En colorimétrie, le métamérisme est une correspondance perçue des couleurs avec différentes distributions de puissance spectrale (non-concordantes). Les couleurs qui correspondent à cette manière sont appelées métamères.

Une distribution de puissance spectrale décrit la proportion de la lumière totale émise (émise, transmise ou réfléchie) par un échantillon de couleur à chaque longueur d’onde visible; il définit l’information complète sur la lumière provenant de l’échantillon. Cependant, l’œil humain ne contient que trois récepteurs de couleur (trois types de cellules coniques), ce qui signifie que toutes les couleurs sont réduites à trois grandeurs sensorielles, appelées valeurs tristimulus. Le métamérisme se produit parce que chaque type de cône répond à l’énergie cumulée d’une large gamme de longueurs d’onde, de sorte que différentes combinaisons de lumière à toutes les longueurs d’onde peuvent produire une réponse équivalente du récepteur et les mêmes valeurs tristimulus. En science des couleurs, l’ensemble des courbes de sensibilité spectrale sensorielle est représenté numériquement par des fonctions d’appariement des couleurs.

Sources de métamérisme
Les correspondances métamériques sont assez courantes, surtout dans les couleurs quasi neutres (couleurs grisées ou blanchâtres) ou sombres. Au fur et à mesure que les couleurs deviennent plus claires ou plus saturées, la gamme des correspondances métamériques possibles (différentes combinaisons de longueurs d’onde lumineuses) devient plus petite, en particulier dans les couleurs issues des spectres de réflectance de surface.

Les correspondances métamériques faites entre deux sources lumineuses fournissent la base trichromatique de la colorimétrie. Pour tout stimulus lumineux donné, quelle que soit la forme de sa courbe d’émittance spectrale, il existe toujours un mélange unique de trois lumières «primaires» qui, lorsqu’elles sont additionnées ou ajoutées au stimulus, constituent une correspondance métamérique exacte.

La base de presque tous les processus de reproduction d’images couleur disponibles dans le commerce tels que la photographie, la télévision, l’impression et l’imagerie numérique est la capacité à faire des concordances de couleurs métamères.

Faire des correspondances métamériques à l’aide de matériaux réfléchissants est plus complexe. L’apparence des couleurs de surface est définie par le produit de la courbe de réflectance spectrale du matériau et de la courbe d’émittance spectrale de la source lumineuse qui y brille. En conséquence, la couleur des surfaces dépend de la source de lumière utilisée pour les éclairer.

Échec métamérique
Le terme éclat métamérique illuminant ou métamérisme illuminant est parfois utilisé pour décrire des situations où deux échantillons de matériaux correspondent lorsqu’ils sont vus sous une source de lumière, mais pas une autre. La plupart des types de lampes fluorescentes produisent une courbe d’émittance spectrale irrégulière ou crête, de sorte que deux matériaux fluorescents peuvent ne pas correspondre, même s’ils correspondent à une source de lumière incandescente «blanche» avec une courbe d’émittance presque plate ou lisse. Les couleurs matérielles qui correspondent sous une source apparaîtront souvent différemment sous l’autre.

Normalement, les attributs de matériau tels que la translucidité, le brillant ou la texture de surface ne sont pas pris en compte dans la correspondance des couleurs. Cependant, une défaillance métamérique géométrique ou un métamérisme géométrique peuvent se produire lorsque deux échantillons correspondent lorsqu’ils sont vus d’un angle, mais ne correspondent pas lorsqu’ils sont vus sous un angle différent. Un exemple courant est la variation de couleur qui apparaît dans les finitions automobiles nacrées ou le papier «métallique»; par exemple, Kodak Endura métallisé, Fujicolor Crystal Archive Digital Pearl.

Une défaillance métamérique de l’observateur ou un métamérisme de l’observateur peuvent survenir en raison des différences de vision des couleurs entre les observateurs. La source commune de l’échec métamérique de l’observateur est la daltonisme, mais elle n’est pas non plus rare chez les observateurs «normaux». Dans tous les cas, la proportion de cônes sensibles aux longueurs d’onde aux cônes sensibles à la longueur d’onde médiane dans la rétine, le profil de sensibilité à la lumière dans chaque type de cône et la quantité de jaunissement dans le cristallin maculaire de l’œil, diffère d’une personne à l’autre. Cela modifie l’importance relative des différentes longueurs d’onde dans une distribution de puissance spectrale à la perception des couleurs de chaque observateur. En conséquence, deux lumières ou surfaces spectralement dissemblables peuvent produire une correspondance de couleur pour un observateur mais échouer à correspondre lorsqu’elles sont vues par un second observateur.

