Glosario de Color de la Luz, Cromaticidad y Fotometría

Esta referencia está diseñada para profesionales, ingenieros y académicos en iluminación, ingeniería óptica y ciencia del color. Cada entrada ofrece una definición rigurosa, teoría, metodología de medición y aplicaciones prácticas en aviación, con referencias a ICAO, CIE y otras fuentes autorizadas.

A

Absorción (de la Luz)

La absorción es el proceso por el cual un material captura la radiación electromagnética incidente (incluida la luz visible), convirtiendo su energía—usualmente en calor, a veces en energía fotoquímica. El grado de absorción depende de las propiedades del material, la longitud de onda incidente y el ángulo.

Aplicación:
La absorción afecta la composición espectral de la luz en iluminación, fotometría y colorimetría. Por ejemplo, en la iluminación de cabinas de aeronaves, se seleccionan materiales con baja absorción visible para eficiencia, mientras que los recubrimientos pueden buscar absorción selectiva para reducir el deslumbramiento o los rayos UV.

Medición:
Cuantificada por el coeficiente de absorción; se mide usando espectrofotómetros o esferas integradoras. Las normas ICAO (Anexo 14) requieren que los materiales superficiales para la iluminación de pistas sean probados en absorción para garantizar la visibilidad y la fidelidad del color.

Ejemplo:
Filtros de densidad neutra y gafas de sol emplean absorción controlada para atenuar la luz. En fotometría, se hacen correcciones de absorción para mediciones precisas de flujo luminoso o cromaticidad.

B

Cuerpo Negro (Radiador de Planck)

Un cuerpo negro es un objeto idealizado que absorbe toda la radiación incidente y reemite energía según la ley de Planck. Su espectro emitido está determinado únicamente por la temperatura, con una longitud de onda de pico que se desplaza inversamente con la temperatura según la ley de desplazamiento de Wien.

Aplicación:
La radiación de cuerpo negro fundamenta las definiciones de temperatura de color. ICAO especifica cromaticidades de cuerpo negro para la iluminación de aeródromos, asegurando la coherencia global. El locus de Planck en los diagramas de cromaticidad referencia la temperatura de color correlacionada (CCT).

Medición:
Las fuentes de cuerpo negro (por ejemplo, lámparas de tungsteno) calibran instrumentos fotométricos. Su distribución espectral de potencia se compara con fuentes reales para determinar la CCT.

Ejemplo:
El iluminante estándar CIE A (2856 K) es una referencia basada en cuerpo negro para calibración y reproducción cromática. Las pantallas de cabina usan referencias de cuerpo negro para un balance de blancos consistente.

Brillo

El brillo es el atributo subjetivo que describe cuán luminosa parece un área a un observador humano, independientemente de su luminancia física. Influido por la intensidad de la luz, la adaptación del observador, el fondo y el contraste, el brillo es un fenómeno perceptual, no un valor físico medible directamente.

Aplicación:
La luminancia (cd/m²) es el correlato físico, pero la percepción humana puede diferir debido a factores como el efecto Purkinje o el deslumbramiento. ICAO especifica luminancia y uniformidad mínimas para la iluminación de aeródromos para garantizar el brillo percibido y la seguridad del piloto.

Medición:
Los medidores de luminancia o fotómetros de imagen proporcionan mediciones objetivas. Pruebas psicofísicas relacionan el brillo percibido con la luminancia en investigaciones.

Ejemplo:
Las luces de borde de pista deben cumplir con una luminancia mínima para visibilidad, considerando la atenuación atmosférica. El brillo de la iluminación de cabina se ajusta para evitar el deslumbramiento y preservar la visión nocturna.

C

Candela (cd)

La candela (cd) es la unidad base del SI de intensidad luminosa—la potencia luminosa emitida por una fuente en una dirección específica por unidad de ángulo sólido (estereorradián), ponderada por la función de luminosidad V(λ) para la visión fotópica humana.

Aplicación:
La candela cuantifica la emisión direccional de luces de señalización y navegación. ICAO establece valores mínimos/máximos de candela para la iluminación aeronáutica para asegurar visibilidad y evitar el deslumbramiento.

Medición:
Se mide con goniofotómetros o bancos fotométricos, alineando un sensor a ángulos específicos y cuantificando el flujo por ángulo sólido.

Ejemplo:
Las luces de la línea central de pista deben emitir al menos 200 cd en el haz principal, según el Anexo 14 de ICAO. Las luces anticolisión de aeronaves están clasificadas en candelas para visibilidad desde ángulos específicos.

