COLORIMETRA TEXTIL
COLORIMETRA
TEXTIL I
CFP: TEXTIL ESPECIALIDAD: QUMICA TEXTIL
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INDICE
1. La colorimetra en la Industria Textil 2. Descripcin de la
sensacin visual del color 3. Espectro cromtico 4. Patrones de
fuentes de iluminacin 5. El objeto 6. El observador humano 7.
Clculos colorimtricos X, Y, Z 8. Diferencia de cromaticidad CIE
1931 9. Los espacios colorimtricos 10. Coordenadas rectangulares
11. Coordenadas Polares 12. Diferencias del color DE en el sistema
CIELAB 13. Diferencias del color DE en el sistema CIELAB en modo
L*, a*, b* 14. Diferencias del color DE en el sistema CIELAB en
modo L*, C*, h* 15. Clculos de diferencia de color 16. Sistemas de
conformidad CMC 17. Instrumentos para medir el color 18.
Espectrofotmetro de reflectancia 19. Colormetros 20.
Bibliografa
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LA COLORIMETRA EN LA INDUSTRIA TEXTIL
El termino colorimetra como su nombre lo indica, significa
medicin del color, algo muy difcil de lograr puesto que el color
involucra experiencias subjetivas. El concepto del color incluye
los siguientes elementos fundamentales que son: El observador
(reacciones de la retina) fenmeno fisiolgico. Fuente de Luz
(radiacin) Fsico El objeto coloreado La transmisin de las seales al
cerebro (Neurolgico) La interpretacin de las seales por la mente
(Psicolgico)
Nosotros estudiaremos los tres elementos fundamentales: Fuente
de luz, el objeto y el observador.
Los tres elementos del trinomio
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DESCRIPCIN DE LA SENSACIN VISUAL DEL COLOR
Existen numerosos mtodos de descripcin de un color pero todos
presentan la caracterstica comn de la utilizacin de tres datos para
definir un espacio de representacin especfica de tres dimensiones.
En la visin de los colores, la sensacin visual interpreta la
impresin coloreada segn:
Su tono o tonalidad cromtica (HUE) Su saturacin o pureza
(CHROMA) Su claridad (LIGHTNESS)
EL TONO O TONALIDAD CROMTICA: Es el atributo de la sensacin
visual que ha dado lugar a las denominaciones de color: Violeta,
Azul, verde, amarillo, anaranjado, rojo, prpura, etc. Es el
elemento psicosensorial que corresponde aproximadamente a la
longitud de onda dominante. La representacin de tono puede
esquematizarse mediante un crculo, llamado el crculo cromtico.
LA SATURACIN O PUREZA: Permite, en la sensacin visual, realizar
una estimacin de la proporcin de color cromticamente puro
(monocromtico) contenido en la sensacin visual total.
LA CLARIDAD: Es el atributo de la sensacin visual segn el cual
un cuerpo puede transmitir o reflejar una fraccin ms o menos grande
de luz. A nivel psicosensorial, la claridad define subjetivamente
el carcter ms o menos claro de la superficie de un objeto. Su
variacin lineal es independiente del tono y de la saturacin.
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PROPIEDADES DEL COLORLos colores tienen unas propiedades
inherentes que les permite distinguirse de otros y acuar distintas
definiciones de tipo de color. Todo color posee una serie de
propiedades que le hacen variar de aspecto y que definen su
apariencia final. Entre estas propiedades cabe distinguir:
Matiz (Hue)
Es el estado puro del color, sin el blanco o negro agregados, y
es un atributo asociado con la longitud de onda dominante en la
mezcla de las ondas luminosas. El Matiz se define como un atributo
de color que nos permite distinguir el rojo del azul, y se refiere
al recorrido que hace un tono hacia uno u otro lado del crculo
cromtico, por lo que el verde amarillento y el verde azulado sern
matices diferentes del verde.
Los 3 colores primarios representan los 3 matices primarios, y
mezclando estos podemos obtener los dems matices o colores. Dos
colores son complementarios cuando estn uno frente a otro en el
crculo de matices (crculo cromtico).
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Saturacin o Intensidad Tambin llamada Croma, este concepto
representa la pureza o intensidad de un color particular, la viveza
o palidez del mismo, y puede relacionarse con el ancho de banda de
la luz que estamos visualizando. Los colores puros del espectro
estn completamente saturados. Un color intenso es muy vivo. Cuanto
ms se satura un color, mayor es la impresin de que el objeto se est
moviendo.
Tambin puede ser definida por la cantidad de gris que contiene
un color: mientras ms gris o ms neutro es, menos brillante o menos
"saturado" es. Igualmente, cualquier cambio hecho a un color puro
automticamente baja su saturacin.
Por ejemplo, decimos "un rojo muy saturado" cuando nos referimos
a un rojo puro y rico. Pero cuando nos referimos a los tonos de un
color que tiene algn valor de gris, los llamamos menos saturados.
La saturacin del color se dice que es ms baja cuando se le aade su
opuesto (llamado complementario) en el crculo cromtico.
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Para desaturar un color sin que vare su valor, hay que mezclarlo
con un gris de blanco y negro de su mismo valor. Un color intenso
como el azul perder su saturacin a medida que se le aada blanco y
se convierta en celeste.
