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La scienza di come vediamo i colori – e perché abbiamo bisogno degli spettrofotometri

Four roses in four different colors.

Vi siete mai trovati in disaccordo con un amico, un familiare o un collega sul colore di un oggetto? Se sì, avete sperimentato quanto il colore possa essere soggettivo.(Ricordate il famigerato vestito che è diventato virale nel 2015 perché nessuno riusciva a mettersi d’accordo sul colore)?

C’è una scienza complessa dietro la percezione dei colori e molteplici fattori che influenzano il modo in cui vediamo. Come minimo, queste differenze possono causare divergenze amichevoli. Tuttavia, se i colori accurati e coerenti dei prodotti sono una parte fondamentale del successo della vostra azienda, non tenere conto di queste differenze può essere un errore costoso.

Come vediamo

Vediamo grazie alle cellule fotorecettrici della retina degli occhi che trasmettono segnali al cervello. I bastoncelli altamente sensibili ci permettono di vedere a livelli di luce molto bassi, ma in tonalità di grigio. Per vedere i colori, abbiamo bisogno di luce più intensa e di cellule coniche all’interno dei nostri occhi che rispondono a circa tre diverse lunghezze d’onda:

  • Breve (S) – spettro blu (picco di assorbimento ≈ 445 nm)
  • Medio (M) – spettro verde (picco di assorbimento ≈ 535 nm)
  • Lungo (L) – spettro rosso (picco di assorbimento ≈ 565 nm)

Il colore percepito dipende dal modo in cui un oggetto assorbe e riflette le lunghezze d’onda. Gli esseri umani possono vedere solo una piccola porzione dello spettro elettromagnetico, da circa 400 a 700 nm, ma è sufficiente per permetterci di vedere milioni di colori.

Questa è la base della teoria tricromatica, chiamata anche Young-Helmholtz dal nome dei ricercatori che l’hanno sviluppata. È stato confermato solo negli anni ’60, il che significa che questo livello di dettaglio nella comprensione delle lunghezze d’onda e dei colori ha solo 60 anni.

Nel frattempo, la teoria dei processi opposti postula che la visione dei colori dipenda da tre complessi recettoriali con azioni opposte: luce/buio (o bianco/nero), rosso/verde e blu/giallo.

Insieme, le due teorie aiutano a descrivere la complessità della percezione umana dei colori.

Percezione del colore: Un esempio del mondo reale

Oggi, vedere uno scuolabus giallo è una vista comune. Quando nel 1939 fu votato il “giallo scuolabus” come colore standard da adottare, non si conosceva la scienza dei colori come oggi.

Nell’articolo dello Smithsonian, The History of How School Buses Became Yellow (La storia di come gli autobus scolastici sono diventati gialli), Ivan Schwab, portavoce clinico dell’American Academy of Ophthalmology (Accademia americana di oftalmologia), spiega che

“Il modo migliore per descrivere [the color] sarebbe la lunghezza d’onda”.

Il giallo dello scuolabus si trova in realtà nel mezzo delle lunghezze d’onda che attivano la nostra percezione del rosso e del verde. Poiché si trova proprio al centro, questo particolare colore colpisce i nostri coni (o fotorecettori) da entrambi i lati, allo stesso modo. Questo ci rende quasi impossibile perdere uno scuolabus, anche quando è nella nostra visione periferica.

Quando la luce colpisce un oggetto, una parte dello spettro viene assorbita e una parte viene riflessa. I nostri occhi percepiscono i colori in base alle lunghezze d’onda della luce riflessa.

Sappiamo anche che l’aspetto di un colore varia a seconda dell’ora del giorno, dell’illuminazione della stanza e di molti altri fattori. Questo non è un problema per una persona comune, ma immaginate di avere persone che valutano campioni di colore in uffici diversi in tutto il mondo. Possono percepire variazioni diverse del colore in base a una serie di fattori, tra cui l’illuminazione.

Ecco perché è così importante implementare strumenti digitali per il controllo del colore. Questi strumenti, dagli spettrofotometri, al software, ai servizi, assicurano che la valutazione del colore rimanga obiettiva in qualsiasi circostanza. È inoltre importante seguire le migliori pratiche per il funzionamento e la manutenzione degli strumento per la misura del colore.

Come l’ambiente circostante influisce sulla percezione dei colori

La maggior parte di noi è in grado di riconoscere il colore di oggetti familiari, anche se le circostanze di luce cambiano (ad esempio, uno scuolabus giallo). Questo adattamento dell’occhio e del cervello è noto come costanza del colore. Non si applica però alle sottili variazioni di colore, né contrasta i cambiamenti di colore dovuti all’intensità o alla qualità della luce.

Potremmo anche essere in grado di accordarci sulle lunghezze d’onda che definiscono i colori di base. Tuttavia, questo potrebbe avere più a che fare con il nostro cervello che con i nostri occhi.

