ESCALAS DE COLOR Y ESCALAS DE DIFERENCIAS DE COLOR ASOCIADAS: CIEL*a*b*

CONTRA CIEL*C*ho CONTRA CMC

Adriano Michael Bernardin y Humberto Gracher Riella

Centro de Tecnologia em Ceramica - CTC / Brasil - ctc@senai-sc.ind.br

Se tomó un material de referencia industrial A como patrón para la evaluación de las coordenadas colorimétricas, que se comparó con otros materiales de referencia (B, C y D), considerados por la empresa como variaciones de color con relación al patrón. A continuación, se realizó tres muestreos del material A para verificar las diferencias de tonalidad.

Para la determinación de las coordenadas colorimétricas se empleó un espectrofo- tómetro HunterLab (modelo ColorQuest 4510). El método de medición utilizado es la constante de la norma internacional ISO 10545 / 16 - Pequeñas Diferencias de Color, que utiliza el sistema de las coordenadas rectangulares L*a*b* definido en 1976 por la CIE (Comisión Internacional de Iluminación). A continuación, se utilizó el sistema de coorde- nadas CMC, desarrollado por la Comisión de Medición del Color de la Sociedad de Tintoreros y Coloristas de Inglaterra.

Las mediciones de las diferencias de color DL*, Da* y Db* (CIE 1976) se realizaron de acuerdo con el espacio de color CIEL*a*b*, donde la coordenada L* es un indicador de la claridad y la oscuridad, la coordenada a* identifica la tonalidad en la dirección desde el verde hacía el rojo, y la coordenada b* identifica la tonalidad en la dirección desde el azul hacía el amarillo. Cada diferencia (D) corresponde a la lectura del patrón menos la lectura de la probeta objeto de estudio, para las tres coordenadas de color,

DE indica el valor de la diferencia absoluta de las tres coordenadas,

DE* = JDL * 2 +Da * 2 +Db *2

Pos - 59

Las coordenadas colorimétricas a* y b* pueden representarse también de acuerdo con un sistema de coordenadas polares, definido como el espacio de color CIEL*C*hO. En este sistema, DC* es la diferencia entre la saturación de la muestra y el patrón y DH* es la diferencia del ángulo de tonalidad (hO) entre la muestra y el patrón,

DC* = Cm,,, - Cia,, donde C* = Ja * 2 +b ** Y DH* = JDE *2 -DL *2 -DC *2

El sistema CMC es, a su vez, un conjunto de ecuaciones de diferencias de color que utilizan los valores de CIEL*C*hO de un patrón de color para determinar las dimensiones de los medio ejes de una elipse que contiene todos los colores visualmente aceptables cuando son comparados con el patrón. La elipse de aceptabilidad contiene 3 medio ejes que se definen en las tres direcciones: L*, C* y hO.

Cuando se utiliza el cálculo de las diferencias de color CMC, es preciso decidir si la relación entre la luminosidad y la saturación determinada para las ecuaciones CMC es aceptable para cada aplicación concreta. Esta razón (1:c) puede ser modificada; la razón 1:l entre la luminosidad y la saturación se recomienda para la evaluación de la percep- ción de las diferencias de color; la razón 2:l se recomienda para la evaluación de la acep- tación del color, ya que mayores diferencias de luminosidad resultan más tolerables que de saturación y color.

Existe también el factor comercial (fc), que representa una tolerancia (los valores de las Ds) definida por el usuario para la aceptación de la diferencia de color total, DEcMo para una aplicación determinada. Dependiendo del tipo de material a evaluar, su textura superficial, luminosidad y otras características, la magnitud de la aceptación de las dife- rencias de color no será siempre la misma. Los métodos de ensayo británicos de norma- lización de algunos materiales establecen que para materiales cerámicos brillantes se ajus- te un fc de 0.75; para cerámicas opacas resulta aceptable un fc igual a 1.0.

