Principi di colorimetria

La colorimetria è un settore della scienza ottica avente per scopo l’oggettiva descrizione dei colori, mediante un metodo matematico di misurazione (da colore e metria = misurazione).
In questi appunti saranno indicati gli aspetti fondamentali della colorimetria:

  1. la sorgente luminosa utilizzata in applicazioni specifiche come la fotografia (luce solare, lampade a incandescenza, lampade elettroniche, LED, etc.);
  2. l’illuminante standard: sorgente teorica di luce visibile con profilo noto (fonte C.I.E.). Si adotta come base di confronto per la valutazione cromatica (di uso tecnico) di immagini o colori prodotti con differenti sorgenti di illuminazione. La Commissione Internazionale dell’illuminazione (C.I.E.), a partire dal 1931 ha pubblicato tutte le fonti illuminanti standard conosciute.
  3. la luce bianca prodotta da differenti sorgenti standard,  ha differente composizione spettrale nelle componenti principali RGB (la luce solare in condizioni date, rappresenta l’illuminate ideale);
  4. la luce visibile rappresenta una piccola parte delle onde elettromagnetiche,  le quali comprendono anche radiazioni invisibili, ma rilevabili strumentalmente (ultravioletto, infrarosso, raggi gamma, raggi x, ecc.). Le onde elettromagnetiche sono caratterizzate  da una lunghezza  (indicata con la lettera lambda dell’alfabeto greco λ);
    una frequenza espressa in Hz (Herz, indicata col simbolo f);
    una ampiezza (indicata con la A).
    Il periodo (indicato con P) rappresenta altresì il tempo impiegato dal ciclo nel suo ripetersi, misurato in secondi ed è inversamente proporzionale alla frequenza (T=1/f).
    Lo sprettro visibile comprende onde con una frequenza tra i circa 400 ai circa 700 nanometri;

    lunghezze d'onda

    Tre differenti lunghezze d’onda aventi la stessa ampiezza (l’altezza)

  5. la luce bianca consiste nella percezione simultanea di tutte le onde elettromagnetiche visibili.
  6. la luce (bianca) prodotta dalle molteplici sorgenti di illuminazione – a partire da quella solare in differenti condizioni atmosferiche e nelle diverse ore del giorno (dall’alba al crepuscolo) – come già accennato, presenta una differente composizione spettrale e una diffrante temperatura cromatica;
  7. la temperatura cromatica viene espressa in gradi Kelvin (°K).
  8. Seguono esempi di lampade per vari usi e temperature cromatiche espresse in °K:
    1. Lampade ad incandescenza (tungsteno): la temperatura colore si trova tra 2800 °K (lampade a bulbo da 100 W, emettono luce giallastra) e 3400 gradi °K. (lampade survoltate tipo Nitraphot o Photoflood, da 250 o 500 W, ideali per la fotografia su pellicole tarate per luce tungsteno).
    2. Lampade quarzo-iodio (3400 °K)
    3. Lampade allo Xeno (6000 °K, la luce appare bianco azzurrata).
    4. Lampade elettroniche [fluorescenti al neon (2700 – 7000 °K)]. Lampade di questo tipo sono ideali nelle arti grafiche e in fotografia quando la loro temperatura cromatica va da 5000 ai 5500 °K
    5. Lampade LED: possono dare luogo al fenomeno dello sfarfallio (flikering) se non stabilizzate con componentistica di buona qualità. La luce è bianca con una temperatura di 5500 °K, quando specificamente prodotte per uso foto-video.
    6. Lampeggiatori elettronici: sono studiati espressamente per uso fotografico. La potenza varia e anche il modo di esprimerla. Generalmente vengono adottati due criteri: a) il numero guida,  (NG) riferito ad una sensibilità nominale pari a 100 ISO (ad es. NG 22 ci dice che la potenza del lampo ad un metro di distanza con la sensibilità di 100 ISO, richiede una apertura del diaframma ad f/22); b) i W/s, è un criterio indicativo, ovvero il lampo viene assimilato ad una sorgente ad emissione costante, senza considerare i vari accessori (parabole, diffusori, concentratori) che modificano in modo significativo la potenza di illuminazione. La temperatura cromatica va dai 5400 a 6000 °K. Maggiore è la potenza del lampo, maggiore è la sua durata, e viceversa.
  9. Distinguiamo tra i colori della luce (sintesi additiva = RGB) e i colori materici: i primi sono teoricamente infiniti (miliardi); i secondi sono quelli risultanti dalla mescolanza dei tre primari sottrattivi (CMY) più il nero (K) e il bianco del supporto di stampa (cartaceo o altro).
  10. La percezione visiva, a livello fisiologico, avviene mediante due distinti tipi di cellule: i bastoncelli, forniscono una sensazione acromatica (variazioni di luminosità) e sono più attivi nella visione crepuscolare; i coni invece, sono responsabili della sensazione cromatica (variazioni di tinta).

    [Il funzionamento dei coni, non è ancora perfettamente conosciuto; una teoria (teoria del Tristimolo) ritiene probabile che nei coni esistano almeno tre pigmenti e si presume che alcuni coni contengano un pigmento sensibile alle onde elettromagnetiche (ë) corte (435nm: blu) altri contengano, in prevalenza, un pigmento sensibile alle ë lunghe (671nm: rosso) e altre ancora contengono in prevalenza un pigmento sensibile alle ë medie (546nm: verde)].

    Le diverse lunghezze d’onda, interagendo con queste sostanze, provocano delle trasformazioni, le quali determinano il meccanismo della visione che inizia dalla formazione degli stimoli e si concretizza nella sensazione di colore.

  11. pigmenti e i coloranti sono le sostanze (materie) adoperate per produrre le varie tipologie di colori materici (pastelli, tempere, oli, inchiostri, smalti, ecc.) impiegati nelle belle arti e dall’industria.
  12. Nell’industria editoriale (stampati librari, paralibrari ed extralibrari), con sistemi di stampa tradizionali (offset e rotocalco) sono utilizzati inchiostri per il processo di quadricromia e/o tinte piatte codificate, selezionabili da specifiche librerie;
  13. Le principali librerie sono prodotte dalla PANTONE © e sono implementate in tutti i principali pacchetti software di produttività per applicazioni grafiche e l’editoria elettronica (DTP).
  14. I dispositivi di input e quelli di output, dispongono di profili colore per la calibrazione cromatica dei sistemi al fine di  ottimizzare la riproduzione dei colori;
  15. i supporti di stampa (cartacei o altro) adatti all’utilizzo in processi di produzione delle immagini, possono essere caratterizzati da un preciso spazio colore, individuabile in un diagramma o nel cosiddetto cuneo C.I.E., per determinare l’idoneità nei vari campi di utilizzo (ad esempio, le carte per la stampa con dispositivi a getto d’inchiostro) al fine di produrre un profilo di colore riconoscibile dai sistemi software/hardware.
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Informazioni su vincegargiulo

Nato a Napoli dove ho studiato arte. Insegno grafica e fotografia nella scuola statale. I miei interessi spaziano dalla comunicazione visiva alla filosofia, fotografia, cinema ...
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