manual de colorimetria

QUÍMICA TEXTIL Página 1 / 54

COLORIMETRÍA TEXTIL

COLORIMETRÍA TEXTIL I

CFP: TEXTIL

ESPECIALIDAD: QUÍMICA TEXTIL



INDICE

1. La colorimetría en la Industria Textil 1

2. Descripción de la sensación visual del color 2

3. Espectro cromático 8

4. Patrones de fuentes de iluminación 14

5. El objeto 16

6. El observador humano 19

7. Cálculos colorimétricos X, Y, Z 22

8. Diferencia de cromaticidad CIE 1931 25

9. Los espacios colorimétricos 27

10. Coordenadas rectangulares 29

11. Coordenadas Polares 30

12. Diferencias del color “DE” en el sistema CIELAB 32

13. Diferencias del color “DE” en el sistema CIELAB en modo

L*, a*, b* 34

14. Diferencias del color “DE” en el sistema CIELAB en modo

L*, C*, h* 35

15. Cálculos de diferencia de color 36

16. Sistemas de conformidad CMC 38

17. Instrumentos para medir el color 43

18. Espectrofotómetro de reflectancia 43

19. Colorímetros 47

20. Bibliografía 49



LA COLORIMETRÍA EN LA INDUSTRIA TEXTIL

El termino colorimetría como su nombre lo indica, significa medición

del color, algo muy difícil de lograr puesto que el color involucra

experiencias subjetivas.

El concepto del color incluye los siguientes elementos fundamentales

que son:

El observador (reacciones de la retina) fenómeno fisiológico.

Fuente de Luz (radiación) Físico

El objeto coloreado

La transmisión de las señales al cerebro (Neurológico)

La interpretación de las señales por la mente (Psicológico)

Nosotros estudiaremos los tres elementos fundamentales: Fuente de

luz, el objeto y el observador.

Los tres elementos del trinomio



DESCRIPCIÓN DE LA SENSACIÓN VISUAL DEL COLOR Existen numerosos métodos de descripción de un color pero todos

presentan la característica común de la utilización de tres datos para

definir un espacio de representación específica de tres dimensiones.

En la visión de los colores, la sensación visual interpreta la impresión

coloreada según:

Su tono o tonalidad cromática (HUE)

Su saturación o pureza (CHROMA)

Su claridad (LIGHTNESS)

EL TONO O TONALIDAD CROMÁTICA: Es el atributo de la

sensación visual que ha dado lugar a las denominaciones de

color: Violeta, Azul, verde, amarillo, anaranjado, rojo, púrpura,

etc. Es el elemento psicosensorial que corresponde aproximadamente

a la longitud de onda dominante. La representación de tono puede

esquematizarse mediante un círculo, llamado el círculo cromático.

LA SATURACIÓN O PUREZA: Permite, en la sensación visual,

realizar una estimación de la proporción de color cromáticamente

puro (monocromático) contenido en la sensación visual total.

LA CLARIDAD: Es el atributo de la sensación visual según el

cual un cuerpo puede transmitir o reflejar una fracción más o

menos grande de luz. A nivel psicosensorial, la claridad define

subjetivamente el carácter más o menos claro de la superficie de

un objeto. Su variación lineal es independiente del tono y de la

saturación.



PROPIEDADES DEL COLOR

Los colores tienen unas propiedades inherentes que les permite

distinguirse de otros y acuñar distintas definiciones de tipo de color.

Todo color posee una serie de propiedades que le hacen variar de

aspecto y que definen su apariencia final. Entre estas propiedades

cabe distinguir:

Matiz (Hue)

Es el estado puro del color, sin el blanco o negro agregados, y es un

atributo asociado con la longitud de onda dominante en la mezcla de

las ondas luminosas. El Matiz se define como un atributo de color que

nos permite distinguir el rojo del azul, y se refiere al recorrido que

hace un tono hacia uno u otro lado del círculo cromático, por lo que el

verde amarillento y el verde azulado serán matices diferentes del

verde.

Los 3 colores primarios representan los 3 matices primarios, y

mezclando estos podemos obtener los demás matices o colores. Dos

colores son complementarios cuando están uno frente a otro en el

círculo de matices (círculo cromático).



Saturación o Intensidad

También llamada Croma, este concepto representa la pureza o

intensidad de un color particular, la viveza o palidez del mismo, y

puede relacionarse con el ancho de banda de la luz que estamos

visualizando. Los colores puros del espectro están completamente

saturados. Un color intenso es muy vivo. Cuanto más se satura un

color, mayor es la impresión de que el objeto se está moviendo.

También puede ser definida por la cantidad de gris que contiene un

color: mientras más gris o más neutro es, menos brillante o menos

"saturado" es. Igualmente, cualquier cambio hecho a un color puro

automáticamente baja su saturación.

Por ejemplo, decimos "un rojo muy saturado" cuando nos referimos a

un rojo puro y rico. Pero cuando nos referimos a los tonos de un color

que tiene algún valor de gris, los llamamos menos saturados. La

saturación del color se dice que es más baja cuando se le añade su

opuesto (llamado complementario) en el círculo cromático.



