Princípios de Colorimetria

O que é cor?

Cor é o resultado da modificação física da luz feita pelos pigmentos, observada pelo olho humano e interpretada no cérebro. Sob o ponto de vista puramente físico, a produção de cor requer três coisas: a fonte de luz, um objeto iluminado, e olho e cérebro para perceber a cor. Alternativamente, o olho pode ser substituído por um detetor foto-sensível e equipamento auxiliar.

A fonte de luz

Muitos objetos considerados fontes de luz emitem luz branca ou aproximadamente branca, como o sol, filamentos de lâmpadas incandescentes, e lâmpadas fluorescentes, entre outros. Em 1703 Newton demonstrou, usando um prisma para dispersar a luz em um espectro, que a luz branca é normalmente composta de todas as cores.

A luz de qualquer fonte pode ser descrita em termos da quantidade de luz emitida para cada cor. Colocando-se em um gráfico essa quantidade de luz (energia ou potência relativa) em função da cor (comprimento de onda) obtém-se a curva de distribuição de energia espectral da fonte de luz.

A C.I.E. (Comissão Internacional de Iluminação) definiu várias fontes padrões para descrição de cor. Uma delas, a fonte A é uma lâmpada com filamento de tungstênio. As fontes B e C são derivadas da fonte A ao se passar sua luz através de filtros. A fonte B é uma aproximação da luz do meio-dia; a fonte C é uma aproximação média da luz do dia.

O objeto iluminado

Do ponto de vista da cor, o efeito de um objeto sobre a luz pode ser descrito por sua curva de refletância espectral, que mostra a fração da luz refletida pelo mesmo a cada comprimento de onda (cor). Esta curva descreve o objeto da mesma forma que a curva de distribuição de energia espectral descreve uma fonte de luz.

O olho humano ou o detetor de luz

Uma pequena fração de todas as pessoas tem visão com deficiência para cores. O mais comum é não poder distinguir entre verdes e vermelhos - são os daltônicos. O daltonismo afeta menos de 8% dos homens e 0,5% das mulheres. Pode-se demonstrar em testes de laboratório que não há duas pessoas com a mesma visão para cores. Para medida de cor tubos fotomultiplicadores e fotodiodos de silício são os únicos detetores de luz importantes além do olho humano. Sua resposta é diferente para diferentes comprimentos de onda, isto é, têm diferentes curvas de resposta espectral.

Resumo

Como vimos, a produção física de cor requer três coisas: a fonte de luz, um objeto por ela iluminado, e um detetor de algum tipo, normalmente o olho e o cérebro. Cada uma dessas coisas é descrita por um determinado gráfico em função do comprimento de onda: a fonte, por sua curva de distribuição de energia espectral; o objeto, por sua curva de refletância espectral; e o detetor, por sua curva de resposta espectral.

A combinação dos três fornece o estímulo, ou sinal, que o cérebro converte em nossa percepção de cor.

A descrição da cor

Para se descrever a cor são necessárias três e somente três quantidades chamadas coordenadas de cor, que são:

1.Cromaticidade (hue),

2.Luminosidade (lightness, value), e

3.Saturação (saturation, chroma, colorfulness, chromaticness).

A cromaticidade é a qualidade da cor que nós descrevemos pelas palavras vermelho, amarelo, verde, azul etc.

A luminosidade é a qualidade da cor que nós descrevemos pelas palavras claro, escuro etc, numa escala de cinzas desde o branco até o preto.

A saturação é a qualidade da cor que nós descrevemos pelas palavras limpo ou saturado, sujo etc, numa escala entre o cinza e a cor pura.

Metameria

Dois objetos podem ter a mesma cor quando vistos por um observador sob uma determinada fonte. Se eles tiverem cores diferentes sob outra fonte isto significa que eles têm diferentes curvas de refletância espectral. Se eles têm a mesma cor sob determinada fonte, eles têm as mesmas coordenadas de cor. Não há conflito entre essas afirmações porque a curva de refletância espectral contém muito mais informação do que o conjunto de três coordenadas de cor. Muitas curvas de refletância espectral diferentes correspondem ao mesmo conjunto de coordenadas de cor.

Nós definimos um par de objetos que têm diferentes curvas de refletância espectral mas com as mesmas coordenadas de cor para um mesmo conjunto de condições como objetos metaméricos, ou um par metamérico. Pares de objetos que têm a mesma curva de refletância espectral e, portanto, as mesmas coordenadas de cor para todas as fontes, são não-metaméricos e formam um par invariante.