Colorimetría

El número de veces que se produce un fenómeno repetitivo por una unidad de tiempo.

Al hablar de movimientos ondulatorios (como la propagación de la luz), su frecuencia es el número de ciclos de onda que se producen por segundo. Su unidad de medida es el hercio (1 hercio = 1 ciclo por segundo).

Como la velocidad de la luz es constante siempre que no se produzca un cambio de medio por el que viaja, la frecuencia de la luz depende de su longitud de onda: Longitudes de onda mayores tardan más ejecutar un sólo ciclo, por lo que su frecuencia es menor; es decir, la frecuencia es inversamente proporcional a la longitud de onda; cuanto mayor es la longitud, más baja es la frecuencia.

la frecuencia de cualquier emisión luminosa es la velocidad de la luz dividida por la longitud de onda. El valor se suele proporcionar en Terahercios y se expresa en ecuaciones con la letra griega ν (es decir: nu).

En reproducción del color, expresión que se aplica a todos los tonos que no se pueden reproducir en un conjunto determinado de tintas, papeles y aparatos debido a su incapacidad para alcanzarlos.

Así, de un naranja brillante y vivo que no se puede reproducir en un papel de periódico, se dice que está "fuera de gama" porque la mezcla de tintas y papel no consigue formar ese color (el naranja que forma es mucho más apagado). Ese color no está dentro de la gama de tonos reproducibles en ese sistema (gamut).

En términos de representación tridimensional del color, los colores fuera de gama son los que se hallan más allá de los límites de un espacio de color; no están en su interior.

Uno de los errores más usuales de un diseñador inexperto es no tener en cuenta la existencia de colores fuera de gama y que éstos varían de sistema a sistema de impresión o reproducción (monitores, etc.). La administración del color es la única manera de hacer frente a esta limitación intrínseca a la reproducción del color.

Cada una de las series numéricas calculadas experimentalmente de correspondencia o igualdad en la percepción de color entre longitudes de onda de luces espectrales y mezclas de tres colores primarios (que pueden ser reales o no).

Cada función de igualación del color se encuentra en tabla compuesta al menos de cuatro columnas: la primera está formada por la sucesión creciente de los valores de longitudes de onda de colores espectrales puros. Las otras tres se agrupan en tripletes (matrices de tres números) con las cantidades de luces de tres colores primarios necesarias para igualar la percepción de color de cada una de las longitudes de onda de la primera columna. Otros valores (la respuesta al blanco de la luz usada, por ejemplo) se tienen también en cuenta (aunque en muchos gráficos no se incluyan).

Con una tabla así se puede dibujar un diagrama que contiene las correspondientes tres funciones de igualación del color. De hecho, cuando se habla de "funciones de igualación del color" muchas veces para referirse a las curvas dibujadas en el diagrama más que a las tablas de los datos que sirven de base.

El cálculo experimental mencionado se realiza mediante experimentos de la percepción del color como los realizados separadamente por Guild y Wright en los años veinte del siglo XX, que dieron lugar a la definición del espacio de color CIE XYZ 1931. Cada tabla, formada por las tres funciones de color, se puede considerar un observador teórico, ya que reflejan cómo percibe el color un observador normalizado en un entorno controlado (en las primeras funciones de igualación del color se definió un observador de 2º).

Las condiciones en las que se realiza el experimento, la luz de base (el blanco), y las fórmulas con las que se tratan matemáticamente los resultados modifican las funciones y tablas resultantes. Por eso estos datos deben incluirse.

En estas funciones de igualación del color no se tienen en cuenta fenómenos complejos del color como el contraste simultáneo, ya que su objetivo no es la descripción de la percepción en toda su extensión sino sólo la permitir la medición del color individualmente y su posterior reproducción del mismo de forma objetiva (colorimetría).

Las tablas de datos (y los gráficos derivados) que describen cuánto de luminosa (brillante) percibe una luz un humano medio dependiendo de su longitud de onda en condiciones de iluminación media o alta (visión fotópica) o bajas (visión escotópica).

Los referentes a la visión fotópica, tomados y publicados por la CIE en 1924, indican que en condiciones de buena iluminación y a igual potencia luminosa, la luz que se percibe como más brillante es la que tiene una longitud de onda de 555 nanómetros.

La percepción de brillantez varía si las condiciones de iluminación son bajas (visión escotópica), por lo que en ese caso se usa unas tablas distintas (medidas en 1951), que indican que el máximo percibido está en los 507 nanómetros (aunque la edad del observador influye bastante en estas condiciones).