Para desaturar un color sin que varíe su valor, hay que mezclarlo con

un gris de blanco y negro de su mismo valor. Un color intenso como el

azul perderá su saturación a medida que se le añada blanco y se

convierta en celeste.

Otra forma de desaturar un color, es mezclarlo con su

complementario, ya que produce su neutralización. Basándonos en

estos conceptos podemos definir un color neutro como aquel en el

cual no se percibe con claridad su saturación. La intensidad de un

color está determinada por su carácter de claro o apagado.

Esta propiedad es siempre comparativa, ya que relacionamos la

intensidad en comparación con otras cosas. Lo importante es

aprender a distinguir las relaciones de intensidad, ya que ésta muchas

veces cambia cuando un color está rodeado por otro.

Valor o Brillo (Value)

Es un término que se usa para describir que tan claro u oscuro parece

un color, y se refiere a la cantidad de luz percibida. El brillo se puede

definir como la cantidad de "oscuridad" que tiene un color, es decir,



representa lo claro u oscuro que es un color respecto de su color

patrón.

Es una propiedad importante, ya que va a crear sensaciones

espaciales por medio del color. Así, porciones de un mismo color con

un fuertes diferencias de valor (contraste de valor) definen porciones

diferentes en el espacio, mientras que un cambio gradual en el valor

de un color (gradación) da va a dar sensación de contorno, de

continuidad de un objeto en el espacio.

El valor es el mayor grado de claridad u oscuridad de un color. Un

azul, por ejemplo, mezclado con blanco, da como resultado un azul

más claro, es decir, de un valor más alto. También denominado tono,

es distinto al color, ya que se obtiene del agregado de blanco o negro

a un color base.

A medida que a un color se le agrega mas negro, se intensifica dicha

oscuridad y se obtiene un valor más bajo. A medida que a un color se

le agrega más blanco se intensifica la claridad del mismo por lo que

se obtienen valores más altos. Dos colores diferentes (como el rojo y

el azul) pueden llegar a tener el mismo tono, si consideramos el

concepto como el mismo grado de claridad u oscuridad con relación a

la misma cantidad de blanco o negro que contengan, según cada

caso.

La descripción clásica de los valores corresponde a claro (cuando

contiene cantidades de blanco), medio (cuando contiene cantidades

de gris) y oscuro (cuando contiene cantidades de negro). Cuanto más

brillante es el color, mayor es la impresión de que el objeto está más

cerca de lo que en realidad está.



PROPIEDADES DEL COLOR

BLANCO TONO /TONALIDAD CROMATICA

(HUE)

9/

8/ 7/

6/

CL

AR

IDA

D

LIG

HT

NE

SS

5/ 4/ 2/ 3/ 4/ 5/ 6/ 3/ 2/ SATURACIÓN PUREZA (CROMA) 1/ NEGRO

CL

AR

O



ESPECTRO CROMÁTICO

La concepción moderna del color nació con el descubrimiento de la

naturaleza espectral de la luz que hizo Isaac Newton en el siglo XVII.

Newton creía que la luz era un flujo de partículas. Sus experimentos

con prismas de cristal demostraron que la luz se podía fraccionar en

varios colores individuales. Es más, llegó a la conclusión de que las

luces de distintos colores tenía diferentes grados de refracción; por

ejemplo, la luz azul se desviaba más que la roja al pasar del aire a un

medio con un índice de refracción mayor, como es el caso de un

prisma de cristal.



Ahora sabemos que los famosos experimentos de Isaac Newton

demostraban que la luz blanca estaba formada por energía de

distintas longitudes de onda.

Esta descomposición pone de manifiesto que la luz blanca es el

resultado de la asociación de un gran número de radiaciones

coloreadas.

Louis de Broglie (1924) demostró que las radiaciones luminosas son

ondas electromagnéticas, al igual que los rayos X (utilizados en las

radiografías) y las ondas radioeléctricas y por consiguiente, pueden

ser definidas por su frecuencia o longitud de onda.

La unidad que se utiliza para medir e identificar las longitudes de onda

de las radiaciones luminosas es el nanómetro (1 nanómetro = 10 –9

m).

El espectro electromagnético es muy amplio como se podrá observar:



DISTRIBUCIÓN DEL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

ULTRASONIDO V RAYOS ULTRAVIOLETA RADIO I TV S RAYOS X RADAR I MICROWAVES B L RAYOS GAMMA RAYOS E INFRARROJOS S RAYOS CÓSMICOS 1014 103 – 102 10-6 nm

DISTRIBUCIÓN DEL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO

10- 6 Rayos Cósmicos

10- 5 - 10-1 Rayos Gamma



10-3 - 102 Rayos X

10 - 102 Rayos ultravioleta

102 - 103 Luz visible gama de colores

103 - 105 Rayos infrarrojos

105 - 106 Microwaves

106 - 108 Radar

108 - 1010 TV

1010 - 1013 Radio

1013 - 1014 Ultrasonido

El espectro visible contiene radiaciones electromagnéticas de longitudes

de onda comprendidas entre 380 y 780 nanómetros. Este espectro se

distribuye de la siguiente manera:

Violeta 380 – 450 nm

Azul 450 – 490 nm

Verde 490 – 560 nm

Amarillo 560 – 590 nm

Naranja 590 – 630 nm

Rojo 630 – 780 nm

El ojo humano es sensible a una amplia franja de longitudes de onda

situadas entre los 380 y los 780 nanómetros, aproximadamente. El

espectro de luz visible o espectro cromático representa sólo una

mínima fracción de todo el espectro electromagnético.



