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Teoria e história da cor

Para controlar a cor, você precisa comparar diferenças muito pequenas, determinar seu impacto e entender como lidar com este impacto. A precisão das cores é um fator determinante em todos os setores.

Neste post entenderemos mais sobre o que é cor, como ela surgiu e porque é tão importante controlá-la.

Neste artigo, veremos:

o 1. O que é cor?
o 2. Como surgiram os padrões de cor?
o 2.1. Tom, saturação e luminosidade
o 3. Padrão de cores
o 4. Espaços de Cor
o 5. Diferenças de cor
o 6. Iluminantes

Vamos lá!

fonte de luz

O que é cor?

Podemos dizer que cor é uma sensação visual, uma percepção cerebral a um estímulo luminoso. A cor de um material é determinada pelos comprimentos de onda dos raios luminosos refletidos ou emitidos por determinado corpo (como por exemplo, o sol). Um objeto terá determinada cor se emitir ou não absorver (refletir) os raios correspondentes ao comprimento de onda daquela cor, dentro do espectro de luz visível.  

Para que haja cor, também é necessário ter um objeto específico, um iluminante para iluminar este objeto e um observador.


Como surgiram os padrões de cor?

Por volta do ano 1900, em meio a Revolução Industrial, começaram a surgir problemas sérios com a cor, principalmente na indústria têxtil que estava em crescimento na época. Isso aconteceu porque as fábricas não tinham nenhuma referência que pudesse ser usada para reproduzir os tecidos da mesma cor; mesmo que criassem uma “receita”, era muito difícil conseguir reproduzi-la uma segunda vez.

A partir desses problemas, viu-se a necessidade de criar um padrão de cores, algo que nunca havia existido antes. Então, em 1905, surgiu um pintor e professor norte-americano chamado Albert Henry Munsell, que começou a estudar todos os tipos de cor e percebeu que as cores que ele pintou sob a luz solar não combinavam com as cores que ele pintou à noite, sob a luz de uma lâmpada: ele foi o primeiro a estabelecer um modelo objetivo de comunicação de cores. 

Depois de muito estudo, Munsell elaborou um sistema numérico tridimensional: o sistema de cores Munsell, que utilizamos até hoje, que pode descrever a cor usando atributos chamados tom (hue), saturação (chroma) e luminosidade (value). Utilizando esses três atributos você consegue distinguir uma cor da outra sem a interferência subjetiva do seu cérebro. 

Um pouco complicado, não é mesmo? Vamos então aprender o que significa cada atributo de cor para entender como funciona o sistema Munsell.

Tom (Hue)

O tom é o principal atributo da cor, pois é através dele que identificamos uma cor; na imagem acima, a variação de tom ocorre ao redor do círculo. Ele é basicamente como percebemos a cor de um objeto: se é vermelho, verde, azul, laranja e por aí vai. A identificação do tom se dá pela letra H, de Hue, que significa a “essência da cor.”

Saturação (Chroma)

A saturação é a intensidade da cor, é ela que determina o quão pura a cor é. Quanto mais pura, mais intensa é a cor, logo, é mais saturada; quanto mais “suja” for a cor, será menos intensa e menos saturada. Acima, podemos ver a variação de saturação de maneira radial, ou seja, do centro para as extremidades. Quanto mais perto do centro, mais suja é a cor, tornando-se acinzentada, e quanto mais longe do centro, mais pura e viva é a cor. A identificação da saturação se dá pela letra C.

Luminosidade (Value)

A luminosidade é o quanto a imagem é clara ou escura. A sua variação é medida através do eixo perpendicular ao círculo, e sua medida vai de 0% a 100%. Quanto mais perto do zero, mais escura é a cor, até chegar ao preto, e quanto mais perto do cem, mais clara é a cor, chegando ao branco. A identificação da luminosidade se dá pela letra L.

