Métodos de caracterización del color de las piedras preciosas.
1. Método de caracterización del color de la gema
Las tres cantidades físicas importantes que caracterizan el color son: tono, brillo y croma.
1. Hue Hue (también llamado tono)
El tono es el principal indicador del color y un parámetro importante que distingue cada color entre sí. El cian, el azul, el violeta y otros colores mixtos se distinguen por diferentes tonalidades. La división de tonos no es absoluta. Se ven comúnmente 6 colores, 8 colores, 20 colores y 100 colores. Sin embargo, independientemente del número, solo hay una forma de dividir los tonos, que es organizar los tonos en el orden. de longitudes de onda en el espectro solar para formar una banda cromatográfica (ver Figura 1-4-4). El tono de las piedras preciosas coloreadas depende de la absorción selectiva de la luz visible.
Figura 1-4-4 Diagrama de anillo de tonos GIA 31
Las reglas de mezcla de tonos Las piedras preciosas compuestas de tonos únicos casi no existen en la naturaleza. El color de la mayoría de las piedras preciosas es una mezcla de tonos de diferentes longitudes de onda combinados entre sí. Hay tres tipos principales de mezcla de tonos: mezcla de colores aditiva, mezcla de colores sustractiva y mezcla neutra. A continuación sólo se analizará la mezcla de colores aditivos y sustractivos en lo que se refiere a los tonos de las joyas.
La mezcla de colores aditiva significa que los tres colores primarios de color y luz (R, G, B) se mezclan en diferentes proporciones para obtener más tonalidades. El efecto de mezcla de colores aditivos se coordina y completa con la ayuda de los órganos visuales humanos, por lo que es una especie de mezcla visual. La función de la mezcla aditiva de colores es aumentar el tono y el brillo de la piedra preciosa, pero su saturación permanece sin cambios. Los tres colores primarios se pueden mezclar con el blanco en una determinada proporción (ver Figura 1-4-5). En aras de la estandarización, la Comisión Internacional de Iluminación (CIE es la abreviatura de Commission International del'Eclairage en francés) estipula que las longitudes de onda de los tres colores primarios rojo, verde y azul son 700 nm, 546,1 nm y 435,8 nm. respectivamente. Por lo general, se utiliza como punto de referencia la luz de color primario roja con un flujo luminoso de 1 vatio. Por lo tanto, para producir luz blanca, se necesitan 4,5907 vatios de luz verde y 0,0601 vatios de luz azul. El flujo luminoso de la luz blanca es: φv. =1 4,5907 0,0601=5,6508 vatio de luz.
La mezcla de colores sustractiva se refiere a la mezcla de los tres colores primarios Y, M y C de pigmentos en diferentes proporciones. Cuantos más componentes de color después de la mezcla, mayor será la negrura y la turbidez. Cuando los tres colores primarios se mezclan en cierta proporción, se vuelve negro (ver Figura 1-4-6). El círculo de tonos de 12 colores más común se compone de una mezcla de colores aditiva y una mezcla de colores sustractiva (consulte la Figura 1-4-7).
Figura 1-4-5 Los tres colores primarios de la luz (R, G, B)
Figura 1-4-6 Los tres colores primarios de los pigmentos (R, G, B)
Figura 1-4-7 12 Anillo Hue
2. Valor Valor
El valor se refiere al grado de transmisión y reflexión de la luz hacia una gema. Para una fuente de luz, equivale a su brillo. El brillo es la percepción que tiene el ojo humano de la luz y la oscuridad en la superficie de una gema. En términos generales, cuanto mayor es la reflectividad de la luz de una gema, mayor es su brillo.
3. Saturación (también llamada croma)
Se refiere a la pureza del color de la gema. La saturación de varios colores individuales en el espectro visible es la más alta cuando se agrega luz blanca. al componente de color espectral, la saturación se reduce y la saturación del blanco puro es igual a cero. La saturación suele expresarse como Pe. La relación entre tono, brillo y saturación se muestra en la Figura 1-4-8.
Figura 1-4-8 La relación entre tono, luminosidad y croma
2 Medición del color de la gema
La cuantificación o medición del color de la gema es muy Complejo importante, involucra cuestiones como la fisiología y psicología visual del observador, la iluminación y las condiciones de observación. El sistema que caracteriza cuantitativamente el color se llama sistema de color.
Los sistemas comúnmente utilizados para la medición cuantitativa del color incluyen el sistema de colorimetría CIE y el sistema de color Munsell. En general, los objetos medidos por los dos sistemas son diferentes: el sistema de colorimetría CIE (Comisión Internacional de Iluminación) se centra en la medición del color de la luz, mientras que el sistema Montenegro mide el color de la superficie de los objetos. El sistema colorimétrico utiliza principalmente coordenadas de cromaticidad para describir el brillo, el tono y la saturación de colores espectrales y colores espectrales mezclados. Los sistemas de colorimetría modernos adoptan un conjunto de principios, datos y métodos de medición del color especificados por CIE, que es el sistema de colorimetría estándar de la CIE.
