresar el color?Nombres de colores normales y nombres de colores sistemáticos

Las palabras para expresar los colores han ido cambiando con los tiempos. Si consideramos el rojo, por ejemplo, estaríamos hablando de „bermellón“, „cinabrio“, „carmesí“ „rosa“, „fresa“ o „escarlata“, por mencionar tan sólo algunos términos. Éstos se llaman nombres de colores „comunes“. El análisis de la condición del color y la adición de adjetivos, como pueden ser „claro“, „apagado“ y „profundo“, nos permiten describir el color de una forma un poco más precisa. Los términos como, por ejemplo, „rojo claro“ utilizados por el hombre de la portada se denominan nombres de colores sistemáticos. Aunque existe una gran variedad de modos para describir el color, las diferentes personas que oigan „carmesí“ o „rojo claro“ seguirán interpretando dichas expresiones de formas diferentes. Por consiguiente, la expresión verbal de los colores sigue sin ser lo bastante precisa. Entonces, ¿cómo se deberían expresar los colores para evitar la posibilidad de malentendidos?

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Auque realmente es el mismo color, parece diferente. ¿Por qué?

Existe una gran variedad de condiciones que afectan al aspecto del color.

Diferencias de fuente luz

Una manzana que parece tan deliciosa bajo la luz del sol frente a la puerta de la frutería no ofrece un aspecto tan bueno bajo la luz fluorescente de casa. Probablemente muchas personas han tenido una experiencia de este tipo. La luz solar, la luz de un fluorescente, la luz de tungsteno, etc.: cada tipo de iluminación hace que la misma manzana parezca diferente.

Diferencias de fondo

Si se coloca la manzana delante de un fondo claro, ésta parecerá más apagada que cuando se sitúa delante de un fondo oscuro. A esto se le llama efecto de contraste y no es deseable para un juicio preciso del color.

Diferencias direccionales

Cuando observamos un coche, la visión de éste desde un ángulo ligeramente diferente puede hacer que parezca más claro o más oscuro. Esto se debe a las características direccionales de la pintura del coche. Algunos materiales de coloración, especialmente las pinturas metalizadas, tienen características altamente direccionales. El ángulo de visualización del objeto (y también el ángulo de iluminación) deberán ser constantes para una comunicación precisa del color.

Diferencias de observador

La sensibilidad de los ojos de cada persona es ligeramente distinta. Incluso en personas consideradas como con una visión „normal“ de los colores, puede existir cierta polarización hacia el rojo o el azul. Asimismo, la vista de una persona cambia generalmente con la edad. Debido a estos factores, los colores pueden parecer distintos a los diferentes observadores.

Diferencias de tamaño

Tras mirar pequeñas muestras y seleccionar un papel de pared que parece bueno, a menudo nos encontramos con que resulta demasiado claro cuando se pega realmente a la pared. Los colores que cubren una zona grande tienden a parecer más claros y vivos que los colores que cubren una zona pequeña. A esto se le conoce como efecto de área. La selección de objetos para zonas grandes basándose en muestras de color pequeñas puede resultar en errores.

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Dos bolas rojas. ¿Cómo describiría las diferencias entre sus colores a alguien?

Para una mejor comprensión de la expresión precisa de los colores, veamos el mundo del color.

Existen muchos colores „rojos“ diferentes. Los rojos de las dos bolas de la izquierda son muy parecidos. ¿En qué medida son diferentes?

A la izquierda se muestran dos bolas rojas. A primera vista parecen iguales pero, si las observamos de un modo más detallado, nos damos cuenta de que son diferentes en varios aspectos. El color de ambas es rojo, pero el color de la bola superior es un poco más claro y el de la bola inferior es, por tanto, más oscuro. Asimismo, el color de la bola superior es vivo. Por consiguiente, podemos ver que, aunque las dos bolas son rojas, el color de las misas es diferente. Cuando se clasifican los colores, éstos pueden expresarse en términos de su tono (color), luminosidad (claridad) y saturación (viveza).

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Tono. Claridad. Saturación. El mundo del color es una mezcla de estos tres atributos.

Tono, claridad y saturatión. Éste es el mundo del color.

Tono Rojo, amarillo, verde, azul... Tonos de la rueda del color.

Las manzanas son rojas, los limones amarillos, el cielo azul; eso es lo que todos pensamos del color en el lenguaje diario. El tono es el término utilizado en el mundo del color para las clasificaciones de rojo, amarillo, azul, etc. Asimismo, aunque el amarillo y el rojo son dos tonos completamente diferentes, la mezcla de ambos da como resultado naranja (llamado en algunas ocasiones amarillo-rojo), la mezcla de amarillo y verde da amarillo-verde, la mezcla de azul y verde da azul-verde y así sucesivamente. La continuidad de estos tonos da como resultado la rueda de color mostrada en la Figura 1.

Claridad Colores claros, colores oscuros. La claridad de los colores cambia verticalmente.

Los colores pueden dividirse en colores claros y oscuros cuando se compara su luminosidad (lo claros que son). Tomemos, por ejemplo, los amarillos de un limón y un pomelo. Sin duda, el amarillo del limón es mucho más claro. ¿Cómo compararíamos el amarillo de un limón y el rojo de una cereza? De nuevo, el amarillo del limón es más claro, ¿no? La luminosidad puede medirse independientemente del tono. Observemos ahora la Figura 2. Esta figura es un corte transversal de la Figura 1, cortada a lo largo de una línea recta entre A (verde) y B (rojo-morado). Como muestra la figura, la luminosidad aumenta hacia la parte superior y disminuye hacia la parte inferior.

Saturación Colores vivos, colores apagados. La saturación cambia a medida que nos alejamos del centro

Volviendo al amarillo, ¿cómo compararía los amarillos de un limón y de una pera? Podríamos decir que el amarillo del limón es más claro, pero de un modo más exacto en este caso, es más vivo, mientras que el amarillo de la pera es apagado. Ésta es otra gran diferencia, pero esta vez de saturación del color o viveza. Este atributo es completamente independiente de los de tono y luminosidad. Si observamos de nuevo la Figura 2, vemos que la saturación cambia para rojo-morado y verde respectivamente a medida que cambia la distancia horizontal respecto al centro. Los colores son apagados cerca del centro y se hacen más vivos a medida que nos alejamos del centro. En la Figura 3 se muestran los adjetivos generales utilizados para describir la luminosidad y la saturación de los colores. Para ver lo que expresan las palabras, volvamos a la Figura 2.

Figura 1

Figura 2

Figura 3

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Tono, claridad, saturación. Vamos a crear un sólido de colores.

Si utilizamos el cambio de claridad como el eje de la rueda de colores y la saturación como los radios....

Tono, luminosidad y saturación. Estos tres elementos son los tres atributos del color y pueden combinarse para crear el sólido tridimensional que se muestra en la Figura 4. Los tonos conforman el borde exterior del sólido, con la luminosidad como el eje central y la saturación como los radios horizontales. Si los colores reales que existen en el mundo se distribuyeran en torno al sólido mostrado en la Figura 4, se crearía el sólido de colores que se presenta en la Figura 5. La forma del sólido de colores es un tanto complicada debido a que el tamaño de los pasos para la saturación son diferentes para cada tono y luminosidad, pero el sólido de colores nos ayuda a visualizar mejor la relación entre tono, luminosidad y saturación..

Figura 4

Figura 5

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Creando escalas para tono, claridad y saturación, podemos medir el color numéricamente.

Los colorímetros simplifican la cuantificación de los colores.

Mediante la utilización de un colorímetro, podemos obtener resultados instantáneamente en cada espacio de color.

Si medimos el color de la manzana, obtenemos los siguientes resultados:

Historia de la expresión de los colores numéricamente

Distintas personas en el pasado han creado métodos, a menudo utilizando complejas fórmulas, para cuantificar el color y expresarlo numéricamente con el objetivo de que todos pudiéramos comunicar los colores de un modo más sencillo y preciso. Dichos métodos intentan proporcionar una forma de expresar los colores numéricamente, de forma muy similar a la que expresamos la longitud o el peso. Por ejemplo, en 1905 el artista estadounidense A. H. Munsell creó un método para expresar los colores que empleaba un gran número de fichas de colores de papel clasificadas de acuerdo con su tono (Tono de Munsell), luminosidad (Valor de Munsell) y saturación (Croma de Munsell) para la comparación visual con un espécimen de color. Posteriormente, tras un gran número de experimentos adicionales, el sistema fue actualizado para crear el Sistema de reanotación de Munsell, que es el sistema Munsell que se emplea actualmente. En este sistema, cualquier color dado se expresa como una combinación de letras y números (H V/C) en términos de su tono (H), valor (V) y croma (C) según lo evaluado visualmente mediante los Diagramas de colores de Munsell. Una organización internacional preocupada por la luz y el color, la Commission Internationale de l‘Eclairage (Comisión Internacional de la Iluminación - CIE) desarrolló otros sistemas para expresar el color numéricamente. Los dos sistemas más conocidos son el sistema Yxy, creado en 1931 basándose en los valores triestímulos XYZ definidos por la CIE y el sistema L*a*b*, creado en 1976 para proporcionar diferencias de color más uniformes en relación con las diferencias visuales. Espacios de color* como éstos se utilizan ahora en todo el mundo para la comunicación de los colores.

