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¿Está utilizando el método de tolerancia correcto?

Publicado el 17 de noviembre de 2020 por X-Rite Color

Al evaluar visualmente el color, todos aceptan o rechazan las coincidencias de color según sus habilidades de percepción del color. En la manufactura, esta subjetividad puede generar confusión y frustración entre clientes, proveedores, vendedores, producción y gerencia.

¿Son estas diferencias de color aceptables?

Esta es la razón por la que los dispositivos de medición del color son importantes en tantas industrias. Al medir colores con un espectrofotómetro, puede comunicarse y comparar datos espectrales para obtener resultados exactos.

Para ayudar en las decisiones de color, se pueden establecer límites de aceptabilidad de color denominados tolerancias como pautas para determinar cuánta diferencia de color percibida es aceptable. Las tolerancias se utilizan para controlar el color, garantizar la coherencia dentro de una corrida de producción y minimizar la variabilidad de un lote a otro. Pero incluso cuando se utilizan datos espectrales y tolerancias para cuantificar el color, los clientes y proveedores siguen estando en desacuerdo.

¿Por qué pasó esto?

A lo largo de los años, se han desarrollado diferentes sistemas de ordenamiento numérico. Si el cliente y el proveedor utilizan diferentes, la tolerancia y el color aceptable serán diferentes. Hoy veremos los métodos de tolerancia más comunes para que pueda estar preparado, sin importar qué método se espera que utilice.

Por qué no siempre puedes contar con tus ojos.

El ojo humano tiene limitaciones a la hora de distinguir diferencias de color. Además de la pérdida de memoria del color, la fatiga ocular, el daltonismo y las condiciones de visualización, el ojo no puede detectar igualmente diferencias en el tono (rojo, verde, azul), croma (saturación) o claridad y oscuridad.
De hecho, el observador promedio verá primero las diferencias de tono, luego las diferencias de crominancia o saturación y las diferencias de claridad / oscuridad al final.

Diagrama de cromaticidad de McAdam

Como resultado, una tolerancia establecida para una coincidencia de color aceptable tiene un límite tridimensional con límites variables para claridad / oscuridad, tono y croma. A lo largo de los años, los métodos de tolerancia han evolucionado en un intento de crear un método que se correlacione mejor con la sensibilidad del ojo.

David MacAdam fue uno de los primeros en determinar los límites de perceptibilidad humana para toda una población de colores. Para hacer esto, produjo una gran variedad de estándares maestros, luego cambió el tono, el croma y la claridad de cada color hasta que sus observadores notaron una diferencia con el color objetivo. El diagrama resultante, trazado en el diagrama de cromaticidad, muestra zonas elípticas de aceptabilidad visual.

Métodos que mejoran la interpretación del color

1 – CIELAB

Este gráfico muestra claramente el aspecto tridimensional del modelo de Hunter.
El aspecto 3D del espacio de color CIELAB

El aspecto 3D del espacio de color CIELAB

CIELAB, o L * a * b *, fue el primer espacio de color aceptado internacionalmente. Los valores L * a * b * se calculan a partir de los valores triestímulos (X, Y, Z), que son la columna vertebral de todos los modelos matemáticos de color. La ubicación de un color en el espacio de color CIELAB se define mediante un sistema de coordenadas rectangular tridimensional:

  • L * indica la claridad u oscuridad del color
  • a * es la posición del color en el eje rojo-verde
  • b * es la posición del color en el ej amarillo-azul

Una vez que se determina la posición L * a * b * de un color, se puede dibujar un cuadro de tolerancia rectangular a su alrededor para indicar la diferencia de color aceptable.

Una tolerancia de una unidad de L *, a * y b *, que forma un cuadro alrededor del color de destino.

Este color, un tono relativamente oscuro (L* = 42.65, a* = -23.01, b* = 10.50) de verdoso / azul, está definido por tres números en el modelo de color L*a*b*. Tenga en cuenta que tanto a * como b * son negativos, colocando el punto medido en el cuadrante verde / azul.

