LucaChiavegato

Colorimetria

Che cos’è la luce?

• Esistono due differenti definizione di luce: Teoria corpuscolare: flusso di particelle che viaggiano alla velocità di 300.000 Km/s Teoria ondulatoria: onde elettromagnetiche che partono da una sorgente e viaggiano alla

velocità di 300.000 km/s

• La teoria ondulatoria è la più accreditata, infatti la luce è un fenomeno ondulatorio dotato di periodicità/frequenza.

• La frequenza viene espressa come numeri di cicli per secondo o indirettamente come la distanza presente tra i picchi della radiazione elettromagnetica.

• La distanza viene chiamata Lambda e si misura in nanometri

Che cos’è la luce?

• In figura vengono rappresentate alcune delle radiazioni elettromagnetiche presenti in natura

• Solo alcune di queste lunghezze d’onda provocano al nostro cervello degli stimoli colorati, e vanno da 380 nm ai 770 nm

Che cos’è il colore

• Il colore è una sensazione che sviluppa il nostro cervello se eccitato da un segnale visivo dell’occhio

• Dagli studi sul daltonismo si è potuto verificare che il 97% dei maschi e quasi il 100% delle femmine vedono il colore nello stesso modo.

Color Theory 2006

Light

Color Theory 2006

400 500 600 700

NANOMETERS

Color Theory 2006400 nm 700 nm

100%

%

Reflectance

• Non è la caratteristica di un oggetto

• Non è una sensazione che si può memorizzare

• Non è una sensazione assoluta, ma è relativa ad una situazione ed ad una illuminante

Il colore non è

Color Theory 2006

Esercizio - Identifica il colore

Color Theory 2006

Che colore è

b

e

a

d

g

f

h

i

j

k

l

cm

n

o

p

q

rs

t

u

v

w

x

y

z

Color Theory 2006

Quale tra questi?

b

e

a

d

g

f

h

i

j

k

l

cm

n

o

p

q

rs

t

u

v

w

x

y

z

c

Sensazione di colore:

è dovuta alla stimolazione dei fotorecettori dell’occhio da parte di una radiazione elettromagnetica visibile e prescinde da ogni condizionamento ed elaborazione mentale.

Percezione del colore:

è una sensazione di colore mediata da una situazione di osservazione (ad esempio variazione della luce o vicinanza di altri colori) ed è frutto di una interpretazione mentale.

Sensazione o percezione?

Dove viene applicata la colorimetria

1. La definizione di un colore: usando dei «sistemi di specificazione», cioè dei metodi oggettivi con descrizione numerica, per definire in modo univoco una «sensazione di colore».

2. La valutazione dello scostamento cromatico: usando dei sistemi oggettivi per definire una tolleranza (in accordo con la «sensazione di colore») secondo la quale accettare o meno dei piccoli scostamenti cromatici rispetto ad un riferimento (colore campione).

Questi primi due aspetti sono da anni risolti in modo oggettivo, in quei settori industriali che utilizzano spettrofotometri o colorimetri, per misurare riferimenti e valutare il prodotto finale rispetto ad uno standard: stampa di imballaggi rigidi e flessibili.

Dove viene applicata la colorimetria

• 3. La corrispondenza tra un originale fotografico e la sua riproduzione: in questo caso il problema diventa più ampio.

Una riproduzione a mezzo stampa, illuminata per riflessione, non può essere oggettivamente uguale ad un fotocolor, analizzato con luce trasmessa (viste anche le differenze tecniche dei materiali utilizzati); entra in gioco il concetto di «percezione del colore». Dovremmo quindi stabilire se vengono ancora percepiti come concordanti i singoli colori associati agli oggetti riprodotti rispetto a quello degli originali (fotocolor), nonostante vi siano delle oggettive differenze.

I sistemi di CMS (Color Management System) hanno sviluppato dei modelli matematici di interpretazione del colore, per elaborarlo, una volta catturato da uno

scanner: il profilo colore.

L’occhio ha sempre ragione?

L’occhio ha sempre ragione?

L’occhio ha sempre ragione?

Color Theory 2006

The “I” Factor

Color Theory 2006

x

Color Theory 2006

x

Color Theory 2006

Color Theory 2006

Color Theory 2006

• Affaticamento della retina• Effetti di fondo

La fovea è in grado di distinguere bene i dettagli ma è influenzabile dal fondo e dagli oggetti di contorno

Bisogna stare attenti a non avere impedimenti nel campo visivo

Il probema della retina

Color Theory 2006

Color Theory 2006

Color Theory 2006

Color Theory 2006

Di che cosa abbiamo bisogno per vedere il colore?