* Espacio de color: método para expresar el color de un objeto o de una fuente de luz empleando algún tipo de anotación, como pueden ser números.

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Veamos algunos espacios de color. · · · |

Espacio de color L*a*b*

El espacio de color L*a*b* (también llamado CIELAB) es actualmente uno de los espacios más populares para medir el color de los objetos y se utiliza ampliamente en casi todos los campos. Es uno de los espacios de color uniformes definidos por la CIE en 1976 para reducir uno de los principales problemas del espacio Yxy original: que iguales distancias en el diagrama de cromaticidad x, y no se correspondían con iguales diferencias de color percibidas. En este espacio, L* indica luminosidad y a* y b* son las coordenadas de cromaticidad. En la Figura 6 se muestra el diagrama de cromaticidad de a*, b*. En este diagrama, a* y b* indican direcciones de colores: +a* es la dirección del rojo, -a* es la dirección del verde, +b* es la dirección del amarillo y -b* es la dirección del azul. El centro es acromático; a medida que los valores de a* y b* aumentan y el punto se separa del centro, la saturación del color se incrementa. La Figura 8 es una representación del sólido de colores para el espacio L*a*b*; la Figura 6 es una vista de este sólido de colores cortado horizontalmente en un valor constante de L*.

Para ver qué color representan estos valores, representemos gráficamente en primer lugar los valores de a* y b* (a*=+47,63, b*=+14,12) en el diagrama de a*, b* de la Figura 8 para obtener el punto (A), que muestra la cromaticidad de la manzana. Ahora, si cortamos el sólido de colores de la Figura 8 verticalmente a través del punto (A) y el centro, obtenemos una vista de la cromaticidad frente a la luminosidad, parte de la cual se muestra en la Figura 7.

Figure 6

Figure 8

Figure 7

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Espacio de color L*C*h*

El espacio de color L*C*h utiliza el mismo diagrama que el espacio de color L*a*b*, pero utiliza coordenadas cilíndricas en lugar de coordenadas rectangulares. En este espacio de color, L* indica la luminosidad y es lo mismo que la L* del espacio de color L*a*b*, C* es la croma y h es el ángulo del tono. El valor de la croma C* es 0 en el centro y aumenta de acuerdo con la distancia respecto al centro. El ángulo del tono h se define como comenzando en el eje +a* y se expresa en grados: 0° sería +a* (rojo), 90° sería +b* (amarillo), 180° sería -a* (verde) y 270° sería -b* (azul). Si medimos la manzana utilizando el espacio de color L*C*h, obtendremos los resultados que se presentan a continuación. Si representamos gráficamente estos valores en la Figura 9, obtendremos el punto (A).

Espacio de color Hunter Lab

El espacio de color de Hunter Lab fue desarrollado por R.S. Hunter y es un espacio de color más uniforme visualmente que el espacio de color Yxy de CIE 1931. Similar al espacio de color CIE L*a*b*, sigue en uso en varios campos, incluyendo la industria de las pinturas de los EE.UU.

Croma

Ángulo del tono

Figura 9

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Veamos algunos espacios de color. · · · |||

Espacio de color XYZ (Yxy)

Los valores triestímulos XYZ y el espacio de color Yxy asociado conforman la base de los presentes espacios de color de la CIE. El concepto de los valores triestímulos XYZ se basa en la teoría de los tres componentes de la visión en color, que establece que el ojo posee receptores para tres colores primarios (rojo, verde y azul) y que todos los demás colores se ven como mezclas de estos tres colores primarios. Los valores triestímulos XYZ se calculan utilizando estas funciones de coincidencia de color del Observador estándar.Si medimos la manzana utilizando el espacio de color Yxy, obtenemos los valores x=0,4832 e y=0,3045 como coordenadas de cromaticidad, que corresponden al punto (A) en el diagrama de la Figura 12; el valor de Y de 13,37 indica que la manzana tiene una reflectancia del 13,37%.

Figura 12

Parte I


Baldosa

Goma

Plástico

Impresión

Textiles

Pintura

indica el punto de medición.

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Midamos varios colores con un colorímetro.

Aunque el ojo humano no puede cuantificar los colores de modo preciso, con un colorímetro esto es sencillo. Como hemos visto previamente, al contrario que las expresiones subjetivas normalmente utilizadas por la gente para describir los colores verbalmente, los colorímetros expresan los colores numéricamente de acuerdo con estándares internacionales. La expresión de los colores de este modo permite a todo el mundo comprender de qué color se trata. Adicionalmente, la percepción de una persona de un color sencillo puede cambiar dependiendo del fondo o de la fuente de luz que ilumina a ese color. Los colorímetros tienen sensibilidades que se corresponden con las del ojo humano pero, como siempre realizan mediciones utilizando la misma fuente de luz y el mismo método de iluminación, las condiciones de medición son siempre las mismas, independientemente de si es de día o de noche o de si la medición se realiza en interiores o en exteriores. Esto facilita la obtención de unas mediciones precisas.Utilizando los espacios de color descritos previamente, confirme los valores numéricos para su objeto de medición.




Espacio de color XYZ (Yxy)


Espacio de color Munsell

Parte I


„ “ (delta) indica diferencia.

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Los colorímetros son excelentes para presentar incluso diferencias de color mínimas.

Los valores numéricos muestran las diferencias.

Diferencia de color

Los matices diminutos de color constituyen el mayor quebradero de cabeza en cualquier lugar donde se utilice el color. Pero, con un colorímetro, incluso esas diminutas diferencias de color pueden expresarse numéricamente y comprenderse fácilmente. Utilicemos los espacios de color L*a*b* y L*C*h para ver la diferencia de color entre dos manzanas. Empleando el color de la manzana 1 (L*=43,31, a*=+47,63, b*=+14,12) como estándar, si medimos la diferencia del color de la manzana 2 (L*=47,34, a*=+44,58, b*=+15,16) respecto al color de la manzana 1, obtendremos los resultados mostrados en las pantallas A y B que se presentan a continuación. La diferencia también se muestra en el gráfico de la Figura 13. El diagrama de la Figura 14 debería facilitar la comprensión del espacio de color L*a*b*.

En el espacio de color L*a*b*, la diferencia de color puede expresarse como un valor numérico sencillo, E*ab, que indica el tamaño de la diferencia de color pero no en qué sentido son diferentes los colores. E*ab se define mediante la siguiente ecuación:

E*ab=[( L*)2+( a*)2+( b*)2]1/2

Si introducimos los valores L*=+4,03, a*=-3,05 y b*=+1,04 de la pantalla A anterior en esta ecuación, obtenemos E*ab=5,16, que es el valor mostrado en la esquina superior izquierda de la pantalla A. Si medimos la diferencia de color entre las dos manzanas utilizando el espacio de color L*C*h, obtenemos los resultados mostrados en la pantalla B anterior. El valor de L* es el mismo que el valor medido en el espacio de color L*a*b*. C*=-2,59, indica que el color de la manzana 2 es menos saturado. La diferencia entre las dos manzanas, H* (definida por la ecuación

H*=[( E*ab)2-( L*)2-( C*)2]1/2), es +1,92, lo que, si observamos la Figura 13, significa que el color de la manzana 2 está más próximo al eje +b* y, por tanto, es más amarillo.Aunque las palabras no son tan exactas como los números, podemos usar palabra para describir diferencias de color. En la Figura 15 se muestran algunos de los términos utilizados para describir diferencias en luminosidad y croma; los términos mostrados en esta figura indican la dirección de la diferencia de color pero, a menos que se emplee un modificador adicional (ligeramente, muy, etc.), no indican el grado de diferencia de color. Si observamos los valores representados gráficamente para las dos manzanas, vemos que deberíamos decir que el color de la manzana 2 es „más pálido“ que el de la manzana 1; como la diferencia cromática no es muy grande, podríamos añadir asimismo un modificador, diciendo que la manzana 2 es „ligeramente más pálida“ para indicar el grado de diferencia.

