LEZIONE 7 Colore Colore: qualità
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LEZIONE 7 Colore: Colore qualità della sensazione visiva, soggettiva e non comunicabile Colorimetria: Colorimetria quantificazione di eguaglianze fra colori Di che colore è questa mela? Rossa Rosso Vivo Verde Rosso Fuoco Scomposizione luce bianca: Newton 1666 Luce monocromatica ROSSI GIALLI VERDI BLU VIOLA 590-780 560-590 490-560 450-490 380-450 regioni spettrali dei principali colori (in nanomentri) INFRAROSSO ULTRAVIOLETTO N.B.: colori spettrali cioè cui corrisponde una singola lunghezza d’onda Il giallo si ottiene togliendo la radiazione blu dalla luce bianca ecc. Non esistono colori primari !! LUCI PIGMENTI R C W B G Sintesi additiva di luci K Y M Sintesi sottrattiva di pigmenti Il Colore o Tinta (rosso, giallo, verde ecc.) La Luminosità o Chiarore (più scuro, più chiaro ecc.) Rappresentazione in uno spazio 3D La Saturazione o Purezza (più intenso, più spento ecc.) 1905 Colore fisico Misura della radiazione diffusa da una superficie. Colore psicometrico Color apparence spettrofotometria Misura del colore dipendente dalla fisiologia della visione. colorimetria Come appare il colore in seguito alla elaborazione nella corteccia cerebrale. 1 IL COLORE FISICO ? IL COLORE E’ UNA PROPRIETA’ FISICA DEGLI OGGETTI descritta da una Grandezza Fisica Assoluta: IL FATTORE DI RIFLESSIONE SPETTRALE = quantità di radiazione retrodiffusa da una superficie in dipendenza della lunghezza d’onda. R(λ λ) = Er Ei SORGENTE OGGETTO OSSERVATORE Prima di effettuare una misurazione bisogna concordare le convenzioni matematiche da utilizzare in modo da definire inequivocabilmente i risultati 1 Spazio Colore 2 Osservatore 3 Illuminante/i Radiometria: Radiometria misura della radiazione elettromagnetica Fotometria: Fotometria misura della luce (radiazione visibile) Spettroradiometria: Spettroradiometria misura dell’energia della luce alle singole lunghezza d’onda Misura dell’ energia riflessa per ogni λ rispetto a uno standard calibrato Misura delle grandezze psico-fisiche della radiazione elettromagnetica visibile all’occhio umano L’utilizzo del termine ’Luminoso’ si riferisce alla capacità percettiva dell’uomo e quindi alla radiazione visibile Grandezze Radiometriche Filtro: Funzione di Luminosità Std CIE Grandezze Fotometriche La fotometria diventa una scienza moderna nel 1942 quando la CIE introduce il concetto di risposta dell’occhio umano medio 2 IL COLORE PSICOMETRICO (La visione del colore) L’Occhio Umano – La retina • Coni - (6 milioni) – Sensibili a onde CORTE (Blu), MEDIE (Verde) e LUNGHE (Rosso) • Bastoncelli - (100 milioni) visione monocroma • Terminali nervosi - (1 milione) Sensibilità notturna (scotopica) Sensibilità diurna (fotopica) RETINA Coni e bastoncelli Cellule nervose ASSONI L U C E VISTA E VISIONE AREE DEL CERVELLO RESPONSABILI DELL’ELABORAZIONE DELLO STIMOLO VISIVO RISPOSTA DELLE CELLULE NERVOSE A STIMOLI LUMINOSI COLORATI picco di sensibilità dei coni a 420, 530, 560 nm LUCE E COLORE SORGENTI PRIMARIE DI LUCE (EMISSIONE) SORGENTI SECONDARIE DI LUCE (RIFLESSIONE) 1^ Livello eccitato E1=hν ν1 Livello intermedio E2=hν ν2 Stato fondamentale Alcune molecole, dopo essere state eccitate da