Dentro del espectro de luz visible, ciertas longitudes de onda nos

causan determinadas sensaciones visuales. Así, por ejemplo, las

longitudes de onda más cortas se perciben como colores violetas o

azulados. Sin embargo, es importante entender que el uso de

expresiones como "luz azul" es sólo una cuestión de comodidad

expresiva que no se contradice con el hecho de que el color sólo

existe realmente en nuestra mente.

Nanómetro (nm.)

Cualquier radiación de energía electromagnética, luz visible incluida,

se puede concebir en forma de onda. La energía se mueve hacia

adelante como una ola, y la distancia entre cada una de sus crestas

es lo que se llama "longitud de onda" (wavelenght), que se referencia

con la letra griega lambda (λ).

Las longitudes de onda que corresponden a la luz son bastante

pequeñas en términos convencionales, en torno a los 0,0000005

metros (es decir: 10-6 metros).

Para mayor comodidad, usamos la medida del nanómetro (nm.), que

mide una milmillonésima parte de un metro (10-9 metros). El



sistema visual humano es sensible a las longitudes de onda situadas

entre los 380 y los 780 nanómetros.

Es posible describir una luz mediante su frecuencia (abreviada por

convención con la letra "v"). La frecuencia es el número total de ondas

que pasa por un punto dado en un segundo.

La velocidad de una energía electromagnética (abreviada por

convención con la letra "c") se relaciona con su longitud de onda (λ) y

su frecuencia (v) mediante la fórmula c = v · λ.

La fuente luminosa constituye el primer elemento del trinomio.

La luz puede obtenerse de distintos modos. En la colorimetría, se

genera luz calentando una materia hasta la incandescencia (por

ejemplo, el filamento de una lámpara o excitando átomos o

moléculas por medio de un arco eléctrico o una descarga eléctrica

en un gas (lámpara de un arco en un gas).



Una fuente perfectamente difusora denominada cuerpo negro o

radiador planckiano puede servir de referencia o de patrón para

identificar el color de las fuentes luminosas. Este cuerpo negro ideal es

aquella sustancia que puede absorber todas las radiaciones de

cualquier longitud de onda incidentes sobre una superficie. Por no

existir una sustancia capaz real capaz de hacerlo, se concibió una, la

concepción abstracta de ese cuerpo negro ideal. La temperatura de



color de una fuente luminosa es la temperatura equivalente a la del

cuerpo negro, expresada en grados Kelvin, cuyo aspecto visual es lo

más próximo al de la fuente real de luz.

La principal fuente luminosa natural es el sol.

Es bajo esta luz que observamos, la mayoría de las veces, los colores de

forma natural.

La luz del día esta formada por la luz solar directa y la luz difusa

propagada por la atmósfera. Debe señalarse que la luz del día esta

influenciada por la latitud, la estación del año, las condiciones

metereológicas, la contaminación atmosférica, la hora etc.

El espectro solar, que extiende desde 200 a 4000 nm, puede ser

asimilable a la radiación de un cuerpo negro llevado a 5800 ºK. Esto

puede variar por muchos factores por lo que se ha considerado que las

temperaturas de color pueden variar de 4000 – 6000 ºK.

PATRONES DE FUENTES DE ILUMINACIÓN ADOPTADOS POR LA

COMISIÓN INTERNACIONAL DE ILUMINACIÓN “CIE”

Debido a la gran variedad de fuentes de iluminación, se ha hecho

necesaria su estandarización y recomendación para uso internacional,

para este efecto se ha adoptado las siguientes fuentes de luz:

Iluminante D65: representa a la luz de día con una

temperatura de color de 6,599º K

Patrón iluminante A: Representa la luz irradiada

por un filamento de tungsteno operando a una

temperatura de 2856º K



F02: CWF (Cool white fluorescent) Luz blanca fría

con una temperatura de color de

aproximadamente 4,200ª K. (Se utiliza en grandes

almacenes de EU.)

F11 (TL84): Se utiliza en grandes almacenes de

Europa.

ILUMINANTE CIE D65

ILUMINANTE A EL OBJETO

Cuando la luz incide sobre un objeto, parte o toda la radiación, puede ser:

Reflejada

Absorbida



Fenómeno de reflexión: Cuando un rayo de luz incide sobre una

superficie lisa, plana, o curva, parte del rayo incidente es reflejado. El

rayo incidente y el rayo reflejado se encuentran en el mismo plano,

manteniendo ángulos con la normal idénticos.

El ángulo de refracción “r” se corresponde con el ángulo de

incidencia “i” y los índices de refracción del aire (n1) y la superficie

(n2). Así, si el índice de la superficie es 1,5 y el del aire 1, si el ángulo

de incidencia fuera de 45º, el ángulo de refracción sería 28º.

Además, cabe la posibilidad de que la materia absorba la luz, o la

disperse. La luz dispersada o reflejada puede terminar por salir por el

frente, la parte de atrás o un costado del objeto iluminado.



