Coordenada de Color

Una coordenada de color es un conjunto de valores numéricos que especifica con precisión un color dentro de un espacio de color definido, establecido comúnmente por estándares colorimétricos internacionales como los de la Comisión Internacional de Iluminación (CIE). Las coordenadas de color permiten la comunicación objetiva y reproducible del color en los campos científico, industrial y tecnológico.

Fundamentos Científicos

Las coordenadas de color tienen su base en la ciencia de la visión cromática humana. El sistema visual humano es tricromático, lo que significa que interpreta el color a través de la estimulación combinada de tres tipos de fotorreceptores de cono. La colorimetría modela este comportamiento matemáticamente, utilizando funciones de igualación de color (CMF) derivadas de experimentos con grupos de observadores humanos.

Un observador estándar, según lo define la CIE (como el Observador Estándar de 2° de 1931 o el de 10° de 1964), proporciona un modelo de referencia para la percepción promedio del color en humanos. Cuando la distribución espectral de potencia (SPD) de una muestra se combina con estas CMF, se obtienen los valores tristímulos (X, Y, Z) que definen numéricamente el color.

Cálculo de las Coordenadas de Color

Dado un estímulo de color con SPD conocida, el sistema CIE calcula los valores tristímulos de la siguiente manera:

[ X = k \int S(\lambda), \overline{x}(\lambda), d\lambda ] [ Y = k \int S(\lambda), \overline{y}(\lambda), d\lambda ] [ Z = k \int S(\lambda), \overline{z}(\lambda), d\lambda ]

Donde:

• ( S(\lambda) ) es la SPD del estímulo,
• ( \overline{x}(\lambda), \overline{y}(\lambda), \overline{z}(\lambda) ) son las CMF del observador estándar,
• ( k ) es una constante de normalización.

Las coordenadas de cromaticidad (x, y) se obtienen normalizando los valores tristímulos:

[ x = \frac{X}{X + Y + Z} ] [ y = \frac{Y}{X + Y + Z} ]

Esta normalización elimina el componente de luminancia (Y), proporcionando coordenadas que describen solo el matiz y la saturación.

Conceptos Clave en Colorimetría

Distribución Espectral de Potencia (SPD)

La SPD representa la energía emitida, reflejada o transmitida en cada longitud de onda por una fuente de luz u objeto. Es la propiedad física fundamental que determina el color percibido.

Funciones de Igualación de Color (CMF)

Las CMF cuantifican la respuesta promedio del observador a cada longitud de onda y se utilizan para convertir las SPD en valores tristímulos. Las más utilizadas son las funciones CIE 1931 y CIE 1964.

Valores Tristímulos

Estos tres valores (X, Y, Z) representan el color en el espacio de color CIE XYZ y sirven como referencia independiente del dispositivo para todos los cálculos de color.

Coordenadas de Cromaticidad

Coordenadas normalizadas (x, y) o (u’, v’) que especifican el matiz y la saturación independientemente del brillo. Se representan en diagramas de cromaticidad.

Observador Estándar

Un modelo matemático que representa la respuesta promedio humana al color, fundamental para asegurar la coherencia en la especificación del color.

Aplicaciones de las Coordenadas de Color

• Calibración de pantallas y monitores: Asegurando la reproducción precisa y consistente del color en distintas pantallas.
• Ingeniería de iluminación: Especificando y comparando la cromaticidad de diversas fuentes de luz (por ejemplo, LEDs, lámparas).
• Impresión y textiles: Igualando colores de tintas, colorantes y telas entre lotes, proveedores y ubicaciones.
• Control de calidad: Estableciendo tolerancias y estándares objetivos de color para productos manufacturados.
• Fotografía e imagen: Representación precisa del color y conversión entre diferentes espacios de color (por ejemplo, sRGB, Adobe RGB).

Importancia

Sin coordenadas de color estandarizadas, la comunicación, reproducción y especificación de colores sería subjetiva y propensa a interpretaciones erróneas. El desarrollo y adopción de sistemas y coordenadas colorimétricas son la base de estándares globales de calidad (como ISO y ASTM), flujos de trabajo digitales de color, investigación científica y colaboración interindustrial.

Conceptos Relacionados

Metamerismo

El metamerismo es el fenómeno por el cual dos SPD físicamente diferentes parecen idénticas en color bajo un iluminante y observador determinados. Esto es posible porque muchas SPD pueden dar la misma coordenada de color para el observador estándar, lo que resalta la importancia del contexto en la especificación del color.

Locus Espectral

El locus espectral representa el límite de los colores percibibles en un diagrama de cromaticidad, correspondiente a matices puros espectrales (monocromáticos).

Colores Imaginarios

Los colores imaginarios son construcciones matemáticas en espacios de color como CIE XYZ, que se encuentran fuera del locus espectral. Facilitan la representación positiva de coordenadas para todos los colores reales pero no corresponden a matices físicamente alcanzables.

Diagramas de Cromaticidad

Los diagramas de cromaticidad, como el CIE 1931 (x, y) o el CIE 1976 UCS (u’, v’), visualizan las relaciones entre colores, gamas de dispositivos y los límites de la percepción cromática humana.

Espacios de Color Modernos

El espacio de color CIE XYZ es la base para la mayoría de los espacios de color y flujos de trabajo modernos (por ejemplo, sRGB, Adobe RGB, CIELAB). Todos los espacios de color dependientes del dispositivo hacen referencia a los valores XYZ para garantizar compatibilidad y traducción universales.

Estándares Industriales

La Comisión Internacional de Iluminación (CIE) es la autoridad global para definiciones y datos colorimétricos. Documentos clave, como la CIE 15:2018, especifican los procedimientos y datos de referencia para la medición del color.

Tabla Resumen: Términos Clave

Lecturas Adicionales

• CIE 15:2018, Colorimetría (Comisión Internacional de Iluminación)
• Wyszecki, G., & Stiles, W. S. (2000). Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae
• Hunt, R. W. G., & Pointer, M. R. (2011). Measuring Colour

Conclusión

Las coordenadas de color son la base de la comunicación objetiva del color, permitiendo a profesionales científicos, industriales y creativos especificar, igualar y reproducir colores con precisión y fiabilidad.