Figura 15

Figura 14Figura 13

2

1

2

1

Manzana 1

Manzana 2

B

A

Parte I


E*ab=0.15L*=-0.08a*=-0.02b*=0.13

Control de color de material impreso

Control de color de textiles Control de color de productos de plástico

E*ab=0.77L*=-0.32a*=-0.01b*=-0.70

E*ab=0.18L*=-0.11a*=-0.06b*=0.13

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Aunque los colores parezcan iguales al ojo humano, las mediciones con un colorímetro pueden presentar ligeras diferencias.

Incluso si dos colores parecen iguales al ojo humano, como en el ejemplo de las dos manzanas de la Parte I-11, cuando se miden los colores con un colorímetro, pueden detectarse pequeñas diferencias. Adicionalmente, el colorímetro expresa dichas diferencias de un modo preciso en forma numérica. Si por alguna razón el color de un producto fuera erróneo y se hubiera enviado el producto sin haberse detectado el problema y, como consecuencia, el cliente se quejara... El efecto no sólo se limitaría al departamento de ventas o de producción, dañaría la reputación de la totalidad de la empresa. El control del color juega un papel muy importante para evitar que se produzcan este tipo de problemas.

Ejemplo de control de calidad mediante un colorímetro.

Veamos lo útil que puede resultar un colorímetro para el control del color.La empresa A fabrica piezas exteriores de plástico pedidas por la empresa B. La empresa B también solicita piezas similares a otras empresas distintas a la empresa A.En la empresa A, un equipo de inspectores a tiempo completo se encarga de controlar el color en la cadena de producción y evalúa los productos en comparación con las muestras de colores. La inspección visual depende de los ojos de inspectores

expertos para determinar si un producto está o no dentro del rango de aceptación de acuerdo con lo definido por las muestras de colores. Este trabajo no puede realizarlo cualquiera; el desarrollo de la capacidad de inspección visual requiere años. Como resultado de ello, el número de personas que pueden efectuar este trabajo es limitado. Asimismo, este proceso sólo puede realizarse durante un tiempo limitado al día o a la semana y la evaluación variará de acuerdo con la edad y el estado físico del inspector.En algunas ocasiones, la empresa B se quejó de que el color de las piezas entregadas por la empresa A no coincidía con las de otros proveedores y, por consiguiente, devolvió las piezas a la empresa A. La empresa A decidió utilizar colorímetros para el control del color de sus productos en la cadena de producción. Los colorímetros se hicieron muy populares porque eran muy fáciles de transportar, podían utilizarse incluso en la cadena de producción, cualquier persona podía usarlos fácilmente y las mediciones eran tan rápidas que se podían emplear en cualquier momento. Además, los datos medidos por el colorímetro se entregaban con los productos en el momento de la entrega como prueba del control de calidad de la empresa.


Parte I


En la foto se muestran los productos Chroma Meter CR-400 y CR-410 de KONICA MINOLTA.

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Características de los colorímetros

Los colorímetros ofrecen una gran variedad de excelentes funciones.

Fuente de luz incorporada

La fuente de luz incorporada y el sistema de realimentación de doble haz garantiza una iluminación uniforme del objeto para todas las mediciones y los datos pueden calcularse basándose en el Iluminante estándar C o D65 de la CIE.

Memoria de datos

Los datos de medición se almacenan automáticamente en el momento de la medición y también pueden imprimirse.

Comunicación de datos

Puede utilizarse comunicación estándar de datos RS-232C para enviar datos o controlar el colorímetro.

Presentación de datos

Los resultados de medición se muestran no como impresiones subjetivas sino en forma numérica precisa en una gran variedad de espacios de color para permitir una comunicación sencilla y precisa con otras personas.

Iluminación/ángulo de visualización constante

La iluminación/geometría de visualización es fija para garantizar unas condiciones uniformes para las mediciones.

„Observador“ constante

El „observador“ del colorímetro es un conjunto de tres fotocélulas filtradas para coincidir exactamente con las funciones del Observador estándar de CIE 1931, por lo que las condiciones del observador son uniformes para todas las mediciones.

Eliminación de efecto de área y efecto de contraste

Como el colorímetro mide únicamente un espécimen (siempre que éste tenga al menos el tamaño mínimo especificado), los efectos de diferentes tamaños de especímenes o fondos quedan eliminados.

Medición de diferencia de color

La diferencia de color respecto a un color de referencia puede medirse y mostrarse de forma instantánea en forma numérica.

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}} Parte II Estudiemos el color con más detalle.

En las páginas precedentes, hemos hablado sobre cómo aparece el color y cómo expresar el color. En la siguiente sección, describiremos los principios básicos del color, tales como qué hace que una manzana sea roja o por qué el mismo color puede parecer diferente bajo diferentes condiciones. La mayoría de la gente da estas cosas por hechas pero es sorprendente lo pequeño que es el número de personas que realmente las conoce. Para el control del color en un área de producción o en laboratorios científicos, al exigirse una mayor rigurosidad, es imperativo saber más sobre la naturaleza del color. Conozcamos de un modo más profundo el mundo del color.

}} índice

}} ¿Por qué una manzana parece roja?

}} Los seres humanos pueden percibir longitudes de onda específicas como colores.

}} eamos la diferencia entre el proceso por el cual la luz que entra en nuestros ojos nos da la

sensación de color y el proceso de medición de un colorímetro.

}} ¿Qué ocurre con los componentes de la luz (y el color)? Veámoslo utilizando un espectrofotómetro.

}} Midamos varios colores con un espectrofotómetro.

}} Diferencias entre método triestímulo y método espectrofotométrico.

}} ¿Cómo cambia el color aparente cuando cambia la fuente de luz?

}} Un espectrómetro puede tratar incluso el metamerismo, un problema complejo.

}} Características de los espectrofotómetros.

Parte II


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¿Por qué una manzana parece roja?

Si no hay luz, no hay color. Los tres elementos de luz, visión y objeto son necesarios para poder percibir el color.

En la oscuridad total, no podemos distinguir los colores. Si cerramos los ojos, no podemos ver el color de un objeto. Y, si no hay objeto, el color no existe. Luz, visión y objeto: si no están presentes los tres, no podremos percibir el color. Pero ¿cómo podemos comunicar la diferencia entre los colores, entre el rojo de una manzana y el amarillo de un limón, por ejemplo?

Parte II


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Los seres humanos pueden percibir longitudes de onda especificas como colores.

Si separamos la luz en diferentes longitudes de onda, crearemos un espectro. A continuación podremos crear los diferentes colores mezclando las longitudes de onda de luz independientes en intensidades variables.

Esta distribución de los colores se llama espectro. La separación de la luz en un espectro se denomina dispersión espectral.La razón de que el ojo humano pueda ver el espectro es porque esas longitudes de onda específicas estimulan la retina del ojo humano. El espectro está organizado en el siguiente orden: rojo, naranja, amarillo, verde, azul, añil y violeta de acuerdo con las diferentes longitudes de onda *1 de luz; la luz de la región con las longitudes de onda más largas se ve como rojo y la luz de la región con las longitudes de onda más cortas se ve como violeta. La región de luz que el ojo humano puede ver se llama región de luz visible.Si nos movemos más allá de la región de luz visible hacia las longitudes de onda más largas, entramos en la región infrarroja y, si nos movemos hacia las longitudes de onda más cortas, entramos en la región ultravioleta. Estas dos regiones no puede verlas el ojo humano.La luz es tan sólo una parte de las distintas ondas electromagnéticas que vuelan por el espacio. El espectro electromagnético cubre un rango extraordinariamente amplio, desde ondas eléctricas y de radio con longitudes de onda de varios miles de kilómetros hasta los rayos gamma , con longitudes de onda de 10-13 m y más cortas. La región de luz visible es tan sólo una parte muy pequeña de éste: desde aproximadamente 380 hasta 780 nm*2. La luz reflejada de un objeto y que reconocemos como color es (con la excepción de la luz monocromática creada por el hombre) una mezcla de luz a distintas longitudes de onda dentro de la región visible.

* 1 Longitud de onda: la luz tiene características de onda; la longitud de onda es la distancia pico a pico de dos ondas adyacentes.

* 2 nm (nanometro): unidad de medida que se utiliza frecuentemente cuando se habla de longitudes de onda de luz; a veces también se usa el mm (micrometro).