Otra
forma
de
desaturar
un
color,
es
mezclarlo
con
su
complementario, ya que produce su neutralizacin. Basndonos en
estos conceptos podemos definir un color neutro como aquel en el
cual no se percibe con claridad su saturacin. La intensidad de un
color est determinada por su carcter de claro o apagado.
Esta propiedad es siempre comparativa, ya que relacionamos la
intensidad en comparacin con otras cosas. Lo importante es aprender
a distinguir las relaciones de intensidad, ya que sta muchas veces
cambia cuando un color est rodeado por otro.
Valor o Brillo (Value) Es un trmino que se usa para describir
que tan claro u oscuro parece un color, y se refiere a la cantidad
de luz percibida. El brillo se puede definir como la cantidad de
"oscuridad" que tiene un color, es decir,QUMICA TEXTIL Pgina 7 /
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representa lo claro u oscuro que es un color respecto de su
color patrn. Es una propiedad importante, ya que va a crear
sensaciones espaciales por medio del color. As, porciones de un
mismo color con un fuertes diferencias de valor (contraste de
valor) definen porciones diferentes en el espacio, mientras que un
cambio gradual en el valor de un color (gradacin) da va a dar
sensacin de contorno, de continuidad de un objeto en el
espacio.
El valor es el mayor grado de claridad u oscuridad de un color.
Un azul, por ejemplo, mezclado con blanco, da como resultado un
azul ms claro, es decir, de un valor ms alto. Tambin denominado
tono, es distinto al color, ya que se obtiene del agregado de
blanco o negro a un color base.
A medida que a un color se le agrega mas negro, se intensifica
dicha oscuridad y se obtiene un valor ms bajo. A medida que a un
color se le agrega ms blanco se intensifica la claridad del mismo
por lo que se obtienen valores ms altos. Dos colores diferentes
(como el rojo y el azul) pueden llegar a tener el mismo tono, si
consideramos el concepto como el mismo grado de claridad u
oscuridad con relacin a la misma cantidad de blanco o negro que
contengan, segn cada caso. La descripcin clsica de los valores
corresponde a claro (cuando contiene cantidades de blanco), medio
(cuando contiene cantidades de gris) y oscuro (cuando contiene
cantidades de negro). Cuanto ms brillante es el color, mayor es la
impresin de que el objeto est ms cerca deQUMICA TEXTIL
lo que en realidad est.Pgina 8 / 54
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PROPIEDADES DEL COLOR
BLANCO CROMATICA CLARO
TONO /TONALIDAD (HUE)
9/
8/ 7/ 6/ CLARIDAD LIGHTNESS 5/ 4/ 2/ 3/ 2/ SATURACIN PUREZA
(CROMA) 1/ 3/ 4/ 5/ 6/ NEGROQUMICA TEXTIL
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ESPECTRO CROMTICO La concepcin moderna del color naci con el
descubrimiento de la naturaleza espectral de la luz que hizo Isaac
Newton en el siglo XVII.
Newton crea que la luz era un flujo de partculas. Sus
experimentos con prismas de cristal demostraron que la luz se poda
fraccionar en varios colores individuales. Es ms, lleg a la
conclusin de que las luces de distintos colores tena diferentes
grados de refraccin; por ejemplo, la luz azul se desviaba ms que la
roja al pasar del aire a un medio con un ndice de refraccin mayor,
como es el caso de un prisma de cristal.
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Ahora sabemos que los famosos experimentos de Isaac Newton
demostraban que la luz blanca estaba formada por energa de
distintas longitudes de onda. Esta descomposicin pone de manifiesto
que la luz blanca es el resultado de la asociacin de un gran nmero
de radiaciones coloreadas.
Louis de Broglie (1924) demostr que las radiaciones luminosas
son ondas electromagnticas, al igual que los rayos X (utilizados en
las radiografas) y las ondas radioelctricas y por consiguiente,
pueden ser definidas por su frecuencia o longitud de onda.
La unidad que se utiliza para medir e identificar las longitudes
de onda de las radiaciones luminosas es el nanmetro (1 nanmetro =
10 m). El espectro electromagntico es muy amplio como se podr
observar:9
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DISTRIBUCIN DEL ESPECTRO ELECTROMAGNTICO
ULTRASONIDO RADIO TV RADAR MICROWAVES
1014
V RAYOS ULTRAVIOLETA I S RAYOS X I B L RAYOS GAMMA RAYOS E
INFRARROJOS S RAYOS CSMICOS 103 102 10-6 nm
DISTRIBUCIN DEL ESPECTRO ELECTROMAGNTICO
10- 6 10- 5 - 10-1
Rayos Csmicos
Rayos Gamma
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COLORIMETRA TEXTIL 10-3 - 102 102 103 105 106 108 1010 1013
Rayos X
10
-
Rayos ultravioleta
102 103 105 106 108 1010 -
Luz visible gama de colores
Rayos infrarrojos
Microwaves
Radar
TV
Radio
1013 - 1014
Ultrasonido
El espectro visible contiene radiaciones electromagnticas de
longitudes de onda comprendidas entre 380 y 780 nanmetros. Este
espectro se distribuye de la siguiente manera: Violeta Azul Verde
Amarillo Naranja Rojo 380 450 nm 450 490 nm 490 560 nm 560 590 nm
590 630 nm 630 780 nm
El ojo humano es sensible a una amplia franja de longitudes de
onda situadas entre los 380 y los 780 nanmetros, aproximadamente.
