En colorimetría , el metamerismo es una percepción de correspondencia entre colores con distribuciones de potencia espectral diferentes (no coincidentes) . Los colores que coinciden de esta manera se denominan metámeros .
Una distribución de potencia espectral describe la proporción de luz total emitida (emitida, transmitida o reflejada) por una muestra de color en cada longitud de onda visible; define la información completa sobre la luz que proviene de la muestra. Sin embargo, el ojo humano contiene solo tres receptores de color (tres tipos de células cónicas ), lo que significa que todos los colores se reducen a tres cantidades sensoriales, llamadas valores triestímulo . El metamerismo se produce porque cada tipo de cono responde a la energía acumulada de una amplia gama de longitudes de onda, de modo que diferentes combinaciones de luz en todas las longitudes de onda pueden producir una respuesta equivalente del receptor y los mismos valores triestímulo o sensación de color. En la ciencia del color, el conjunto de curvas de sensibilidad espectral sensorial se representa numéricamente mediante funciones de correspondencia de colores.
Las coincidencias metaméricas son bastante comunes, especialmente en colores casi neutros (grisáceos o blanquecinos) u oscuros. A medida que los colores se vuelven más brillantes o más saturados, el rango de posibles coincidencias metaméricas (diferentes combinaciones de longitudes de onda de la luz) se vuelve más pequeño, especialmente en colores de espectros de reflectancia de superficie.
Las correspondencias metaméricas realizadas entre dos fuentes de luz proporcionan la base tricromática de la colorimetría . La base de casi todos los procesos de reproducción de imágenes en color disponibles comercialmente, como la fotografía, la televisión, la impresión y la imagen digital, es la capacidad de realizar correspondencias de color metaméricas.
La realización de combinaciones metaméricas mediante materiales reflectantes es más compleja. La apariencia de los colores de la superficie se define por el producto de la curva de reflectancia espectral del material y la curva de emitancia espectral de la fuente de luz que incide sobre él. Como resultado, el color de las superficies depende de la fuente de luz utilizada para iluminarlas.
El término falla metamérica del iluminante o metamerismo del iluminante se utiliza a veces para describir situaciones en las que dos muestras de material coinciden cuando se observan bajo una fuente de luz pero no bajo otra. La mayoría de los tipos de luces fluorescentes producen una curva de emisión espectral irregular o con picos, de modo que dos materiales bajo luz fluorescente podrían no coincidir, aunque sean una coincidencia metamérica con una fuente de luz "blanca" incandescente con una curva de emisión casi plana o suave. Los colores de los materiales que coinciden bajo una fuente a menudo se verán diferentes bajo la otra. La impresión por inyección de tinta es particularmente susceptible, y las pruebas de inyección de tinta se ven mejor bajo una fuente de iluminación de temperatura de color de 5000K , con buenas propiedades de reproducción de color, [1] para precisión de color. [2]
Normalmente, los atributos del material como la translucidez, el brillo o la textura de la superficie no se tienen en cuenta en la comparación de colores. Sin embargo, puede producirse una falla metamérica geométrica o metamerismo geométrico cuando dos muestras coinciden cuando se observan desde un ángulo, pero luego no coinciden cuando se observan desde un ángulo diferente. Un ejemplo común es la variación de color que aparece en los acabados perlados de los automóviles o en el papel "metálico"; por ejemplo, Kodak Endura Metallic, Fujicolor Crystal Archive Digital Pearl.
El fallo metamérico del observador o metamerismo del observador puede ocurrir debido a diferencias en la visión del color entre observadores. La causa común del fallo metamérico del observador es el daltonismo , pero también puede ocurrir entre observadores "normales". En todos los casos, la proporción de conos sensibles a longitudes de onda largas en comparación con conos sensibles a longitudes de onda medias en la retina, el perfil de sensibilidad a la luz en cada tipo de cono y la cantidad de coloración amarillenta en el cristalino y el pigmento macular del ojo difieren de una persona a otra. Esto altera la importancia relativa de diferentes longitudes de onda en una distribución de potencia espectral para la percepción del color de cada observador. Como resultado, dos luces o superficies espectralmente diferentes pueden producir una coincidencia de color para un observador, pero no coincidir cuando las ve un segundo observador.
La falla metamérica de tamaño de campo o metamerismo de tamaño de campo ocurre porque las proporciones relativas de los tres tipos de conos en la retina varían desde el centro del campo visual hasta la periferia, de modo que los colores que coinciden cuando se ven como áreas muy pequeñas y fijadas en el centro pueden parecer diferentes cuando se presentan como áreas de color grandes. En muchas aplicaciones industriales, las coincidencias de color de campo grande se utilizan para definir las tolerancias de color.
Por último, el metamerismo de los dispositivos surge debido a la falta de consistencia de los colorímetros del mismo o de diferentes fabricantes. Los colorímetros consisten básicamente en una combinación de una matriz de celdas sensoras y filtros ópticos, que presentan una variación inevitable en sus mediciones. Además, los dispositivos construidos por diferentes fabricantes pueden diferir en su construcción. [3]
La diferencia en las composiciones espectrales de dos estímulos metaméricanos se conoce a menudo como grado de metamerismo . La sensibilidad de una correspondencia metamérica a cualquier cambio en los elementos espectrales que forman los colores depende del grado de metamerismo. Es probable que dos estímulos con un alto grado de metamerismo sean muy sensibles a cualquier cambio en el iluminante, la composición del material, el observador, el campo de visión, etc.