Cromaticidad

La cromaticidad especifica la calidad de un color independiente de la luminancia—definiendo tono y saturación. Se representa mediante pares de coordenadas (x, y) en el CIE 1931 o (u’, v’) en los diagramas CIE 1976.

Aplicación:
Es fundamental para la especificación del color en iluminación, pantallas y ciencia de materiales. Las normas aeronáuticas definen regiones de cromaticidad para luces de señalización, asegurando que los colores sean distinguibles por seguridad.

Medición:
Se deriva de los valores tristímulo (X, Y, Z) utilizando las funciones de igualación de color CIE. Instrumentos como espectrorradiómetros miden distribuciones espectrales de potencia para calcular la cromaticidad.

Ejemplo:
ICAO define los límites de cromaticidad verde para luces de rodaje. La fabricación de LED requiere un control estricto de cromaticidad para evitar variaciones visibles de color.

Coordenadas de Cromaticidad

Valores numéricos que definen la posición de un color dentro de un diagrama de cromaticidad—(x, y) en CIE 1931, (u’, v’) en el UCS CIE 1976.

Aplicación:
Se utilizan para comunicar y especificar con precisión tolerancias de color en fabricación y regulación. ICAO define coordenadas permitidas para el cumplimiento en iluminación aeronáutica.

Cálculo:
A partir de valores tristímulo:

• x = X/(X+Y+Z)
• y = Y/(X+Y+Z)
• u’ = 4X/(X+15Y+3Z)
• v’ = 9Y/(X+15Y+3Z)

Ejemplo:
Los módulos LED para interiores de aeronaves se prueban en coordenadas (x, y) para garantizar uniformidad de color.

Diagrama de Cromaticidad

Una representación gráfica 2D de todas las cromaticidades perceptibles. Los diagramas CIE 1931 (x, y) y CIE 1976 (u’, v’) son los más comunes. El locus espectral forma el límite de los colores espectrales puros.

Aplicación:
Se utiliza en el diseño, calibración y regulación de iluminación y pantallas. Las normas ICAO y CIE definen regiones de color para el cumplimiento.

Visualización:
El diagrama CIE 1931 forma una figura de herradura; el locus de Planck traza la progresión de la temperatura de color.

Ejemplo:
La certificación de nuevas luces LED de pista implica graficar su cromaticidad para verificar el cumplimiento de los límites de color establecidos por ICAO.

CIE (Comisión Internacional de Iluminación)

La CIE es la autoridad internacional en normas de medición de luz y color. Establece sistemas y nomenclatura para fotometría, colorimetría y radiometría, formando la base de normas ICAO, ISO e IES.

Aportaciones clave:

• Observador estándar CIE 1931 y funciones de igualación de color
• Iluminantes estándar (A, D65, etc.)
• Definiciones de cromaticidad, temperatura de color y reproducción cromática
• Protocolos de medición para unidades fotométricas

Ejemplo:
Las especificaciones de color de ICAO para iluminación de pistas se basan en normas CIE, garantizando coherencia y seguridad global.

Observador Estándar CIE 1931

Modelo matemático de la respuesta promedio del ojo humano al color bajo condiciones fotópicas (luz diurna), basado en las funciones de igualación de color (x̄(λ), ȳ(λ), z̄(λ)) para un campo visual de 2° (región foveal).

Aplicación:
Referencia para todos los cálculos colorimétricos—valores XYZ, coordenadas de cromaticidad y espacios de color. ICAO exige el observador CIE 1931 para la certificación de iluminación aeronáutica.

Medición:
Los instrumentos colorimétricos utilizan estas funciones para derivar valores XYZ a partir de mediciones espectrales.

Ejemplo:
Un espectrorradiómetro mide la SPD de luces de navegación, aplicando funciones CIE 1931 para calcular coordenadas de color para el cumplimiento normativo.

Coordenada de Color

Valor numérico (o conjunto) que localiza un estímulo de color dentro de un espacio de color o diagrama de cromaticidad—(x, y) en CIE 1931, (u’, v’) en CIE 1976, (L*, a*, b*) en CIE Lab*.

Aplicación:
Se utiliza para la especificación de color, fabricación, diseño de iluminación y cumplimiento normativo. Las luces aeronáuticas se definen por coordenadas de color específicas en documentos ICAO.

Ejemplo:
Las luces de rodaje se prueban por lotes en coordenadas (x, y) para confirmar la emisión del verde especificado.

