Colorimetría

5.2. La Luz y el Espectro Visible

La luz es una forma de energía radiante, es decir, que se propaga mediante ondas electromagnéticas. El sol es la principal fuente de luz natural, pero también producen luz natural otras estrellas de tipo cósmico. Fuentes de tipo terrestre serían los cuerpos incandescentes. Se caracteriza por una longitud de onda (λ) y una frecuencia (ν). Las longitudes de onda comprendidas entre 380 y 700 nanómetros forman el espectro óptico o visible. El espectro visible está formado por siete colores: rojo, anaranjado, amarillo, verde, azul, añil y violeta. Por encima del color violeta se encuentra el grupo invisible de las radiaciones ultravioleta. Por debajo del color rojo se encuentran los infrarrojos, también invisibles.

Propiedades de la Luz

• Reflexión: Cuando un rayo luminoso, dentro del mismo medio, choca contra una superficie plana, es rechazado por esta, de manera que el ángulo incidente (formado por el rayo incidente y la normal a la superficie) es igual al ángulo de reflexión.
• Refracción: Es la desviación de la luz al pasar de un medio a otro de distinta densidad. Si el medio al que pasa es más denso, se acerca a la normal; si el medio al que pasa es menos denso, se aleja.

5.3. El Color. Leyes de Mezcla

Teoría del Color

Existen dos métodos para la obtención de color: la síntesis aditiva y la síntesis sustractiva.

• A) Síntesis Sustractiva: Actúa por pigmentos. Los colores primarios son cian (C), magenta (M) y amarillo (Y). La suma de dos colores primarios a partes iguales origina un color secundario:
  • C + M = Azul
  • C + Y = Verde
  • Y + M = Rojo
  La suma de los tres primarios origina el negro (K). Se denomina sustractiva porque sustrae el color: el negro es la ausencia de color.
• B) Síntesis Aditiva: Actúa por luces coloreadas. Los colores primarios son rojo (R), verde (G) y azul (B). La suma de dos primarios a partes iguales origina un secundario:
  • R + G = Amarillo
  • G + B = Cian
  • B + R = Magenta
  La suma de los tres primarios origina el blanco (W). R + G + B = W. De ahí el nombre de aditiva, porque la suma resulta en blanco, que es la plenitud de color.

  Relaciones de complementariedad:

  • Cian <> Rojo
  • Magenta <> Verde
  • Amarillo <> Azul

Para comprender la percepción de los objetos coloreados, es fundamental considerar las síntesis sustractiva y aditiva, los colores primarios, secundarios y complementarios, así como la reflexión de la luz sobre las superficies coloreadas.

5.4. El Color y sus Atributos

• Tono: Es la característica cualitativa que determina el color dominante. Es el nombre específico que se le da a cada color, y su potencia relativa a medida que se aproxima al blanco o al negro (extremos de la escala de valores tonales). También se denomina matiz.
• Saturación: Es la característica cuantitativa, determinada por la mayor o menor presencia del tono opuesto. Por lo tanto, un color será más o menos ennegrecido. A mayor saturación, mayor pureza y menor presencia de color opuesto. El valor de la saturación se corresponde con el porcentaje máximo de color.

Tipos de Escalas Cromáticas

• Escala Acromática: No contiene color.
• Escala Monocromática de Saturación: Modula un color desde su 100% (saturado) hasta el blanco. Por ejemplo, el cian.
• Escala Monocromática de Luminosidad: Combina un color con la aportación de negro, generando una progresiva pérdida de luminosidad desde el color saturado hasta el negro.
• Escalas Policromáticas: Resultan de la combinación de dos colores. En cada cuadro se imprimen dos tramas, una para cada color. En los extremos aparecen los colores saturados y en el centro, distintos tonos.
• Si la escala se forma a partir de colores complementarios (un color y su inverso), en el centro resulta un color Acromático o Neutro (gris neutro).