El espectro de luz visible o espectro cromtico representa slo una
mnima fraccin de todo el espectro electromagntico.QUMICA TEXTIL
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COLORIMETRA TEXTIL Dentro del espectro de luz visible, ciertas
longitudes de onda nos causan determinadas sensaciones visuales.
As, por ejemplo, las longitudes de onda ms cortas se perciben como
colores violetas o azulados. Sin embargo, es importante entender
que el uso de expresiones como "luz azul" es slo una cuestin de
comodidad expresiva que no se contradice con el hecho de que el
color slo existe realmente en nuestra mente. Nanmetro (nm.)
Cualquier radiacin de energa electromagntica, luz visible incluida,
se puede concebir en forma de onda. La energa se mueve hacia
adelante como una ola, y la distancia entre cada una de sus crestas
es lo que se llama "longitud de onda" (wavelenght), que se
referencia con la letra griega lambda ().
Las longitudes de onda que corresponden a la luz son bastante
pequeas en trminos convencionales, en torno a los 0,0000005 metros
(es decir: 10-6 metros). Para mayor comodidad, usamos la medida del
nanmetro (nm.), que mide una milmillonsima parte de un metro (10-9
metros). El
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COLORIMETRA TEXTIL sistema visual humano es sensible a las
longitudes de onda situadas entre los 380 y los 780 nanmetros. Es
posible describir una luz mediante su frecuencia (abreviada por
convencin con la letra "v"). La frecuencia es el nmero total de
ondas que pasa por un punto dado en un segundo.
La velocidad de una energa electromagntica (abreviada por
convencin con la letra "c") se relaciona con su longitud de onda ()
y su frecuencia (v) mediante la frmula c = v .
La fuente luminosa constituye el primer elemento del trinomio.
La luz puede obtenerse de distintos modos. En la colorimetra, se
genera luz calentando una materia hasta la incandescencia (por
ejemplo, el filamento de una lmpara o excitando tomos o molculas
por medio de un arco elctrico o una descarga elctrica en un gas
(lmpara de un arco en un gas).
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Una fuente perfectamente difusora denominada cuerpo negro o
radiador planckiano puede servir de referencia o de patrn para
identificar el color de las fuentes luminosas. Este cuerpo negro
ideal es aquella sustancia que puede absorber todas las radiaciones
de
cualquier longitud de onda incidentes sobre una superficie. Por
no existir una sustancia capaz real capaz de hacerlo, se concibi
una, la concepcin abstracta de ese cuerpo negro ideal. La
temperatura deQUMICA TEXTIL Pgina 16 / 54
COLORIMETRA TEXTIL color de una fuente luminosa es la
temperatura equivalente a la del cuerpo negro, expresada en grados
Kelvin, cuyo aspecto visual es lo ms prximo al de la fuente real de
luz.
La principal fuente luminosa natural es el sol. Es bajo esta luz
que observamos, la mayora de las veces, los colores de forma
natural. La luz del da esta formada por la luz solar directa y la
luz difusa propagada por la atmsfera. Debe sealarse que la luz del
da esta influenciada por la latitud, la estacin del ao, las
condiciones metereolgicas, la contaminacin atmosfrica, la hora etc.
El espectro solar, que extiende desde 200 a 4000 nm, puede ser
asimilable a la radiacin de un cuerpo negro llevado a 5800 K. Esto
puede variar por muchos factores por lo que se ha considerado que
las temperaturas de color pueden variar de 4000 6000 K.
PATRONES DE FUENTES DE ILUMINACIN ADOPTADOS POR LA COMISIN
INTERNACIONAL DE ILUMINACIN CIE
Debido a la gran variedad de fuentes de iluminacin, se ha hecho
necesaria su estandarizacin y recomendacin para uso internacional,
para este efecto se ha adoptado las siguientes fuentes de luz:
Iluminante D65: representa a la luz de da con una temperatura de
color de 6,599 K Patrn iluminante A: Representa la luz irradiada
por un filamento de tungsteno operando a una temperatura de 2856
K
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COLORIMETRA TEXTIL F02: CWF (Cool white fluorescent) Luz blanca
fra con una temperatura de color de
aproximadamente 4,200 K. (Se utiliza en grandes almacenes de
EU.) F11 (TL84): Se utiliza en grandes almacenes de Europa.
ILUMINANTE
CIE D65
ILUMINANTE A
EL OBJETO
Cuando la luz incide sobre un objeto, parte o toda la radiacin,
puede ser: Reflejada Absorbida
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COLORIMETRA TEXTIL Fenmeno de reflexin: Cuando un rayo de luz
incide sobre una superficie lisa, plana, o curva, parte del rayo
incidente es reflejado. El rayo incidente y el rayo reflejado se
encuentran en el mismo plano, manteniendo ngulos con la normal
idnticos.
El ngulo de refraccin
r se corresponde con el ngulo de
incidencia i y los ndices de refraccin del aire (n1) y la
superficie (n2). As, si el ndice de la superficie es 1,5 y el del
aire 1, si el ngulo de incidencia fuera de 45, el ngulo de
refraccin sera 28.
