Metamerismo de cor

Na colorimetria, o metamerismo é uma correspondência percebida das cores com diferentes distribuições de energia espectral (não descontínuas). As cores que combinam desta forma são chamadas de metamers.

Uma distribuição de energia espectral descreve a proporção de luz total emitida (emitida, transmitida ou refletida) por uma amostra de cor em cada comprimento de onda visível; define a informação completa sobre a luz que vem da amostra. No entanto, o olho humano contém apenas três receptores de cor (três tipos de células de cone), o que significa que todas as cores são reduzidas a três quantidades sensoriais, denominadas valores tristimulus. O metamerismo ocorre porque cada tipo de cone responde à energia acumulada de uma ampla gama de comprimentos de onda, de modo que diferentes combinações de luz em todos os comprimentos de onda podem produzir uma resposta equivalente do receptor e os mesmos valores tristimulus ou sensação de cor. Na ciência da cor, o conjunto de curvas de sensibilidade sensorial sensorial é numericamente representado por funções de correspondência de cores.

Fontes de metamerismo
As correspondências metamericas são bastante comuns, especialmente em cores quase neutras (cores cinza ou cinza) ou cores escuras. À medida que as cores se tornam mais brilhantes ou mais saturadas, o intervalo de possíveis correspondências metamericas (diferentes combinações de comprimentos de onda da luz) torna-se menor, especialmente nas cores dos espectros de reflectância da superfície.

Os fatos metamericos feitos entre duas fontes de luz fornecem a base tricromática da colorimetria. Para qualquer estímulo de luz dado, independentemente da forma de sua curva de emitência espectral, sempre existe uma mistura única de três luzes “primárias” que, quando adicionadas ou adicionadas ao estímulo, serão uma correspondência metamerica exata.

A base para quase todos os processos de reprodução de imagens em cores comercialmente disponíveis, como fotografia, televisão, impressão e imagens digitais, é a capacidade de fazer correspondências de cores metamericas.

Fazer correspondências metamericas usando materiais reflexivos é mais complexa. O aspecto das cores de superfície é definido pelo produto da curva de reflectância espectral do material e a curva de emitência espectral da fonte de luz que brilha sobre ele. Como resultado, a cor das superfícies depende da fonte de luz usada para iluminá-las.

Falha metamerica
O termo insuficiência metamerica iluminante ou metamerismo iluminante às vezes é usado para descrever situações em que duas amostras de material coincidem quando vistas sob uma fonte de luz, mas não outra. A maioria dos tipos de luzes fluorescentes produzem uma curva de emitência espectral irregular ou pico, de modo que dois materiais sob luz fluorescente podem não corresponder, mesmo que sejam uma correspondência metamerica com uma fonte de luz incandescente “branca” com uma curva de emitência quase plana ou suave. As cores de material que correspondem a uma única fonte geralmente aparecerão diferentes na outra.

Normalmente, os atributos do material, como translucidez, brilho ou textura da superfície, não são considerados em correspondência de cores. No entanto, a falta metamerica geométrica ou o metamerismo geométrico podem ocorrer quando duas amostras coincidem quando vistas de um ângulo, mas então não conseguem combinar quando vistas de um ângulo diferente. Um exemplo comum é a variação de cor que aparece em acabamentos automáticos perolados ou papel “metálico”; por exemplo, Kodak Endura Metallic, Fujicolor Crystal Archive Digital Pearl.

A falha metamerica observadora ou o metamerismo observador podem ocorrer devido a diferenças na visão de cor entre observadores. A fonte comum de falha metamerica do observador é a colorblindness, mas também não é incomum entre os observadores “normais”. Em todos os casos, a proporção de cones sensíveis ao comprimento de onda longo aos cones sensíveis ao comprimento médio de onda na retina, o perfil de sensibilidade à luz em cada tipo de cone e a quantidade de amarelamento na lente e pigmento macular do olho, difere de uma pessoa para a próxima. Isso altera a importância relativa de diferentes comprimentos de onda em uma distribuição de potência espectral para a percepção de cor de cada observador. Como resultado, duas luzes ou superfícies espectralmente diferentes podem produzir uma correspondência de cores para um observador, mas não conseguem combinar quando vistas por um segundo observador.

Finalmente, a insuficiência metamerica de tamanho de campo ou o metamerismo de tamanho de campo ocorre porque as proporções relativas dos três tipos de cone na retina variam do centro do campo visual para a periferia, de modo que as cores que combinam quando vistas como muito pequenas, centralizadas As áreas podem parecer diferentes quando apresentadas como grandes áreas de cores. Em muitas aplicações industriais, as combinações de cores de campo grande são usadas para definir tolerâncias de cores.

A diferença nas composições espectrales de dois estímulos metameric é muitas vezes referida como o grau de metamerismo. A sensibilidade de uma correspondência metamerica a qualquer alteração nos elementos espectrales que formam as cores depende do grau de metamerismo. Dois estímulos com um alto grau de metamerismo provavelmente serão muito sensíveis a qualquer alteração no iluminante, composição material, observador, campo de visão, e assim por diante.

A palavra metamerismo é freqüentemente usada para indicar uma falha metamerica em vez de uma correspondência, ou usada para descrever uma situação em que uma combinação metamerica é facilmente degradada por uma ligeira alteração nas condições, como uma mudança no iluminante.

Medindo o metamerismo
A medida de metamerismo mais conhecida é o índice de renderização de cores (CRI), que é uma função linear da distância euclidiana média entre o teste e os vetores de reflectância espectral de referência no espaço de cores CIE 1964. Uma medida mais recente, para simuladores de luz do dia, é o índice de Metamerismo MI, CIE que é derivado calculando a diferença média de cor de oito metamers (cinco no espectro visível e três na faixa ultravioleta) em CIELAB ou CIELUV. A diferença saliente entre CRI e MI é o espaço de cor usado para calcular a diferença de cores, sendo a utilizada no CRI obsoleta e não perceptualmente uniforme.

O MI pode ser decomposto em MIvis e MIUV se apenas uma parte do espectro estiver sendo considerada. O resultado numérico pode ser interpretado arredondando para uma das cinco categorias de letras:

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

Metamerismo e indústria
O uso de materiais que são correspondências de cores metamericas em vez de correspondências de cores espectrales é um problema significativo nas indústrias onde a correspondência de cores ou tolerâncias de cores são importantes. Um exemplo clássico é o de automóveis: os tecidos interiores, plásticos e tintas podem ser fabricados para proporcionar uma boa combinação de cores sob uma fonte de luz padrão (como o sol), mas os fósforos podem desaparecer sob diferentes fontes de luz (luzes fluorescentes ou halídicas) . Problemas semelhantes podem ocorrer em vestuário fabricado a partir de diferentes tipos de corantes ou usando diferentes tipos de tecido, ou em impressão a cores de qualidade usando diferentes tipos de tintas. Os papéis fabricados com abrilhantadores ópticos são especialmente suscetíveis a mudanças de cor quando as luzes diferem na sua curta radiação de comprimento de onda, o que pode causar a fluorescência de alguns papéis.

As correspondências de cores feitas na indústria de tintas são muitas vezes destinadas a alcançar uma combinação de cores espectrais ao invés de apenas uma combinação de cores trístromas (metameric) sob um determinado espectro de luz. Uma combinação de cores espectral tenta dar a duas cores a mesma característica de reflectância espectral, tornando-as uma boa correspondência metamerica com um baixo grau de metamerismo e, assim, reduzindo a sensibilidade da combinação de cores resultante às mudanças no iluminante ou diferenças entre os observadores.