Nella colorimetria, il sistema di colori Munsell è uno spazio cromatico che specifica i colori in base a tre dimensioni di colore: tonalità, valore (leggerezza) e crominanza (purezza del colore). Fu creato dal professor Albert H. Munsell nel primo decennio del XX secolo e adottato dall’USDA come sistema di colore ufficiale per la ricerca sul suolo negli anni ’30.

Diversi sistemi di ordine dei colori precedenti avevano collocato i colori in un solido tridimensionale di colore in una forma o nell’altra, ma Munsell fu il primo a separare tonalità, valore e intensità cromatica in dimensioni percettivamente uniformi e indipendenti, e fu il primo a illustrare sistematicamente il colori nello spazio tridimensionale. Il sistema di Munsell, in particolare le successive renotazioni, si basa su rigorose misurazioni delle risposte visive dei soggetti umani al colore, mettendole su una solida base scientifica sperimentale. A causa di questa base nella percezione visiva umana, il sistema di Munsell ha superato i suoi modelli cromatici contemporanei, e sebbene sia stato sostituito per alcuni usi da modelli come CIELAB (L * a * b *) e CIECAM02, è ancora oggi ampiamente utilizzato .

Spiegazione

Il sistema è costituito da tre dimensioni indipendenti che possono essere rappresentate in forma cilindrica su tre dimensioni come un solido di colore irregolare: tonalità, misurata in gradi attorno ai cerchi orizzontali; croma, misurato radialmente verso l’esterno dall’asse verticale neutro (grigio); e valore, misurato verticalmente da 0 (nero) a 10 (bianco). Munsell ha determinato la spaziatura dei colori lungo queste dimensioni prendendo misure delle risposte visive umane. In ogni dimensione, i colori di Munsell sono il più vicino possibile alla percezione percettiva possibile, il che rende la forma risultante abbastanza irregolare. Come spiega Munsell:

Il desiderio di adattarsi a un contorno scelto, come la piramide, il cono, il cilindro o il cubo, insieme alla mancanza di test appropriati, ha portato a molte dichiarazioni distorte delle relazioni cromatiche, e diventa evidente quando la misurazione fisica dei valori e del colore dei pigmenti è studiato, che nessun contorno regolare servirà.

– Albert H. Munsell, “A Pigment Color System and Notation”
colore
Ogni cerchio orizzontale Munsell diviso in cinque tonalità principali: rosso, giallo, verde, blu e viola, insieme a 5 tonalità intermedie (ad esempio, YR) a metà strada tra le tonalità principali adiacenti. Ognuno di questi 10 passi, con la tonalità nominata data numero 5, viene quindi suddiviso in 10 sottofasi, in modo che a 100 tonalità vengano dati valori interi. In pratica, i grafici a colori specificano convenzionalmente 40 tonalità, con incrementi di 2,5, procedendo come per esempio da 10R a 2,5 YR.

Due colori di uguale valore e chroma, su lati opposti di un cerchio di tonalità, sono colori complementari e si mescolano additivamente al grigio neutro dello stesso valore. Lo schema seguente mostra 40 tonalità di Munsell uniformemente distanziate, con complementi allineati verticalmente.

Valore
Il valore, o luminosità, varia verticalmente lungo il solido a colori, da nero (valore 0) in basso a bianco (valore 10) in alto. I grigi neutrali si trovano lungo l’asse verticale tra bianco e nero.

Diversi colori pieni prima della luminosità tracciata di Munsell dal nero sul fondo al bianco in alto, con un gradiente grigio tra di loro, ma questi sistemi trascuravano di mantenere costante la leggerezza percettiva attraverso le sezioni orizzontali. Invece, hanno tracciato il giallo completamente saturo (chiaro) e completamente saturo blu e viola (scuro) lungo l’equatore.

Chroma
Il croma, misurato radialmente dal centro di ogni fetta, rappresenta la “purezza” di un colore (correlato alla saturazione), mentre il croma inferiore è meno puro (più sbiadito, come nei pastelli). Nota che non esiste un limite superiore intrinseco al croma. Le diverse aree dello spazio colore hanno coordinate massime cromatiche massimali. Ad esempio, i colori giallo chiaro hanno un potenziale molto maggiore di cromatografia rispetto ai viola chiaro, a causa della natura dell’occhio e della fisica degli stimoli cromatici. Ciò ha portato ad una vasta gamma di possibili livelli di crominanza – fino agli alti 30 per alcune combinazioni di tonalità-valore (sebbene sia difficile o impossibile realizzare oggetti fisici con colori di tale croma elevato, e non possano essere riprodotti sugli schermi di computer correnti) . I colori solidi vivaci sono compresi nell’intervallo di circa 8.

Specifica di un colore
Un colore è completamente specificato elencando i tre numeri per tonalità, valore e crominanza in quell’ordine. Ad esempio, un viola di media luminosità e abbastanza saturo sarebbe 5P 5/10 con 5P che indica il colore nel mezzo della banda di tonalità viola, 5 / che significa valore medio (leggerezza) e un chroma di 10.

Storia e influenza
L’idea di usare un solido tridimensionale per rappresentare tutti i colori fu sviluppata durante i secoli XVIII e XIX. Sono state proposte diverse forme per un tale solido, tra cui: una piramide triangolare doppia di Tobias Mayer nel 1758, una piramide triangolare singola di Johann Heinrich Lambert nel 1772, una sfera di Philipp Otto Runge nel 1810, un emisfero di Michel Eugène Chevreul nel 1839 , un cono di Hermann von Helmholtz nel 1860, un cubo inclinato di William Benson nel 1868 e un cono obliquo di August Kirschmann nel 1895. Questi sistemi divennero progressivamente più sofisticati, con il riconoscimento di Kirschmann anche della differenza di valore tra colori brillanti di diversi tonalità. Ma tutti rimasero puramente teorici o incontrarono problemi pratici nell’accogliere tutti i colori. Inoltre, nessuno era basato su una rigorosa misurazione scientifica della visione umana; prima di Munsell, la relazione tra tonalità, valore e crominanza non era compresa.

Albert Munsell, artista e professore di arte alla Massachusetts Normal Art School (ora Massachusetts College of Art and Design, o MassArt), voleva creare un “metodo razionale per descrivere il colore” che usasse la notazione decimale al posto dei nomi dei colori (che si sentiva “sciocco” e “fuorviante”), che poteva usare per insegnare ai suoi studenti sul colore. Ha iniziato a lavorare sul sistema nel 1898 e lo ha pubblicato in forma completa in A Color Notation nel 1905.

L’incarnazione originale del sistema (l’Atlante del 1905) presentava alcune deficienze come rappresentazione fisica del sistema teorico. Questi sono stati migliorati significativamente nel Munsell Book of Colour del 1929 e attraverso una vasta serie di esperimenti condotti dalla Optical Society of America negli anni ’40, ottenendo le notazioni (esempi di definizione) per il moderno Munsell Book of Color. Sebbene siano stati inventati diversi rimpiazzi per il sistema Munsell, basandosi sulle idee fondamentali di Munsell – tra cui la Optical Society of America di Uniform Color Scale e i modelli CIELAB (L * a * b *) e CIECAM02 della Commissione Internazionale sull’illuminazione – il sistema Munsell è ancora ampiamente utilizzato, tra gli altri, ANSI per definire i colori della pelle e dei capelli per la patologia forense, l’USGS per l’abbinamento dei colori del suolo, nella protesica durante la selezione delle tonalità per i restauri dentali e le birrerie per abbinare i colori della birra.