Então, quando Munsell queria falar de uma cor, ele citava a sua sigla e a variação. Um vermelho poderia se chamar 10R, por exemplo (R de Red), sendo que os números são equivalentes a variações que um mesmo tom pode ter. Depois ele acrescentava o número do grau de saturação e a porcentagem de luminosidade, por exemplo: 5PB/6/5. O tom é um púrpura + azul violeta, a sua saturação é de nível 6 e a sua luminosidade é de 50%. 

Foi a partir dos estudos de Munsell que a CIE (Comission Internationale de L’Eclairage – Comissão Internacional de Iluminação) criou métodos, normas e princípios para quantificar e formular cores; os sistemas que são utilizados hoje, como o L*a*b, LCH e outros que veremos neste post, foram feitos a partir dos primeiros estudos da CIE.  


como funciona o espectrofotômetro

Padrão de cores

Agora que você já sabe o que é cor e como surgiram os padrões, vamos falar também sobre o sistema de cores-luz, que são compostas pelas sínteses aditiva e subtrativa.

Padrão de cores Aditivas – As cores aditivas são as primárias da luz: vermelho, verde e azul. São chamadas “aditivas” porque ao serem adicionadas, a soma dessas três cores resulta na luz branca.

A síntese aditiva também pode ser chamada de sistema RGB (do inglês red, green e blue), sendo bastante utilizado em equipamentos eletrônicos que possuem telas onde imagens são transmitidas.

Padrão de cores Subtrativas - As cores secundárias da luz são obtidas mediante a mistura de cores aditivas: são elas amarelo, magenta e ciano. As combinações são:

Vermelho + verde = Amarelo

Vermelho + azul = Magenta

Verde + azul = Ciano

São chamadas “subtrativas”, pois a mistura das cores primárias resulta no preto, ou seja, na ausência de luz.

Esse padrão também pode ser chamado de sistema CMYK (do inglês cyan, magenta, yellow. A letra K representa o preto). Saiba mais sobre o padrão RGB e CMYK aqui.


Espaços de cor

Existem também os espaços de cor, que podem ser descritos como um método para se expressar a cor de um objeto usando algum tipo de notação, como os números, por exemplo, e foram criados pela CIE (Comission Internationale de L’Eclairage – Comissão Internacional de Iluminação), a autoridade na Ciência de Luz e Cor.

Espaço de cor L*a*b*

O espaço de cor L*a*b*, também conhecido como espaço de cor CIELAB, é atualmente o mais popular dos espaços de cores uniformes usados para avaliar as cores. Esse espaço de cor é muito utilizado pois correlaciona consistentemente os valores de cor com a percepção visual. Indústrias como as de plástico, tintas, impressão, alimentos e têxtil utilizam este espaço para identificar, comunicar e avaliar os atributos da cor.

L* = Luminosidade
a* = coordenada vermelho/verde (+a indica vermelho e –a indica verde)
b* = coordenada amarelo / azul (+b indica amarelo e –b indica azul) 

Um instrumento de medição faz facilmente a quantificação desses atributos de cor. Espectrofotômetros e colorímetros medem a luz refletida dos objetos em cada comprimento de onda ou em faixas específicas e então quantifica os dados espectrais para determinar as coordenadas de cor do objeto no espaço de cor L*a*b* e apresenta a informação em termos numéricos, como podemos ver na imagem abaixo. 


Espaço de cor L*C*h*

O espaço de cor L*C*h, semelhante ao CIELab, é o preferido por alguns profissionais da indústria porque seu sistema se correlaciona melhor com a forma como o olho humano percebe a cor. O sistema L*C*h usa o mesmo diagrama que o espaço de cor L*a*b*, mas usa coordenadas cilíndricas ao invés de coordenadas retangulares.

L* = luminosidade
C* = Saturação
h = tonalidade 

Instrumentos de medição de cor fazem com que a quantificação destes atributos de cor seja fácil. Eles determinam a cor do objeto dentro do espaço de cor e exibem seus valores para cada coordenada L*, C* e h. 


