The Race of Color (Melbourne 2014)

A colorimetria é um ramo científico que estuda a percepção humana da cor e sua relação com as propriedades físicas da luz , incluindo o desenvolvimento de métodos quantificáveis de medição de cor .

Fundamentos

A colorimetria baseia-se nos mesmos princípios da espectrofotometria , ou seja, no estudo do espectro eletromagnético da energia radiante absorvida, transmitida ou emitida por um objeto, mas ao contrário da espectrofotometria, a colorimetria foca nos comprimentos de onda que produzem a percepção da cor , ou seja, que excitam os fotorreceptores do olho humano e a quantificação dessa percepção.

A faixa do espectro eletromagnético que produz a percepção das cores é conhecida como espectro visível e seus limites são geralmente estabelecidos entre 390 nm e 750 nm , embora algumas pessoas possam perceber comprimentos de onda de até 380 nm e 780 nm.

Comprimentos de onda do espectro eletromagnético visíveis ao olho humano

A luz composta por todos os comprimentos de onda sobrepostos do espectro visível é conhecida como luz branca . Sendo um espectro contínuo, em teoria um número ilimitado de cores seria possível , sendo as limitações do olho humano que limitam o número de cores percebidas.

A percepção da cor se deve à excitação dos fotorreceptores da retina , células sensoriais especializadas na captação de luz, das quais existem dois tipos, bastonetes e cones . Os bastonetes funcionam principalmente no escuro e permitem distinguir os tons de branco, preto e cinza, enquanto os cones permitem a visão colorida em condições de média e alta luminosidade.

Os cones são caracterizados por possuírem um tipo de pigmento, a opsina . Dependendo do tipo específico de opsina que eles possuem, três tipos de cones podem ser distinguidos, cada um sensível a uma faixa de comprimentos de onda e, portanto, a uma cor:

  1. Tipo L : possuem eritropsina e são responsáveis pela percepção do vermelho com máximos em comprimentos de onda em torno de 600 nm.
  2. Tipo M : possuem cloropsina e são responsáveis pela percepção do verde com máximos em comprimentos de onda em torno de 530 nm.
  3. Tipo S : possuem cianopsina e são responsáveis pela percepção do azul com máximos em comprimentos de onda em torno de 430 nm.

Curva de excitação dos diferentes tipos de cones

Cada bastão e cada cone fazem sinapses com ramos nervosos que enviam as informações recebidas ao cérebro , que processa os sinais recebidos de todos os fotorreceptores como um todo e os traduz na percepção subjetiva de uma determinada cor . Ou seja, a combinação das três cores com intensidades diferentes, e o preto em condições de baixa luminosidade, geram a percepção de uma determinada cor.

Espaços de cor

A percepção da cor é um fato subjetivo influenciado por variáveis ​​específicas de cada indivíduo. Nesse sentido, um dos principais objetivos da colorimetria tem sido o desenvolvimento de modelos de predição de percepção de cores baseados em medidas físicas de luz e na percepção média da população.

Esses modelos, conhecidos como espaços de cores , permitem armazenar, manipular, transmitir e reproduzir informações que irão produzir a percepção de uma determinada cor em um olho humano padrão; seu uso é a base fundamental de qualquer aplicação tecnológica da imagem , como telas, câmeras, softwares de edição fotográfica ou impressão em papel.

Um espaço de cores é a representação de cores de acordo com um modelo de cor específico e dentro dos limites de um sistema de representação específico. O modelo RGB (Vermelho-Verde-Azul) é um dos mais utilizados para representação de cores em telas e o modelo CMYK (Ciano-Magenta-Amarelo-preto) para impressão.

Cada espaço de cores, portanto, é uma representação limitada dentro de um modelo de cores. Por exemplo, o modelo RGB é um modelo aditivo baseado na emissão de luz . Cada cor RGB pode ser obtida pela soma das três cores emitidas por um objeto e percebidas pelos cones do olho humano. A representação de cada componente em um diagrama de três eixos (XYZ) é conhecida como cubo RGB:

Renderização 3D do modelo RGB

Baseados no modelo RGB, existem inúmeros espaços de cores, como o CIE 1931 RGB, definido em 1931 pela International Commission on Illumination, ou Adobe RGB e sRGB (Standard RGB, definido pela Hewlett-Packard e Microsoft Croporation). Todos eles são seções contidas no modelo RGB:

Espaço de cor CIE 1931 RGB contendo o espaço sRGB. No ponto D65 é o alvo.

O modelo CMYK, ao contrário do modelo RGB, é um modelo subtrativo baseado na luz absorvida . A cor do objeto depende da luz que ele não absorve , da luz que ele reflete e é usada principalmente em técnicas de impressão . Cada cor é obtida subtraindo três cores primárias (ciano, magenta e amarelo) e adicionando preto. Por ser um modelo subtrativo, a mistura das três cores em um fundo branco produz o preto.

Representação comparativa de cores RGB e CMYK

A colorimetria e o estudo da percepção das cores também são utilizados em setores industriais tão distintos da indústria têxtil, de vernizes e tintas, ou na indústria de cosméticos, por exemplo, no desenvolvimento de tinturas para os cabelos.

Colorimetria em análises químicas

A colorimetria é às vezes usada para se referir à espectrofotometria na faixa da luz visível como uma técnica de análise química. A espectrofotometria é baseada na medição da energia que um objeto absorve ou atravessa ( absorbância e transmitância respectivamente) e sua relação com certas propriedades físicas.

Nesse contexto, a colorimetria é um método de análise utilizado para determinar a concentração de uma substância colorida (cromóforo) em uma solução. Primeiro, a absorbância ou transmitância do solvente puro e de uma bateria de soluções com concentrações conhecidas é medida. Com os dados obtidos, pode-se criar uma curva de calibração que nos permite obter a relação entre absorbância e concentração. Uma vez que essa relação é conhecida, a concentração em uma solução desconhecida pode ser determinada.