5.6. Armonías Cromáticas

Se consigue una armonía cuando se tiene una justa relación entre colores, cuando se obtiene una unidad. Es fundamental evitar herir la sensibilidad del observador. Existen seis armonías consideradas como clásicas que se usan para componer el color:

1. Armonía de Complementarios: Dos colores opuestos.
2. Armonía de Dobles Complementarios.
3. Armonía de Complementarios Divididos.
4. Armonía de Ternarios: Engloba tres colores (los tres primarios, los tres secundarios o tres terciarios).
5. Armonía de Choque: Combina un color con el tono que está a la derecha o a la izquierda de su color complementario.
6. Armonía de Análogos: Comprende un color primario y dos terciarios.

Contraste

Oposición que presentan los colores al combinarse entre sí. Algunos colores no armonizan porque se superponen en relación a la intensidad o al color. Estas combinaciones pueden resultar intolerables, aunque a veces son precisamente las que se buscan en la composición artística.

5.7. Sistemas de Representación del Color

A) Carta de Color

Es el sistema más extendido de clasificación de color. Los fabricantes de tintas y las empresas de reproducción son quienes acostumbran a realizarlas para ilustrar las posibilidades de sus pigmentos y como referencia interna. Son combinaciones de diversos porcentajes de trama de los tres colores primarios (CMY) que originan distintos tonos. Por esta razón, sería más correcto llamarlas cartas de tono o tablas cromáticas. También se denominan gamas de color. La carta de tonos se distribuye por zonas. Cada una contiene como fijo un porcentaje de trama de un color (normalmente el amarillo). Cada cuadrito de una zona aporta variaciones de la trama de los otros dos primarios. En sentido vertical aumenta la trama del segundo color y en horizontal la del tercer color.

B) Guías de Tonos o Bibliotecas de Color

• B.1.- Pantone: Presenta una guía de más de 1000 tonos directos, completada con gamas de tonos metalizados, tonos sobre soporte transparente y tonos pastel. Es una guía estándar para la obtención de tonos con indicación de la cantidad de cada una de las 14 tintas básicas.
• B.3.- Politone: Creado por el Gremio de Industrias Gráficas de Reproducción (España). Está en desuso. Era una guía que empleaba los cuatro colores de gamas impresos sobre superficie brillante y mate. Cada tono tiene un código alfanumérico de tres dígitos; el primero corresponde al porcentaje de cian, el segundo al porcentaje de amarillo y el tercero al porcentaje de magenta.

C) Sistema CIE

La Commission Internationale de l’Éclairage (CIE) (Comisión Internacional de la Iluminación) se basa en la determinación de las expresiones cromáticas bajo los mismos parámetros a como el ojo interpreta el color, es decir, a partir de los valores triestímulo RGB.

En cualquiera de sus diagramas se especifica el color con tres datos. Dos de ellos aportan información sobre la cromaticidad y el tercero sobre la luminosidad. Por ejemplo: X (componente rojo), Y (componente verde).

• Diagrama CIEYxy: Fue adoptado por las normas DIN con el número 5033. La especificación de un tono viene dada por sus componentes de rojo, verde y azul, pero presentaba el problema de que algunos valores de color aportaban cantidades negativas. Los colores situados fuera del triángulo rayado no pueden ser descritos por el modelo RGB: son las luces denominadas ‘negativas’. En el sistema CIEYxy, se sustituyen los valores RGB por x, y, z (x aporta al valor de rojo, y al de verde y z al de azul). Se debe cumplir la siguiente ecuación: x+y+z=1.
• Diagrama CIELab: El modelo CIELab es el más utilizado. Al igual que el anterior, aporta una variable de luminosidad (L) y dos de cromaticidad (a y b). La variable ‘a’ aporta el coeficiente de contenido en rojo o verde, mientras que la ‘b’ lo hace en azul o amarillo. Los valores están comprendidos entre -100 y +100. El valor de luminosidad se sitúa entre 0 (negro) en la parte inferior y 100 (blanco) en la parte superior.