Espaço de cor Gamut ou Gama de Cores

Gama de cores, ou gamut, é a paleta de cores que uma determinada tecnologia ou processo é capaz de reproduzir. Ao contrário do que a maioria das pessoas pressupõe, cada tecnologia (TV, impressora colorida, etc.) tem limitações severas na reprodução de cor.  

Por exemplo, na imagem ao lado, podemos perceber a limitação de cores de cada espaço de cor dentro do gamut padrão: o CMYK atinge um pequeno espaço de cor, a Pantone um pouco mais, já o espaço de cor RGB engloba um grande pedaço, e por fim, está o gamut de cores que o olho humano enxerga. 


Identificando diferenças de cores

Se a cor do produto não atende as especificações do padrão, a satisfação do cliente é comprometida e a quantidade de reprocesso e custos aumenta: por isso, é importante identificar as diferenças entre uma amostra do produto e o padrão, antes de se iniciar uma produção em alta escala. 

As diferenças de cor são definidas pela comparação numérica entre a amostra e o padrão. Ela indica as diferenças absolutas nas coordenadas de cor entre a amostra e o padrão e são conhecidas como Deltas (Δ). Os Deltas para L* (ΔL), a* (Δa), b* (Δb), C* (Δc) e h (Δh) podem ser negativas (-) ou positivas (+). A diferença total, Delta E (ΔE), todavia, é sempre positivo. Elas são expressas como:

ΔL* = diferença em mais claro e escuro (+ = mais claro, - = mais escuro)
Δa* = diferença em vermelho e verde (+ = mais vermelho, - = mais verde)
Δb* = diferença em amarelo e azul (+ = mais amarelo, - = mais azul)
ΔC* = diferença de croma (+ = mais saturada, – = menos saturada)
Δh = diferença de tonalidade
ΔE* = diferença total de cor 

diferença de cor


Por exemplo, vamos comparar as maçãs ao lado.

Verificando os valores de L*a*b* de ambas as maçãs na figura acima, podemos determinar que as maçãs não têm cores iguais. Esses valores nos dizem que a Maçã 1 é levemente mais escura e vermelha que a Maçã 2. Se colocarmos os valores de ΔL* = +4.03, Δa* = -3.05 e Δb* = + 1.04 na fórmula de diferença de cor, podemos determinar que a diferença total de cor é de 5.16. 

5.16 = [4.03*2 + -3.05*2 + 1.04*2]1/2 

Um espectrofotômetro pode detectar diferenças imperceptíveis aos olhos humanos e então mostrá-las instantaneamente em forma numérica ou por meio de um gráfico de refletância espectral. Após a identificação das diferenças de cor utilizando L*a*b*, podemos então decidir se a amostra é aceitável ou não. 


diferença de cor

E o que é o Delta E?

O Delta E é utilizado para garantir que a cor exibida corresponda exatamente ao que o olho humano percebe. É também a diferença entre duas cores designadas como dois pontos no espaço de cores CIELAB. Quanto maior o valor do Delta E, menor é a precisão da cor. 

O Delta E baixo é extremamente importante para os profissionais de criação, pois eles geralmente precisam trabalhar com a replicação exata das cores. As telas com Delta E inferior produzem cores mais precisas sem distorção de cor. Para profissionais é fundamental ter uma reprodução de cores precisa e consistente. 

Para verificar a situação de uma cor em relação a uma referência, foi criado uma fórmula matemática chamada DeltaE com sua respectiva abreviação dE. 


como funciona o espectrofotômetro

Iluminantes

Agora que já aprendemos sobre o DeltaE, diferenças de cor e espaços de cor, vamos falar sobre os iluminantes. O iluminante é muito importante para medir a cor, e por este motivo devemos padronizá-lo. A cor que enxergamos é uma pequena faixa das ondas eletromagnéticas, o qual é denominado de espectro visível da luz, que vai do violeta ao vermelho; desse modo, observamos uma cor diferente em cada frequência. Toda fonte de luz tem uma cor predominante definida pela posição do pico da curva espectral e por isso objetos tem sua cor modificada por fontes luminosas.