La palabra metamerismo se utiliza a menudo para indicar una falla metamérica en lugar de una coincidencia, o para describir una situación en la que una coincidencia metamérica se degrada fácilmente por un ligero cambio en las condiciones, como un cambio en el iluminante.
La medida más conocida del metamerismo es el índice de reproducción cromática (CRI), que es una función lineal de la distancia euclidiana media entre los vectores de reflectancia espectral de prueba y de referencia en el espacio de color CIE 1964. El CRI ha sido reemplazado por una métrica actualizada, IES:TM30, que proporciona una evaluación más precisa de la fidelidad y agrega características para evaluar cómo una luz de prueba cambiará la saturación y el tono de los colorantes en comparación con la luz de referencia. [4] Otra métrica, para simuladores de luz diurna, es el MI , el índice de metamerismo CIE, [5] que se deriva calculando la diferencia de color media de ocho metámeros (cinco en el espectro visible y tres en el rango ultravioleta ) en CIELAB o CIELUV . La diferencia destacada entre CRI y MI es el espacio de color utilizado para calcular la diferencia de color, siendo el utilizado en CRI obsoleto y no perceptualmente uniforme .
El MI se puede descomponer en MI vis y MI UV si solo se considera una parte del espectro. El resultado numérico se puede interpretar redondeándolo a una de las cinco categorías de letras: [6]
El uso de materiales que coincidan con el color metaméricamente en lugar de con el color espectral es un problema importante en las industrias donde la coincidencia de color o las tolerancias de color son importantes.
Un ejemplo clásico es la industria automotriz: los colorantes utilizados para telas, plásticos y pinturas para interiores pueden elegirse para proporcionar una buena coincidencia de color bajo una fuente fluorescente blanca fría , pero las coincidencias pueden desaparecer bajo diferentes fuentes de luz (por ejemplo, luz diurna o fuente de tungsteno ). Además, debido a las diferencias en los colorantes, las coincidencias espectrales son poco frecuentes y a menudo se produce metamerismo. [7]
La igualación de colores en la industria del teñido de textiles es esencial. En esta rama, se encuentran comúnmente tres tipos de metamerismo: metamerismo de iluminante, metamerismo de observador y metamerismo de tamaño de campo. [ cita requerida ] Debido a la amplia gama de diferentes iluminantes en la vida moderna, la igualación de colores de textiles es difícil de asegurar. El metamerismo en artículos textiles grandes se puede resolver utilizando diferentes fuentes de luz al comparar colores. Sin embargo, el metamerismo en artículos más pequeños, como fibras textiles, es más difícil de resolver. Esta dificultad surge debido a la necesidad de un microscopio, que tiene una sola fuente de iluminación, para observar estas pequeñas fibras. Por lo tanto, las fibras metaméricas no se pueden distinguir ni macroscópicamente ni microscópicamente. Un método que puede resolver el metamerismo en fibras combina microscopía y espectroscopia , y se llama microespectroscopia. [8]
Las igualaciones de color que se realizan en la industria de la pintura suelen tener como objetivo lograr una igualación de color espectral en lugar de una mera igualación de color triestímulo (metamérica) bajo un espectro de luz determinado. Una igualación de color espectral intenta dar a dos colores la misma característica de reflectancia espectral, lo que los convierte en una buena igualación metamérica con un bajo grado de metamerismo y, por lo tanto, reduce la sensibilidad de la igualación de color resultante a los cambios en el iluminante o a las diferencias entre observadores. Una forma de evitar el metamerismo en las pinturas es utilizar exactamente las mismas composiciones de pigmento y color base en las reproducciones que las que se utilizaron en el original. Cuando se desconoce la composición del pigmento y del color base, el metamerismo solo se puede evitar con el uso de dispositivos colorimétricos. [9]
La industria de la impresión también se ve afectada por el metamerismo. Las impresoras de inyección de tinta realizan la mezcla de colores bajo una fuente de luz específica, lo que da como resultado una apariencia modificada del original y la copia bajo diferentes fuentes de luz. Una forma de minimizar el metamerismo en la impresión es medir primero la reflectancia espectral de un objeto o reproducción utilizando un dispositivo de medición de color. Luego, se selecciona un conjunto de composiciones de tinta correspondientes al factor de reflectancia del color, que son utilizadas por la impresora de inyección de tinta para la reproducción. El proceso se repite hasta que el original y la reproducción presenten un grado aceptable de metamerismo. Sin embargo, a veces se llega a la conclusión de que no es posible lograr una mejor coincidencia con los materiales disponibles debido a limitaciones de la gama o propiedades colorimétricas. [10]
la prueba de inyección de tinta con la pieza impresa en condiciones de iluminación de 5000 K.
