Centro BenQ Knowledge

Como definimos cores "precisas"?

2018/01/15

Como definimos cores "precisas"? Como poderíamos quantificar as cores de maneira "precisa"? Antes de entrar neste tópico, vamos falar um pouco mais sobre por que razão a quantificação de cores é importante para fotógrafos, desenhadores, profissionais de imagem, pessoas em indústrias têxteis e muito mais.

Quando tentamos descrever uma cor, a maneira mais comum de o fazer é aludir a um objeto com a cor em mente. Por exemplo, quando descrevemos a cor “vermelho”, as pessoas geralmente usam “maçã” para descrever “vermelho”. Mas de que tipo de maçã estamos a falar? Estamos a pensar na mesma maçã? Veja a Figura 1; há pelo menos sete tons diferentes de “vermelho” entre diferentes variedades de maçã. Para não mencionar o último, que nem vermelho é! Portanto, há discrepâncias quando usamos objetos para descrever cores. E precisamos de encontrar uma maneira de reduzir as discrepâncias numa comunicação.

Figura 1: Diferentes variedades de maçãs

Os humanos tendem a usar “números” para expressar uma medida precisa. Por exemplo, usamos números para descrever comprimento, peso, etc. Portanto, precisamos de uma maneira de expressar cores em formas numéricas, de modo a podermos dizer que a cor A e a cor B são as mesmas porque têm os mesmos valores numéricos. Em 1913, a CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) definiu Valores Tricromáticos (valores XYZ) para quantificar as cores que os seres humanos conseguem distinguir. Os valores de XYZ são construídos pela multiplicação dos três atributos seguintes: a distribuição de potência espectral da fonte de luz, a refletância do objeto e as funções do observador de referência para descrever as características do sistema visual humano. Como resultado, quando a cor A e a cor B tiverem os mesmos valores XYZ, podemos dizer que a cor A e a cor B têm a mesma aparência.

Figura 2: Fórmula para calcular valores XYZ

Outra vantagem de definir cores em valores numéricos é que podemos expressar cores facilmente num diagrama com um sistema de coordenadas. E isso forma um espaço de cores. A figura 3 mostra o diagrama de cromaticidade xy CIE de 1931, que representa todas as cores que os humanos conseguem ver. No entanto, este diagrama não reflete verdadeiramente a sensibilidade do sistema visual humano. Veja-se o azul e o verde, por exemplo. Os humanos são muito sensíveis ao azul e menos sensíveis ao verde: um pouco mais de vermelho reconhecemos como roxo, e um pouco de verde reconhecemos como magenta. Este fenómeno não é refletido na Figura 3, um diagrama de cromaticidade xy CIE de 1931. Como resultado, em 1976, foi proposto o diagrama de cromaticidade u’ v’, para refletir a sensação do sistema visual humano.

Figura 3: CIE 1931 diagrama de cromaticidade xy

Figura 4: CIE 1976 diagrama de cromaticidade u’v’

Agora, definimos um sistema para descrever as cores em formato numérico.

A próxima pergunta é: como medimos as cores?

Podemos usar uma régua para medir o comprimento e uma balança para medir o peso. Quando medimos cores, precisamos de medir a luz primeiro. Medir a luz não é tão fácil como usar uma régua ou uma balança, mas existem instrumentos para ajudar. Por exemplo, poderíamos usar um espectrorradiómetro para medir a distribuição de energia espectral da luz.

No entanto, esses instrumentos são volumosos e caros, e não são fáceis de transportar. Portanto, foi desenvolvido um dispositivo mais simplificado chamado “colorímetro”. Um colorímetro mede a luz através de um conjunto de filtros XYZ; por isso, a velocidade é mais rápida que a do espectrorradiómetro, mas com menos precisão.

* Filtros XYZ: Filtros óticos para imitar as características óticas dos valores XYZ (valores tricromáticos) em termos de transmitância por comprimento de onda.

