El color, más que cualquier otro tema de la comunicación visual, se malinterpreta con frecuencia. Esta es esencialmente la razón por la que necesitamos cromaticidad.
El color es una herramienta fundamental para la señalización. Los semáforos transmiten mucha más información en color que en blanco y negro.
El color es una de las formas en que detectamos el movimiento. Vemos los objetos en movimiento como moviéndose porque nuestros ojos responden a los cambios de color contra el mismo fondo.
El color es difícil de traducir de la cámara a las tintas de colores y la página impresa o de la cámara a la pantalla de la computadora. Y cuando vemos colores, nuestros cerebros superponen nuestras experiencias y sentimientos para interpretar los colores en formas que ningún otro individuo en la tierra puede duplicar.
Entonces, ¿cómo podría alguien estandarizar los colores para permitir que todos sepan los colores que queremos, los colores que vemos y los colores que transmiten información estándar?
¿Qué es la cromaticidad?
La cromaticidad es una especificación numérica objetiva de la calidad de un color que permanece constante independientemente de la luz que lo ilumine. La ciencia del color utiliza la cromaticidad para explicar cómo juzgamos el material del que están hechos los objetos que vemos.
La cromaticidad es una combinación de dos medidas. Uno es el tono, que se describe formalmente como el grado en que el ojo humano puede detectar la luz, o un estímulo, similar o diferente de los estímulos que se describen como los colores rojo, amarillo, naranja, verde, azul o violeta. . Estos colores se pueden describir en términos de las longitudes de onda de la luz que los crean. La longitud de onda se puede medir objetivamente.
La otra medida que interviene en la cromaticidad es el colorido. La Comisión Internacional de Iluminación (CIE) define el colorido como atributo de una percepción visual según el cual el color percibido de un área parece ser más o menos cromático. Esto solo significa que el color depende de más que las longitudes de onda de la luz que se reflejan en el ojo humano. También depende de la intensidad de la luz que incide sobre la superficie que los refleja.
¿Por qué la ciencia del color necesita un concepto de cromaticidad?
El color es un lenguaje universal. En todo el mundo, los conductores se detienen cuando los semáforos parpadean en rojo y se van cuando los semáforos parpadean en verde. En cualquier momento del día o de la noche, las personas videntes se vuelven más activas y alertas, incluso si prefieren estar durmiendo, cuando sus ojos detectan incluso un leve rastro de la luz azul que anuncia el amanecer.
La cromaticidad es un concepto importante para explicar conceptos tan variados como la forma en que los usuarios de teléfonos inteligentes responden a los colores en sus pantallas en diferentes momentos del día o por qué algunos niños se vuelven miopes y otros no. Los científicos del color utilizan el concepto de cromaticidad para explicar por qué una superficie blanca puede parecer tener color, en función de los colores de las superficies circundantes. La cromaticidad se utiliza incluso para describir la naturalidad de la piel bronceada tratada con productos de bronceado sin sol en comparación con la piel bronceada naturalmente al sol. Pero la aplicación más crítica de la cromaticidad en la ciencia del color es explicar cómo los operadores de trenes y aviones responden a las señales de seguridad en diferentes colores, asegurándose de que las luces emitan los colores de luz que los pilotos y conductores están capacitados para ver.
La cromaticidad confirma que la luz emite el color que necesitas ver. Los artefactos de iluminación que tienen la misma cromaticidad emitirán el mismo color de luz. La cromaticidad marca una diferencia tan grande en la operación segura del transporte que existen estándares internacionales para la cromaticidad establecidos por la Administración Federal de Aviación (FAA), la Agencia de Logística de Defensa (Mil), la Organización de Aviación Civil Internacional (OACI), la Asociación de Ferrocarriles Estadounidenses (AAR), y el Instituto de Ingenieros de Transporte (ITE), entre muchos otros.
Resultados de cromaticidad de tres factores
Tres factores determinan la cromaticidad de cualquier lámpara: la fuente de luz que la ilumina, la transmisibilidad de la lente o el material que la cubre y el ojo humano que la ve. No es posible cambiar la forma en que el ojo percibe o deja de percibir el color, pero sí es posible ajustar la fuente de luz y el material utilizado para fabricar la lente para lograr una cromaticidad específica.
