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Marcello [email protected] Didattiche – Il Colore
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Le Schede Didattiche di ProfilocoloreIL COLORE
Sorgenti di luceColori
Riflettanza
Marcello [email protected]
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La luce:natura e caratteristiche
La luce è una radiazione elettromagnetica
esattamente come lo sono:
le onde radio
i raggi X
i raggi gamma
Etc.
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La luce:natura e caratteristiche
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Noi vediamo solo onde elettromagnetiche
con lunghezze d'onda comprese
tra i 400 nanometri (blu)
ed i 700 nanometri (rosso)
La luce:porzione di spettro EM visibile
400 nm 700 nm
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Al di fuori di questa porzione di spettro
elettromagnetico
i nostri occhi non sono più sensibili
e anche in presenza di sorgenti di energia
a noi appare tutto buio
Oltre il visibile
UV
Spettro visibile
IR1 IR2 IR3Blue Green Red
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Sorgenti di luce
In generale una sorgente di luce emette contemporaneamente molte radiazioni
di diverse lunghezze d'onda ed ampiezze
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Corpo nero etemperatura di colore in Kelvin
Un corpo portato atemperatura sufficientemente alta
(ad esempio un pezzo di ferro del fabbro)emette uno spettro di radiazioni nel campo visibile
che ci appare di un certo colore.
Esiste una relazione fisica tra la
Temperatura del corpo (in gradi kelvin)
ed il Colore assunto
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Corpo nero etemperatura di colore in Kelvin
1000 K
10000 K5000 K
2500 K
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Il Sole
Le radiazioni emesse dal Sole sono (per fortuna...)in parte assorbite dall'atmosfera
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Luce bianca
Noi chiamiamo luce BIANCA unamiscela di ampiezze e lunghezze d'onda
che somigli alla radiazione del Sole
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Luce colorata
Quindi consideriamo bianche la luce del Sole e tutte le sorgenti che mettono una luce con una
composizione spettrale simile a quella del Sole.
Ogni volta che l'occhio viene raggiunto da una radiazione con una composizione spettrale
abbastanza diversa da quella del Sole, allora diciamo che stiamo vedendo un colore.
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Luce colorata
La luce può essere
colorata sin dalla sorgente
o diventare colorata
per riflessione su una superficie
o per trasmissione attraverso un vetro colorato
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Esempio: luce ad incandescenza
Le lampade ad incandescenza (ormai fuori mercato per la scarsa efficienza) emettono una
radiazione pari a circa 2500 K.
Le lampade alogene (incandescenza ad alta temperatura) emettono radiazioni equivalenti a
3200 K.
Per entrambi i tipi la maggior parte di energia assorbita viene emessa nella zona degli
infrarossi, quindi non utile ai fini della visione normale
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Esempio: luce ad incandescenza
La colorazione appare giallognola(luce “calda”)
Non c'è grande differenza tra le due.Grande emissione di IR!!
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Esempio: lampade a scarica di gas
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Esempio: luci LED
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Spettro di emissioneriflettanza e spettro riflesso
Il colore che noi percepiamo di una superficie o di un oggetto è il risultato di come si combinano la luce che illumina il nostro soggetto (illuminante) con la natura della sulla superficie stessa che potrebbe riflettere in modo diverso le varie lunghezze d'onda contenute nella luce che lo illumina.
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Spettro di emissioneriflettanza e spettro riflesso
Illuminante(luce incandescenza)
Radianza spettrale:Natura della luce che
raggiunge i nostri occhi
Superficie - soggetto
X
=
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Spettro di emissioneriflettanza e spettro riflesso
Il vero colore di una superficie è descritto da una curva, la riflettanza spettrale, che indica per ogni lunghezza d'onda la
quantità di luce che viene riflessa.
La riflettanza non dipende dalla luce utilizzata.
Una superficie rossa non rifletterà lunghezze d'onda corrispondenti al blu ed al verde, ma solo quelle nel rosso.