Pero, dado que la aceptabilidad visual es la forma de una elipse y no un rectángulo, hay algunos lugares en el espacio de color L*a*b* donde el uso de un cuadro de tolerancia puede causar problemas. Algunos colores pueden pasar que no deberían, y algunos colores aceptables pueden fallar.

2 – L*C*h°

Los cálculos de diferencia de color L*C*h° se derivan de los valores L*a*b*, pero las matemáticas convierten el sistema de coordenadas rectangulares en un sistema de coordenadas polares cilíndrico.

  • L * es igual que en L*a*b* y representa el plano de luminosidad
  • C * es la distancia vectorial calculada desde el centro del espacio de color hasta el color medido. Los valores de C* más altos indican un cromatismo o saturación más altos.
  • ∆h ° es la diferencia de tono calculada entre dos colores.

El uso del sistema de coordenadas polares L*C*h° para configurar la tolerancia permite rotar un cuadro de tolerancia en orientación al ángulo de tono. Esto se asemeja más a la percepción humana del color, lo que reduce la posibilidad de desacuerdo entre el observador humano y las lecturas o valores instrumentales.

Esta imagen muestra el mismo punto verde azulado en el mismo plano de color que se ilustró como L*a*b*, pero utilizando el sistema L*C*h°.

La siguiente imagen compara la tolerancia en L*a*b* y L*C*h °. El óvalo negro muestra la gama de colores que aparecen visualmente dentro de la tolerancia, mientras que el rectángulo rojo alrededor de la elipse de percepción se registrará como “en tolerancia” por el software de medición del color.

Como puede ver, el sistema L*C*h° se relaciona más estrechamente con la percepción humana, pero aún no es tan preciso como podría ser.

3 – CMC, CI94 y CIE2000

Los métodos de tolerancia más actuales y aceptados son elípticos: DECMC, CIE94 y CIE2000. Estos no son nuevos espacios de color, sino más bien son cálculos de diferencia de color que se basan en la ubicación del color en el espacio de color. Esto proporciona una mejor concordancia entre la evaluación visual y la diferencia de color medida instrumentalmente.

Modelo de tolerancia CMC

La imagen de la derecha muestra una porción de estos modelos de color tridimensionales, divididos en dos cerca del ecuador. En el centro está el gris y el croma aumenta mientras se mueve en cualquier dirección. El rojo, con un ángulo de tono de cero, está a la derecha. Moviéndose en sentido antihorario, los tonos cambian a naranjas, luego a amarillos, luego a verdes, etc.

Estos sistemas de tolerancia crean elipsoides de tolerancia en el espacio de color alrededor del color de destino. El elipsoide representa el volumen de aceptación y varía automáticamente de tamaño dependiendo de la posición del color en el espacio de color para representar más de cerca la percepción visual del color. Como puede ver, las elipses en el área naranja del espacio de color son más largas y estrechas que las anchas y redondas en el área verde. El tamaño y la forma de las elipses también cambian a medida que aumenta el color en croma.

Estas ecuaciones permiten al usuario variar el tamaño total de la elipse para que coincida mejor con lo que se considera aceptable. El ojo generalmente tiene una mayor aceptación para los cambios en la dimensión de luminosidad (l) que en la dimensión de cromaticidad (c) (tono y croma).

Aunque aún no hemos diseñado el sistema de tolerancia de color perfecto, estos métodos de tolerancia elíptica representan mejor cómo vemos las diferencias de color y son estándares reconocidos en muchas industrias.

¿Qué significa esto para los fabricantes?

  1. La cantidad de tolerancia aceptable varía según la industria y la aplicación. Por ejemplo, la tolerancia para un contenedor de burbujas de plástico será más alta que el tablero de plástico para un automóvil de US$ 35,000.
  2. Cuando hable de la diferencia de color, asegúrese de estar hablando del mismo sistema de tolerancia.
  3. Cuando establece la tolerancia aceptable dentro de sus instrumentos y software de medición de color, también debe seleccionar el sistema de tolerancia para calcular resultados precisos.

Para obtener más información sobre los modelos de color y la tolerancia, considere nuestro seminario itinerante Fundamentos del color y la apariencia. Verifique cuándo estaremos cerca de usted.

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