Storia della scienza del colore
 
 
La curva dei colori spettrali
I risultati di Maxwell, König e Abney avevano un interesse puramente accademico fino a quando nel 1922 il Colorimetry Committe della OSA, Optical Society of America, li riassunse e ripubblicò [1]. La pubblicazione della OSA fu un importante evento nello sviluppo della colorimetria, in quanto rese possibile calcolare i valori di tristimolo, cioè le quantità dei tre primari la cui combinazione corrisponde a quella di un campione, a partire dai dati spettrofotometrici. Lo spettrofotometro a questo punto può sostituire il colorimetro evitando differenze individuali, incertezze e precauzioni.
Gli esperimenti di Wright e Guild
Nel 1928 W. D. Wright [2] e tre anni dopo J. Guild [3] rideterminarono in maniera indipendente e con strumenti perfezionati i dati fondamentali che, quando vennero ricondotti alla stessa base e quindi resi confrontabili, furono trovati in buon accordo tra di loro e con i dati OSA.

Negli esperimenti di Wright, i tre colori primari impiegati sono tre colori spettrali, indicati con R, G e B, di lunghezze d’onda 650, 530 e 460 nm rispettivamente, mentre in quelli di Guild i primari erano tre colori non spettrali.

Wright usò un certo numero di osservatori selezionati ed arrivò ad esprimere i propri risultati sottoforma di tre curve, o di una tabella i cui valori indicano, per ogni lunghezza d’onda, le quantità di ognuno dei tre primari richieste per far corrispondere il colore a 1 W di potenza radiante della lunghezza d’onda indicata.

Such experiments have been providing the basis for objective colour measurement since the establishment of "colour matching functions" in the 1920s, mainly by W. D. Wright and J. Gould in England. Wright and Gould required a large number of normally sighted people to manipulate three constant-energy sources of monochromatic light (light of only one wavelength), in order to achieve a match with the primary colours. From the tristimulus values thus obtained, mean values can be derived which in turn are used to construct the colour matching functions by plotting their locus according to wavelength. These figures were accepted by the CIE in 1931, and related to a hypothetical "standard observer". In addition, the CIE stipulated that a colour-sample was to be measured under conditions of average daylight — identified as 'C' — which at that time still had to compete with a defined artificial light source 'A' and the sunlight of midday 'B' for recognition as the standard reference. (These letters can be seen in the diagram.)

Generalmente la quantità di un colore è data in unità fotometriche, normalmente la luminanza in nit (candele per metro quadro). Per definire un colore dobbiamo allora conoscere i valori fotometrici (i nit) delle unità in cui devono essere misurate le quantità di R, G e B.

Questi valori non sono necessariamente gli stessi per i tre stimoli, anzi sono normalmente differenti in quanto è d’uso definirle in modo che uguali quantità di R, G e B corrispondano visivamente ad uno stimolo definito "bianco".

Per esempio se per avere un certo bianco sono necessari 2 nit di R, 1 nit di G e 4 nit di B, conviene ridefinire le unità così: una unità di R potrebbe essere 0.2 nit, una unità di G è 0.1 nit e una unità di B sono 0.4 nit. Nelle nuove unità il bianco si ottiene con uguali quantità di R, G e B, per esempio con 10 unità di R, 10 unità di G e 10 unità di B (o qualunque altro numero al posto di 10).

Cambiando l’unità le curve mantengono la stessa forma ma modificano l’altezza, in quanto tutte le ordinate di ogni curva vengono moltiplicate per un fattore diverso per ogni curva.

L’interpretazione di una linea della tabella è la seguente:

Un watt di luce monocromatica di lunghezza d’onda lambda corrisponde visivamente a Xlambda unità di R, Ylambda unità di G e Zlambda unità di B, il che si può abbreviare con una formula

1 [lambda] = Xlambda R + Ylambda G + Zlambda B

dove il simbolo = indica corrispondenza visiva e i caratteri in nero non sono quantità ma indicano a quale stimolo il coefficiente si riferisce.

Poiché ogni colore consiste di una mescolanza di colori spettrali in quantità diverse, se conosciamo la distribuzione di energia spettrale di uno stimolo, con l’aiuto della tabella è possibile calcolare le quantità di R, G e B necessarie per avere una corrispondenza visiva.

Così se il colore C è rappresentato da una curva di distribuzione spettrale indicata in tabella, allora C ha la stessa corrispondenza visuale dell'integrale al variare di lambda tra 380 e 780 della espressione precedente moltiplicata per Elambda cioè alla somma dei tre integrali

Xlambda Elambda R

Ylambda Elambda G

Zlambda Elambda B

cioè

kC = XR + YG + ZB

È usuale proiettare ogni vettore dello spazio XYZ sul piano X+Y+Z = 1.

Riferimenti bibliografici
 
[1] L. T. Troland "Report of Committee on Colorimetry for 1920-21" J. Opt. Soc. Am. 6 527-596 (1922)

[2] W. D. Wright "A redetermination of the trichromatic coefficients of the spectral colours" Trans. Opt. Soc. London 30 141-164 (1928-29)

[3] J. Guild "The colorimetric properties of the spectrum" Phil. Trans. Roy. Soc. London A230, 149-187 (1931)

 
Home | Commenti a Mauro Boscarol | Ultimo aggiornamento 22 dicembre 2000