• Una luce che illumina

• Un oggetto che riflette o trasmette la luce

• Un osservatore (occhio, cervello)

La visione del colore

Sorgente luminosa

Oggetto

Osservatore

Le sorgenti luminose

• Si intende qualsiasi corpo che emette una o più lunghezze d’onda nel campo del visibile

• 380 nm - 770 nm• Le sorgenti sono infinite e pertanto è impossibile usarle come riferimento• A seconda della sorgente luminosa utilizzata per illuminare un soggetto

questo può apparire con colori differenti• Cambiando illuminante cambiamo quindi la percezione del colore del nostro

occhio

Le sorgenti luminose

Oggetto bianco Oggetto bianco

Il cervello riceve il segnale rosso e quindi interpreta il soggetto come rosso

Il cervello riceve il segnaleblu e quindi interpreta il soggetto come blu

Illuminazione

Colori e gradi kelvin 10.000° K

2.000° K

6.000° K

• La CIE nel 1931 ha definito le illuminanti standard: A = 2856 K (bianco rossastro)

B = 4760 K (bianco giallastro) C = 6744 K (bianco freddo) D50 = 5000K (adatta ai visori usati per valutare lo

stampato) D65 = 6500K (adatta ai visori usati per valutare lo

stampato)

• A seconda della sorgente luminosa utilizzata per illuminare un soggetto questo può apparire con colori differenti

• Cambiando illuminante cambiamo quindi la percezione del colore del nostro occhio

Color Theory 2006

Illuminant D65Daylight

400 500 600 700

Color Theory 2006

Illuminant AIncandescent

400 500 600 700

Color Theory 2006

Illuminant F2Cool White Fluorescent

400 500 600 700

Color Theory 2006

Luce è colore• Metamerismo

Un fenomeno legato alla visione umana Anche se due tinte hanno due curve spettrali differenti

vengono percepiti come uguali

Emissione, riflessione e trasmittanza

• Gli oggetti si rendono visibili attraverso l’energia luminosa Che irraggiano (se sono sorgenti) Che riflettono (se sono opachi) Che trasmettono (se sono trasparenti)

• Quando le onde sono in fase tra loro si parla di radiazione monocromatica• Quando le onde hanno lambda differenti di ha una radiazione policromatica

Luce monocromatica e policromatica

nm

E

400 500 540 600 700630

Luce policromatica

Luce monocromatica

Gli attributi del colore

• Un colore viene normalmente classificato secondo tre differenti attributi che sono: Tinta Saturazione Luminostà

• Ogni attributo può essere descritto da un valore numerico: Tinta espressa in gradi Saturazione espressa in % Luminosità espressa in %

Gli attributi del colore

TINTA = La sensazione cromatica dominante

(Blu, Ciano, Verde, Giallo, Rosso…)

Gli attributi del colore

SATURAZIONE = La “purezza” di un colore (estremamente colorato, appena colorato)

- saturo+ saturo

Gli attributi del colore

LUMINOSITA’(CHIAREZZA) = Chiaro/scuro

- luminoso+ luminoso

Superficie bianca, colorata, grigia, nera

nm

%R

400 500 540 600 700630

Superficie grigia

100

0Superficie nera

Superficie bianca

Superficie colorata

Superfcie bianca: riflette totalmente le radiazioni che la colpiscono

Superficie nera: assorbe completamente le radiazioni che la colpiscono

Superficie grigia: riflette in parti uguali tutte le radiazioni che la colpiscono

Superficie colorata: qualsiasi superficie che non rifletta tutte le radiazioni che la colpiscono o che le rifletta in modo diverso

L’occhiocoroide

fovea centrale

punto cieco

nervo ottico

retinairide

umor acqueo

cornea

umor vitreo

cristallino

muscolo ciliare

pupilla

sclera

L’occhio

• All’interno dell’occhio, due sono gli elementi che ci permettono di vedere: I bastoncelli, usati per la visione notturna (scotopica) I coni, usati per la visione diurna (fotopica)

• La visione scotopica ci permette di distinguere la forma degli oggetti e il chiaro scuro

• La visione fotopica, ci permette di vedere il colore e la luminosità degli oggetti

Teorie sulla visione del colore

• Esistono tre tipi di coni sensibili alle tre “bande” principali: Blu, Verde, Rosso.