Ad esempio, in uno studio condotto nel 2005 presso l’Università di Rochester, gli individui tendevano a percepire i colori allo stesso modo, anche se il numero di coni nelle loro retine variava notevolmente. Quando ai volontari è stato chiesto di sintonizzare un disco su ciò che avrebbero descritto come luce “gialla pura”, tutti hanno scelto quasi la stessa lunghezza d’onda.

Ma le cose si complicano notevolmente quando singoli o più persone cercano di abbinare i colori a un prodotto o a campioni di materiale. Fattori fisici o ambientali e differenze personali tra gli spettatori possono alterare la nostra percezione del colore. Questi fattori includono:

  • Fisica: sorgente luminosa
    , sfondo, altitudine, rumore
  • Personale: età, farmaci, memoria, umore

Se il vostro lavoro dipende dalla necessità di ottenere sempre il colore giusto, affidarsi alla sola vista umana non funziona. Questo perché ci sono fattori al di fuori del nostro controllo che determinano il modo in cui vediamo i colori.

Inoltre, quando si lavora con persone in uffici diversi, sia che si trovino dall’altra parte del paese o del mondo, questi fattori aumentano notevolmente il rischio di variazioni di colore.

Per complicare ulteriormente le cose, esiste il fenomeno dei colori impossibili, dei colori chimerici e di altri ancora, che possono creare scompiglio in un’azienda che si basa molto sulla lettura accurata dei colori.

L’utilizzo di strumenti per rilevare con precisione i colori di campioni e prodotti è indispensabile e l’accordo tra gli strumenti lo è ancora di più. ThoughtCo spiega bene l’impatto di questi fattori.

L’importanza del colore nella nostra vita

I colori svolgono un ruolo fondamentale nella nostra vita quotidiana. Come lo scuolabus giallo. Perché è importante che lo vediamo, anche nella nostra periferia? Per la sicurezza, ovviamente.

Molti colori sono utilizzati per rappresentare messaggi importanti senza parole. I segnali di stop rossi e i semafori verdi sono universali. Questi e altri colori regolati svolgono un ruolo importante nella nostra vita.

Associamo anche i colori all’orgoglio. Pensate ai colori della bandiera di un Paese, o anche ai colori che indossiamo per sostenere le nostre squadre sportive preferite.

Ma i colori esistevano da migliaia e migliaia di anni prima che ci fossero scuolabus, segnali di stop e spettrofotometri. La storia dei colori e delle tinture è piuttosto affascinante e risale a oltre il 2000 a.C.. Non c’è dubbio che abbiano avuto una forte influenza già allora.

La matematica della percezione del colore

Poiché i fattori ambientali e personali influenzano la percezione del colore, non possiamo essere certi di ottenere una corrispondenza accurata quando confrontiamo visivamente i colori con un campione standard. Questo può causare problemi aziendali reali come ritardi di produzione, sprechi di materiale e fallimenti del controllo qualità.

Di conseguenza, le aziende si rivolgono a equazioni matematiche per specificare i colori e a dispositivi di misurazione non soggettivi per garantire una corrispondenza precisa.

Il modello di colore CIE, o spazio di colore CIE XYZ (mostrato sopra), è stato creato nel 1931. Si tratta essenzialmente di un sistema di mappatura che traccia i colori in uno spazio 3D utilizzando come assi i valori di rosso, verde e blu.

Sono stati definiti molti altri spazi di colore. Le varianti CIE includono il CIELAB, definito nel 1976, dove L si riferisce alla luminanza, A all’asse rosso/verde e B all’asse blu/giallo. Un altro modello, CIE L*C*h, tiene conto di luminosità, croma e tinta.

La misurazione dipende da colorimetricoo spettrofotometri che forniscono descrizioni digitali dei colori. Ad esempio, le percentuali di ciascuno dei tre colori primari necessarie per ottenere una corrispondenza con un campione di colore sono denominate valori tristimolo. I colorimetricotristimolo sono utilizzati nelle applicazioni di controllo qualità.

Il primo passo per superare le differenze di percezione del colore

Il controllo dei colori, nonostante le inevitabili differenze nella percezione umana, inizia con la consapevolezza e l’educazione. È vero che i nostri occhi possono portarci solo fino a un certo punto. Per fortuna è disponibile una serie di strumenti per garantire che i colori dei prodotti siano sempre accurati.

Datacolor offre una linea completa di spettrofotometri, software e altre soluzioni adatte a diversi settori, tra cui plastica, tessile, rivestimenti e verniciatura al dettaglio. Abbiamo anche progettato uno strumento specifico per misurare materiali che uno spettrofotometro tradizionale non può misurare.

Per saperne di più sulla percezione del colore, sulla scienza del colore e su come Datacolor svolge il suo ruolo, immergetevi in uno dei nostri blog qui sotto!

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