D) Sólidos de Color

• D.1.- Cubo de Alfredo Hickethier: Hexaedro regular donde cada vértice es de un color. Cada vértice tiene en su opuesto el color complementario. Cada arista se divide de 0 a 9 en 10 partes. El valor de un tono se define por tres cifras: % de Y, % de M y % de C.
• D.2.- Sólido de Alberto Munsell: También puede representarse en forma de rueda, se divide en cinco colores primarios y otros cinco intermedios, con lo que se obtiene un total de 10 divisiones (las versiones comerciales incluyen hasta 20). Cada color primario se nombra con una inicial que corresponde al nombre en inglés: R (rojo), Y (amarillo), G (verde), B (azul) y P (púrpura). Los colores intermedios se nombran con las iniciales de los principales colores adyacentes: YR, GY, etc.
• D.3.- Doble cono de Guillermo Ostwald: Son dos pirámides de 24 lados unidas por la base. Cada lado aporta un tono, empezando por Amarillo, Rojo, Magenta, Azul, Cian, Verde, con sus intermedios.

Técnicas de Separación de Color

• UCR (Under Color Removal): Reducción bajo el color. Se llama también reducción del negro o reducción en sombras.
• GCR (Grey Component Replacement): Sustitución del componente gris o neutro.

Instrumentos de Medición del Color

• Colorímetros: Incorporan fotómetros con los filtros RGB, obteniendo una apreciación del color como lo hace nuestro cerebro a través de la percepción visual. La luz reflejada coloreada pasa por los filtros, transmitiendo a cada fotómetro solo la cantidad de color básico que compone el tono que se ha de medir. El resultado es un valor numérico.
  • A) Triestímulo: Realizan la medición a partir de la observación de la muestra a través de los tres canales RGB, aportando unos valores numéricos.
• Espectrofotómetros: Miden la cantidad de luz reflejada o transmitida y obtienen la gráfica espectrofotométrica de la radiación. Es un método científico que aporta datos físicos, a intervalos de entre 5 y 20 nanómetros. A diferencia de los colorímetros, la luz coloreada no se separa en sus componentes básicos, sino que de ellas se obtiene una gráfica espectral al medir todo el espectro de radiaciones de un tono. En sentido vertical se sitúan los valores de transmisión (o reflexión) desde el 0% al 100%.

Fuentes de Luz

6.2. La Luz. Características

• Dispersión: Emisión de los haces luminosos en distintas direcciones. La propagación de la luz se produce de forma rectilínea, pero debemos tener en cuenta las siguientes matizaciones. La iluminación difusa, también conocida como parásita, se produce por la transmisión o reflexión irregulares que ocasiona la dispersión de los haces luminosos, es decir, estos se propagan desordenadamente y en todas direcciones. Los tubos fluorescentes son un buen ejemplo de iluminación difusa.
• Interferencia: Efecto producido por la superposición de dos o más fuentes de luz de la misma frecuencia, y puede generar tanto reforzamiento como atenuación de la luz.
• Difracción: Aparición de bandas claras y oscuras alternativamente debido a la interposición de un cuerpo entre una luz puntual y una pantalla.

6.3. Unidades Fotométricas

Para poder medir la luz, se utilizan determinadas unidades:

• Intensidad: La unidad de medición es la candela (cd). Es la energía luminosa emitida por una fuente de luz.
• Luminancia: La unidad de medición es el nit (nt), que corresponde a 1 candela/m². Es la relación entre la intensidad de una fuente luminosa no puntual y su superficie. Otra unidad utilizada es el lambert, que tiene como superficie básica el cm².
• Flujo Luminoso: La unidad es el lumen (lm), que relaciona la intensidad y el ángulo de irradiación.
• Iluminancia: La unidad es el lux (lx) y expresa la luz recibida por una superficie de 1 m² colocada a 1 m de distancia de la fuente de iluminación, cuyo flujo es de 1 lm. Es la unidad utilizada para indicar la luz que recibe una superficie. Por ejemplo, en el caso de la impresión, la iluminación de un original o de una plancha.

