El efecto Helmholtz-Kohlrausch (de Hermann von Helmholtz y VA Kohlrausch [1] ) es un fenómeno perceptivo en el que la intensa saturación del tono espectral se percibe como parte de la luminancia del color . Este aumento de brillo por saturación, que se hace más fuerte a medida que aumenta la saturación, podría llamarse mejor luminancia cromática , ya que la luminancia "blanca" o acromática es el estándar de comparación. Aparece tanto en colores autoluminosos como en colores de superficie, aunque es más pronunciado en luces espectrales.
Incluso cuando tienen la misma luminancia , las luces de colores parecen más brillantes para los observadores humanos que la luz blanca. La forma en que los humanos perciben el brillo de las luces es diferente para cada persona. Cuando los colores están más saturados, nuestros ojos lo interpretan como la luminancia y el croma del color. Esto nos hace creer que los colores son en realidad más brillantes. Una excepción a esto es cuando el observador humano es daltónico rojo-verde , no puede distinguir las diferencias entre la luminosidad de los colores. Sin embargo, ciertos colores no tienen un efecto significativo; cualquier tono de luces de colores todavía parece más brillante que la luz blanca que tiene la misma luminancia. Dos colores que no tienen un efecto Helmholtz-Kohlrausch tan grande como los otros son el verde y el amarillo. [2]
El efecto Helmholtz-Kohlrausch se ve afectado por el entorno de visualización, que incluye el entorno del objeto y la iluminación con la que se observa el objeto. El efecto Helmholtz-Kohlrausch funciona mejor en entornos más oscuros donde no hay otros factores externos que influyan en los colores. Por ejemplo, esta es la razón por la que los cines son entornos oscuros. [2]
Un ejemplo de este factor de luminosidad sería si hubiera diferentes colores sobre un fondo gris y todos tuvieran la misma luminosidad. Obviamente, los colores se ven diferentes porque son colores diferentes, no solo grises, pero si la imagen se convirtiera a escala de grises, todos los colores coincidirían con el fondo gris porque todos tienen la misma luminosidad. [2]
El brillo se ve afectado principalmente por lo que rodea al objeto. En otras palabras, el objeto puede verse más claro o más oscuro dependiendo de lo que esté a su alrededor. Además, el brillo también puede verse diferente dependiendo del color del objeto. Por ejemplo, un objeto que esté más saturado se verá más brillante que el mismo objeto que esté menos saturado incluso cuando tengan la misma luminancia. [3]
La diferencia entre brillo y luminosidad es que el brillo es la intensidad del objeto independientemente de la fuente de luz. La luminosidad es el brillo del objeto con respecto a la luz que se refleja en él. Esto es importante porque el efecto Helmholtz-Kohlrausch es una medida de la relación entre ambos. [3]
Similar al sistema de color Munsell , Helmholtz diseñó un sistema de coordenadas de color , donde la cromaticidad se define por la longitud de onda dominante y la pureza ( croma ). [4]
El porcentaje de pureza para cada longitud de onda se puede determinar mediante la siguiente ecuación: [4]
donde % P es el porcentaje de pureza, S es el punto que se evalúa, N es la posición del punto blanco y DW la longitud de onda dominante. [4]
El efecto Helmholtz-Kohlrausch ha sido descrito en modelos matemáticos por Fairchild y Pirrotta 1991, Nayatani 1997 y, más recientemente, High, Green y Nussbamm 2023. Dadas las coordenadas CIELAB de un color, estos métodos producen una "luminosidad acromática equivalente" ajustada L* EAL , es decir, el tono de gris que los humanos piensan que es tan brillante como el color. [5]
Es esencial que los técnicos de iluminación conozcan el efecto Helmholtz-Kohlrausch cuando trabajan en teatros o en otros lugares donde se utiliza iluminación a menudo. Para obtener el mayor efecto para iluminar su escenario o teatro, los usuarios de iluminación deben comprender que el color tiene un efecto sobre el brillo. Por ejemplo, un color puede parecer más brillante que otro, pero en realidad tienen el mismo brillo. En el escenario, los usuarios de iluminación tienen la capacidad de hacer que una luz blanca parezca mucho más brillante agregando un gel de color . Esto ocurre a pesar de que los geles solo pueden absorber parte de la luz. [2] Al iluminar un escenario, los usuarios de iluminación tienden a elegir rojos, rosas y azules porque son colores muy saturados y realmente son muy tenues. Sin embargo, los percibimos como más brillantes que los otros colores porque son los más afectados por el efecto Helmholtz-Kohlrausch. Percibimos que el color blanco no nos parece más brillante que los colores individuales. Las luces LED son un buen ejemplo de esto.
El efecto Helmholtz-Kohlrausch influye en el uso de luces LED en diferentes prácticas tecnológicas. La aviación es un campo que se basa en los resultados del efecto Helmholtz-Kohlrausch. Una comparación de lámparas LED de pista y luces incandescentes filtradas y sin filtrar, todas con la misma luminancia, muestra que para lograr el mismo brillo, la lámpara incandescente de referencia blanca necesita tener el doble de luminancia que la lámpara LED roja, lo que sugiere que las luces LED parecen tener un mayor brillo que las luces incandescentes tradicionales. Una condición que afecta a esta teoría es la presencia de niebla. [4]
Otro campo que utiliza este método es la industria automotriz . Los LED en la iluminación del tablero de instrumentos y de los instrumentos están diseñados para su uso en luminancia mesópica . En estudios, se ha descubierto que los LED rojos parecen más brillantes que los LED verdes en estas condiciones, lo que significa que un conductor podría ver la luz roja con mayor intensidad y, por lo tanto, estaría más alerta que las luces verdes al conducir de noche. [4] [ se necesita una mejor fuente ]