Enfin, une défaillance métamérique au champ ou un métamérisme grandeur nature survient parce que les proportions relatives des trois types de cônes dans la rétine varient du centre du champ visuel à la périphérie, de sorte que les couleurs correspondent lorsqu’elles sont vues comme très petites, centrées. les zones peuvent apparaître différentes lorsqu’elles sont présentées en tant que zones de grandes couleurs. Dans de nombreuses applications industrielles, les correspondances de couleurs à grand champ sont utilisées pour définir les tolérances de couleur.

La différence dans les compositions spectrales de deux stimuli métamériques est souvent appelée le degré de métamérisme. La sensibilité d’une correspondance métamérique à tout changement dans les éléments spectraux qui forment les couleurs dépend du degré de métamérisme. Deux stimuli ayant un degré élevé de métamérisme sont susceptibles d’être très sensibles à tout changement dans l’illuminant, la composition matérielle, l’observateur, le champ de vision, etc.

Le mot métamérisme est souvent utilisé pour indiquer un échec métamérique plutôt qu’une correspondance, ou utilisé pour décrire une situation dans laquelle une correspondance métamérique est facilement dégradée par un léger changement de conditions, tel qu’un changement de l’illuminant.

Mesurer le métamérisme
La mesure la plus connue du métamérisme est l’indice de rendu des couleurs (IRC), qui est une fonction linéaire de la distance euclidienne moyenne entre les vecteurs de réflectance spectrale de test et de référence dans l’espace colorimétrique CIE 1964. Une nouvelle mesure, pour les simulateurs de lumière du jour, est le MI, CIE Metamerism Index qui est dérivé en calculant la différence de couleur moyenne de huit métamères (cinq dans le spectre visible et trois dans l’ultraviolet) dans CIELAB ou CIELUV. La principale différence entre l’IRC et l’IM est l’espace colorimétrique utilisé pour calculer la différence de couleur, celui utilisé dans l’IRC étant obsolète et non perceptuellement uniforme.

MI peut être décomposé en MIvis et MIUV si seulement une partie du spectre est considérée. Le résultat numérique peut être interprété en arrondissant à l’une des cinq catégories de lettres suivantes:

Category	MI (CIELAB)	MI (CIELUV)
A	< 0.25	< 0.32
B	0.25–0.5	0.32–0.65
C	0.5–1.0	0.65–1.3
D	1.0–2.0	1.3–2.6
E	> 2.0	> 2.6

Métamérisme et industrie
L’utilisation de matériaux qui sont des appariements de couleurs métamères plutôt que des appariements de couleurs spectrales est un problème important dans les industries où les appariements de couleurs ou les tolérances de couleurs sont importants. Un exemple classique est dans les automobiles: les tissus intérieurs, les plastiques et les peintures peuvent être fabriqués pour fournir une bonne couleur sous une source lumineuse standard (comme le soleil), mais les allumettes peuvent disparaître sous différentes sources lumineuses (fluorescentes ou aux halogénures) . Des problèmes similaires peuvent se produire dans les vêtements fabriqués à partir de différents types de colorants ou en utilisant différents types de tissus, ou dans l’impression couleur de qualité en utilisant différents types d’encres. Les papiers fabriqués avec des azurants optiques sont particulièrement sensibles aux changements de couleur lorsque les lumières diffèrent dans leur rayonnement de courte longueur d’onde, ce qui peut provoquer la fluorescence de certains papiers.

Les appariements de couleurs réalisés dans l’industrie de la peinture visent souvent à obtenir une correspondance de couleur spectrale plutôt qu’une simple concordance de couleurs tristimulus (métamères) sous un spectre de lumière donné. Une correspondance de couleur spectrale tente de donner à deux couleurs la même caractéristique de réflectance spectrale, ce qui en fait un bon couplage métamérique avec un faible degré de métamérisme, réduisant ainsi la sensibilité de la correspondance de couleur résultante aux changements d’illuminant ou aux différences entre observateurs.