Un arco iris se crea mediante la luz del sol pasando a través de gotas de agua, que actúan como prismas.

1nm=10-6 mm=10-31⁄4m11⁄4m=10-3mm=1000nm

Parte II


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Veamos la diferencia entre el prceso por el cual la luz que entra en nuestros ojos nos da la sensación de color y el proceso de medición de un colorímetro.

El ojo humano puede ver luz dentro del rango visible; sin embargo, „luz“ no es lo mismo que „color“. La luz se define como „radiación que estimula la retina del ojo y posibilita la visión“. La estimulación del ojo se transmite al cerebro y es aquí donde el concepto de „color“ tiene lugar por primera vez, como respuesta por parte del cerebro a la información recibida procedente del ojo. Como puede verse en la Figura 16, el principio por el cual los humanos perciben el color y el principio por el cual un colorímetro ve el color es básicamente igual. El método utilizado por los colorímetros descrito en la Parte I se denomina método triestímulo; los colorímetros que emplean este método están diseñados para medir la luz de aproximadamente el mismo modo en el que el ojo humano percibe la luz.Otro método para medir el color, que se explicará más adelante dentro de esta misma sección, se llama método espectrofotométrico; los instrumentos de medición del color que utilizan este método miden las características espectrales de la luz y a continuación calculan los valores triestímulos basándose en las ecuaciones para las funciones de Observador estándar de la CIE. Además de los datos numéricos en varios espacios de color, los instrumentos que emplean el método espectrofotométrico pueden asimismo presentar los datos espectrales directamente, proporcionando una información más detallada sobre el objeto.

ROJO

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Gráfico de reflectancia espectral

Además de presentar los datos numéricos del color, un espectrofotómetro puede mostrar también un gráfico de la reflectancia espectral del color. Los colores se crean mezclando distintas longitudes de onda de luz en las proporciones apropiadas. Un espectrofotómetro mide la luz reflejada del objeto en cada longitud de onda o en cada rango de longitudes de onda. Estos datos pueden presentarse a continuación en un gráfico para ofrecer una información más detallada sobre la naturaleza del color.

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¿Qué ocurre con los componentes de la luz (y el color)? Veámoslo utilizando un espectrofotómetro.

Un objeto absorbe parte de la luz de la fuente luminosa y refleja la luz restante. Esta luz reflejada entra en el ojo humano y la estimulación resultante de la retina es reconocida como el „color“ del objeto por el cerebro. Cada objeto absorbe y refleja luz de diferentes partes del espectro y en distintas cantidades; estas diferencias en la absorbancia y en la reflectancia son las que hacen diferentes los colores de los distintos objetos.

Manzana

Si medimos una manzana, obtenemos el gráfico espectral mostrado en la Figura 17a. Si observamos este gráfico, vemos que en la región de longitud de onda del rojo, la reflectancia (la cantidad de luz reflejada) es alta pero que en otras regiones de longitud de onda, la reflectancia es baja. En la Figura 17b se muestra que la manzana refleja luz en las regiones de longitud de onda del naranja y el rojo y absorbe luz en las regiones de longitud de onda del verde, el azul, el añil y el violeta. De este modo, mediante la realización de una medición con un espectrofotómetro y la visualización de los resultados en un gráfico espectral, podemos ver la naturaleza del color de la manzana.Cada uno de los múltiples sensores (40 en el Minolta Spectrophotometer CM-2002) de un espectrofotómetro mide la luz en una región de longitud de onda estrictamente definida del rango de longitudes de onda de luz visible. Por esta razón, el espectrofotómetro puede medir diferencias en los elementos de color que no son percibibles por el ojo humano.

Limón

Si medimos un limón, obtenemos el gráfico espectral mostrado en la Figura 18a. Si observamos este gráfico, vemos que en las regiones de longitud de onda del rojo y el amarillo, la reflectancia (la cantidad de luz reflejada) es alta pero que en las regiones de longitud de onda del añil y el violeta, la reflectancia es baja. En la Figura 18b se muestra que el limón refleja luz en las regiones de longitud de onda del verde, el amarillo y el rojo y absorbe luz en las regiones de longitud de onda del añil y el violeta. Ésta es la naturaleza del color del limón. Esta extraordinaria precisión no es posible con el ojo humano ni tampoco con los colorímetros descritos en la Parte I; sólo es posible con un espectrofotómetro.

Figure 17a

Figure 17b

Figure 18 a Figure 18 b

Parte II


A: Baldosa B: Goma C: Plastic

D: Impresión F: PinturaE: Textiles

Se midió una baldosa rosa. Si observamos el gráfico de reflectancia espectral, podemos ver que la baldosa refleja luz en todas las longitudes de onda y que la reflectancia espectral en regiones de longitud de onda por encima de 600 nm (las regiones del naranja y el rojo) es un poco más alta que la de otras regiones de longitud de onda.

Éste es un azul vivo. La reflectancia espectral en la región de longitud de onda de 400 a 500 nm (las regiones del añil y el azul) es alta y la de las longitudes de onda superiores a 550 nm es baja, siendo absorbida prácticamente toda la luz de esta región.

Se midió una pieza de plástico rojizo-morado. Las regiones en torno a 400 y 700 nm presentan una elevada reflectancia espectral y la región de longitud de onda entre 500 y 600 nm tiene una baja reflectancia espectral y podemos ver que la luz es absorbida.

Se midió el logotipo azul. La reflectancia espectral es prácticamente la misma que para B pero, si observamos cuidadosamente, vemos que la reflectancia espectral en longitudes de onda superiores a 600 nm es incluso más baja. Éste es un azul ligeramente más profundo.

Se midió el área rosa de la prenda. La reflectancia espectral en la totalidad del rango de longitudes de onda es alta, especialmente en torno a 600 nm. Por otro lado, la reflectancia espectral es inferior alrededor de 550 nm, lo que indica que se ha absorbido la luz verde y amarilla

Ésta es una pintura rojo vivo. Únicamente la región de longitud de onda de 600 a 700 nm (las regiones del rojo y el naranja) tiene una alta reflectancia; la mayoría de la luz de las longitudes de onda inferiores a 600 nm ha sido absorbida.


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Midamos varios colores con un espectrofotómetro.

Si medimos objetos con un colorímetro triestímulo (Parte I-10) de la Parte I, podremos obtener únicamente datos numéricos de color en varios espacios de color. Si utilizamos un espectrofotómetro para las mediciones, no sólo podremos obtener los mismos tipos de datos numéricos sino que también podremos ver el gráfico de reflectancia espectral de dicho color. Además, con su sensor de alta precisión y la inclusión de datos para una gran variedad de condiciones del iluminante, el espectrofotómetro proporciona una mayor precisión que la que puede obtenerse con un colorímetro triestímulo.

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Diferencias entre método triestímulo y método espectrofotométrico.

Hemos descrito los colores del espectro (rojo, naranja, amarillo, verde, ...) en la Parte II-2. De estos colores, el rojo, el verde y el azul son generalmente considerados como los tres colores primarios de la luz. Esto se debe a que el ojo tiene tres tipos de conos (sensores de color) que son sensibles a estos tres colores primarios y que nos permiten percibir el color. En la Figura 19 se muestran las curvas de sensibilidad espectral correspondientes al ojo humano, de acuerdo con la definición de la CIE del Observador estándar de 1931. A éstas se les conoce con el nombre de funciones de coincidencia. tiene una alta sensibilidad en la región de longitud de onda del rojo, tiene una gran sensibilidad en la región de longitud de onda del verde y presenta una elevada sensibilidad en la región de longitud de onda del azul. Los colores que vemos son el resultado de diferentes proporciones (estímulos) de , y en la luz recibida de un objeto.

Según se muestra en la Figura 20b, el método triestímulo mide la luz reflejada desde el objeto utilizando tres sensores filtrados para presentar la misma sensibilidad , y que el ojo humano y, por tanto, mide directamente los valores triestímulos X, Y y Z. Por otro lado, el método espectrofotométrico ilustrado en la Figura 20c utiliza múltiples sensores (40 en el CM-2002) para medir la reflectancia espectral del objeto en cada longitud de onda o en cada rango estrecho de longitudes de onda. El microordenador del instrumento calcula a continuación los valores triestímulos a partir de los datos de reflectancia espectral mediante integración. Para la manzana empleada en el ejemplo, los valores triestímulos son X=21,21, Y=13,37 y Z=9,32. Dichos valores triestímulos pueden utilizarse a continuación para calcular valores en otros espacios de color como pueden ser Yxy o L*a*b*.

