Colorimetría es «la ciencia y la tecnología utilizada para cuantificar y describir físicamente la percepción del color humano». Es similar a la espectrofotometría, pero se distingue por su interés en reducir los espectros a los correlatos físicos de la percepción del color, con mayor frecuencia los valores triestímulo del espacio de color CIE 1931 XYZ y cantidades relacionadas.

Colorimetría es la disciplina psicofísica que tiene como objetivo medir el color. Vincula las mediciones físicas hechas desde la luz hasta las percepciones coloridas.

La luz es una radiación electromagnética que solo puede describirse completamente por su espectro; pero solo se necesitan tres cantidades numéricas derivadas de las mediciones del espectro de luz para identificar el color, de modo que puedan hacerse comparaciones de color válidas sobre las luces en cuestión sin verlas.

La colorimetría es compatible con el examen visual en todos los casos en que es deseable un hallazgo objetivo, como en el control de calidad de pinturas, barnices y manchas; en la resolución de disputas entre proveedores y clientes, o entre fabricantes por problemas del modelo; y también en el caso donde es necesaria una precisión mayor que la de la evaluación visual, como en química o, más recientemente, en el seguimiento de la maduración de los frutos en el árbol.

La colorimetría básica, que estudia la reacción humana a los estímulos de luz aislados, se desarrolló a partir de mediados del siglo XIX. Los estudios colorimétricos continuaron con el estudio más complejo de las diferencias de color, la adaptación visual y la interacción del color y los caracteres visuales más complejos, como la transparencia, el brillo y la perla, cuya percepción es inseparable de la del color.

Instrumentos
El equipo colorimétrico es similar al utilizado en espectrofotometría. Algunos equipos relacionados también se mencionan para completar.

Un colorímetro triestímulo mide los valores triestímulos de un color.
Un espectrorradiómetro mide la radiación espectral absoluta (intensidad) o la irradiancia de una fuente de luz.
Un espectrofotómetro mide la reflectancia espectral, la transmitancia o la irradiancia relativa de una muestra de color.
Un espectrocolorímetro es un espectrofotómetro que puede calcular los valores de triestímulo.
Un densitómetro mide el grado de luz que atraviesa o refleja un sujeto.
Un medidor de temperatura de color mide la temperatura de color de un iluminante incidente.

Medición de color

Espectro de LED en rojo, verde, azul y blanco. La valencia del color corresponde a la designación, la luz en el espectro es el estímulo de color
El color aquí es siempre la valencia del color, la sensación percibida por el ojo a partir de un estímulo de color. El objetivo de medición no es el estímulo de color (físico, espectral) sino la valencia de color (efectiva). Menos común pero más preciso es el término medición de la valencia de color. La medición se lleva a cabo en principio de acuerdo con la ley Lambert-Beer, que se cumple solo en medición monocromática. Por lo tanto, se forman y se miden intervalos de longitudes de onda lo más angostos posible.

Hasta ahora solo es posible una detección instrumental del estímulo de color; la representación numérica deseada de la valencia de color como sistema de color requiere, por lo tanto, un aparato matemático o un filtrado de material adecuado. En otras palabras, la medición se hace instrumentalmente de acuerdo con la composición espectral de la luz registrada, la transformación (Figura) en la absorción de tres pines se realiza por cálculo. El hallazgo de la función de mapeo exacto, el diseño del espacio de color, es el problema actualmente existente de la medición de la valencia de color.

Demarcación
Los tres conos humanos inevitablemente proporcionan tres valencias de color que deben evaluarse. La medición del color debe ser una medición «orientada a los sentidos» de tres valencias de color. La determinación de otros números de medición, tales como la blancura del papel, el número de color de yodo, los números de grados de blanqueamiento o la colorimetría, están aquí en el sentido más estricto y no deben entenderse como medición de color. De manera similar, una detección de color no es la medida de color que se debe asignar, ya que el resultado de una detección de color da como resultado un nombre de color o un número de color, pero no un Farbmaßzahl.

Métodos de medición
Existen varios métodos para medir el color (valencias de color).

Método de igualdad
En este método, la muestra de examen se compara con una serie de patrones estándar conocidos por un dispositivo técnico o visualmente con el ojo hasta que la igualdad se establezca de manera confiable. También es posible ofrecer los colores básicos seleccionados (tres) proporcionalmente. Las implementaciones técnicas son el giro de color o la vista de Maxwell. En el primer caso, la resolución temporal del dispositivo de medición (por ejemplo, el ojo) se ve socavada por un cambio rápido, en el segundo caso, una distribución espacial de los colores primarios se lleva a una superficie (aparentemente) común mediante un desenfoque y percibido por el ojo como una impresión de color uniforme. Por lo general, este método utiliza el juicio de igualdad del ojo con visión normal, por lo que en realidad es subjetivo. El desarrollo de dispositivos técnicos costosos se ha ajustado mediante una tecnología informática mejorada a favor de los dos métodos siguientes, que, sin embargo, requieren cálculos.