Una superficie rosso brillante rifletterà molto le lunghezze d'onda del rosso, una superficie rosso scuro rifletterà le componenti del
rosso in misura minore
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Spettro di emissioneriflettanza e spettro riflesso
IlluminanteRadianza spettrale
/ =
Superficie - soggettoRiflettanza spettrale
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Spettro di emissioneriflettanza e spettro riflesso
IlluminanteRadianza spettrale dipendeanche da:
Superficie - soggettoRiflettanza spettrale
dipende solo da:
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Importante!
Affinché una superficie appaia illuminata,
ovvero sia visibile, è necessario che lo
spettro della sorgente di luce e la
riflettanza spettrale della superficie
abbiano una
porzione di spettro in comune
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Esempi
Se illumino una superficie rossa, ad esempio,con una luce blu
la superficie apparirà nera
Se illumino una superficie gialla con una luce verdela superficie apparirà verde
perché una superficie gialla assorbe il blu, e riflettesia il rosso che il verde
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Neutri, colori e riflettanza
Una superficie ha colore neutro (dal bianco al nero)quando riflette in ugual misure tutte le lunghezze d'onda
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Neutri, colori e riflettanza
Una superficie ci appare colorata quando riflettein modo diverso le diverse lunghezze d'onda
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Neutri, colori e riflettanza
La tacca rossa, ad esempio, non riflette quasi nulla tra i 400 ed i 600 nanometri,poi dai 600 ai 700 mostra una forte riflettanza.
Se invece la riflettanza elevata si estende dai 500 ai 700nm,allora siamo in presenza di un colore giallo
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Misura della riflettanza
Per i fisici il colore è un insieme di valori, è un grafico che rappresentala quantità di energia riflessa da una superficie al variare della lunghezza d'onda.
La riflettanza si misura utilizzando uno strumento: lo spettroradiometro.
Ma l'occhio umano non è in grado di registrare così tante informazioni per ogni singolo colore.
Quello che fa l'occhio è una misura sommaria delle componenti intorno al blu, al verde ed al rosso, secondo le curve di sensibilità dei coni della retina.
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Sensibilità dell'occhio eColorimetria
Curve di sensibilità dell'occhio
Color Matching Functions (CMF)Curve di sensibilità standard
della colorimetria CIE '31,derivate per trasmormazioni
matematiche da quelle dell'occhio
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Colorimetria
Nella colorimetria qualsiasi spettro nel visibile viene pesato (valutato, misurato) attraverso tre
curve di sensibilità detteColor Matching Functions.
Questa pesatura fornisce tre valori(medie pesate: X, Y, Z) detti
coordinate colorimetriche dello spettro.
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Colorimetria ecoordinate colorimetriche
Superfici colorate
Riflettanze
mediepesatecon leCMF
X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z
XYZ
Coordinate colorimetriche
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Curve di sensibilitàdella fotocamera
Sono diverse da quelle dell'occhioSono diverse dalle CMF
Ma sono ottimizzate per discriminare al massimo i colori
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Fotocamera evalori RGB
Superfici colorate
Riflettanze
mediepesatecon la
fotocamera
R G B R G B R G B R G B R G B R G B
RRGB
Componenti RGB della fotocamera
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Dalla fotocamera (RGB)alla colorimetria (X Y Z)
Superfici colorate
R G B R G B R G B R G B R G B R G B
Bilanciamento del bianco
Profilo di colore della fotocamera (file.ICC)(conversione RGB → XYZ)
X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z
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Diagramma di cromaticità
X Y Z:coordinate colorimetriche assolute
x y z:coordinate colorimetriche relative(perdita misura luminosità)
x y:coordinate cromatiche
diagramma di cromaticità
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Dalla scena fisica alle misure
Spettrofotometro/spettroradiometro
X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z X Y ZColorimetro
Termocolorimetro K K K K K K
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R G B R G B R G B R G B R G B R G B
Bilanciamento del bianco
Profilo di coloredella fotocamera (file.ICC)
X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z X Y Z
Dalla scena fisica alle misure
Coordinate colorimetriche PER OGNI PIXEL della scena
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Profilocolore SrlGli specialisti del colore, ed oltre!
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