Adems, cabe la posibilidad de que la materia absorba la luz, o
la disperse. La luz dispersada o reflejada puede terminar por salir
por el frente, la parte de atrs o un costado del objeto
iluminado.
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COLORIMETRA TEXTIL Si la superficie es especular, la reflexin de
la luz trae consigo un brillo metlico; a medida que la superficie
reflectante es ms rugosa, se pierde el brillo.
REFLACTANCIA ESPECULAR Cuando la luz alcanza una superficie,
parte de esa luz penetra en ella. All puede que sea absorbida,
dispersada o, incluso si la capa es lo bastante delgada,
transmitida.
Sin embargo, debido al cambio entre el ndice refractivo del aire
y el de la mayora de las sustancias, parte de la luz incidente se
ve reflejada por la superficie. La distribucin angular de esta luz
depende de la naturaleza de esa superficie, pero la luz que se
refleja en un
ngulo opuesto al de la luz incidente se llama reflectancia
especular (specular reflectance). La luz que sale reflejada por la
sustancia en si se llama reflectancia corporal (body
reflectance).QUMICA TEXTIL Pgina 20 / 54
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REFLACTANCIA NO ESPECULAR
Superficie rugosa
A = Rayo incidente Normal
B = Rayo reflejado
Fenmeno de Absorcin: La luz que no se refleja puede ser
absorbida o perdida como luz visible al haber sido convertida en
color. Si el material absorbe solo parte de la luz incidente,
aparece ante la vista como coloreada siendo aun transparente; pero
si toda la luz es absorbida, el material es opaco y de color negro.
El material puede tambin absorber preferencialmente algunas
radiaciones tomando una coloracin determinada.
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1
EL OBSERVADOR HUMANO
LA VISIN DE LOS COLORES El observador (OJO + crtex) es el tercer
elemento del trinomio. La percepcin visual es el resultado de la
interpretacin efectuada por el cerebro, de la luz percibida por los
ojos, modificada y transmitida por los objetos o emitida
directamente por las fuentes luminosas.
EL OJO HUMANO
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La retina contiene los rganos receptores de la visin, que son
LOS CONOS Y LOS BASTONES. Los conos son responsables de la visin
FOTPICA (diurna o de da) y son esencialmente sensibles a la
percepcin de los colores, mientras que los bastones son
responsables de la visin ESCOTPICA (nocturna o de noche) y son
esencialmente sensibles a la variacin de la claridad.
La distribucin es de aproximadamente 7 millones de conos y 120
millones de bastones. Todos tienen la misma sensibilidad pero los
bastones estn agrupados sobre salientes comunes de una mayor
sensibilidad a la visin lateral (donde estn situados en su mayor
parte). Hay tres clases de conos (azules, verdes y rojos) cuyas
mximas sensibilidades se sitan, respectivamente, a 430, 530 y
560 nm.QUMICA TEXTIL Pgina 23 / 54
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Su distribucin media es de 40 verdes por 20 rojo anaranjados y 1
azul. Los conos se encuentran en la retina y ms concretamente en la
fvea.
En la colorimetra visual e instrumental debe asegurarse que las
condiciones de iluminacin sean normales (de aproximadamente 1500
Lux), es decir equivalentes a las de la visin fotpica.
La C.I.E. en 1960 propuso un Observador Patrn bajo un ngulo
slido de 10; en un comienzo se pens en un Observador Patrn
bajo un ngulo slido de 2, pero se demostr que los resultados de
los clculos calorimtricos bajo este ngulo de 2 no eran
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COLORIMETRA TEXTIL perfectamente conformes a la observacin
visual para las longitudes de onda corta (especialmente para el
violeta).
La C.I.E. recomend un sistema basado en tres colores primarios
ideales, los cuales pueden ser medidos cuando se mezclan. Estos
colores son: ROJO, AZUL, VERDE.
CLCULOS COLORIMTRICOS X, Y, Z.
La utilizacin de funciones colorimtricas x, y, z del observador
patrn permite convertir una curva espectral en tres nmeros llamados
valores triestmulos XYZ, que establecen la identificacin del color
de un objeto o de una fuente de luz en base a tres valores
numricos.
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Para realizar los clculos de los valores triestmulos se utiliza
la siguiente frmula:
X = 400700 E (). R(). x().
Donde: E = Energa de la fuente (Iluminante) R = Factor de
reflectancia del objeto x = Funcin colorimtrica del observador
patrn = Longitud de onda
De la misma manera que para X, se realiza los clculos para Y y Z
segnQUMICA TEXTIL
el
mismo
procedimiento
1,
sustituyendo
la
funcin
colorimtrica x, por y o por zPgina 26 / 54
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ELEMENTOS DEL TRINOMIO QUE INTERVIENEN EN LA PERCEPCIN DEL
COLOR
METAMERISMO
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COLORIMETRA TEXTIL Se denomina Metamerismo, cuando dos objetos
coloreados de curva espectral diferente presentan apariencias
coloreadas idnticas bajo una condicin definida de iluminacin y de
observacin, y apariencias iluminacin. A nivel colorimtrico, el
metamerismo se da cuando los valores triestmulos XYZ de los objetos
son idnticos bajo un iluminante y diferentes bajo otro iluminante.
diferentes cuando cambian las condiciones de
FLARE: Cambio de color de un objeto por la utilizacin de
diferentes iluminantes. Si el FLARE de un colorante es bajo, no va
a ser metamrico.