Si la superficie es especular, la reflexión de la luz trae consigo un

brillo metálico; a medida que la superficie reflectante es más rugosa,

se pierde el brillo.

REFLACTANCIA ESPECULAR

Cuando la luz alcanza una superficie, parte de esa luz penetra en ella.

Allí puede que sea absorbida, dispersada o, incluso si la capa es lo

bastante delgada, transmitida.

Sin embargo, debido al cambio entre el índice refractivo del aire y el

de la mayoría de las sustancias, parte de la luz incidente se ve

reflejada por la superficie. La distribución angular de esta luz depende

de la naturaleza de esa superficie, pero la luz que se refleja en un

ángulo opuesto al de la luz incidente se llama reflectancia especular

(specular reflectance). La luz que sale reflejada por la sustancia en

si se llama reflectancia corporal (body reflectance).



REFLACTANCIA NO ESPECULAR

Superficie rugosa A = Rayo incidente B = Rayo reflejado Normal

Fenómeno de Absorción: La luz que no se refleja puede ser

absorbida o perdida como luz visible al haber sido convertida en color.

Si el material absorbe solo parte de la luz incidente, aparece ante

la vista como coloreada siendo aun transparente; pero si toda la

luz es absorbida, el material es opaco y de color negro.

El material puede también absorber preferencialmente algunas

radiaciones tomando una coloración determinada.



1

EL OBSERVADOR HUMANO

LA VISIÓN DE LOS COLORES

El observador (OJO + córtex) es el tercer elemento del trinomio.

La percepción visual es el resultado de la interpretación efectuada por

el cerebro, de la luz percibida por los ojos, modificada y transmitida

por los objetos o emitida directamente por las fuentes luminosas.

EL OJO HUMANO



La retina contiene los órganos receptores de la visión, que son

LOS CONOS Y LOS BASTONES. Los conos son responsables de

la visión FOTÓPICA (diurna o de día) y son esencialmente

sensibles a la percepción de los colores, mientras que los

bastones son responsables de la visión ESCOTÓPICA (nocturna

o de noche) y son esencialmente sensibles a la variación de la

claridad.

La distribución es de aproximadamente 7 millones de conos y 120

millones de bastones. Todos tienen la misma sensibilidad pero los

bastones están agrupados sobre salientes comunes de una mayor

sensibilidad a la visión lateral (donde están situados en su mayor

parte). Hay tres clases de conos (azules, verdes y rojos) cuyas

máximas sensibilidades se sitúan, respectivamente, a 430, 530 y 560

nm.



Su distribución media es de 40 verdes por 20 rojo anaranjados y 1

azul. Los conos se encuentran en la retina y más concretamente en la

fóvea.

En la colorimetría visual e instrumental debe asegurarse que las

condiciones de iluminación sean normales (de aproximadamente

1500 Lux), es decir equivalentes a las de la visión fotópica.

La C.I.E. en 1960 propuso un Observador Patrón bajo un ángulo

sólido de 10º; en un comienzo se pensó en un Observador Patrón

bajo un ángulo sólido de 2º, pero se demostró que los resultados de

los cálculos calorimétricos bajo este ángulo de 2º no eran



perfectamente conformes a la observación visual para las longitudes

de onda corta (especialmente para el violeta).

La C.I.E. recomendó un sistema basado en tres colores primarios

ideales, los cuales pueden ser medidos cuando se mezclan. Estos

colores son:

ROJO, AZUL, VERDE.

CÁLCULOS COLORIMÉTRICOS X, Y, Z.

La utilización de funciones colorimétricas x, y, z del observador patrón

permite convertir una curva espectral en tres números llamados

valores triestímulos XYZ, que establecen la identificación del

color de un objeto o de una fuente de luz en base a tres valores

numéricos.



X = Σ400700 E (λ). R(λ). x(λ). Δλ

Para realizar los cálculos de los valores triestímulos se utiliza la

siguiente fórmula:

Donde:

E = Energía de la fuente (Iluminante)

R = Factor de reflectancia del objeto

x = Función colorimétrica del observador patrón

λ = Longitud de onda

De la misma manera que para X, se realiza los cálculos para Y y Z

según el mismo procedimiento 1, sustituyendo la función

colorimétrica x, por y o por z



ELEMENTOS DEL TRINOMIO QUE INTERVIENEN EN LA

PERCEPCIÓN DEL COLOR

METAMERISMO



Se denomina Metamerismo, cuando dos objetos coloreados de curva

espectral diferente presentan apariencias coloreadas idénticas bajo

una condición definida de iluminación y de observación, y

apariencias diferentes cuando cambian las condiciones de

iluminación.

A nivel colorimétrico, el metamerismo se da cuando los valores

triestímulos XYZ de los objetos son idénticos bajo un iluminante y

diferentes bajo otro iluminante.

FLARE: Cambio de color de un objeto por la utilización de diferentes

iluminantes.

Si el FLARE de un colorante es bajo, no va a ser metamérico.