El sistema de color Munsell es un método para expresar el color de una superficie utilizando un modelo de color tridimensional (sistema de representación de color). Puede caracterizar completamente las tres características básicas de color de la superficie, tono, tono y saturación, en forma de coordenadas tridimensionales.
Sistema de color 1.1931CIE-XYZ
Si la luz coloreada es luz de una sola longitud de onda, entonces el número obtenido al hacer coincidir es el valor del estímulo de esta luz monocromática. Si la longitud de onda cubre el rango de luz visible, se obtiene el cambio en el valor del estímulo según la longitud de onda, y este cambio se denomina valor de triestímulo espectral. El valor triestímulo espectral CIE-RGB fue obtenido por 317 personas con visión normal que realizaron experimentos especializados de mezcla y combinación de colores utilizando los tres colores primarios rojo, verde y azul especificados por CIE, y los colores espectrales equivalentes de 380 nm a 780 nm. Cada longitud de onda del espectro coincidente es el número de los tres colores primarios rojo, verde y azul correspondientes al color espectral de isoenergía, que se denomina valor triestímulo del espectro CIE-RGB, registrado como r (λ), g (λ) , (bλ). Por lo tanto, la ecuación de color del color espectral de isoenergía C(λ) que coincide con una determinada longitud de onda λ es
C(λ)=r(λ)(R)+g(λ()G) b (λ)( B)
Las magnitudes de R, G y B obtenidas en el experimento de combinación de colores se denominan valores triestímulos de color. En el sistema de cromaticidad estándar XYZ, cualquier color que se pueda observar en la naturaleza, como fuente de luz, color, transmisión de piedras preciosas y color de reflexión, etc., se puede caracterizar mediante los tres parámetros X, Y y Z, que representan los parámetros utilizados. para que coincida con un determinado color El número de tres colores primarios, es decir, el valor triestímulo. Dado que los valores triestímulos X, Y y Z son tres valores independientes, es decir:
Gemología sistemática (2.ª edición)
En la fórmula anterior: x, y, z son las coordenadas de cromaticidad del sistema XYZ, y una de las tres coordenadas de cromaticidad no es independiente, por lo tanto, el sistema de coordenadas rectangulares x, y se puede utilizar para representar varias cromaticidades. Esta figura plana es el diagrama de cromaticidad CIE.
Cualquier color (color del objeto o color de la fuente de luz) se puede agregar (restar), mezclar y combinar adecuadamente con tres colores primarios linealmente independientes. Los experimentos han demostrado que es más conveniente utilizar los tres colores primarios, rojo, verde y azul, para producir otros colores, por lo que estos tres colores son los tres colores primarios óptimos. La cantidad de los tres colores primarios está representada por valores de triestímulo (X, Y, Z), y el valor Y representa el brillo del color del objeto. El sistema de colorimetría estándar CIE utiliza valores triestímulos X, Y, Z y coordenadas de cromaticidad x, y, z para representar cuantitativamente cada color. Para sustancias incoloras o ligeramente coloreadas, el estado del color de la sustancia se puede caracterizar calculando su "blancura" (expresada por el índice de amarillez) a través del valor triestímulo.
Figura 1-4-9 Diagrama de cromaticidad CIE (a) y diagrama de cromaticidad CIE (b)
El sistema de coordenadas estándar para determinar el color se denomina diagrama de cromaticidad CIE. La curva en forma de herradura de la Figura 1-4-9 es una trayectoria espectral. Todos los puntos de coordenadas dentro de la curva en forma de herradura (incluida la curva cerrada en sí) son colores físicamente alcanzables. El punto E se denomina "blanco isoenergético", que es una luz blanca imaginaria. Las tres fuentes de luz estándar A, C y D especificadas por CIE utilizadas en la medición del color se encuentran alrededor del punto E respectivamente (el color del objeto y la iluminación relacionada). a la fuente de luz). En este diagrama de cromaticidad: ① La curva en forma de herradura es la trayectoria del espectro de luz visible de 400 a 700 nm. La trayectoria del espectro verde desde el extremo rojo del espectro de 700 a 540 nm es casi una línea recta. la trayectoria cambia repentinamente y el color cambia de verde a azul verdoso, las bandas azul y violeta se comprimen en el rango más corto en la cola de la trayectoria del espectro ② Las líneas rectas de 400 a 700 nm representan colores no espectrales, que son una serie de diferentes tonos de púrpura, rojo y magenta obtenidos mezclando luz violeta y roja ③ Este sistema de coordenadas Entre los tres puntos de color primario, las coordenadas del color primario rojo (X) son x = 1, y = z = 0; , el color primario verde (Y) es y=1, x=z=0 y el color primario azul (Z) es z=1, x=y=0, todos caen fuera de la trayectoria espectral en forma de herradura ④ El; la línea recta con y=0 es la línea sin brillo; ⑤E es el punto de proyección teórica de la luz blanca, que se compone de cantidades iguales de los tres colores primarios X, Y y Z. Las coordenadas de cromaticidad son xE=0,333, yE. =0,333, zE=0,3333. Los colores representados por cualquier línea recta que pase por el punto positivo y la intersección de los dos puntos de la trayectoria espectral son colores complementarios. ⑥ El punto C es el punto de proyección de la fuente de luz estándar CIE, y el La temperatura de color de la fuente de luz C es 6774 K, lo que representa la luz diurna promedio.