Figure 19

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En la Figura 21 se muestra cómo se determinan los valores triestímulos X, Y y Z. La luz con distribución espectral reflejada por el espécimen incide en los sensores con sensibilidad espectral , cuyos filtros dividen la luz en regiones de longitudes de onda correspondientes a los tres colores primarios y los sensores producen los valores triestímulos (X, Y y Z) . Así pues, = ~ . También se muestran los resultados de las tres regiones de longitud de onda : -1: , -2 : y -3: . Los valores triestímulos son iguales a las integraciones del área sombreada de los tres gráficos.

A

A

A DDCC

B A

C

C

C

A

A

A

B B

A

B

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C A B C C

C

C

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¿Comó cambia el color aparente cuando cambia la fuente de luz?

Como dijimos en la Parte I-2, diferentes fuentes de luz hacen que los colores parezcan distintos. Para medir el color, la CIE ha definido las características espectrales de diferentes tipos de iluminantes típicos. En la Figura 22 se muestran las distribuciones de potencia espectral de algunos de estos iluminantes. En el instrumento de medición del color se encuentra normalmente incorporada una fuente de luz. Esta fuente de luz puede coincidir o no con cualquiera de los iluminantes de la CIE; en su lugar, el instrumento determina los datos de las mediciones bajo el iluminante seleccionado a través de cálculos basados en los datos realmente medidos bajo la fuente de luz del instrumento y los datos de distribución espectral del iluminante almacenados en la memoria del instrumento.

Figura 22a: Iluminantes estándar1 Iluminante estándar D65 Luz diurna media (incluyendo la región de longitud de onda ultravioleta) con una temperatura de color correlativa de 6504 K. Deberá utilizarse para medir especímenes que sean iluminados por luz diurna incluyendo radiación ultravioleta.2 Iluminante estándar C Luz diurna media (no incluyendo la región de longitud de onda ultravioleta) con una temperatura de color correlativa de 6774 K. Deberá utilizarse para medir especímenes que sean iluminados por la luz diurna en el rango de longitudes de onda visibles, pero no incluyendo radiación ultravioleta.3 Iluminante estándar A Luz incandescente con una temperatura correlativa de 2856 K. Deberá utilizarse para medir especímenes que se iluminen mediante lámparas incandescentes.

Figura 22b: Iluminantes fluorescentes(recomendados por el JIS para mediciones)4 F6: blanco frío5 F8: luz diurna6 F10: blanco de luz diurna de tres bandas estrechas

Figura 22c: Iluminantes fluorescentes(recomendados por la CIE para mediciones)7 F2: blanco frío8 F7: luz diurna9 F11: blanco frío de tres bandas estrechas

Figure 22a

Figure 22b

Figure 22c

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Veamos ejemplos de lo que ocurre si medimos nuestro espécimen (manzana) utilizando un espectrofotómetro bajo Iluminante estándar D65 (ejemplo 1) e Iluminante estándar A (ejemplo 2).En el ejemplo 1, es el gráfico de la distribución de potencia espectral del Iluminante estándar D65 y es el gráfico de la reflectancia espectral de la manzana. es la distribución de potencia espectral de la luz reflejada desde el espécimen (manzana) y es el producto de y . En el ejemplo 2, ‘es la distribución de potencia espectral del Iluminante estándar A y es la reflectancia espectral del espécimen (manzana), que es la misma que en el ejemplo 1. es la distribución de potencia espectral de la luz reflejada desde el espécimen (manzana) y es el producto de y . Si comparamos y , vemos que la luz de la región roja es mucho más fuerte en ‘, lo que significa que la manzana parecería mucho más roja bajo el Iluminante estándar A. Esto demuestra que el color de un objeto cambia de acuerdo con la luz bajo la cual se ve. Un espectrofotómetro realmente mide la reflectancia espectral del espécimen. El instrumento puede seguidamente calcular valores numéricos de color en distintos espacios de color utilizando los datos de distribución de potencia espectral para el iluminante seleccionado y datos para las funciones de coincidencia de color del Observador estándar.

A B

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A B A B

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C

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A B

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Un espectrómetro puede tratar incluso el metamerismo, un problema complejo

En la sección anterior, describimos en qué medida el color de un objeto depende de la fuente de luz bajo la cual se ve. Un problema relacionado es si, por ejemplo, los colores de dos objetos parecieran ser iguales bajo la luz diurna pero distintos con una iluminación interior. Dicho fenómeno, mediante el cual dos colores parecen el mismo bajo una fuente de luz pero diferentes bajo otra, se llama metamerismo. Para los objetos metaméricos, las características de reflectancia espectral de los colores de los objetos son diferentes pero los valores triestímulos resultantes son los mismos bajo una fuente de luz y diferentes bajo otra. Este problema se debe normalmente al uso de diferentes pigmentos o materiales. Mire la Figura 23. Si observamos las curvas de reflectancia espectral de los dos especímenes, podemos ver inmediatamente que son diferentes. Sin embargo, los valores de L*a*b* para las mediciones con Iluminante estándar D65 son los mismos para los dos especímenes, pero los valores para las mediciones con el Iluminante estándar A son diferentes entre sí. Esto demuestra que aunque los dos especímenes tienen características distintas de reflectancia espectral, parecerían de igual color bajo la luz diurna (Iluminante estándar D65).

¿Cómo debería tratarse el metamerismo? Para evaluar el metamerismo, es necesario medir los especímenes bajo dos o más iluminantes con distribuciones de potencia espectral muy diferentes como, por ejemplo, el Iluminante estándar D65 y el Iluminante estándar A. Aunque tanto los colorímetros triestímulos como los especrofotómetros utilizan una sola fuente de luz, pueden calcular los resultados de medición basándose en los datos de iluminantes almacenados en la memoria para proporcionar datos de mediciones bajo distintos iluminantes.Los colorímetros generalmente sólo pueden efectuar mediciones bajo el Iluminante estándar C y el Iluminante estándar D65, representando ambos la luz diurna y con distribuciones de potencia espectral similar. Por esta razón, los colorímetros triestímulos no pueden utilizarse para medir el metamerismo. Los espectrofotómetros, por otro lado, están equipados con las distribuciones de potencia espectral de una amplia gama de iluminantes y, por tanto, pueden determinar el metamerismo. Además, con la capacidad del espectrofotómetro de presentar gráficos de reflectancia espectral, podrá ver exactamente las diferencias de las reflectancias espectrales de los dos colores.

• Los colores no pueden reproducirse de una forma exacta en esta página debido a las limitaciones del proceso de impresión.

Figure 23

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En la foto se muestra el Konica Minolta Spectrophotometer CM-2600d.

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Características de los espectrofotómetros

La serie Spectrophotometer de Konica Minolta ofrece una amplia gama de funciones y una extraordinaria precisión.

Condiciones de iluminante

Los datos para una gran variedad de iluminantes de la CIE se encuentran almacenados en la memoria para permitir mediciones bajo diferentes condiciones de iluminante.

Memoria de datos

Los datos de las mediciones se almacenan automáticamente en el momento de la medición.

Comunicación de datos

Puede utilizarse comunicación estándar de datos RS-232C para enviar datos o controlar el espectrofotómetro.

Presentación de gráficos de reflectancia espectral

Los resultados de las mediciones pueden verse en un gráfico de reflectancia espectral.

Iluminación/ángulos de visualización fijado

La iluminación/geometría de visualización es fija para garantizar unas condiciones uniformes para las mediciones.

Sensor espectral

El sensor espectral consta de numerosos segmentos para medir la luz en cada intervalo de longitudes de onda para una extraordinaria precisión.

Espacios de color

Los datos de las mediciones pueden visualizarse numéricamente en una gran variedad de espacios de color, incluyendo Yxy, L*a*b*, Hunter Lab, etc.

Medición de diferencia de color

La diferencia de color respecto a un color de referencia puede medirse y visualizarse de forma instantánea en forma numérica o en un gráfico de reflectancia espectral.

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}} Parte III Conocimientos básicos para le selección del espectrofótometro

Los conceptos básicos del color se han explicado en la Parte I y en la Parte II y actualmente debe entenderse que los colores pueden analizarse con espectrofotómetros desde distintos ángulos.Estudiemos más sobre colores y condiciones especiales que tienen influencia en la selección de los espectrofotómetros.