DIAGRAMA DE CROMATICIDAD CIE 1931 - TRIÁNGULO DE

COLORES



Una vez definido el observador patrón, la CIE recomendó un diagrama

de cromaticidad para identificar los aspectos cromáticos con

independencia de la claridad. En ese diagrama, las coordenadas

tricromáticas de los colores puros del espectro visible forman una

curva en forma de “herradura de caballo” (o spectrum locus).

En el interior de este diagrama (llamado también triángulo de colores)

se representan todos los colores posibles (en luz) y cada punto en el

interior de esta superficie tiene una cromaticidad diferente. En la parte

central del diagrama se encuentra un punto blanco neutro (x = 0,333;

y = 0,333) de la fuente de igual energía. En la parte superior se

encuentran los verdes y los azules, los violetas están en la parte

inferior izquierda y los rojos en la parte inferior derecha. En ese

diagrama los principales iluminantes están en la zona central blanca.

El iluminante A (fuente incandescente) esta en la zona mucho más

amarilla / anaranjada que los demás iluminantes, lo cual es lógico

teniendo en cuenta su temperatura de color y su cromaticidad,

mientras que el iluminante D65 se encuentra próximo a la zona

central.

Uno de los métodos para definir e identificar más fácilmente un color

en el diagrama CIE 1931, a parte de utilizar los valores triestímulos (

X; Y; Z ó x, y ) , consiste en definir la longitud de onda dominante y

la pureza colorimétrica. Este método ofrece una mejor correlación

entre los valores numéricos de la colorimetría y la observación visual

porque permite identificar un color en términos de tono y de

saturación como la clasificación visual.

CONCLUSIÓN:



El sistema X, Y, Z, establecido por la CIE en 1931 es la base

científica de la colorimetría moderna.

LOS ESPACIOS COLORIMÉTRICOS:



El conjunto de los colores constituye un espacio provisto de una

estructura. Lo cual ilustra la posibilidad de definir los colores por

números, aportando de este modo un criterio de clasificación objetivo.

EVOLUCIÓN DE LOS ESPACIOS COLORIMÉTRICOS DESDE 1905

A 1976

En 1905, MUNSELL propuso una organización espacial de la

clasificación de los colores basada en tres criterios independientes:

Claridad

Tono

Saturación

En 1915, MUNSELL edita un atlas del color en la cual puso de

manifiesto lo siguiente:

Una organización visualmente equilibrada (espacio

uniforme)

Un método de identificación recíproca de los

colores en el cual cada color solo podía ocupar un

único lugar.

Más adelante WRIGHT, trato de situar ene l espacio colorimétrico los

umbrales diferenciales de cromaticidad en términos de coordenadas

colorimétricas x e y.

La experiencia de MacADAM llevó a elipses de perceptibilidad de

tamaños diferentes según sus colores y sus posiciones.



En ambos casos se obtienen ejes y dimensiones que varían

considerablemente de un punto a otro del diagrama de cromaticidad,

demostrando así la no uniformidad del espacio CIE 1931.

Finalmente, en 1976, la CIE recomendó dos nuevos sistemas: el

CIELUV y el CIELAB, cuyos méritos respectivos fueron a menudo

objeto de debate. Para distinguirlos de los demás sistema s y

particularmente del sistema HUNTER, todos sus parámetros llevan un

asterisco ( * ) por ejemplo: L* , a* , b* .

El sistema CIELUV es una transformación lineal y por consiguiente

aplicable a las mezclas aditivas, por ejemplo, el estudio de las luces

en televisión.

El sistema CIELAB esta reservado al estudio de los colores de

superficie o de objeto. Actualmente, es el sistema más utilizado en las

aplicaciones de la colorimetría moderna.

EL ESPACIO COLORIMÉTRICO CIELAB

El espacio CIE 1976, llamado el sistema CIELAB, se basa en una

transformación matemática del sistema CIE 1931.

En el espacio CIELAB, encontramos el método de identificación

tridimensional, retomando la teoría de los tres pares antagónicos:

Blanco - Negro

Rojo - Verde

Amarillo - Azul



COOC COORDENADAS RECTANGULARES

El sistema CIELAB también tiene las propiedades de un espacio

euclidiano. Cada uno de sus puntos puede referenciarse por:

Coordenadas rectangulares Coordenadas polares donde: L* = Claridad L* = Claridad a* = Componente C* = Croma o Rojo – Verde saturación. b* = Componente h = ángulo de Tono Amarillo – Azul tonalidad cromática



COORDENADAS RECTANGULARES Y POLARES

“Desde la aparición de la colorimetría moderna, hemos pasado

de lo subjetivo a lo objetivo en la definición del color”



DIFERENCIAS DEL COLOR “ΔE” EN EL SISTEMA CIELAB

La búsqueda de un espacio de color uniforme también tiene por

objeto permitir la evaluación de diferencias de color a través de

la medición de la distancia geométrica que separa los puntos de

color dentro de un espacio.

En el sistema CIELAB, la diferencia total del color “ΔE* ” integra la

diferencia de las tres variables independientes o sea:

- en coordenadas rectangulares L* , a* , b* :

Diferencia de claridad sobre el eje L*

expresada por ΔL*.

