Fundamentos de Colorimetría
Jornadas de Color de Alimentos
¿Colorimetría? •Percepción •Estímulo físico
VALORES TRIESTÍMULOS 780
∑ x (λ )L(λ )∆λ
X = k
780
∑ y (λ )L(λ )∆λ
Y = k
380
∑ z (λ )L(λ )∆λ
Z = k
380
k = K m
k = 100 /
o
780
380
780
∑ y (λ )L(λ )∆λ 380
780
∑ x (λ )I (λ ) ρ (λ )∆λ
X = k
380
780
∑ y (λ )I (λ ) ρ (λ )∆λ
Y = k
380
780
∑ z (λ )I (λ ) ρ (λ )∆λ
Z = k
380
Tipos de medición Espectrocolorimétrica Colorímetros triestímulos
olorímetro trie tímulo 2,2
Observadores patrones CIE
2,0 1,8 1,6 a v i t 1,4 a l e r 1,2 d a 1,0 d i v 0,8 i s n o 0,6 p s e 0,4 R 0,2
x(l) 2º y(l) 2º z(l) 2º x(l) 10º y(l) 10º z(l) 10º
0,0 -0,2 350
400
450
500
550
600
650
Longitud de onda (nm)
700
750
800
Condiciones subyacentes en la medida del color Observador:
CIE 1964 (10º)
CIE 1931 (2º)
Iluminante:
Patrones (A y D65)
Otros (C, D, F)
Condiciones subyacentes en la medida del color Geometría de Iluminación y observación:
Transmitancia: 0 / t, 0 / d, 0 / 0, d / d.
Reflectancia: 0 / d, 0 / t, 0 / 45
Condiciones subyacentes en la medida del color Otras condiciones:
Temperatura (termocromáticas).
Humedad (higrocromáticas).
Cantidad de luz (fotocromáticas).
Opacidad, translucidez, planitud, etc.
Y a la hora de medir, ¿qué hacemos?
Consideraciones generales Hay que conocer el ancho de banda. Es muy conveniente conocer la función rendija. Si se usa fuente de banda ancha como iluminante, hay que conocer cómo reproduce los iluminantes CIE.
Consideraciones generales Prestar atención al mantenimiento de los instrumentos. Prestar atención a la calibración de los patrones. Las esferas integradoras se deterioran.
Consideraciones de “encendido” Si rutina de arranque no es automática, hay que hacerla como indica el manual. Esperar tiempo de estabilización térmica. Muestras deben estar a la misma T ambiente que instrumento.
Conjunto de calibración El del instrumento (blanco y negro). Un conjunto diferente para controlar posibles deterioros. ¿Elementos?
Fuentes de error en la medición Exactitud fotométrica:
Linealidad de respuesta del detector. Características geométricas del haz y estado de polarización.
Diferencias de color de muestras cerámicas Muestra
Especular incluida
Especular excluida
Azul
0,82858516
0,15956626
Verde
0,48681619
0,07867329
Amarillo
0,66984134
0,05950276
Rojo
0,95374172
0,27089621
0,0484606
0,12306635
Gris
0,23489418
0,0933493
Negro
0,92184239
Blanco
Fuentes de error en la medición Lectura de cero incorrecta.
Más importante en color de superficies. Simular reflectancia nula (trampas de luz, componente difusa nula). Coordenada L*
2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 A2
A10
D65 2
D65 10
Fuentes de error en la medición ∂ Rm (λ ) R(λ ) = Rm (λ ) + ∆λ ∂λ Error de longitud de onda:
Difícil de detectar y corregir si no se conocen los datos espectrales.
Error de anchura de banda:
Más importante en muestras cromáticas. A efectos prácticos ≤ 5 nm (espectro amplio)
Error del patrón blanco Envejecimiento. Fluorescencia 0,7 0,6 0,5
A
D65
0,4 0,3 0,2 0,1 0 DEEP BLUE
GR EEN
M ID GR EY
R ED
OR ANGE
Específicos esferas integradoras Patrones mate/brillo
Mate brillo
) % ( n a e m e h t m o r f s e c n e r e f f i D
Lambda 900 Lambda 9 Cary 17
1,00 0,75 0,50 0,25 0,00 400 -0,25 -0,50 -0,75 -1,00
500
600
700
800
Específicos esferas integradoras Patrones mate/brillo
Matemate
) % ( n a e m e h t m o r f s e c n e r e f f i D
Lambda 900 Lambda 9 Cary 17
1,00 0,75 0,50 0,25 0,00 400
500
600
-0,25 -0,50 -0,75 -1,00
a)
Wavelength (nm)
700
800
Exclusión del haz especular ρ s (λ ) R (λ ) = Rt (λ ) + K 2 (λ ) β − α ρ t (λ ) ρ t (λ ) ρ s (λ )
2
K r o t c a F n o i t c e r r o C
0,20
Lambda 900
0,18
Lambda 9 Cary 17
0,16 0,14 0,12 0,10 0,08 0,06 0,04 0,02 0,00 350
400
450
500
550
600
650
Wavelength (nm)
700
750
800
Inclusión del haz especular ρ s (λ ) − α R(λ ) = Rt (λ ) + K 3 (λ ) β ρ t (λ ) ρ t (λ ) ρ s (λ )
Lambda 900
0,8
Lambda 9 Cary 17
0,6 3
K 0,4 r o t c 0,2 a F n 0,0 o i 350 t c -0,2 e r r o C -0,4 -0,6
400
450
500
550
600
650
Wavelength (nm)
700
750
800
Velocidad de barrido 1,0
Scanning speed 60 nm/min 0,8
c n a t c e l f 0,6 e r e v i t a l e 0,4 R
t = 0.2 s t = 0.5 s t = 1 s t = 2 s t = 5 s
0,2
0,0
580
585
590
Wavelength (nm)
595
600
Cálculo de coordenadas de color Valor exacto, por definición:
Suma entre 380 nm y 780 nm.
Ancho de banda y paso de sumación 1 nm.
Ancho de banda y paso de sumación hasta 5 nm. Error despreciable si espectro es suficientemente ancho. Si se usa un valor más alto, funciones de peso (ASTM u otras).
Cálculo de coordenadas de color Muestra
R5
T5
R10
T10
R20
T20
Azul
0,10
0,17
0,42
0,72
1,14
2,36
Verde
0,04
0,07
0,16
0,30
0,63
1,19
Rojo
0,07
0,13
0,25
0,50
1,73
2,72
Diferencias de color respecto a valor por definición
Cálculo de coordenadas de color 1,6 1,4 1,2 c 1 n e r 0,8 e f f i 0,6 d r o0,4 l o C0,2
DL* DE
0 -0,2 -0,4
0 5 7 c n u r t
0 0 7 c n u r t
0 1 g d i r b a
0 2 g d i r b a
m n 0 1
Aceite
m n 0 2
M T S A 0 1
M T S A 0 2
n r e t s 0 1
Cálculo de coordenadas de color 0,12 0,1 c0,08 n e0,06 r e f f i0,04 d r o 0,02 l o C
0
-0,02 -0,04
DL* DE
0 5 7 c n u r t
0 0 7 c n u r t
0 1 g d i r b a
0 2 g d i r b a
m n 0 1
Batido
m n 0 2
M T S A 0 1
M T S A 0 2
n r e t s 0 1