DIAGRAMA DE CROMATICIDAD CIE 1931 COLORES
-
TRINGULO DE
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COLORIMETRA TEXTIL Una vez definido el observador patrn, la CIE
recomend un diagrama de cromaticidad para identificar los aspectos
cromticos con independencia de la claridad. En ese diagrama, las
coordenadas tricromticas de los colores puros del espectro visible
forman una curva en forma de herradura de caballo (o spectrum
locus). En el interior de este diagrama (llamado tambin tringulo de
colores) se representan todos los colores posibles (en luz) y cada
punto en el interior de esta superficie tiene una cromaticidad
diferente. En la parte central del diagrama se encuentra un punto
blanco neutro (x = 0,333; y = 0,333) de la fuente de igual energa.
En la parte superior se encuentran los verdes y los azules, los
violetas estn en la parte inferior izquierda y los rojos en la
parte inferior derecha. En ese diagrama los principales iluminantes
estn en la zona central blanca. El iluminante A (fuente
incandescente) esta en la zona mucho ms amarilla / anaranjada que
los dems iluminantes, lo cual es lgico teniendo en cuenta su
temperatura de color y su cromaticidad, mientras que el iluminante
D65 se encuentra prximo a la zona central.
Uno de los mtodos para definir e identificar ms fcilmente un
color en el diagrama CIE 1931, a parte de utilizar los valores
triestmulos ( X; Y; Z x, y ) , consiste en definir la longitud de
onda dominante y la pureza colorimtrica. Este mtodo ofrece una
mejor correlacin entre los valores numricos de la colorimetra y la
observacin visual porque permite identificar un color en trminos de
saturacin como la clasificacin visual. tono y de
CONCLUSIN:
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COLORIMETRA TEXTIL El sistema X, Y, Z, establecido por la
cientfica de la colorimetra moderna. CIE en 1931 es la base
LOS ESPACIOS COLORIMTRICOS:
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COLORIMETRA TEXTIL El conjunto de los colores constituye un
espacio provisto de una estructura. Lo cual ilustra la posibilidad
de definir los colores por
nmeros, aportando de este modo un criterio de clasificacin
objetivo.
EVOLUCIN DE LOS ESPACIOS COLORIMTRICOS DESDE 1905 A 1976
En 1905,
MUNSELL
propuso una organizacin espacial de la
clasificacin de los colores basada en tres criterios
independientes: Claridad Tono Saturacin
En 1915, MUNSELL edita un atlas del color manifiesto lo
siguiente:
en la cual puso de
Una organizacin visualmente equilibrada (espacio uniforme) Un
mtodo de identificacin recproca de los
colores en el cual cada color solo poda ocupar un nico
lugar.
Ms adelante WRIGHT, trato de situar ene l espacio colorimtrico
los umbrales diferenciales de cromaticidad en trminos de
coordenadas colorimtricas x e y.
La experiencia de MacADAM llev a elipses de perceptibilidad de
tamaos diferentes segn sus colores y sus posiciones.
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COLORIMETRA TEXTIL En ambos casos se obtienen ejes y dimensiones
que varan
considerablemente de un punto a otro del diagrama de
cromaticidad, demostrando as la no uniformidad del espacio CIE
1931. Finalmente, en 1976, la CIE recomend dos nuevos sistemas:
el
CIELUV y el CIELAB, cuyos mritos respectivos fueron a menudo
objeto de debate. Para distinguirlos de los dems sistema s y
particularmente del sistema HUNTER, todos sus parmetros llevan un
asterisco ( * ) por ejemplo: L* , a* , b* . El sistema CIELUV es
una transformacin lineal y por consiguiente aplicable a las mezclas
aditivas, por ejemplo, el estudio de las luces en televisin. El
sistema CIELAB esta reservado al estudio de los colores de
superficie o de objeto. Actualmente, es el sistema ms utilizado
en las aplicaciones de la colorimetra moderna.
EL ESPACIO COLORIMTRICO CIELAB
El espacio CIE 1976, llamado el sistema CIELAB, se basa en una
transformacin matemtica del sistema CIE 1931. En el espacio CIELAB,
encontramos el mtodo de identificacin tridimensional, retomando la
teora de los tres pares antagnicos:
Blanco Rojo
-
Negro Verde Azul
Amarillo -
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COOC COORDENADAS RECTANGULARES
El sistema CIELAB tambin tiene las propiedades de un espacio
euclidiano. Cada uno de sus puntos puede referenciarse por:
Coordenadas rectangulares donde: L* = Claridad a* = Componente
Rojo Verde b* = Componente Amarillo Azul
Coordenadas polares
L* = Claridad C* = Croma o saturacin. h = ngulo de Tono
tonalidad cromtica
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COORDENADAS RECTANGULARES Y POLARESDesde la aparicin de la
colorimetra moderna, hemos pasado de lo subjetivo a lo objetivo en
la definicin del color
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DIFERENCIAS DEL COLOR E EN EL SISTEMA CIELAB
La bsqueda de un espacio de color uniforme tambin tiene por
objeto permitir la evaluacin de diferencias de color a travs de la
medicin de la distancia geomtrica que separa los puntos de color
dentro de un espacio. En el sistema CIELAB, la diferencia total del
color E* integra la diferencia de las tres variables independientes
o sea:
-
en coordenadas rectangulares L* , a* , b* :
Diferencia de claridad sobre el eje L* expresada por L*.
