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Efecto Helmholtz-Kohlrausch

El efecto Helmholtz-Kohlrausch (después de Hermann von Helmholtz y Rudolf Kohlrausch) es un fenómeno entoptico en el que la intensa saturación del matiz espectral se percibe como parte de la luminancia del color. Este aumento de brillo por saturación, que se hace más fuerte a medida que aumenta la saturación, podría mejor denominarse luminancia cromática, ya que la luminancia «blanca» o acromática es el estándar de comparación. Aparece en colores auto-luminosos y de superficie, aunque es más pronunciado en las luces espectrales.

Ligereza
Incluso cuando tienen la misma luminancia, las luces de colores parecen más brillantes para los observadores humanos que la luz blanca. La forma en que los humanos perciben el brillo de las luces será diferente para todos. Cuando los colores están más saturados, nuestros ojos lo interpretan como la luminancia y el croma del color. Esto nos hace creer que los colores son realmente más brillantes. Una excepción a esto es cuando el observador humano es daltónico de color rojo-verde, no pueden distinguir las diferencias entre la luminosidad de los colores. Ciertos colores no tienen un efecto significativo, sin embargo, cualquier matiz de luces de colores aún parece más brillante que la luz blanca que tiene la misma luminancia. Dos colores que no tienen el efecto Helmholtz-Kohlrausch tan grande como los otros son verde y amarillo.

El efecto de Helmholtz-Kohlrausch se ve afectado por el entorno de visualización. Esto incluye el entorno del objeto y la iluminación bajo la cual se ve el objeto. El efecto Helmholtz-Kohlrausch funciona mejor en entornos más oscuros donde no existen otros factores externos que influyan en los colores. Por ejemplo, esta es la razón por la cual los teatros son ambientes oscuros.

Un ejemplo de este factor de luminosidad sería si hubiera diferentes colores en un fondo gris que tengan la misma ligereza. Obviamente, los colores se ven diferentes porque son colores diferentes no solo grises, pero si la imagen se convirtiera en escala de grises, todos los colores coincidirían con el fondo gris porque todos tienen la misma claridad.

Brillo
El brillo se ve más afectado por lo que rodea al objeto. En otras palabras, el objeto puede verse más claro o más oscuro dependiendo de lo que esté a su alrededor. Además, el brillo también puede aparecer diferente según el color del objeto. Por ejemplo, un objeto que está más saturado se verá más brillante que el mismo objeto que está menos saturado incluso cuando tienen la misma luminancia.

La diferencia entre el brillo y la luminosidad es que el brillo es la intensidad del objeto independiente de la fuente de luz. La luminosidad es el brillo del objeto con respecto a la luz que se refleja en él. Esto es importante porque el efecto Helmholtz-Kohlrausch es una medida de la relación entre los dos.

Coordenadas de color Helmholtz
Al igual que el sistema de color Munsell, Helmholtz diseñó un sistema de coordenadas. Usó los principios de la longitud de onda y la pureza (croma) del color para cada tono para describir la ubicación de cuando la alta saturación indica una pequeña cantidad de blanco.

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El porcentaje de pureza para cada longitud de onda se puede determinar mediante la siguiente ecuación:

% P = 100x (S-N) / (DW-N)

Donde% P es el porcentaje de pureza, S es el punto que se evalúa, N es la posición del punto blanco y DW la longitud de onda dominante.

Efectos en la industria del entretenimiento
Es esencial que los usuarios de iluminación estén al tanto del efecto Helmholtz-Kohlrausch cuando trabajan en teatros o en otros lugares donde a menudo se utiliza la iluminación. Con el fin de obtener el mayor efecto para iluminar su escenario o teatro, los usuarios de iluminación deben entender que el color tiene un efecto sobre el brillo. Por ejemplo, un color puede parecer más brillante que otro, pero realmente tienen el mismo brillo. En el escenario, los usuarios de iluminación tienen la capacidad de hacer que las luces de colores luzcan mucho más brillantes que la luz blanca al agregar geles. Esto ocurre a pesar de que los geles solo pueden absorber parte de la luz. Al alumbrar un escenario, los usuarios de iluminación tienden a elegir rojos, rosas y azules porque son colores muy saturados y muy tenues. Sin embargo, los percibimos como más brillantes que los otros colores porque son los más afectados por el efecto Helmholtz-Kohlrausch. Percibimos que el color blanco no nos parece más brillante que los colores individuales. Las luces LED son un buen ejemplo de esto.

LED
El efecto Helmholtz-Kohlrausch influye en el uso de luces LED en diferentes prácticas tecnológicas. La aviación es un campo que depende de los resultados del efecto Helmholtz-Kohlrausch. Una comparación de lámparas LED de pista y luces incandescentes filtradas y sin filtrar, todas con la misma luminancia, muestra que para lograr el mismo brillo, la lámpara incandescente de referencia blanca necesita tener el doble de luminancia que la lámpara LED roja, lo que sugiere que las luces LED parecen tener un brillo mayor que las luces incandescentes tradicionales. Una condición que afecta esta teoría es la presencia de niebla.

Otro campo que usa esto es la industria automotriz. Los LED en el tablero de instrumentos y la iluminación del instrumento están diseñados para usar en luminiscencia mesópica. En estudios, se ha descubierto que los LED rojos parecen más brillantes que los LED verdes, lo que significa que un conductor podría ver la luz roja antes de que se enciendan las luces verdes cuando conduzca de noche.

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