}} índice

}} Comparación de colorímetros y espectrofotómetros

}} Color y brillo (métodos SCE y SCI)

}} Medición de colores especiales

}} Notas para objetos y condiciones de medición


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Comparación de colorímetros y espectrofotómetros

Según lo descrito en la , el colorímetro triestímulo tiene características como pueden ser un precio comparativamente bajo, tamaño compacto, extraordinaria movilidad y uso sencillo. Los colorímetros pueden determinar los valores triestímulos fácilmente. No obstante, un colorímetro no es apropiado para análisis complejos del color, como pueden ser el metamerismo y la fuerza colorante. Un espectrofotómetro presenta una elevada precisión y una mayor versatilidad. Resulta adecuado para análisis de color más complejos porque puede determinar la reflectancia espectral en cada longitud de onda. Sin embargo, los espectrofotómetros pueden ser más caros que los colorímetros. Considere siempre la precisión con la que ha de medirse cada color antes de seleccionar el tipo de instrumento que ha de utilizar en una aplicación específica.

Tipos de sistemas ópticosSe ha explicado que el color de los objetos varía dependiendo de las condiciones de visión, el ángulo de observación y el ángulo de iluminación, de acuerdo con lo descrito en la Parte I-2. Cuando un instrumento mide una muestra, el ángulo con el cual un haz de luz procedente de una fuente incide sobre la muestra y el ángulo en el cual la luz es recibida por un detector se denominan geometría óptica.

Sistema de iluminación unidireccionalÉste es un método que proporciona iluminación desde una dirección. Con una geometría de 45/0, la superficie del espécimen es iluminada desde un ángulo de 45±2 grados respecto a la línea normal y la luz se recibe en la dirección normal (0±10 grados). Con una geometría de 0/45, la superficie del espécimen es iluminada desde la dirección de la línea normal (0±10 grados) y la luz se recibe en el ángulo de 45±2 grados respecto a la línea normal. Sistema de esfera integradora de iluminación difusaEste sistema emplea una esfera integradora para iluminar o ver un espécimen de modo uniforme desde todas las direcciones (una esfera integradora es un dispositivo esférico con superficies internas recubiertas con un material blanco como, por ejemplo, sulfato de bario para que la luz se difunda de forma uniforme). Un instrumento con una geometría óptica d/0 ilumina la muestra de forma difusa y detecta la luz en la dirección normal (0 grados). Un instrumento con un geometría óptica 0/d ilumina la muestra en el ángulo normal (0 grados) y recoge la luz reflejada en todas las direcciones (La luz reflejada dentro de +/- 5 grados respecto al ángulo especular puede incluirse o excluirse utilizando la función SCE/SCI).

El colorímetro se utiliza principalmente en aplicaciones de

producción e inspección para mediciones de diferencia

de color y medición de diagramas de color.

El espectrofotómetro se emplea para análisis de alta precisión y gestión precisa del color principalmente en laboratorios y en aplica-ciones de investigación y desarrollo.

Figure 24

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Color y brillo (métodos SCE y SCI)

Incluso para objetos compuestos de los mismos materiales, pueden verse variantes en los colores debido a diferencias en el brillo de las superficies.Por ejemplo, ¿por qué se ve un color azul más apagado cuando se aplica lija a una muestra azul reluciente o con un elevado brillo?

Cuando una pelota bota en una pared y vuelve, lo hace con el mismo ángulo. Del mismo modo, la luz que se refleja en el mismo ángulo, pero opuesto, que la fuente de luz se denomina luz reflejada especularmente. Este componente especular se refleja como si se tratara de un espejo. La luz que no es reflejada especularmente sino dispersada en muchas direcciones se denomina reflectancia difusa. La suma de la reflectancia especular más la reflectancia difusa se llama reflectancia total. Para los objetos con superficies brillantes, la luz reflejada especularmente es relativamente fuerte y la luz difusa es más débil. En superficies rugosas con bajo brillo, el componente especular es débil y la luz difusa es más fuerte. Cuando una persona ve un objeto de plástico con una superficie brillante en el ángulo especular, el objeto no parece ser tan azul. Esto se debe a que la reflectancia tipo espejo de la fuente de luz se añade al color de la muestra. Normalmente, una persona observa el color del objeto e ignora la reflexión especular de la fuente de luz. Para medir el color de un espécimen del mismo modo que se ve, la reflectancia especular deberá excluirse y sólo deberá medirse la reflectancia difusa. El color de un objeto puede parecer diferente debido a las diferencias en el nivel de la reflectancia especular. Se comprendió que el color se ve de forma diferente si se cambia la condición de la superficie del objeto porque la gente sólo ve la luz difusa. Sin embargo, los colores de los objetos no deberán cambiarse porque los materiales en sí son los mismos. ¿Cómo reconocemos el color de los propios materiales?La cantidad de reflectancia especular y de reflectancia difusa cambia dependiendo de la superficie del objeto. Sin embargo, la cantidad total de luz reflejada es siempre la misma si los materiales y el color son los mismos. Por tanto, si se lija una pieza de plástico azul brillante, la reflectancia especular se reduce y la reflectancia difusa aumenta. Por esta razón deberá medirse la reflectancia total (especular más difusa).

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La posición de la trampa de luz en las condiciones 3 (SCE) y 4 (SCE), según se muestra en la Figura 24 de la Parte III-1 , muestra cómo se excluye la reflectancia especular de la medición del color de la muestra. Si se sustituye esta trampa por un tapón blanco, como ocurre con las condiciones 5 (SCI) y 6 (SCI), la reflectancia especular estará incluida en la medición del color. El método de medición del color que excluye la reflectancia especular se denomina SCE (Componente especular excluido). Si la reflectancia especular está incluida en la medición del color, completando la esfera con un tapón blanco, se llama SCI (Componente especular incluido).En el modo SCE, la reflectancia especular está excluida de la medición y sólo se mide la reflectancia difusa. Esto produce una evaluación del color relacionada con el modo en que el observador ve el color de un objeto.Cuando se utiliza el modo SCI, la reflectancia especular está incluida con la reflectancia difusa durante el proceso de medición. Este tipo de evaluación del color mide el aspecto total independiente de las condiciones de la superficie.Estos criterios deberán considerarse en su totalidad a la hora de seleccionar un instrumento. Algunos instrumentos pueden medir tanto SCE como SCI simultáneamente.

El método SCE es eficaz para verificar que el color coincide con los estándares de color mediante inspección visual en la cadena de producción.

El método SCI es eficaz cuando los elementos del color, como puede ser CCM, se ajustan a nivel de producción.

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Medición de colores especiales

Colores fluorescentes

Cuando vemos un color fluorescente, parece como si tuviera luz propia aunque no es realmente una fuente de luz. Cuando se aplica una luz a un material fluorescente, los rayos son absorbidos y emitidos de nuevo como una luz visible en otras regiones del espectro, normalmente en longitudes de onda más largas. Según se explica en la Parte II-2, la región de luz visible es radiación electromagnética entre 380 y 780 nm. Por ejemplo, cuando una radiación de 360 nm es absorbida y emitida a 420 nm, el valor de medición a 420 nm puede rebasar el 100%. Al poder verse una cantidad de luz superior a la esperada, al ojo humano le parece como si el material luciera por sí mismo. Para la medición de muestras no fluorescentes, el elemento dispersor puede colocarse o bien entre la fuente y la muestra o bien entre la muestra y el receptor. Sin embargo, para la medición de muestras fluorescentes, para coincidir con el color según lo ve la gente, el elemento dispersor deberá colocarse entre la muestra y el detector de modo que la muestra sea iluminada por el espectro completo de la fuente. Cuando se mida un color fluorescente mediante el espectrofotómetro, deberá controlarse la distribución de potencia espectral de la fuente de luz, incluyendo las regiones ultravioleta.

Colores metalizados

Muchas pinturas, especialmente en aplicaciones de automoción, emplean una combinación de escamas metálicas y colorante para lograr un efecto de color total. En una pintura metalizada, la luz se refleja en diferentes ángulos debido a la orientación de las escamas metálicas de la pintura, aunque las escamas estén alineadas generalmente en la misma dirección. En la Figura 25 se ilustra cómo interactúan la reflectancia especular y la reflectancia difusa con una pintura metalizada. Debido a los reflejos del color de las escamas metálicas en un ángulo diferente que la reflectancia difusa, el aspecto para el ojo humano también difiere. En el ángulo próximo a la reflexión especular, puede verse el color luminoso (cara) influenciado por las escamas metálicas. En el ángulo no influenciado por las escamas metálicas, se ve el color de la sombra (cruz). En general, cuando se miden colores metalizados, es más eficaz medirlos y evaluarlos con un espectrofotómetro, que mide el color en múltiples ángulos.