Diferencia cromtica rojo verde sobre el eje a* expresada por a*
Diferencia cromtica amarillo azul sobre el eje b* expresada por
b*
-
en coordenadas polares L* , C* , h : Diferencia de claridad
sobre el eje L* expresada por L* Diferencia de croma saturacin
sobre el radio C* expresada por C* Diferencia de ngulo de tono
sobre h expresada por h y en grado de ngulo
Por consiguiente, el espacio
CIELAB
ofrece la posibilidad de
expresar las diferencias del color de dos modos: QUMICA
TEXTIL
L*
,
a*
,
b*
(coordenadas
rectangulares) L* , C* , h (coordenadas polares)Pgina 37 /
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DIFERENCIAS DEL COLOR EN EL SISTEMA CIELAB EN COORDENADAS
RECTANGULARES Y POLARES
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DIFERENCIA DE COLOR EN EL SISTEMA CIELAB EN MODO L*, a*, b* Al
expresar L* la diferencia de claridad, el signo de la diferencia
muestra el sentido de la variacin en relacin a la percepcin
psicosensorial. Valor negativo : diferencia hacia lo oscuro (negro
Valor positivo : diferencia hacia lo claro (blanco)
Del mismo modo, las proyecciones sobre los otros dos componentes
principales a* y b* que definen el plano cromtico expresarn: a* ,
la diferencia cromtica rojo verde, b* , la diferencia cromtica
amarillo azul
El signo de la diferencia indica el sentido de la variacin: a*
positivo, ms rojo a* negativo, ms verde b* positivo, ms amarillo b*
negativo, ms azul Estos valores ( a* y b*) pueden ser completados
tambin por una informacin ms global : La diferencia de cromaticidad
(c). La diferencia de cromaticidad (c) representa, en la diferencia
total de color (E*), la variacin que no es debida a la claridad
(L*)
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E* = [(L*)2 + (a*)2 + (b*)2] E* = [(L*)2 + (c)2] c = [(a*)2 +
(b*)2]
DIFERENCIA DE COLOR EN EL SISTEMA CIELAB EN MODO L*, C*, h*
La utilizacin de coordenadas cilndricas L* C* h en el espacio
CIELAB, permite expresar el color y las diferencias de colores como
lo percibimos visualmente y separar la diferencia de tono (h), la
diferencia de claridad (L*) y la diferencia de saturacin (C*) en la
diferencia total de color (E*). La diferencia total del color (E*)
componentes principales en: Diferencia de claridad: L*,
se descompone segn sus
de
valor
e
interpretacin idnticos a la expresin en L*, a*, b*. Diferencia
de croma: C*, que representa la diferencia de las distancias desde
cada punto de color hasta el eje de claridad.
C* = C*1 - C*0Donde C*0 = Saturacin del patrn C*1 = Saturacin de
la muestra
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COLORIMETRA TEXTIL
Si C* es positivo, la muestra esta ms saturada que el patrn Si
C* es negativo, la muestra est menos saturada que el patrn
Diferencia de ngulo de tono: h, que representa la diferencia
angular (en ) entre las direcciones de los
vectores que designan los dos tonos a comparar. Este valor
transformado en diferencia de distancia para ser
homogneo con respecto a los dems trminos de la diferencia, se
convierte en la diferencia de tono: H*, al integrarse a la
diferencia total de color E*.
H* = [(E*)2 - (L*)2 - (C*)2]
CLCULOS DE DIFERENCIA DE COLOR
I.- CON COORDENADAS RECTANGULARES
Color: Amarillo
L* Estndar: Lote: 69.61 69.72
a* 34.12 34.34
b* 80.96 80.86
C* 87.86 87.85
h 67.15 66.99
DL* = L*Lote - L*Estndar DL* = 69.72 69.61 DL* = 0.11 Si
calculamos anlogamente para los otros parmetros, obtendremos los
siguientes resultados
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LOTE L* a* b* C h 69.72 34.34 80.86 87.85 66.99
ESTNDAR 69.61 34.12 80.96 87.86 67.15
DIFERENCIAS CUADRADOS 0.11 0.22 -0.1 -0.01 -0.16 0.0121 0.0484
0.01 0.0001
Aplicando la frmula:
E* = [(L*)2 + (a*)2 + (b*)2]
E* = [(0.0121) + (0.0484) + (0.02)] E* = [0.0705] E* = 0.27
II.- CON COORDENADAS POLARES H = C x h H = C Sen h h = 0.16h
C H
sen h = 0.002792 H2 = 0.06018
H = 87.85 x 0.002792 H = 0.2453
Aplicando La frmula:
E * = [(C*)2 + (L*)2 + (H*)2]
E * = [(0.0001) + (0.0121) + (0.06018)] E* = [0.0723] E* =
0.27
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COLORIMETRA TEXTIL
SISTEMA DE CONFORMIDAD CMC
En el Reino Unido, donde investigaciones interrumpidas han sido
realizadas desde 1970, una modificacin de las formulas CIELAB ha
sido elaborada progresivamente y despus ensayada por decenas de
miles de evaluaciones visuales, siendo por fin normalizada por la
British Standard Institution. Este mtodo, conocido primero bajo el
nombre de JPC79, se denomina ahora CMC (Colour Measurement
Committee of the Society of Dyers and Colourists).