A CIE, Commission Internacionale L’Eclairage (Comissão Internacional de Iluminação) definiu alguns iluminantes com a finalidade de representar certas fontes de luz. Estes iluminantes e seus dados espectrais são usados com o intuito de medir a cor de uma amostra e ver seu comportamento sob cada fonte.
Quanto mais alta for a temperatura do iluminante, mais azul a cor será; por exemplo, um iluminante com temperatura de cor de 10.000K será extremamente azul, e um iluminante com temperatura de 1000K será muito amarela.

Os iluminantes padrões da CIE: A, B, C, D e F

Iluminante A

Iluminação de filamentos de tungstênio doméstica e temperatura de cor de 285. Usado para aplicações que utilizam lâmpadas incandescentes pois possui uma cor amarelada.

Iluminante B

Representa a luz solar do meio-dia. Possui temperatura de cor de 487. Pouco usado atualmente pois não possui uma representação muito boa da luz do dia.

Iluminante C

Representa a luz do dia média (não incluindo a região de onda ultravioleta). Possui temperatura de cor de 677 e pode ser usado para testar o metamerismo, contudo é pouco usado atualmente pois não possui uma representação muito boa da luz do dia. Assim, recomenda-se substituí-lo pelo D65.

Iluminante D50

Também chamado de luz do dia, possui temperatura de cor de 500. Tem uma boa equivalência em todas as frequências do espectro e é o para controlar a reprodução da cor.

Iluminante D65

Luz do dia média, com temperatura de cor de 650. Esse é um dos iluminantes mais utilizado para representar a luz do dia e é usado na indústria têxtil e em outras de bens de consumo.

Iluminante F2

Simula a luz fluorescente branca fria usada em escritórios e lojas. Temperatura de cor de 423.

Iluminante F7

Fluorescente de banda larga, simula a luz do dia do D65. Temperatura de cor de 650.

Iluminante F11

Fluorescente de banda estreita. Temperatura de cor de 400.

Iluminante F12

Fluorescente de banda estreita. Temperatura de cor de 300.


Além da iluminação, outros fatores também influenciam na avaliação visual de cores, como por exemplo, stress, cansaço, fadiga retinal, medicamentos, deficiências visuais, idade e até mudanças de humor. Por este motivo, não devemos confiar em nossos olhos ao achar que uma cor é exatamente igual a outra.

Existem também fatores como:

Ilusões de ótica e efeitos de fundo, que podem ser causadas pela luz, sombra, profundidade de percepção, movimento, figuras ambíguas, de distorção impossível ou paradoxal;

Metamerismo, um fenômeno onde duas amostras coloridas são iguais sob uma determinada fonte de luz, mas diferentes em outra condição de iluminação;

Descrição de cores não uniforme, que nada mais é do que descrever uma cor com um só nome; por exemplo, a cor desejada é laranja abóbora e o único nome descrito é laranja. Existem diversos tipos de laranja e a cor no final sairá errada.

Para realizar uma avaliação de cores precisa e consistente, existem equipamentos chamados Cabines de Luz que auxiliam a minimizar o problema em pouco tempo. Estas cabines foram projetadas para tornar a avaliação visual de cores mais fiel a realidade; suas paredes internas são feitas de um material de cor neutra para não interferir na cor da amostra.


O uso de iluminantes no padrão da CIE torna possível a simulação de várias situações de iluminação como luz do sol, lâmpadas incandescente e fluorescente, ultravioleta, etc. Desse modo podemos prever a aparência do objeto e comparar com o padrão para prevenir situações de metamerismo.


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Conteúdo originalmente publicado em abril de 2021 e atualizado em maio de 2021.

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