• Attraverso l’elaborazione di questi tre segnali il cervello determina una sensazione di colore

• Due sono sono i principali metodi utilizzati per riprodurre il colore: Sintesi adittiva (luci) Sintesi sotrattiva (pigmenti)

• La sintesi adittiva: è un sistema di riproduzione del colore mediante l’uso di luci colorate. Una luce proiettata su di uno schermo bianco viene riflessa e percepita dal nostro occhio creando uno stimolo colorato. Proiettando contemporaneamente due luci colorate, queste vengono riflesse creando una sensazione di colore diversa dalle singole radiazioni, luce policromatica.

I sistemi di riproduzione del colore

Sintesi adittiva

Additiva

I sistemi di riproduzione del colore

verde

ciano

giallo magenta

blu

rosso

nero

Sintesi sottrattiva

Gli strumenti di misura

Due sono le principali tipologie di strumenti di misura:• Densitometro

Misura la densità (quantità) del colore presente nel punto misurato

• Colorimetro Misurano i valori colorimetrici simulando al risposta dei coni dell’occhio

• Spettrofotometro Misura lo spettro del colore misurato dando come risultato dei numeri nel formato Lab o

xyY

Quali sono?

• Il densitometro non sempre dà dati accurati, soprattutto quando si compara una prova di stampa con una stampa offset ad esempio

• Lo spettrofotometro effettua la lettura della tacca e ne ricava dei valori colorimetrici (es. Lab) da utilizzarsi all’interno di software specifici

Lo spettrofotometro

Color Theory 2006

Densitometer

• Usa un filtro per volta

Come vede lo spettro– lo status definisce il modo:

• Status T è ANSI standard

• Status E the DIN standard

• Status A e M for Photo

apertura

filtro

sensore

ottica

sorgente

Color Theory 2006

Tipi di densitometri

• Trasmissione o riflessione• Automatici• Manuali

Strip Reading

Handheld

Transmission

Auto tracking

Color Theory 2006

0 5 0 0 6 004 0

Colorimetro

• Usa tre o quattro filtri

sorgentesorgente

apertura

filtrosensore

ottica

Color Theory 2006

Alcuni colorimetri

• Per riflessione o emissione

Emissive

Reflective

Color Theory 2006

0 500 600 7 0040

Spettrofotometro

apertura

filtrisensore

sorgente

ottica

Geometria 0°/45°

Geometria Sferica

Color Theory 2006

La fovea

• La più sensibile regione dell’occhio: Occupa una piccola area, in linea con la cornea

Sottende ad un arco di 2°

2°

Fovea+++

Color Theory 2006

Redone By The C.I.E. In 1964

Blue

Green

2°

Red

Mascheraturalampada

Osservatore

Color Theory 2006

La Fovea

• La regione più sensibile dell’occhio Molti oggetti che vediamo, coprono una maggior area

10°

Fovea+++

Color Theory 2006

Redone By The C.I.E. In 1964

Blu

Green

10°

Red

Mascheraturalampada

Osservatore

Lo spazio Lab, LCH

Modelli colore Device Independent

• Per poter definire un colore, abbiamo bisogno di un modello di riferimento• Esistono alcuni modelli, i cui numeri non danno un risultato univoco ma variabile in

funzione dei primari impegati, Es: CMYK, questi sono Device dependent• Altri si basano su uno spazio standard che rappresenta il colore così come viene

percepito dall’occhio e indipendenti dalla periferica su cui verrà riprodotto, Questi sono Device Independent

• I modelli Devide Independent sono stati introdotti dal comitato CIE, tra questi citiamo: XYZ, LCh e Lab.

Color Theory 2006

Chromaticity Diagram

• l’asse della L è suddiviso in 100 livelli

• in ogni livello sono contenuti tutti i colori

• la maggior quantità di colori si avrà alle luminosità intermedie

Asse L

Il sistema Lab

Il sistema Lab

• Ogni piano è diviso da due assi che definiscono la tinta del colore

a

b Giallo

Rosso

Blu

Verde

-b

-a

All’esterno sono più saturi

Al centro i colori sono meno saturi

Il sistema Lab

Il CIE Lab 1976

Il vero Lab

Color Theory 2006

L* = L*C* = a*2 + b*2

h° = Arco Tangente (b* / a*)

CIE L*a*b*/ L*C*h°

• Deriva dal modello XYZ• L*C*h° è direttamente collegato con L*a*b*• Utilizzano lo stesso tipo di grafico

La differenza di colore E

• Esprime quanto un colore è “distante” dal riferimento.