Funciones de Igualación de Color

Curvas de sensibilidad espectral estandarizadas (x̄(λ), ȳ(λ), z̄(λ)) que representan la respuesta del Observador Estándar CIE a la luz monocromática. Definen cuánto de cada primario se necesita para igualar una longitud de onda dada.

Aplicación:
Forman la base matemática para transformar SPDs en valores tristímulo XYZ, usados en todos los cálculos colorimétricos.

Medición:
Se aplican como factores de ponderación a SPDs medidas entre 380–780 nm.

Ejemplo:
Las SPD de las luces de advertencia de aeronaves se multiplican por las funciones de igualación de color para verificar el cumplimiento cromático.

Colorimetría

La ciencia de cuantificar y describir la percepción humana del color usando sistemas estandarizados y descriptores numéricos. Incluye espacios de color, protocolos de medición y transformaciones matemáticas que vinculan la luz física con el color percibido.

Aplicación:
Fundamento para la especificación y control de calidad del color en iluminación y pantallas. Las normas ICAO y CIE utilizan métodos colorimétricos para definir parámetros aceptables en iluminación aeronáutica.

Medición:
Implica medir la SPD, aplicar funciones de igualación de color y calcular valores tristímulo, cromaticidad y temperatura de color correlacionada.

Ejemplo:
Las luces de navegación LED se evalúan mediante análisis colorimétrico para garantizar el cumplimiento ICAO.

Reproducción Cromática (Índice de Reproducción Cromática, CRI)

La reproducción cromática describe cuán fielmente una fuente de luz reproduce los colores de los objetos en comparación con una referencia. El Índice de Reproducción Cromática (CRI, Ra) es una métrica CIE (0–100) que cuantifica esta propiedad.

Aplicación:
Es fundamental en entornos donde la precisión del color es importante—cabinas de aeronaves, salas de control y señalización. ICAO e IES recomiendan un CRI mínimo para la iluminación interior/exterior por motivos de seguridad y claridad visual.

Medición:
Se evalúa iluminando muestras de color estándar, midiendo las diferencias de color respecto a una referencia y promediando los primeros ocho colores de prueba.

Ejemplo:
La iluminación de cabina de pasajeros se especifica con un CRI superior a 80 para confort y percepción precisa del color en señales de seguridad.

Espacio de Color

Un sistema matemático que define un conjunto de colores como combinaciones de coordenadas. Espacios comunes: CIE XYZ (independiente del dispositivo), sRGB (pantallas), CIE Lab* (perceptualmente uniforme).

Aplicación:
Facilita la comunicación consistente del color entre dispositivos y medios. La iluminación, pantallas y materiales de aviación hacen referencia a espacios de color para la especificación técnica y el cumplimiento.

Ejemplo:
Las pantallas de cabina de aeronaves se calibran en sRGB para asegurar la correcta apariencia de símbolos y colores de advertencia.

Temperatura de Color

La temperatura en kelvin (K) de un radiador de cuerpo negro que emite luz de un color más similar al de la fuente de luz. Describe el matiz de la luz blanca, desde cálida (K baja) hasta fría (K alta).

Aplicación:
Especifica el matiz de la fuente de luz blanca en el diseño de iluminación. ICAO hace referencia a la temperatura de color para distinguir clases de iluminación blanca en pistas.

Medición:
Se determina igualando la cromaticidad de la fuente al locus de Planck en un diagrama de cromaticidad.

Ejemplo:
Las luces de borde de pista pueden especificarse en 4000–6500 K para blanco neutro a frío, maximizando la visibilidad.

Temperatura de Color Correlacionada (CCT)

La CCT es la temperatura del cuerpo negro cuya cromaticidad coincide más estrechamente con la de una fuente no de cuerpo negro (como los LED), expresada en kelvin (K). Se usa para describir el matiz de la luz blanca cuando la fuente no emite radiación de cuerpo negro perfecta.

Aplicación:
La CCT especifica la “blancura” de los LED, fluorescentes u otras luces diseñadas. En aviación, la CCT asegura una apariencia consistente de señalización y luces de pista, incluso con fuentes modernas no de cuerpo negro.

Medición:
La cromaticidad de la fuente se representa en un diagrama y la CCT se determina por el punto más cercano en el locus de Planck.

Ejemplo:
Las luces LED de pista se especifican por CCT para asegurar que su blanco coincida con los sistemas incandescentes existentes.

Este glosario continuará expandiéndose a medida que evolucionen la tecnología de iluminación, la ciencia de la medición y las normas.