En su principio el mtodo implantado es sencillo. Se retoma la
frmula de base del clculo de una diferencia total de color (DE) en
el sistema CIELAB expresada en L* C* H* , pero se ponderan las
diferencias de claridad, croma y tono mediante trminos correctores,
ligados ellos mismos a la claridad, el croma y el tono.
2
2
2
DECMC=
L* 1SL
+ C* cSC
+ C* SH
1/2
donde para SL - si L* < 16 SL = 0,511 - si L* 16 SL =
0,040975L* 1 + 0,01765L* donde para SC SC = 0,0638C* 1 + 0,0131C*
donde para SHQUMICA TEXTIL Pgina 43 / 54
+ 0,638
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SH = (FT +1 F) SC
1/2
Donde F=
C*4 C*4 + 1900
Y T = 0,36 +
0,4 Cos (35 + h)
Salvo si 164 < h < 345 oT = 0,56 + 0,2 Cos (168 + h)
absoluto.
Los trminos correctores (SL SC SH) han sido evaluados
empricamente y se expresan mediante frmula que permiten un clculo
previo. Adems, dos factores suplementarios I y c pueden modular los
resultados segn la naturaleza particular del problema planteado,
especialmente la aceptabilidad de una diferencia. Los parmetros I y
c, ajustables por el usuario, pueden ser ambos iguales a 1, el caso
ms frecuente al evaluar la perceptibilidad de las diferencias de
color. Se puede modificar y aumentar 1 y c para evaluar la
aceptabilidad (por ejemplo, la industria textil 1=2 y c=1).
FORMULA DE ACEPTABILIDAD CIE 94
La divulgacin de la colorimetra instrumental para la evaluacin
de las diferencias de color y la correlacin entre la medicin de las
diferencias colorimtricas y la observacin visual ha planteado
algunas dificultades durante los ultimo aos. En efecto, diferencias
significativas ha sido
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COLORIMETRA TEXTIL constatada entre la amplitud de la diferencia
de color evaluada colorimtricamente y la percepcin visual de esta
diferencia.
Recordemos que el objetivo del sistema recomendado para la
evaluacin colorimtrica de la diferencia de color es proporcionar un
modelo de clculo en perfecto acuerdo con la percepcin visual de las
diferencias por un observador patrn y de las condiciones de
observacin y de iluminacin representativas de las aplicaciones
industriales (condiciones de diferencias).
En el marco del perfeccionamiento de las frmulas de
aceptabilidad y diferencia de color, la CIE recomend en 1994 una
extensin del
espacio de color CIE 1976 (CIELAB) y de la frmula de diferencia
de color para la evaluacin de las diferencias de color industrial,
con factores de la contribucin de las diferencias de claridad (L*),
de saturacin (C*) y de tono (H*) en la diferencia total de color
(E*).
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COLORIMETRA TEXTIL
DIAGRAMA DE CROMATICIDAD CIE 1976
Adems, esta frmula de diferencia de color as modificada ha sido
completada por condiciones de observacin que sirven de base para la
presentacin y observacin de muestras: se denomina frmula CIE 94. En
su nueva forma, la frmula CIE es la siguiente:
2
2
2
E94 =
L* kL.SL
+
C* kC.SC
+
C* kH.SH
1/2
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La diferencia total de color E*94 entre dos muestras de color
representa la distancia ponderada y ajustable por el usuario en el
espacio CIE 1976 (CIELAB), teniendo en cuenta los componentes de
esta diferencia de color que son la diferencia de claridad L*, la
diferencia de croma C* y la diferencia de tono H* para condiciones
fijas. Los factores SL SC SH representan, respectivamente, los
factores de ponderacin de las diferencias de claridad, croma y
tono. Se calculan y ponderan de la siguiente manera:
SL=1
SC=1 + 0,045 C*
SH=1 + 0,0015 C*
Los factores kL kC kH son los factores correctores ligados a las
condiciones de observacin de las muestras. Las condiciones de
referencia son definidas experimentalmente como condiciones tpicas
para la observacin de los colores de superficie.
Las condiciones de referencia son: Alumbramiento iluminacin:
fuente que simula el iluminante patrn luz de da tipo D65,
Iluminacin de las muestras con un nivel de
aproximadamente 1000 Lux, Entorno: fondo de observacin uniforme
de color gris neutro y de claridad L*=50. Las superficies de
observacin (muestras) deben, en la medida de lo posible, respetar
las condiciones siguientes: o La dimensin y la distancia de
observacin deben iluminarse de modo que el campo de visin sea
superior a 4 de ngulo slido. o Las muestras deben estar colocadas
una al lado de la otra, sin separacin, con un contacto directo de
talQUMICA TEXTIL Pgina 47 / 54
COLORIMETRA TEXTIL manera que la lnea de separacin sea tan poco
perceptible como posible. o La estructura, la textura y el color
deben ser lo ms uniformes posibles.