La ecuación para DEcMc describe un volumen elipsoidal con los ejes en la dirección de la luminosidad y la saturación, donde la tonalidad se centra en un patrón, de la siguiente forma:

1, donde DLcMc = DL ' * DC * and DH,,, = DH* DECMC = j zsL 9 DCCMC = ZSL cSC SH

e ISL, cSC y SH son funciones de las coordenadas L*, C* y hO.

Los límites considerados aceptables para las coordenadas L*, a* y b* habían sido definidos inicialmente como D=0.5 unidad para las tres coordenadas; después este límite se amplió a D=1.0 unidad. Pare el sistema CMC se adoptó uno de fc=0.75 y una relación de l:c de 2:l. Después de llevar a cabo las mediciones de color con el espectrofotómetro, se realizó una evaluación visual con la cabina de comparación de color y procedimientos PEI.

De cada lote de muestras se seleccionó cinco piezas al azar. Cada pieza se dividió en cinco partes (los cuatro lados y la parte central). Se midió cada parte dos veces, realizan- do la segunda medición a 90" con relación a la primera (tomando en consideración el metamerismo). Como fuentes de luz se emplearon el iluminante D65, correspondiente a la luz natural media (incluyendo la región ultravioleta), con una temperatura de color de 6504K; el iluminante A, la luz incandescente, con una temperatura de color de 2856K; y el iluminante FOZ, la luz fluorescente blanca y fría, con una temperatura de color de 4200K.

RESULTADOS

A continuación se presentan los resultados obtenidos para las Ds, las diferencias de color, para los sistemas CIEL*a*b*, CIEL*C*hO y CMC, para los iluminantes D65, A y F02.

Referencias Iluminante D65/10° Iluminante Al1 0" Iluminante F02/10°

'Se refiere al patrón - los valores del patrón A son L*=94.09, a*=-0.27 y b*=0.33 para D65.

2,Q'50n muestreos del patrón A; por tanto, los resultados deberían estar por debajo de los límites - DE=0.5 para L*a*b*/L*C*hO y DE=0.75 para CMC.

Table 1. Diferencias de color para las muestras A, B, C y D.

La utilización de los sistemas de coordenadas CIEL*a*b* y CIEL*C*hO puede llevar a errores debido a la utilización en estos sistemas de tolerancias con límites fijos, inde- pendientemente de la región del espacio de color a estudiar. Ya que la percepción visual depende del color objeto de análisis (la región del espacio y color) y es variable, los siste- mas fijos inducen a errores de evaluación. El sistema CMC, utilizando las elipses de acep- tabilidad que varían en dimensiones y forma en función de la región del espacio de color donde se encuentra el patrón, presenta los resultados obtenidos por la percepción visual. Se observa que para los sistemas CIEL*a*b* y CIEL*C*hO algunas muestras del material de referencia A presentan variaciones de tonalidad que serían apreciables por el ojo humano (DE>0.5), sin embargo para el sistema CMC no existe mayor variación de tono que DEcMc 0.75, es decir, las muestras se encuentran dentro de los patrones. Estos resulta- dos concuerdan con los datos obtenidos a partir del análisis visual realizado con la cabi- na de comparación de color.

[l] AMERICAN ASSOCIATION OF TEXTILE CHEMISTS AND COLORISTS. AATCC Technical Manual. Research Triangle Park, NC: AATCC, 1997.

[2.] INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION. DETERMTNATION OF SMALL COLOR DTFFERENCES. Ginebra, Suiza: ISO 1995.

[3] AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. STANDARD GUIDE FOR SELECTION, Eunluation arzd Training o f Obserz~ers. West Conshohocken, PA: ASTM 1997.

[4.] AMERICAN SOCTETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard Pracfice for Visual Appraisal of Colors and Color Di'erences o f Difusely Illurninafed Opaque Materials. West Conshohocken, PA: ASTM 1996.

[5] AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS. Standard Terrninolpqy of Appearance. West Conshohocken, PA: ASTM 1999. [6] HUNTER, R. AND HAROLD, R. The Measurernenf of Appearance. 2" Ed. Nueva York: John Wiley, 1987. [7] MCLAREN, K. The Colour Science of D!jes and Pigments. Bristol, UK: Adam Hilger Ltd., 1986.