Diferencia cromática rojo – verde sobre el

eje a* expresada por Δa*

Diferencia cromática amarillo – azul sobre

el eje b* expresada por Δb*

- en coordenadas polares L* , C* , h :

Diferencia de claridad sobre el eje L*

expresada por ΔL*

Diferencia de croma – saturación sobre el

radio C* expresada por ΔC*

Diferencia de ángulo de tono sobre h

expresada por Δh y en grado de ángulo

Por consiguiente, el espacio CIELAB ofrece la posibilidad de

expresar las diferencias del color de dos modos:

ΔL* , Δa* , Δb* (coordenadas

rectangulares)

ΔL* , ΔC* , Δh (coordenadas polares)



DIFERENCIAS DEL COLOR EN EL SISTEMA CIELAB EN COORDENADAS RECTANGULARES Y POLARES



DIFERENCIA DE COLOR EN EL SISTEMA CIELAB EN MODO L*, a*,

b*

Al expresar ΔL* la diferencia de claridad, el signo de la diferencia

muestra el sentido de la variación en relación a la percepción

psicosensorial.

Valor negativo : diferencia hacia lo oscuro (negro

Valor positivo : diferencia hacia lo claro (blanco)

Del mismo modo, las proyecciones sobre los otros dos componentes

principales a* y b* que definen el plano cromático expresarán:

Δa* , la diferencia cromática rojo – verde,

Δb* , la diferencia cromática amarillo – azul

El signo de la diferencia indica el sentido de la variación:

Δa* positivo, más rojo

Δa* negativo, más verde

Δb* positivo, más amarillo

Δb* negativo, más azul

Estos valores ( Δa* y Δb*) pueden ser completados también por una

información más global : La diferencia de cromaticidad (Δc).

La diferencia de cromaticidad (Δc) representa, en la diferencia total de

color (ΔE*), la variación que no es debida a la claridad (ΔL*)



ΔE* = [(ΔL*)2 + (Δa*)2 + (Δb*)2] ½

ΔE* = [(ΔL*)2 + (Δc)2] ½

Δc = [(Δa*)2 + (Δb*)2] ½

DIFERENCIA DE COLOR EN EL SISTEMA CIELAB EN MODO L*, C*,

h*

La utilización de coordenadas cilíndricas L* C* h en el espacio CIELAB,

permite expresar el color y las diferencias de colores como lo percibimos

visualmente y separar la diferencia de tono (Δh), la diferencia de claridad

(ΔL*) y la diferencia de saturación (ΔC*) en la diferencia total de color

(ΔE*).

La diferencia total del color (ΔE*) se descompone según sus

componentes principales en:

Diferencia de claridad: ΔL*, de valor e

interpretación idénticos a la expresión en L*, a*,

b*.

Diferencia de croma: ΔC*, que representa la

diferencia de las distancias desde cada punto de

color hasta el eje de claridad.

ΔC* = C*1 - C*0

Donde C*0 = Saturación del patrón

C*1 = Saturación de la muestra



Si ΔC* es positivo, la muestra esta más saturada que el

patrón

Si ΔC* es negativo, la muestra está menos saturada que el

patrón

Diferencia de ángulo de tono: Δh, que representa la

diferencia angular (en º) entre las direcciones de los

vectores que designan los dos tonos a comparar. Este valor

transformado en diferencia de distancia para ser

homogéneo con respecto a los demás términos de la

diferencia, se convierte en la diferencia de tono: ΔH*, al

integrarse a la diferencia total de color ΔE*.

ΔH* = [(ΔE*)2 - (ΔL*)

2 - (ΔC*)

2] ½

CÁLCULOS DE DIFERENCIA DE COLOR

I.- CON COORDENADAS RECTANGULARES

Color: Amarillo

L* a* b* C* h

Estándar: 69.61 34.12 80.96 87.86 67.15

Lote: 69.72 34.34 80.86 87.85 66.99

DL* = L*Lote - L*Eständar

DL* = 69.72 – 69.61

DL* = 0.11

Si calculamos análogamente para los otros parámetros, obtendremos los

siguientes resultados



LOTE

ESTÁNDAR

DIFERENCIAS

CUADRADOS

L* 69.72 69.61 0.11 0.0121

a* 34.34 34.12 0.22 0.0484

b* 80.86 80.96 -0.1 0.01

C 87.85 87.86 -0.01 0.0001

h 66.99 67.15 -0.16

Aplicando la fórmula: ΔE* = [(ΔL*)2 + (Δa*)2 + (Δb*)2] ½

ΔE* = [(0.0121) + (0.0484) + (0.02)] ½

ΔE* = [0.0705] ½

ΔE* = 0.27

II.- CON COORDENADAS POLARES

H = C x Δh C

H = C Sen h h H

h = 0.16 sen h = 0.002792

H = 87.85 x 0.002792

H = 0.2453 ΔH2 = 0.06018

Aplicando La fórmula: ΔE * = [(ΔC*)2 + (ΔL*)2 + (ΔH*)2] ½

ΔE * = [(0.0001) + (0.0121) + (0.06018)] ½

ΔE* = [0.0723] ½

ΔE* = 0.27



SISTEMA DE CONFORMIDAD CMC

En el Reino Unido, donde investigaciones interrumpidas han sido

realizadas desde 1970, una modificación de las formulas CIELAB ha

sido elaborada progresivamente y después ensayada por decenas de

miles de evaluaciones visuales, siendo por fin normalizada por la British

Standard Institution. Este método, conocido primero bajo el nombre de

JPC79, se denomina ahora CMC (Colour Measurement Committee of the

Society of Dyers and Colourists).