As mismo, debe observarse que los factores correctores kL kC kh
estn an muy mal evaluados para las condiciones particulares
(estudios en cursos). Los factores correctores kL kC kH son iguales
a 1 para las condiciones de referencia. De una manera general, en
la industria textil,se utilizan los siguientes factores kL =2 y kC
=kH = 1. La frmula de diferencia de color de la CIE debe
referenciarse y escribirse en la forma DE*94, con la abreviatura
CIE 94. por otra parte cuando se utiliza con factores correctores
kL kC kh distintos a 1, stos deben mencionarse despus de la
abreviatura E*94 ejemplo textil: CIE 94 (2:1:1) con el smbolo E*94
(2:1:1) para los factores kL = 2 y kC = kH = 1.
INSTRUMENTOS PARA MEDIR EL COLOR Hay dos tipos principales de
instrumentos para medir el color de superficies opacas:
Espectrofotmetros de reflectancia y colormetros.
ESPECTROFOTMETRO DE REFLECTANCIA Los espectrofotmetros de
reflectancia miden la cantidad proporcional de luz reflejada por
una superficie como una funcin de las longitudes de onda para
producir un espectro de reflectancia. El espectro de reflectancia
de una muestra se puede usar, junto con la funcin del observador
estndar CIE y la distribucin relativa de energa espectral de un
iluminante para calcular los valores triestmulos CIE XYZ para esa
muestra bajo ese iluminante.
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El funcionamiento de un espectrofotmetro consiste bsicamente en
iluminar la muestra con luz blanca y calcular la cantidad de luz
que refleja dicha muestra en una serie de intervalos de longitudes
de onda. Lo ms usual es que los datos se recojan en 31 intervalos
de longitudes de onda (los cortes van de 400 nm, 410 nm, 420 nm 700
nm). Esto se consigue haciendo pasar la luz a travs de un
dispositivo monocromtico que fracciona la luz en distintos
intervalos de longitudes de onda. El instrumento se calibra con una
muestra o loseta blanca cuya reflectancia en cada segmento de
longitudes de onda se conoce en comparacin con una superficie de
reflexin difusa perfecta.
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La reflectancia de una muestra se expresa como una fraccin entre
0 y 1, o como un porcentaje entre 0 y 100. Es importante darse
cuenta de que los valores de reflectancia obtenidos son valores
relativos y, para muestras no fluorescentes, son independientes de
la calidad y cantidad de la luz usada para iluminar la muestra. As,
aunque los factores de reflectancia se midan usando una fuente de
luz concreta, es perfectamente correcto calcular los valores
colorimtricos para cualquier iluminante conocido.
GEOMETRA PTICA DE UN ESPECTROFOTMETRO La geometra ptica del
instrumento es importante. En algunos instrumentos, se usa una
esfera integradora que permite iluminar la muestra de forma difusa,
de forma igualada desde todos los ngulos, mientras que la luz
reflejada se recoge en un ngulo
aproximadamente perpendicular a la superficie de la muestra.
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Otros instrumentos, por el contrario, iluminan la muestra desde
un ngulo determinado y recogen la luz reflejada desde otro ngulo.
Un caso tpico es que la muestra se ilumine desde un ngulo de 45 con
respecto a la superficie y que la luz reflejada se mida desde un
ngulo 0. A esto se le llama "geometra 45/0. Lo contrario es la
geometra 0/45. Las geometras basadas en la esfera antes mencionadas
se conocen como D/0 y 0/D. Es extremadamente difcil establecer la
correspondencia de medidas tomadas entre instrumentos cuya geometra
ptica no sea idntica. Para la mayora de las superficies, la
reflectancia cambia segn los ngulos de iluminacin y
observacin. Las cuatro geometras estndares establecidas por CIE
son: 1. Iluminacin difusa y toma de la luz en la normal (D/0). 2.
Iluminacin en la normal y toma de la luz difusa (0/D). 3.
Iluminacin a 45 y toma de la luz en la normal (45/0) 4. Iluminacin
en la normal y toma de la luz a 45 (0/45). COLORMETROS Los
colormetros miden los valores triestmulos de forma ms directa y
funcionan usando tres filtros de amplio espectro. En consecuencia,
los colormetros no pueden proporcionar datos de reflectancia
espectral, pero muchas veces son preferibles a los
espectrofotmetros debido a su bajo coste de fabricacin y facilidad
de transporte.
FUNCIONAMIENTO DE UN COLORMETRO Los colormetros miden valores
triestmulos ms directamente que los espectrofotmetros y funcionan
basndose en filtros de color. Por eso, los colormetros no
proporcionan datos de reflectancia espectral.
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Sin embargo, muchas veces son preferibles a los
espectrofotmetros debido a que son comparativamente ms baratos de
fabricar y fciles de transportar.
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BIBLIOGRAFA 1. Alain Chrismet 2. 3. Color Colorimetra Datacolor
Internacional
Gretag Macbeth Fundamentals of Color and Appearance Informacin
del Color de Internet
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