Método de brillo (método tristimulus)
El estímulo de color llega a un receptor cuya sensibilidad espectral corresponde a los valores espectrales del color primario mediante la conexión de filtros de color apropiados. El elemento de medición (fotocélula, hoy fotodiodos) mide entonces un «brillo» que (idealmente) corresponde al estímulo en el pin. El valor medido se corresponde con la valencia de color. Los más adecuados son los filtros de acuerdo con las curvas de valores espectrales estándar. Si los tres filtros de color (o combinaciones de filtros de color) definidos de esta manera se conectan uno tras otro, los tres valores de color estándar resultan directamente. El requisito previo es que se respete la condición de Lutero. La precisión de la medición depende de qué tan bien se ajusta la composición espectral de los filtros de color. Los sensores de color funcionan de acuerdo con este principio y tienen tres fotodiodos con tres filtros ascendentes en una carcasa.

Espectral
Cada valencia de color es la integral sobre todas las valencias de color espectrales (monocromáticas). El espectro (es decir, las intensidades asociadas) del color de la luz o el color del cuerpo a examinar se mide en el rango de longitud de onda de la luz visible. Para los colores del cuerpo, la luz de iluminación también debe incluirse. A través de más de cien años de desarrollo de dispositivos (espectrofotómetro, espectrómetro) con tecnología informática conectada, los dispositivos potentes hacen que este proceso sea el más utilizado en la actualidad.

Otros métodos de evaluación

Método de coordenadas de selección
En este método, la multiplicación se omite mediante la revalorización de las integrales. Usando un conjunto de valores estándar tabulados, el valor medido espectral se determina en puntos de referencia adecuados. Aquí, se determinan las βλ o τλ seleccionadas y, por lo tanto, solo se necesita una adición de estos valores numéricos.

Distribución de radiación
Por otro lado, la distribución de radiación de la fuente de luz también se puede resumir y medir en este intervalo espectral. En consecuencia, los valores de color se obtienen midiendo los estímulos de color en estos intervalos.

Medidores de color
Desde la década de 1980, los colorímetros son en su mayoría espectrofotómetros que registran automáticamente la curva espectral y luego realizan la integración necesaria de los valores medidos obtenidos en el chip utilizado. Por supuesto, la salida de los valores medidos puede tener lugar en diferentes coordenadas (correspondientes al espacio de color deseado) o también como una curva espectral. Al almacenar, se pueden generar los huecos de color entre el original de color y una serie de patrones. Al convertir a diferentes tipos de luz (preferiblemente normalizados), el índice de metamerismo también puede calcularse de plantilla a muestra.

Colorímetro triestímulo
En imágenes digitales, los colorímetros son dispositivos triestímulos utilizados para la calibración del color. Los perfiles de color precisos garantizan la coherencia en todo el flujo de trabajo de generación de imágenes, desde la adquisición hasta la salida.

La distribución de potencia espectral absoluta de una fuente de luz se puede medir con un espectrorradiómetro, que funciona recogiendo ópticamente la luz y luego pasándola a través de un monocromador antes de leerla en bandas estrechas de longitud de onda.

El color reflejado se puede medir usando un espectrofotómetro (también llamado espectrofotómetro o reflectómetro), que toma mediciones en la región visible (y un poco más allá) de una muestra de color determinada. Si se sigue la costumbre de tomar lecturas a incrementos de 10 nanómetros, el rango de luz visible de 400-700 nm dará 31 lecturas. Estas lecturas generalmente se usan para dibujar la curva de reflectancia espectral de la muestra (cuánto refleja, en función de la longitud de onda), la información más precisa que se puede proporcionar con respecto a sus características.

Las lecturas en sí mismas no suelen ser tan útiles como sus valores de triestímulo, que pueden convertirse en coordenadas de cromaticidad y manipularse mediante transformaciones del espacio de color. Para este propósito, se puede usar un espectrocolorímetro. Un espectrocolorímetro es simplemente un espectrofotómetro que puede estimar los valores de los triestímulos mediante integración numérica (del producto interno de las funciones de coincidencia de color con la distribución de potencia espectral del iluminante). Uno de los beneficios de los espectrocolorímetros sobre los colorímetros triestímulos es que no tienen filtros ópticos, que están sujetos a variación de fabricación, y tienen una curva de transmitancia espectral fija, hasta que envejecen. Por otro lado, los colorímetros triestímulos están especialmente diseñados, son más baratos y más fáciles de usar.

La CIE (Comisión Internacional de Iluminación) recomienda utilizar intervalos de medición por debajo de 5 nm, incluso para espectros suaves. Las mediciones de Sparser no pueden caracterizar con precisión los espectros de emisión puntiagudos, como el del fósforo rojo de una pantalla CRT, representada aparte.

Medidor de temperatura de color
Los fotógrafos y los directores de fotografía utilizan la información provista por estos medidores para decidir qué balance de color se debe hacer para que las diferentes fuentes de luz tengan la misma temperatura de color. Si el usuario ingresa la temperatura de color de referencia, el medidor puede calcular la diferencia de encharcamiento entre la medición y la referencia, lo que permite al usuario elegir un gel de color correctivo o un filtro fotográfico con el factor de encharcamiento más cercano.

Internamente, el medidor es típicamente un colorímetro triestímulo de fotodiodo de silicio. La temperatura de color correlacionada puede calcularse a partir de los valores de triestímulo calculando primero las coordenadas de cromaticidad en el espacio de color CIE 1960, y luego encontrando el punto más cercano en el locus de Planck.