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GDC | §1.5 – Metamerismo

§1.4 – Percepción del color

Hemos visto que físicamente el color percibido depende del espectro de emisión de la fuente de luz, o de reflexión de la superficie de un objeto, y hemos relacionado ciertos atributos del mismo con las propiedades con las que habitualmente nos referimos al color, como tono o matiz, intensidad y saturación.

Sin embargo, la visión humana no es capaz de percibir estos atributos del espectro de manera directa sino a través de los conos, que en definitiva generan las únicas tres señales a partir de las cuales el cerebro genera la sensación de color. Teniendo en cuenta que el espacio definido por estas tres cantidades (es decir, colores visibles) tiene menos variedad que el de todas las posibles longitudes de onda junto con todas sus posibles intensidades, debemos deducir que hay muchos más espectros distintos que colores posibles.

La consecuencia inmediata de esto es que deben existir espectros diferentes que dan como resultado un mismo color. Este fenómeno se conoce como metamerismo:

Metamerismo es la igualdad percibida entre dos colores de diferente distribución espectral.

Este efecto, entonces, se produce por la propia naturaleza de la visión humana, ya que cada tipo de cono responde en ultima instancia al efecto acumulativo de la energía luminosa en una cierta banda de longitudes de onda; cuando dos espectros distintos producen exactamente la misma acumulación en cada cono, nuestro sistema visual no tiene información adicional que le permita diferenciar esos espectros diferentes, y por tanto juzgará iguales a esos colores.

El metamerismo, lejos de ser un problema en sí, es la clave que nos permite la síntesis del color utilizando las tecnologías que conocemos. De hecho, el procedimiento que veremos en el capítulo siguiente, el cual nos permitirá asignar valores numéricos (y por lo tanto medir) a un color, se basa en el aprovechamiento de este efecto. Quedará claro, entonces, que la colorimetría descansa operativamente en la igualdad metamérica entre colores.

Igualdad metamérica

Imaginemos un cierto tono celeste, y busquemos reproducirlo mediante luz (pantallas) y tintas (impresos). Suponiendo que logramos una igualdad aceptable, este sería el resultado que podríamos obtener. Cada imagen nos muestra ese color obtenido en un dispositivo móvil y en una impresión inkjet. Junto con cada uno se muestra el espectro resultante.

Metamerism-iPad Metamerism-paper
Spectrum-RG Spectrum-C70
Espectro de emisión aproximado del parche celeste mostrado por un dispositivo móvil particular. Espectro de reflexión aproximado de un parche del mismo color, impreso utilizando tecnología inkjet. Notar que, a pesar de la diferencia entre ambos espectros, el color percibido es el mismo.

Aquí podemos ver que, gracias al metamerismo, hemos podido reproducir el mismo color en dos dispositivos de tecnologías muy distintas a pesar que los espectros son esencialmente diferentes.

El metamerismo como problema

En el sentido expresado más arriba, el metamerismo es una característica de la visión humana que nos permite la síntesis tecnológica del color y su medición en general. Sin embargo es más común referirse al mismo cuando produce efectos no deseados, específicamente cuando dos colores que se espera que sean iguales no lo son en alguna circunstancia particular. Técnicamente este efecto se denomina falla metamérica:

Se produce una falla metamérica (vulgarmente metamerismo) cuando dos superficies materiales diferentes tienen el mismo color en ciertas condiciones de observación pero no en otras.

Dada la diversidad de condiciones de observación, podemos clasificar el metamerismo de acuerdo a la condición particular que origina la diferencia.

Metamerismo por iluminante

Este es el caso más común (de hecho, la palabra metamerismo a secas, sin más precisión, suele ser sinónimo de falla metamérica por iluminante), y ocurre cuando dos muestras coinciden en su color bajo un cierto tipo de luz pero difieren para otro. En el ámbito gráfico, se presenta un ejemplo cuando se quieren igualar dos muestras impresas con diferentes tecnologías, por ejemplo impresión offset convencional e inkjet. La diferente composición espectral de las tintas empleadas en cada una pude producir, con ciertos iluminantes, una diferencia entre las muestras que no se observa en otros casos.

Metamerismo geométrico

Ocurre en materiales cuyo color depende del ángulo de observación, pudiendo darse el caso que dos muestras coincidan cuando se observan bajo un cierto ángulo pero no en otro. Este tipo de metamerismo es común en superficies y pinturas metalizadas, como en el caso de la pintura automotriz.

Metamerismo por observador

Dado que el origen del metamerismo radica en la captura de la información de color mediante los tres tipos de conos, cada uno con su respectiva curva de sensibilidad espectral, puede ocurrir esta clase de metamerismo cuando dos observadores tienen curvas de sensibilidad algo distintas. Un caso extremo sería si alguno de ellos sufre de algún tipo de daltonismo (disminución o ausencia de respuesta de uno de los tipos de cono) ya que el daltónico puede ver iguales colores que son diferentes para una persona de visión normal.

Otra fuente de este tipo de metamerismo, aún en personas de visión normal, es la edad. Con los años, el cristalino suele volverse algo amarillento y modifica el espectro de la luz incidente.

Metamerismo de campo

La densidad de distribución de los conos en la retina no es uniforme; es más apretada en la fovea y mucho menos densa hacia la periferia. Esto produce que colores que coinciden cuando se observan en áreas pequeñas (afectando sólo la fovea) puedan aparecer ligeramente diferentes cuando una de ellas ocupa un área más grande y, por tanto, subtiende un ángulo mayor.

§1.6 – El observador estándar >