ΔE = ±(Δa2 + Δb2 + ΔL2)1/2

La generazione del nero

• Teoricamente per generare il nero sarebbero sufficienti i tre inchiostri primari• Nella realtà questa somma dà una tinta non abbastanza scura e le immagini

così ottenute sono piatte• Per ovviare a questo problema è necessario utilizzare un 4 colore, il nero• Questo permette di aumentare la “profondità” delle ombre rendendo

l’immagine più disegnata• Due sono le principali tecniche utilizzate per generare il nero:

UCR GCR

La generazione del nero

• UCR è l’acronimo di Under Color Removal, rimozione del colore nei neri• Ha lo scopo di togliere, nelle ombre, i tre colori sostituendoli con una certa

quantità di nero al fine di ottenere la stessa sensazione tonale.• Abbassando i tre colori, ottengo anche un risparmio di inchiostro e un più

veloce asciugamento della stampa

La generazione del nero

• GCR è l’acronimo di Grey Color Replacement• Ha lo scopo di togliere il colore sia dalle ombre che dai grigi presenti

all’interno delle immagini sostituendoli con il nero al fine di ottenere la medesima sensazione tonale

• Questa tecnica porta ad un risparmio di inchiostro, un migliore disegno dell’immagine e un miglior dettaglio anche se l’immagine è leggermente fuori registro

La generazione del nero

Condizioni per una corretta visione

Che cosa seve per valutare il colore?

• Come visto in precedenza la valutazione del colore è soggettiva e influenzata dall’illuminante

• Tre sono i principali media che ci troviamo a valutare:• - fotocolor (trasparenza)• - immagine digitale (monitor)• - stampa o prova colore (luce riflessa)• Ogni elemento deve essere valutato in condizioni note che sono codificate

sia nelle norme ISO che UNI• Risulta necessario utilizzare lampade e visori che ci permettano di valutare

oggettivamente il prodotto• L’uso del visore non risulta facoltativo ma obbligatorio

Visori per trasparenza

• Le lampade utilizzate devono avere illuminante D50 con emissione RGB equilibrata

• L’intensità luminosa delle lampade deve essere di 1270 candele• La visione delle diapositive non deve essere effettuata in luce piena• Attorno alla diapositiva deve essere applicata una maschera di grigio neutro

di 50 mm• Tutto il visore deve essere mascherato in grigio o nero

Visori per riflessione

• Le lampade utilizzate devono avere illuminante D50 con emissione RGB equilibrata

• L’intensità luminosa delle lampade deve essere di circa 2000 lux con una tolleranza di +/- 500

• Molto importante risulta la condizione luminosa dell’ambiente in cui viene valutata la stampa

• Il visore può essere una cabina dotato di ripiano e pareti verniciate in grigio Munsell N°8 con un indice di riflessione inferiore al 60%

Come trattare il monitor

• Se possediamo sia il visore per trasparenza che per riflessione è necessario che anche il monitor venga tenuto sotto controllo

• Risulta fondamentale che il monitor sia opportunamente calibrato per avere una corretta risposta cromatica

• Lo sfondo della scrivania deve essere grigio oppure nero, meglio lavorare in modo da non avere nulla sotto l’immagine che ne disturbi la valutazione

• Tra noi e il monitor non si devono avere oggetti colorati che possano disturbare la nostra percezione del colore

• Se l’illuminazione dell’ambiente disturba la visione del colore sul monitor, risulta necessario applicare dei paraluce per evitare riflessi e dominanti

•

Conclusioni

• In alcune aziende tutta la zona dedicata alla correzione e valutazione del colore è dipinta di grigio Munsell n°8

• Per la valutazione delle prove, alcuni si sono dotati di cabine apposite che sono in stanze apposite dipinte in grigio neutro Munsell n°8

• Prima di valutare la prova si deve abituare l’occhio alla luminosità della cabina

• L’uso dei visori non è eccezionale ma normale• Le cabine di valutazione dovrebbero essere presenti anche in sala stampa o

in caso contrario il pulpito della macchina deve essere provvisto delle lampade specificate nella norma ISO