Figure 25

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Luz negra y material fluorescente

¿Ha estado alguna vez en una sala en la que los aspectos son chocantes debido a camisetas, calcetines o dibujos blancos en la pared que parecen tener luz propia y ser extraordinariamente brillantes mientras que la propia sala está oscura o iluminada con una luz violeta?

Un lugar como éste está iluminado por una fuente de luz llamada „luz negra“. La luz negra es una iluminación que utiliza longitudes de onda que se encuentran en su mayoría fuera de las regiones visibles del espectro. Se ha vendido para iluminar puzzles fluorescentes o minerales fluorescentes. De hecho, esta luz negra emite energía en la región ultravioleta. Se ha añadido a los objetos un material fluorescente que absorbe esta energía y la vuelve a emitir como luz en la región visible. Los materiales parecen emitir luz cuando son iluminados por una luz negra.Un objeto parece blanco cuando refleja todas las longitudes de onda en las regiones visibles prácticamente en un 100%. Sin embargo, si existe menos reflectancia en las longitudes de onda del azul, el objto parece amarillento. En muchos casos, se añade un material fluorescente (algunas veces llamado abrillantador óptico). Este material fluorescente proporciona un aumento de la reflectancia en las longitudes de onda del azul para que el objeto parezca blanco. Como resultado de ello, una camiseta blanca parece tener luz propia cuando es iluminada por una luz negra y blanca bajo la luz diurna. Cuando la ropa blanca se lava repetidamente, se pone amarillenta. Esto no se debe a que haya sido manchada por un color amarillo sino a que el material fluorescente va desapareciendo con los lavados y reaparece el color original del tejido. Es habitual devolver la ropa amarillenta al color blanco lavándola con un detergente que contenga un material fluorescente.

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Notas para objetos y condiciones de medición

Medición de polvos

Cuando se mide polvo con un espectrofotómetro, el valor de medición varía dependiendo de la densidad del polvo y de las condiciones de la superficie. Para evitar errores, se requieren métodos especiales como, por ejemplo, colocar una cantidad fija de polvo en un envase con una forma y tamaño fijos y manteniendo una calidad constante de la superficie.Si el tamaño de las partículas es grande, utilice un espectrofotómetro que tenga un área de medición grande, de modo que se efectúe un promedio de la superficie de medición y puedan obtenerse valores de medición repetibles.

Medición de objetos semitransparentes

La medición de objetos semitransparentes requiere una consideración especial porque la luz podría pasar a través del material y la medición podría verse influida por lo que hay detrás del objeto. Para resolver este problema, incremente el grosor del objeto para impedir que la luz se transmita completamente. Otra solución es poner una superficie opaca blanca detrás del objeto.

Medición de objetos con patrones

Cuando mida objetos que tengan relieves o texturas, el valor medición variará de acuerdo con la ubicación si se mide un área pequeña. Deberá utilizarse un área de medición lo más grande posible o tomarse las mediciones varias veces en diferentes ubicaciones y a continuación calcularse el valor de medición medio.

Influencia de condiciones de temperatura

En algunas ocasiones, cuando se cambia la temperatura de un objeto, el color de dicho objeto también cambia. Este fenómeno se llama termocromismo.Para medir el color de un modo preciso utilizando un espectrofotómetro, la medición deberá efectuarse en una sala con una temperatura constante una vez que el objeto ha alcanzado la temperatura ambiente.

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}} Parte IV Términos de color

En este folleto se describen de un modo más detallado términos, estándares y espacios de color.

}} índice

}} Observador estándar de 2° y Observador estándar suplementario de 10° / Funciones de

coincidencia de color

}} Valor triestímulo XYZ (CIE 1931) / Valor triestímulo (CIE 1964)

}} Coordenadas de cromaticidad xyz / Diagrama de cromaticidad de xy y

}} Espacio de color L*a*b*/ Espacio de color uniforme

}} Espacio de color L*C*h

}} Espacio de color de Hunter Lab / Espacio de color de Munsell

}} Espacio de color L*u*v*

}} Diagrama UCS CIE 1976 / Fórmula de diferencia de color E*94 (CIE 1994)

}} Diferencia entre color de objeto y color de fuente ··· I

}} Diferencia entre color de objeto y color de fuente ··· II


X10, Y10, Z10

X10, Y10

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Términos de color

Observador estándar de 2° y observador estándar suplementario de 10°

La sensibilidad al color por parte del ojo cambia dependiendo del ángulo de vista (tamaño del objeto). La CIE definió originalmente el observador estándar en 1931 utilizando un campo de vista de 2°, de ahí el nombre de Observador estándar de 2°. En 1964, la CIE definió un observador estándar adicional, esta vez basado en un campo de vista de 10°; a éste se le conoce con el nombre de Observador estándar suplementario de 10°. Para darnos una idea de lo que es un campo de vista de 2° en comparación con uno de 10°, con una distancia de visualización de 50 cm un campo de vista de 2° sería un círculo con un Ø de 1,7 cm mientras que, con un campo de vista de 10° a la misma distancia, sería un círculo con un Ø de 8,8 cm. La mayoría de la información de este folleto se basa en el Observador estándar de 2°. El Observador estándar de 2° deberá utilizarse para ángulos de visualización de 1 a 4°. El Observador estándar suplementario de 10° deberá emplearse para ángulos de visualización de más de 4°.

Funciones de coincidencia de color

Las funciones de coincidencia de color son los valores triestímulos del espectro de igual energía en función de la longitud de onda. Estas funciones se han concebido para que se correspondan con la sensibilidad del ojo humano. Se especifican conjuntos independientes de las funciones de coincidencia de tres colores para el Observador estándar de 2° y para los Observadores estándar suplementarios de 10°.


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Términos de color

Valores triestímulos XYZ (CIE 1931)

Los valores triestímulos se determinan basándose en las funciones de coincidencia de color , y definidas en 1931 por la CIE; también se conocen con el nombre de valores triestímulos XYZ de 2°. Son adecuados para un ángulo de visualización de 4° o menos y se definen para objetos reflectantes mediante las siguientes fórmulas:

dondeS : Distribución de potencia espectral relativa del iluminante , , , : Funciones de coincidencia de color para el Observador estándar de 2° de la CIE (1931)R : Reflectancia espectral del espécimen

Valores triestímulos X10 Y10 Z10 (CIE 1964)

Los valores triestímulos se determinan basándose en las funciones de coincidencia de color , y definidas en 1964 por la CIE; también se conocen con el nombre de valores triestímulos XYZ de 10°. Son adecuados para un ángulos de visualización de más de 4° y se definen para objetos reflectantes mediante las siguientes fórmulas:

dondeS : Distribución de potencia espectral relativa del iluminante , , : Funciones de coincidencia de color para el Observador estándar suplementario de 10° de la CIE (1964)R : Reflectancia espectral del espécimen


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Términos de color

Coordenadas de cromaticidad de xyz

Las coordenadas de cromaticidad xyz se calculan a partir de los valores triestímulos XYZ de acuerdo con las fórmulas siguientes:

Si se emplean las fórmulas anteriores con los valores triestímulos X10, Y10, Z10 las coordenadas de cromaticidad serán x10, y10, z10.

Diagrama de cromaticidad de xy y x10y10

Diagrama bidimensional en el cual pueden representarse gráficamente las coordenadas de cromaticidad xy o x10y10


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Términos de color


El espacio de color L*a*b* (también llamado espacio CIELAB) es uno de los espacios de color uniformes definidos por la CIE en 1976. Los valores de L*, a* y b* se calculan de acuerdo con las siguientes fórmulas:

Luminosidad variable L*:

Coordenada de cromaticidad a* y b*:

donde

X, Y, Z:Valores triestímulos XYZ (para el Observador estándar de 2°) o X10, Y10, Z10 (para el Observador estándar de 10°) del espécimen

Xn, Yn, Zn:Valores triestímulos XYZ (para el Observador estándar de 2°) o X10, Y10, Z10

(para el Observador estándar de 10°) de un difusor reflectante perfecto

Si X/Xn, Y/Yn o Z/Zn es inferior a 0,008856, las ecuaciones anteriores se cambian según se describe a continuación:

Espacio de color uniforme

Un espacio de color en el cual las distancias iguales en el diagrama de coordenadas se corresponden con diferencias iguales en el color percibido.


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Términos de color

La diferencia de color de E*ab en el espacio de color L*a*b*, que indica el grado de diferencia de color pero no la dirección, se define mediante la siguiente ecuación:

dondeL*, a*, b*: Diferencia en los valores L*, a* y b* entre el color del

espécimen y el color de referencia.