Fuente de luz
Cada fuente de luz tiene su propia distribución de energía espectral única. Cada fuente de luz emite una colección única de longitudes de onda de luz que los humanos perciben como color.
Las fuentes de luz pueden ser de banda ancha, emitiendo luz en un rango de longitudes de onda. O pueden ser discretos, emitiendo solo una banda estrecha de longitudes de onda.
Una estrategia para controlar la cromaticidad es usar una fuente de luz blanca, como un LED blanco o una bombilla incandescente. La luz blanca es una luz de banda ancha. Contiene todos los demás colores. Las fuentes de luz blanca pueden cubrirse con una lente de color que transmite solo longitudes de onda de un color deseado.
También es posible producir longitudes de onda de luz específicas con un LED de color, equipado con una lente transparente o una lente de color para transmitir luz en un rango estrecho.
Cada longitud de onda de luz producida por una fuente de luz contribuye al color. Una luz LED blanca que produce un pico generado por fósforo de longitudes de onda de verde a rojo y un pico de longitudes de onda azules del chip semiconductor no contribuirá a la cromaticidad de la misma manera que una bombilla incandescente que produce luz en todo el espectro visible.
¿Por qué es importante saber esto?
La iluminación LED no siempre sustituye a las bombillas incandescentes. Esto es especialmente cierto cuando se necesita una salida de cromaticidad muy específica.
Al cambiar una fuente de luz, se debe considerar la cromaticidad tanto de la fuente de luz antigua como de la nueva. Cambiar la lente sobre la fuente de luz puede resolver este problema.
Color de la lente y absorción del color
No es solo la fuente de luz la que influye en la cromaticidad. También es el color de la lente, o cubierta sobre la fuente de luz.
Solo son visibles las longitudes de onda de la luz que transmite la lente, pero cada longitud de onda que pasa a través de la lente contribuye al color.
Una lente azul, por ejemplo, transmite luz azul mientras absorbe naranja, amarillo y rojo. Pero la luz transmitida por una lente azul podría ser azul o azul verdosa, según la fuente de luz.
La composición del vidrio en la lente determina su espectro de transmisión único. El vidrio se puede fabricar con un proceso de golpe térmico y nanocristales para que absorba la luz de longitudes de onda más cortas. Este tipo de vidrio tiene bordes de absorción bien cortados que emiten luz roja, amarilla y naranja.
El vidrio también se puede colorear con metales de transición o tierras raras. Conocidos como filtros de paso de banda, estos lentes tienen bandas de absorción amplias que producen colores verde, amatista y azul.
Hay un desafío intrínseco al tratar con lentes. Diferentes materiales que parecen tener el mismo color a simple vista, como el plástico y el vidrio, por lo general no producirán los mismos colores de luz. No importa cuán similares se vean dos lentes en la inspección visual, es probable que produzcan colores diferentes cuando se iluminan. Para asegurarse de que la salida de luz de un dispositivo con su lente cumpla con los requisitos de cromaticidad, es necesario considerar el espectro de transmisión de cada material y cómo se empareja con su fuente de luz.
Las lentes recubiertas reflejan o absorben la luz en la superficie del vidrio. Las gafas son intrínsecamente coloreadas. Como resultado, el grosor del vidrio utilizado en una lente afecta su cromaticidad. Las lentes más gruesas absorben más luz. Emiten colores más oscuros de mayor saturación.
Además, a diferencia de los revestimientos de plástico, el vidrio tiene un color permanente. Su espectro de transmisión y su cromaticidad se mantienen incluso después de un uso prolongado.
el ojo humano
La sensibilidad ocular también contribuye a la cromaticidad. No todo el mundo tiene la misma capacidad para percibir el color, por lo que la sensibilidad ocular no es un factor que los ingenieros de iluminación puedan controlar.
La percepción del color comienza cuando la luz incide en la retina, el conjunto de bastones y conos en la parte posterior del ojo.
Las varillas son sensibles en condiciones de poca luz. Proporcionan la mayor parte de nuestra visión nocturna. Las varillas responden mejor a la luz con una longitud de onda de unos 500 nanómetros, que es la luz azul.