Como referido anteriormente, quando temos um conjunto de valores XYZ com os mesmos números, podemos dizer que essas cores parecem iguais. Mas há ocasiões em que os valores XYZ não são os mesmos, mas ainda parecem muito semelhantes. Por exemplo, quando vemos uma luz brilhante numa sala clara versus uma luz mais fraca numa sala escura, os valores XYZ medidos não são os mesmos (devido a diferentes intensidades de luz, mas ainda vemos a mesma cor de luz. Isso deve-se à adaptação do nosso sistema visual. Outro cenário é comparar as cores de diferentes meios. Por exemplo, uma do monitor e uma do papel impresso. Portanto, precisamos de outra medida para quantificar esse fenómeno de adaptação. O espaço de cor L*a*b* (mostrado na Figura 5) foi então proposto e construído para este propósito de “normalização”. Ele define o nível mais claro de luz numa cena ou num meio (por exemplo, papel) como 100 e normaliza todas as outras cores na cena ou na meio de acordo com a luz mais brilhante. Como resultado, agora podemos comparar a luz com diferentes intensidades ou cores de diferentes meios.

Figura 5: Espaço de cor L*a*b*

Quando olhamos para duas cores semelhantes, mas ligeiramente diferentes, perguntamo-nos até que ponto são próximas? Sem usar valores numéricos para representar cores, poderíamos dizer "está perto". Mas perto como? E qual é a definição de “perto”, já que a perceção das cores varia de pessoa para pessoa? Com o espaço de cores XYZ ou o espaço de cores L*a*b*, podemos quantificar a diferença entre as cores. Calculando a distância entre duas cores num espaço de cor específico (geralmente usa-se o espaço de cores L*a*b*), é possível obter um valor de diferença. Esse valor de diferença é chamado de “Diferença de cor”. Geralmente usamos Delta E* para designar “Diferença de cor”.

A versão mais simples da fórmula de diferença de cor é chamada de Delta E* 76 (Delta E* ab).

Uma fórmula mais complexa é usada na indústria têxtil e de artes gráficas. Foi anunciada em 1994, por isso é chamado de delta E* 94.

Em 2000, os cientistas desenvolveram uma nova versão da fórmula de diferença de cor para refletir verdadeiramente o que o sistema visual humano vê. É chamado de Delta E*2000 (delta E*00). Devido à grande quantidade de estudos de pesquisa para alcançar uma alta correlação entre os valores calculados e a perceção humana, o delta E*00 tornou-se agora o Padrão Internacional e é recomendado para ser usado em todo trabalho de investigação científica.

Como vimos nas fórmulas acima, são necessários dois conjuntos de valores L*a*b*. Se precisarmos de avaliar a precisão de uma determinada cor, então são necessários um conjunto de valores medidos de L*a*b e um conjunto de valores definidos de L*a*b. Poderíamos obter os valores medidos usando os instrumentos mencionados anteriormente, mas como obtemos valores “definidos” ou “padrão”? Os valores “definidos” ou “padrão” podem ser obtidos usando gráficos padrão (Figura 6). Esses gráficos de cores definiram valores L*a*b para todas as cores no gráfico e cada gráfico é produzido com muito cuidado para cumprir a tolerância. Portanto, esses gráficos podem ser usados como referência, pois os valores não serão alterados.

O delta E*00 é frequentemente usado para julgar a precisão de uma cor. O Delta E*00 <1,00 significa que não há diferença percetível para os especialistas ao comparar duas cores lado a lado. O delta E*00 < 3,00 significa que não há diferença significativa para uma pessoa típica. (Os especialistas são profissionais da ciência da cor ou fotógrafos experientes, desenhadores, profissionais de imagem, etc.)

Em resumo, aprendemos a usar números para definir cores e a razão por trás disso. Também identificámos as diferenças entre cada espaço de cor, como XYZ e L*a*b. Por fim, aprendemos maneiras de medir cores e definir as diferenças de cores. Usando valores delta E*00, podemos julgar se a cor é precisa ou não.

Figura 6-1: Gráfico X-rite Classic ColorChecker

Figura 6-2: Gráfico X-rite Digital ColorChecker SG

TOP