un fotone di alta energia (E=hν), hanno una certa probabilità di emettere luce dopo alcuni picosecondi. In questi casi l’energia associata alla radiazione emessa è inferiore a quella assorbita e quindi la rispettiva lunghezza d’onda è superiore di quella di assorbimento. COLORE PER DIFFRAZIONE COLORANTI ORGANICI CROMOFORI STRUTTURA BASE PRESENTE IN NA MOLECOLA DI COLORANTE O IN UN PIGMENTO ORGANICO CIANINE: LA λ DI ASSORBIMENTO AUMENTA CON IL NUMERO DI DOPPI LEGAMI •AZOICI •FTALOCIANINE (BLU E VERDI) •ANTRAQUINONI (GIALLI, ARANCIONI) •QUINACRIDONI (ROSSI, VIOLA) Young 1801: teoria della trivarianza visiva rosso – blu - verde Helmoltz: Spazio tristimolo basato sulle attivazioni di tre recettori RGB Spazio 3D che rappresenta tutti i colori spettrali come combinazione lineare dei 3 vettori generatori Hering 1878: sei colori percepiti come coppie antagoniste bianco-nero rosso-verde blu-giallo Spiega fenomeni di apparenza del colore e i colori non spettrali 3 Sorgenti Primarie RGB COMPOSIZIONI SPETTRALI DIVERSE E INDIPENDENTI Per sovrapposizione di tre luci (pure) di potenza modulabile si possono ottenere tutti i colori spettrali Ogni Primario genera uno STIMOLO R, G, B r(λ), g(λ), b(λ) Ogni sensazione di colore si può riprodurre miscelando opportunamente le tre sorgenti base Colore spettrale RGB : Spazio tristimolo basato 3 luci monocromatiche ’primarie’ a 436,546,700 nm r(λ λ) g(λ λ) b(λ λ) : funzioni tricromatiche dell’osservatore umano medio Risposta % R X rλ x _ z Z 100 75 G Y B Z gλ bλ y z y _ x X 50 25 400 500 600 700 Lunghezza d’onda λ xλ, y λ, z λ Valori Tristimolo per quantità unitarie di energia di tutti i colori spettrali Costruito da trasformazioni di RGB: X Y Z sono tre luci immaginarie t.c. - il campo spettrale è limitato a una zona in un piano - Y rappresenta la luminosità - nessun valore negativo -z=0 Funzioni colorimetriche x y z per un osservatore medio X Y Z DIAGRAMMA DI CROMATICITA’ x + y + z = 1 da cui z = 1- (x+y) quindi Spazio Yxy Con Y = luminosità Luogo delimitato dei colori spettrali percepiti dall’occhio Uguali distanze sul grafico CIE 1931 non rappresentano una uguale percezione della differenza di colore da parte dell’occhio umano a causa della non linearità del fenomeno percettivo umano! 3 L’apparenza del colore Costanza del colore sotto differenti fonti di illuminazione’ Colori non spetrali (marrone, verde scuro, rosa …) COLORI NON SPETTRALI Dimensioni degli oggetti Sfondo Luminosità Angolo di osservazione Natura della superficie neurofisiologia della visione: le cellule nervose non elaborano le informazioni sui colori ma quelle sui contrasti cromatici fra aree prossime Teoria di Hering: 3 meccanismi di opponenze cromatiche giallo-blu rosso-verde bianco-nero L*a*b* con L = f (Y) a = f (x,y) b = f (y,z) DIFFERENZE DI COLORE NEL SISTEMA CIELab ∆E = (∆ ∆L2 + ∆a2 + ∆b2)1/2 ∆E INDICA QUANTO DUE COLORI SONO DISTANTI NELLO SPAZIO DEL COLORE L’OCCHIO UMANO DISTINGUE DIFFERENZE DI CIRCA ∆E = 1-2 APPENDICI Il Metamerismo consiste nellla possibilità di ottenere la stessa sensazione di colore in presenza di luce con distribuzione spettrale diversa. D6 E 400 500 A E 5 600 Luce Diurna 700 400 500 E 600 700 Incandescente F2 400 500 600 Fluorescente 700