Al crear el Espacio de color CIE XYZ 1931, se hizo coincidir la curva de datos del primario imaginario Y con los de función de eficiencia luminosa fotópica de 1924.

La constante gamma, prepresentada por la letra griega γ (gamma), es un valor numérico que, aplicado como exponente a un valor de entrada de un dispositivo, sirve para reflejar el comportamiento no lineal de su respuesta.

Una respuesta no lineal es aquella en la que los valores de salida se modifican de alguna manera y no siguen una proporción directa con los de entrada. Por el contrario, una respuesta lineal es aquella en la que los valores de entrada siguen una proporción directa, sin modificaciones, con los valores de entrada.

La percepción humana de la luminosidad y el comportamiento no lineal de algunos aparatos como los tubos de rayos catódicos de los monitores tradicionales, por ejemplo, se puede representar razonablemente bien si los valores de entrada se elevan a la potencia de un valor gamma situado entre 1,8 y 2,5. Esta operación se llama a veces "corrección gamma" o simplemente "gamma".

Entre otras cosas, esta modificación de los valores sirve para aprovechar mucho mejor las capacidades de codificación cuando se disponen de pocos valores (8 bits por canal, por ejemplo), ya que evita desperdiciar datos en las zonas de luces y sombras extremas.

Los perfiles de color RGB de matriz como sRGB o Adobe RGB suelen llevar incluido un valor gamma de 2,2 que representa muy adecuadamente esta no linealidad de muchos fenómenos ópticos y visuales.

El conjunto de colores distintos que un dispositivo, colorante o sensor es capaz de reproducir o percibir. En ese sentido, el gamut es igual al espacio de color de ese aparato o sensor y se puede representar mediante un cuerpo tridimensional.

El equivalente en español estándar es "gama de colores reproducible" (no debe confundirse con gamma, que en español es otro concepto). Es un término derivado del campo musical. De algo que está fuera de gamut se dice que está "fuera de gama".

Un aparato capaz de reproducir menos tonos de color que otro tiene un gamut más reducido. Cuando un color no es reproducible o perceptible se dice que está fuera de gamut.

El gamut máximo posible es, por definición, el espacio de color perceptible por el ojo humano medio. Matemáticamente se pueden definir los valores que el modelo permita pero no serán perceptibles.

En el Espacio de color L*C*h*, el eje que indica la variación en el tono (hue) de la sensación de color. Al ser un espacio tridimensional cilíndrico, este eje es un valor angular en grados de 0º (incluido) a 360º (excluido). Los valores se incrementan en la dirección de las agujas del reloj.

Conceptualmente es una rueda de color.

Los otros dos ejes son L*, para la luminosidad y C* para la intensidad del color (chroma).

Tabla de la energía luminosa que emite una fuente de energía luminosa (real o teórica) dividida en franjas de distintas longitudes de onda. Esa tabla se puede usar como si fuera una huella digital de cualquier fuente real.

De ese modo, de cualquier fuente luminosa real se puede derivar un iluminante (o sea: Se puede tabular su curva de distribución espectral con un instrumento especializado). Por el contrario, podemos idear iluminantes teóricos que no tengan una correspondencia en el mundo real.

Al especificar muy claramente cual debe ser la composición de la luz que emite una fuente luminosa, los iluminantes sirven para estandarizar las industrias relacionadas con la luz y el color.

Cualquier persona o empresa puede especificar sus iluminantes, pero la organización estandarizadora por excelencia es la CIE (la Comisión Internacional de la Iluminación), que ha creado series de iluminantes como las A, C, D (que forman la llamada serie D, que incluye D50 y D65) y F, por ejemplo.

Un iluminante tipo luz de día ya en desuso, definido por la CIE como la distribución espectral del Iluminante A modificada por una serie de filtros líquidos para representar una temperatura de color de 6.774 K.

Aunque el Iluminante C dejó de ser un Iluminante CIE estándar en 1963 (era una representación muy pobre de la luz del día, ya que contenía demasiada poca energía en las longitudes de onda más corta), aun se sigue usando en algunas mediciones y herramientas.

Cualquier iluminante de un conjunto basado en medidas hechas en pleno día a cielo abierto que CIE propuso como estándares en 1965. Son tablas de datos de curvas de distribución espectral en franjas de 10 nanómetros desde los 300 hasta los 830 nm. Se describen en términos de temperatura de color (6.500 K, 5.000 K…).

Los dos más conocidos y usados son D65 (llamado a veces "Luz de día" o "6.500 K") y D50, aunque existen otros como D75 y D55.