En su principio el método implantado es sencillo. Se retoma la fórmula de

base del cálculo de una diferencia total de color (DE) en el sistema

CIELAB expresada en L* C* H* , pero se ponderan las diferencias de

claridad, croma y tono mediante términos correctores, ligados ellos

mismos a la claridad, el croma y el tono.

donde para SL

- si L* < 16 → SL = 0,511

- si L* ≥ 16 → SL = 0,040975L*

1 + 0,01765L*

donde para SC

→ SC = 0,0638C* + 0,638

1 + 0,0131C*

donde para SH

2 2 2 1/2

DECMC= ∆L* + ∆C* + ∆C*

1SL cSC SH



→ SH = (FT +1 – F) SC

1/2

Donde F= C*4

C*4 + 1900

Y T = 0,36 + 0,4 Cos (35 + h)

Salvo si 164º < h < 345º

oT = 0,56 + 0,2 Cos (168 + h)

absoluto.

Los términos correctores (SL – SC – SH) han sido evaluados

empíricamente y se expresan mediante fórmula que permiten un cálculo

previo. Además, dos factores suplementarios I y c pueden modular

los resultados según la naturaleza particular del problema planteado,

especialmente la aceptabilidad de una diferencia.

Los parámetros I y c, ajustables por el usuario, pueden ser ambos iguales

a 1, el caso más frecuente al evaluar la perceptibilidad de las diferencias

de color. Se puede modificar y aumentar 1 y c para evaluar la

aceptabilidad (por ejemplo, la industria textil 1=2 y c=1).

FORMULA DE ACEPTABILIDAD CIE 94

La divulgación de la colorimetría instrumental para la evaluación de las

diferencias de color y la correlación entre la medición de las diferencias

colorimétricas y la observación visual ha planteado algunas dificultades

durante los ultimo años. En efecto, diferencias significativas ha sido



constatada entre la amplitud de la diferencia de color evaluada

colorimétricamente y la percepción visual de esta diferencia.

Recordemos que el objetivo del sistema recomendado para la evaluación

colorimétrica de la diferencia de color es proporcionar un modelo de

cálculo en perfecto acuerdo con la percepción visual de las diferencias

por un observador patrón y de las condiciones de observación y de

iluminación representativas de las aplicaciones industriales (condiciones

de diferencias).

En el marco del perfeccionamiento de las fórmulas de aceptabilidad y

diferencia de color, la CIE recomendó en 1994 una extensión del

espacio de color CIE 1976 (CIELAB) y de la fórmula de diferencia de

color para la evaluación de las diferencias de color industrial, con

factores de la contribución de las diferencias de claridad (ΔL*), de

saturación (ΔC*) y de tono (ΔH*) en la diferencia total de color (ΔE*).



DIAGRAMA DE CROMATICIDAD CIE 1976

Además, esta fórmula de diferencia de color así modificada ha sido

completada por condiciones de observación que sirven de base para la

presentación y observación de muestras: se denomina “fórmula CIE 94”.

En su nueva forma, la fórmula CIE es la siguiente:

2 2 2 1/2

∆E94 = ∆L* + ∆C* + ∆C*

kL.SL kC.SC kH.SH



La diferencia total de color ∆E*94 entre dos muestras de color

representa la distancia ponderada y ajustable por el usuario en el

espacio CIE 1976 (CIELAB), teniendo en cuenta los componentes de

esta diferencia de color que son la diferencia de claridad ΔL*, la

diferencia de croma ΔC* y la diferencia de tono ΔH* para condiciones

fijas.

Los factores SL SC SH representan, respectivamente, los factores de

ponderación de las diferencias de claridad, croma y tono. Se calculan

y ponderan de la siguiente manera:

Los factores kL kC kH son los factores correctores ligados a las

condiciones de observación de las muestras. Las condiciones de

referencia son definidas experimentalmente como condiciones típicas

para la observación de los colores de superficie.

Las condiciones de referencia son:

Alumbramiento – iluminación: fuente que simula el iluminante

patrón luz de día tipo D65,

Iluminación de las muestras con un nivel de

aproximadamente 1000 Lux,

Entorno: fondo de observación uniforme de color gris neutro

y de claridad L*=50.

Las superficies de observación (muestras) deben, en la

medida de lo posible, respetar las condiciones siguientes:

o La dimensión y la distancia de observación deben

iluminarse de modo que el campo de visión sea superior

a 4º de ángulo sólido.

o Las muestras deben estar colocadas una al lado de la

otra, sin separación, con un contacto directo de tal

SL=1 SC=1 + 0,045 C* SH=1 + 0,0015 C*



manera que la línea de separación sea tan poco

perceptible como posible.

o La estructura, la textura y el color deben ser lo más

uniformes posibles.