Los conos son sensibles en condiciones de luz brillante. Proporcionan la mayor parte de nuestra visión diurna. Hay tres tipos de conos:
- Los conos largos tienen sensibilidades máximas de alrededor de 560 nanómetros, en longitudes de onda rojas.
- Los conos medianos tienen sensibilidades máximas de alrededor de 530 nanómetros, en longitudes de onda verdes.
- Los conos cortos tienen sensibilidades máximas de alrededor de 420 nanómetros, en longitudes de onda azules.
Los bastones y los conos envían señales eléctricas al cerebro para que se interpreten como luz. Cada vez que los bastones y los conos son golpeados por la misma longitud de onda de luz (del mismo color), son estimulados exactamente de la misma manera.
Pero debido a que los colores evocan emociones, la interpretación del color difiere de persona a persona. La cromaticidad proporciona la medida que permite una producción consistente de color que crea la experiencia de color más consistente. Podemos hacer uso de esta medida debido a una propiedad del color conocida como metamerismo.
Metamerismo
La mayor parte de la luz que los objetos cotidianos reflejan en nuestros ojos no está en el espectro visual. Nuestros ojos están inundados de luz infrarroja y ultravioleta que nuestros bastones y conos no pueden detectar.
La luz visible reflejada en el ojo tampoco tiene la misma longitud de onda. Los bastones y conos son estimulados más por algunas longitudes de onda y menos por otras, pero envían una sola señal al cerebro. Reducen un espectro complejo de luz a tres señales que pueden representarse mediante tres valores numéricos. El cerebro interpreta estas tres señales juntas para interpretarlas como un solo color.
No es necesario reproducir la luz original para reproducir el color original. Esta propiedad, conocida como metamerismo, conduce a algunas posibilidades sorprendentes.
Es posible, por ejemplo, crear la experiencia visual del amarillo sin luz amarilla. Una fuente de luz que emite luz roja y verde puede estimular los conos y bastones de la misma manera que la luz amarilla, lo que permite crear una imagen amarilla sin luz amarilla.
Un modelo llamado CIE 1931, mejor conocido como combinación de colores RGB (rojo-verde-azul), usa luz en solo tres longitudes de onda, 700 nanómetros (rojo), 546,1 nanómetros (verde) y 435,8 nanómetros (azul), para recrear la experiencia. de cualquier color que el ojo humano pueda ver. Las matemáticas se vuelven un poco complicadas, ya que deben tener en cuenta el tono, el brillo y la luminosidad, pero estos tres colores se convirtieron en la base de las coordenadas de color x, y, z inventadas por Microsoft y Adobe.
Dominar las mediciones de cromaticidad es la base para usar la iluminación LED para obtener efectos visuales agradables. Conozca su iluminación y conozca sus colores, y podrá utilizar cualquier sistema de iluminación moderno con éxito.
¿En qué se mide la cromaticidad?
4 Cromaticidad – Temperatura de color
Si bien se expresa en Kelvin (K), no es una medida de qué tan caliente se pone la lámpara. En cambio, es una medida de la calidad de la luz y se usa para definir la apariencia del color de una fuente de luz y describe la proporción de longitudes de onda rojas y naranjas frente a las longitudes de onda azules y violetas.
¿Cómo se calcula la cromaticidad?
El cálculo de las coordenadas de cromaticidad CIE para un objeto de color determinado requiere la multiplicación de su potencia espectral en cada longitud de onda por el factor de ponderación de cada una de las tres funciones de combinación de colores.
¿Qué es una coordenada de cromaticidad?
Las coordenadas de cromaticidad son la mejor estimación de la gama de colores y la idoneidad del LED para una pantalla en particular, ya que las diferencias de color se notarán entre dos módulos vecinos.
¿Qué es la cromaticidad en el procesamiento de imágenes?
La cromaticidad es una especificación objetiva de la calidad de un color independientemente de su luminancia. La cromaticidad consta de dos parámetros independientes, a menudo especificados como tono (h) y colorido (s), donde el último se denomina alternativamente saturación, croma, intensidad o pureza de excitación.