El espacio de color L*C*h utiliza el mismo diagrama que el espacio de color L*a*b* pero emplea coordenadas cilíndricas. La luminosidad L* es la misma que L* en el espacio de color L*a*b*; los valores de Croma métrica C* y Ángulo de tono métrico h se definen mediante las fórmulas siguientes:

dondea*, b*: coordenadas de cromaticidad en el espacio de color L*a*b*

Para mediciones de diferencia, no se calcula la Diferencia de ángulo de tono métrico; en su lugar, se calcula la Diferencia de tono métrico H* de acuerdo con la fórmula siguiente:

La Diferencia de tono métrico es positiva si el ángulo de tono métrico h del espécimen es superior al de referencia y negativo si el Ángulo de tono métrico del espécimen es inferior al de referencia.


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Términos de color

Espacio de color de Hunter Lab

El espacio de Hunter Lab fue desarrollado en 1948 por R. S. Hunter como un espacio de color uniforme que podía leerse directamente de un colorímetro fotoeléctrico (método triestímulo). Los valores de este espacio se definen mediante las fórmulas siguientes:

dondeX, Y, Z: valores triestímulos del espécimen (también pueden utilizarse valores triestímulos X10, Y10, Z10).X0, Y0, Z0: valores triestímulos del difusor reflectante perfecto

Para el Observador estándar de 2° y el Iluminante estándar C, las ecuaciones anteriores se convertirían en:

La diferencia de color EH en el espacio de color de Hunter Lab, que indica el grado de diferencia de color pero no la dirección, se define mediante la siguiente ecuación:

Espacio de color de Munsell

El sistema de color de Munsell consiste en una serie de diagramas de colores concebidos para su uso a efectos de comparación visual con el espécimen. Los colores se definen en términos de Tono de Munsell (H; indica tono ), Valor de Munsell (V; indica luminosidad) y Croma de Munsell (C; indica saturación) y se escriben como H V/C.

Por ejemplo, para el color con H=5,0R, V=4,0 y C=14,0, la anotación de Munsell sería: 5,0R 4,0/14,0


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Términos de color

Espacio de color L*u*v*

El espacio de color L*u*v* (también llamado espacio CIELUV) es uno de los espacios de color uniformes definidos por la CIE en 1976. Los valores de L*, u* y v* se calculan de acuerdo con las fórmulas siguientes:

dondeY: Valor triestímulo Y (también puede utilizarse el valor triestímulo Y10)u‘, v‘: coordenadas de cromaticidad del diagrama CIE 1976 UCSYo, u‘o, v‘o: valor triestímulo Y (o Y10) y coordenadas de cromaticidad u‘, v‘ del difusor reflectante perfecto.

La diferencia de color E*uv en el espacio de color L*u*v*, que indica el grado de diferencia de color pero no la dirección, se define mediante la siguiente ecuación:

dondeL*, u*, v*: diferencia en los valores de L*, u* y v* entre el color del

espécimen y el color de referencia.


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Términos de color

Diagrama CIE 1976 UCS

El diagrama CIE 1976 UCS fue definido por la CIE en 1976. Está concebido para proporcionar un espacio de color perceptualmente más uniforme para colores con aproximadamente la misma luminancia. Los valores de u‘ y v‘ pueden calcularse a partir de los valores triestímulos XYZ (o X10, Y10, Z10) o a partir de las coordenadas de cromaticidad xy de acuerdo con las fórmulas siguientes:

dondeX, Y, Z:valores triestímulos (si se emplean los valores triestímulos X10, Y10, Z10, los resultados serán u‘10 y v‘10)x, y:coordenadas de cromaticidad (si se usan las coordenadas de cromaticidad x10 y10, los resultados serán u‘10 y v‘10)

Formula de diferencia de color E*94 (CIE 1994)

Esta fórmula de diferencia de color modifica la luminosidad, la saturación y el tono (L*C*h) del espacio de color L*a*b* mediante la incorporación de factores que corrigen la variación en la magnitud de la diferencia de color percibida en diferentes áreas del espacio de color L*a*b* de CIE 1976. Ésta fue propuesta en 1994 por el comité técnico de la CIE.

donde


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Diferencias entre el color del objeto y el color de la fuente

La determinación del color de un objeto se ha descrito previamente. Sin embargo, existe una diferencia cuando el color se crea de forma independiente como, por ejemplo, mediante una bombilla. A esto se le denomina color de fuente. A continuación se presenta una explicación sencilla de las diferencias entre color de objeto y de fuente.

Diferencias de difinición

Existen tres factores básicos cuando un humano observa el color de un objeto. Éstos son la iluminación, el objeto y la percepción del observador. Sin embargo, cuando se observa una fuente, existen sólo dos factores: la distribución espectral de la fuente de luz y la percepción del observador. A continuación se ilustran las fórmulas para estos conceptos.

Para el color del objeto, es necesario determinar y evaluar la distribución espectral del iluminante. Esto se debe a que el color parece diferente cuando varía la fuente de luz.El iluminante no es necesario cuando se mide el color de la fuente de luz porque es el propio color de la fuente de luz lo que se va a determinar.

Diferencias en las condiciones geométricas de la iluminación y la recepción óptica

Deberán tenerse en cuenta las condiciones geométricas para la iluminación y la recepción óptica puesto que diferentes condiciones pueden tener como resultado distintos valores de medición para el color del objeto. La CIE ha descrito seis tipos de condiciones, que se describen en la Parte III-1. Estas condiciones no afectan a las mediciones del color de la fuente de luz. Sin embargo, existen determinadas características angulares en las cuales el tono varía dependiendo del tipo de fuente de luz y del ángulo de visualización, como ocurre con las pantallas de LCD. En estos casos, el ángulo de visualización deberá fijarse con un valor constante.

Representación del espacio de color

Existen varios métodos habituales para describir el color de la fuente de luz numéricamente. Éstos incluyen las coordenadas xy, la intensidad de color de CIE 1960 UCS (u, v), la intensidad de color de CIE 1976 UCS (u*, v*) y la temperatura del color.* También se utiliza el espacio de color L*u*v* (CIE LUV). Sin embargo, deberá determinarse una fuente de luz estándar cuando se utilice este espacio de color para el color de la fuente de luz porque el espacio de color L*u*v* se basa en la fuente de luz estándar como el origen del gráfico.

* Consulte la página siguiente para obtener información sobre

la fuente de luz y la temperatura del color.


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Diferencias entre el color del objeto y el color de la fuente

Temperatura del color

A medida que aumenta la temperatura de un objeto, la radiación térmica emitida también aumenta. Al mismo tiempo, el color cambia de rojo a naranja y a blanco. Un cuerpo negro es un objeto ideal que absorbe toda la energía y la emite como energía radiante de tal modo que su temperatura está directamente relacionada con el color de la energía radiante emitida. la temperatura absoluta del cuerpo negro se conoce con el nombre de temperatura del color. Los colores estarían dispuestos a lo largo del lugar geométrico del cuerpo negro ideal, según lo indicado por el diagrama de cromaticidad de xy mostrado en la Figura 26.La temperatura correlativa del color se utiliza para aplicar la idea general de la temperatura del color a los colores que están próximos, pero no exactamente sobre el lugar geométrico del cuerpo negro. La temperatura correlativa del color se calcula mediante la determinación de la línea de isotemperatura sobre la cual está posicionado el color de la fuente de luz. Las líneas de isotemperatura son líneas rectas para las cuales todos los colores colocados sobre una línea parecen visualmente iguales. La temperatura de color correlativa de cualquier color de la línea de isotemperatura es igual a la temperatura de color en el punto en el que la línea de isotemperatura intersecciona con el lugar geométrico del cuerpo negro.El lugar geométrico del cuerpo negro, las líneas de isotemperatura y las líneas que indican valores iguales de ?uv respecto al lugar geométrico del cuerpo negro se ilustran en la Figura 27. Por ejemplo, una fuente de luz que tenga una diferencia de color de 0,01 en la dirección del verde (?Euv) respecto a un cuerpo negro que tenga una temperatura de color de 7000 K se indicará como con una temperatura de color correlativa de 7000 K+0,01 (unidad uv).

NotasVéase la Sección IV „Términos de color“ para la explicación de ( Euv).

„K“ es la abreviatura de Kelvin. Kelvin es la escala de temperatura absoluta


Figura 26

Figura 27

comunicaciÓn precisa de los colores -...

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