6.4. Rendimiento Cromático y Temperatura de Color

El color de la luz emitida por las fuentes luminosas puede tener coloraciones diferentes, lo que condicionará el resultado final del impreso. Los niveles de energía producidos en las distintas longitudes de onda del espectro visible determinan la coloración de una fuente de luz y, por lo tanto, del impreso observado. Por lo tanto, es importante conocer el rendimiento cromático o la coloración de las fuentes de luz utilizadas.

La temperatura de color de una lámpara fluorescente (o cualquier otra fuente luminosa) se mide en grados Kelvin e indica la temperatura a la cual se debe elevar un cuerpo negro para que tenga una apariencia de color igual al de la lámpara o fuente luminosa.

6.5. Fuentes de Iluminación

Los iluminantes han sido establecidos por la CIE (Commission Internationale de l’Éclairage) y describen diferentes fuentes luminosas, en función de su curva espectral. Hay diferentes tipos de iluminantes; en artes gráficas, el iluminante utilizado es el D, que representa la luz día.

• Iluminante Estándar A: Uno de los iluminantes estándares propuestos por la CIE. El iluminante CIE A, definido en 1931, intenta describir la iluminación de una bombilla de filamento incandescente típica.
• Iluminante Estándar D50: Su temperatura de color media es de 5000 Kelvin. Se usa en los estándares ISO para la iluminación en artes gráficas. Por ello, es el iluminante recomendado y de referencia para la mayoría de los trabajos de ese sector, así como para las condiciones normalizadas de iluminación utilizadas (como cajas de luz o luminarias para la visualización de pruebas en general).
• Iluminante Estándar D65: Su temperatura de color media es de 6504 Kelvin. Aunque es algo más que eso, también se describe a veces de forma simple con expresiones como «luz de día» o «6500 K». Es un iluminante muy utilizado y recomendado en fotografía como iluminación de referencia.
• Iluminante Estándar E: Iluminante equienergético teórico definido por la CIE solo como referencia colorimétrica para la realización de cálculos de color. En este iluminante, todas las longitudes de onda tienen el mismo valor (su representación gráfica es una línea recta horizontal).

6.6. Láser

El Láser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation, Amplificación de Luz por Emisión Estimulada de Radiación) es una fuente luminosa que genera luz coherente, monocromática (con una única longitud de onda), prácticamente colimada (con una mínima divergencia) y de fácil y rápida modulación. Estas características hacen del láser una de las fuentes de luz más utilizadas en los equipos de pruebas y filmación.

6.7. Diodos (LED)

Los LED (Light Emitting Diode, Diodos Emisores de Luz) son puntos independientes de luz con una intensidad y espectro luminoso muy reducidos. Generalmente se transmite por fibras ópticas. Sus principales ventajas son el reducido coste y la elevada duración. Los más utilizados son los diodos láser, en los que la energía circula en el cristal semiconductor rebotando en dos espejos paralelos (uno de reflexión parcial) colocados en los extremos, provocando la oscilación autogeneradora.

• Reducidas dimensiones
• Elevado rendimiento y bajo consumo
• Larga duración (aproximadamente 100 000 horas)

6.8. Fibras Ópticas

Las fibras ópticas consisten en un núcleo de vidrio inorgánico rodeado de otro material cuyo índice de refracción es muy diferente (mucho más bajo), lo que provoca la reflexión total de la luz en el interior. Por ello, tiene la capacidad de transmitir la luz generada en un emisor, por ejemplo, los LEDs o los diodos láser, hasta un receptor sin ocasionar difusión y con una mínima atenuación de la intensidad. Las fibras suelen estar recubiertas de un material protector.

• Inferior coste
• Elevadas velocidades de transmisión
• Transferencia de grandes informaciones
• Inmune a los parásitos electromagnéticos