Así mismo, debe observarse que los factores correctores kL kC kh

están aún muy mal evaluados para las condiciones particulares

(estudios en cursos). Los factores correctores kL kC kH son iguales

a 1 para las condiciones de referencia. De una manera general, en

la industria textil,se utilizan los siguientes factores kL =2 y kC =kH = 1.

La fórmula de diferencia de color de la CIE debe referenciarse y

escribirse en la forma DE*94, con la abreviatura CIE 94. por otra parte

cuando se utiliza con factores correctores kL kC kh distintos a 1, éstos

deben mencionarse después de la abreviatura ΔE*94 ejemplo textil:

CIE 94 (2:1:1) con el símbolo ΔE*94 (2:1:1) para los factores kL = 2 y

kC = kH = 1.

INSTRUMENTOS PARA MEDIR EL COLOR

Hay dos tipos principales de instrumentos para medir el color de

superficies opacas: Espectrofotómetros de reflectancia y colorímetros.

ESPECTROFOTÓMETRO DE REFLECTANCIA

Los espectrofotómetros de reflectancia miden la cantidad proporcional

de luz reflejada por una superficie como una función de las longitudes

de onda para producir un espectro de reflectancia. El espectro de

reflectancia de una muestra se puede usar, junto con la función del

observador estándar CIE y la distribución relativa de energía espectral

de un iluminante para calcular los valores triestímulos CIE XYZ para

esa muestra bajo ese iluminante.

http://www.gusgsm.com/espectrofotometro

http://www.gusgsm.com/colorimetro



El funcionamiento de un espectrofotómetro consiste básicamente en

iluminar la muestra con luz blanca y calcular la cantidad de luz que

refleja dicha muestra en una serie de intervalos de longitudes de

onda. Lo más usual es que los datos se recojan en 31 intervalos de

longitudes de onda (los cortes van de 400 nm, 410 nm, 420 nm… 700

nm). Esto se consigue haciendo pasar la luz a través de un dispositivo

monocromático que fracciona la luz en distintos intervalos de

longitudes de onda. El instrumento se calibra con una muestra o

loseta blanca cuya reflectancia en cada segmento de longitudes de

onda se conoce en comparación con una superficie de reflexión difusa

perfecta.



La reflectancia de una muestra se expresa como una fracción entre 0

y 1, o como un porcentaje entre 0 y 100. Es importante darse cuenta

de que los valores de reflectancia obtenidos son valores relativos y,

para muestras no fluorescentes, son independientes de la calidad y

cantidad de la luz usada para iluminar la muestra. Así, aunque los

factores de reflectancia se midan usando una fuente de luz concreta,

es perfectamente correcto calcular los valores colorimétricos para

cualquier iluminante conocido.

GEOMETRÍA ÓPTICA DE UN ESPECTROFOTÓMETRO

La geometría óptica del instrumento es importante. En algunos

instrumentos, se usa una esfera integradora que permite iluminar la

muestra de forma difusa, de forma igualada desde todos los ángulos,

mientras que la luz reflejada se recoge en un ángulo

aproximadamente perpendicular a la superficie de la muestra.



Otros instrumentos, por el contrario, iluminan la muestra desde un

ángulo determinado y recogen la luz reflejada desde otro ángulo. Un

caso típico es que la muestra se ilumine desde un ángulo de 45º con

respecto a la superficie y que la luz reflejada se mida desde un ángulo

0º. A esto se le llama "geometría 45º/0º. Lo contrario es la geometría

0º/45º. Las geometrías basadas en la esfera antes mencionadas se

conocen como D/0 y 0/D. Es extremadamente difícil establecer la

correspondencia de medidas tomadas entre instrumentos cuya

geometría óptica no sea idéntica. Para la mayoría de las superficies,

la reflectancia cambia según los ángulos de iluminación y

observación. Las cuatro geometrías estándares establecidas por CIE

son:

1. Iluminación difusa y toma de la luz en la normal (D/0).

2. Iluminación en la normal y toma de la luz difusa (0/D).

3. Iluminación a 45º y toma de la luz en la normal (45/0)

4. Iluminación en la normal y toma de la luz a 45º (0/45).

COLORÍMETROS

Los colorímetros miden los valores triestímulos de forma más directa y

funcionan usando tres filtros de amplio espectro. En consecuencia, los

colorímetros no pueden proporcionar datos de reflectancia espectral,

pero muchas veces son preferibles a los espectrofotómetros debido a

su bajo coste de fabricación y facilidad de transporte.

FUNCIONAMIENTO DE UN COLORÍMETRO

Los colorímetros miden valores triestímulos más directamente que los

espectrofotómetros y funcionan basándose en filtros de color. Por eso,

los colorímetros no proporcionan datos de reflectancia espectral.

http://www.gusgsm.com/colorimetro

http://www.gusgsm.com/triestimulos

http://www.gusgsm.com/triestimulos



Sin embargo, muchas veces son preferibles a los espectrofotómetros

debido a que son comparativamente más baratos de fabricar y fáciles

de transportar.

http://www.gusgsm.com/espectrofotometro



BIBLIOGRAFÍA

1. Alain Chrismet “Color Colorimetría Datacolor Internacional

2. Gretag Macbeth “Fundamentals of Color and Appearance”

3. Información del Color de Internet

manual de colorimetria

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