Las características del color se pueden comprender con mayor precisión en función de los valores de las coordenadas de cromaticidad del color y los puntos de proyección en el diagrama de cromaticidad. Por ejemplo, las coordenadas de cromaticidad del color de una piedra preciosa son x=0,16, y=0,55. Proyecte xey en el diagrama de cromaticidad para obtener el punto de proyección S. Dibuje una línea recta que pase por SE y extienda la curva espectral de intersección en el punto S'. y el punto S' La longitud de onda indicada es 511,3 nm. Este valor de longitud de onda es la longitud de onda dominante del color. Representa aproximadamente la percepción del ojo humano del color de la gema, lo que indica que el color aproximado de la gema es verde. Observe la distancia entre el punto S y el punto de coordenadas de la fuente de luz E. Cuanto más cerca esté el punto S del punto E, menor será la pureza (equivalente a croma) del color, es decir, menos vivo será el color. El valor Y en el valor del estímulo representa aproximadamente el brillo del color.
2. Sistema de color según muestras de color estándar
El sistema de color Munsell es un sistema de clasificación y calibración de color basado en características visuales del color, y ha sido ampliamente adoptado a nivel internacional. de clasificar y calibrar colores de superficies. Munsell utilizó un modelo tridimensional parecido a una esfera para representar las tres características básicas de varios colores de superficie: tono, luminosidad y croma (ver Figura 1-4-10(a)). El nivel de luminosidad de los colores neutros en la serie negra, el blanco está en la parte superior, el valor de luminosidad del blanco ideal es 10, el negro está en la parte inferior, el valor de luminosidad del negro ideal es 0, como se muestra en la figura, cada dirección en la La sección horizontal del color representa 10 tipos de Munsey. Los tonos están representados por los prefijos de sus nombres en inglés: rojo (R), amarillo (Y), verde (G), azul (B), amarillo-rojo (YR). verde-amarillo (GY), azul-verde (BG), violeta-azul (PB), rojo-violeta (RP). Cuando se subdivide, cada tono se divide en 10 niveles, del 1 al 10. La distancia horizontal de la muestra. desde el eje central representa el cambio de croma, que en el sistema Munsell se llama croma, el croma del eje central es 0. Cuanto más lejos del eje central, mayor es el valor de croma. >Para facilitar su uso, la Oficina Nacional Estadounidense de Estándares y la Sociedad Óptica Estadounidense lo han revisado y publicado continuamente. La última versión del Munsell Color Atlas incluye dos conjuntos: una versión de muestra brillante y una versión de muestra mate. La versión de muestra brillante contiene 1450 muestras de color, un conjunto de 37 muestras de colores neutros, desde el blanco hasta el negro. La placa de muestras mate incluye 1150 muestras de colores, acompañadas de 32 muestras de colores neutros.
Colores del atlas de Munsell. Las muestras de color de las secciones verticales de cada tono se enumeran en la misma página del álbum, y el álbum completo está en la página 40. La Figura 1-4-10 (b) es la sección vertical de los dos colores de color estéreo 5Y y 5PB como se muestra en la figura, el eje central representa el nivel de luminosidad de 1 a 9, y el lado derecho es el color del tono amarillo (5Y). Cuando el valor de luminosidad es 9, el croma del amarillo es el más grande. Este color es 5Y9/14 en el atlas de Munsell, el método de calibración de color es HV/C, donde H representa el tono, V representa el brillo y la C después de la barra representa el croma. Por ejemplo, un color está etiquetado como 10Y8/12. y sus tonos son amarillo (Y) y verde-amarillo. El color intermedio de (GY) tiene un valor de luminosidad de 8 y un valor de croma de 12. De estas etiquetas, podemos ver que el color es un amarillo verdoso más brillante. /p>
Figura 1-4-10 Diagrama estereoscópico en color Monset. Er (a) y sección vertical Y-PB estereoscópica en color Munsell (b)
3. p>El sistema GemDialogue es un color tridimensional comúnmente utilizado en la industria de la joyería. Un tipo de sistema modelo. Este sistema utiliza películas plásticas de varios colores para comparar con piedras preciosas para describir y evaluar los tres elementos del color de las piedras preciosas. consta de 21 escalas de color transparentes (escalas de color) y 3 máscaras de color. Puede proporcionar hasta 60.000 estándares de color, que equivalen a 21 tonos, cubriendo la gama de tonos principal de las piedras preciosas de colores. bandas de concentración de color es 100, 90, 80, ..., 10, lo que representa la saturación de color de grande a pequeña, e incluso casi incolora. Hay tres tipos de máscaras de color: negro/gris transparente, blanco/negro opaco. y marrón transparente. Cada máscara de color también tiene 10 bandas de intensidad variable que se utilizan para describir la intensidad de los tonos negro/gris o tonos marrones subyacentes al color y la opacidad de la piedra.