Il metamerismo è un fenomeno ottico affascinante che coinvolge la percezione del colore. È un’illusione che si verifica quando due oggetti apparentemente di colori diversi appaiono uguali sotto determinate condizioni di illuminazione. Questo fenomeno ha un impatto significativo nell’industria della stampa, nella progettazione di abbigliamento e nella produzione di schermi digitali.
Comprendere il metamerismo è fondamentale per creare immagini e prodotti che mantengano la fedeltà dei colori in diverse condizioni di illuminazione. In questo articolo, esploreremo le cause del metamerismo, le sue applicazioni e le sfide associate alla gestione del colore in un mondo metamerico.
Cos’è il metamerismo?
Il metamerismo è un fenomeno ottico in cui due oggetti possono sembrare identici sotto una luce specifica, ma appaiono di colore diverso sotto una luce diversa. Questo accade perché i colori che percepiamo sono influenzati dalla luce incidente e dalla luce riflessa dagli oggetti stessi. I metameri sono coppie di oggetti che emettono o riflettono lunghezze d’onda diverse, ma appaiono identici poiché la nostra percezione del colore si basa sul rapporto relativo delle lunghezze d’onda. Se la composizione spettrale della luce incidente cambia, il rapporto relativo delle lunghezze d’onda riflessa cambierà e gli oggetti metamerici potrebbero apparire di colore diverso.
Cause del metamerismo
Il metamerismo può essere causato da diversi fattori, tra cui la sorgente di illuminazione, i pigmenti utilizzati negli oggetti e la risposta del nostro sistema visivo. Le sorgenti di illuminazione con diverse temperature di colore emettono diverse composizioni spettrali di luce, il che può influenzare la percezione del colore. Inoltre, i pigmenti utilizzati negli oggetti possono assorbire e riflettere lunghezze d’onda diverse in base alla luce incidente, portando a una variazione della percezione del colore. Infine, il nostro sistema visivo ha una risposta selettiva alle diverse lunghezze d’onda, il che significa che due oggetti con spettri di riflessione diversi possono apparire uguali se stimolano in modo simile i nostri recettori del colore.
Quando due diverse distribuzioni spettrali di colore appaiono uguali ai nostri occhi, esse sono definite metameri tra loro. Il metamerismo si verifica quando diverse combinazioni di colori (distribuzioni spettrali) creano la stessa sensazione cromatica. Queste distribuzioni spettrali possono provenire da due diverse sorgenti di luce o possono essere generate dalla stessa luce riflessa su due oggetti colorati. Nonostante le differenze nelle curve spettrali, i due spettri sono considerati metamerici perché ci sembrano dello stesso colore. Il metamerismo è semplicemente un aspetto della nostra percezione visiva dei colori. Non è né positivo né negativo, ma piuttosto una descrizione di uno dei modi in cui percepiamo i colori.
Immaginiamo di utilizzare una luce con uno spettro uniforme per illuminare un oggetto. La luce riflessa dipenderà unicamente dalla riflettività spettrale di quell’oggetto. Tuttavia, se la luce che utilizziamo non ha uno spettro uniforme, la luce riflessa sarà una combinazione dello spettro della luce e di quello dell’oggetto. Solo le lunghezze d’onda presenti nella sorgente luminosa possono essere riflesse, e solo nella misura in cui sono presenti. Le lunghezze d’onda assenti non possono essere riflesse. Ad esempio, se illuminiamo un oggetto “verde” con una luce “rossa”, non vedremo molto. Poiché quell’oggetto riflette principalmente la luce verde, apparirà nero o quasi nero sotto una luce rossa.
Immaginiamo ora di avere due oggetti che sembrano avere lo stesso colore sotto una determinata luce. Questi due oggetti potrebbero avere la stessa distribuzione spettrale, ma è più probabile che la distribuzione sia diversa e che, sotto la luce, creino una media simile o uguale tra i due oggetti. Ora cambiamo la luce con un’altra che abbia lo stesso colore, ma ottenuto attraverso una distribuzione spettrale diversa (cosa che può accadere nella vita di tutti i giorni). Se questa nuova luce ha lunghezze d’onda in comune con il primo oggetto piuttosto che con il secondo, i colori dei due oggetti cambieranno. Uno sembrerà avere una tonalità diversa rispetto all’altro. Quando cambia il colore della luce, ci aspettiamo che gli oggetti cambino colore. Tuttavia, quando il colore della luce è lo stesso (anche se con una composizione spettrale diversa) e gli oggetti sembrano di colore diverso, ci troviamo perplessi. Questo è il difetto metamerico. Gli oggetti sembrano dello stesso colore sotto una luce, ma di colore diverso sotto un’altra luce, senza una spiegazione apparente.
Il metamerismo non è sempre un fenomeno negativo. I produttori di automobili, ad esempio, lo utilizzano per creare colori che si modificano leggermente sotto diverse condizioni di illuminazione. Tuttavia, ci sono situazioni in cui diventa un vero problema, come quando si deve acquistare una maglietta che si abbini a un paio di pantaloni già posseduti. Si potrebbe acquistare la maglietta sotto una certa luce e poi scoprire a casa che i due capi sono di colori notevolmente diversi!
Per i fotografi, lo spostamento di colore dovuto al metamerismo può far sì che un’immagine che sembra buona sotto una determinata luce sembri strana sotto una luce diversa.
Gli inchiostri a pigmenti sono più soggetti al problema del difetto metamerico rispetto agli inchiostri a coloranti, sebbene negli anni siano stati compiuti progressi significativi. La chiave sta nella formulazione degli inchiostri, che è curata dai produttori. Pertanto, è preferibile utilizzare inchiostri di marca con la propria stampante, poiché gli inchiostri “universali” spesso presentano diversi difetti, tra cui il difetto metamerico.
Il termine “metamer” o “metameri” per indicare colori che, nonostante siano composti in modo diverso in termini di tipo di luce o lunghezze d’onda, appaiono uguali, è stato coniato da Wilhelm Ostwald (1853-1932) nel suo libro “Die Farbenlehre” (La teoria del colore) nel 1919.
Esistono quattro tipi di metamerismo che vale la pena conoscere
1. Metamerismo dell’illuminante: Questo è il tipo più comune di metamerismo. Si verifica quando gli oggetti sembrano dello stesso colore sotto una certa fonte di illuminazione, ma appaiono di colore diverso sotto una luce diversa.
2. Metamerismo geometrico: Si verifica quando gli oggetti appaiono dello stesso colore quando osservati da un certo angolo, ma cambiano colore quando l’angolo di osservazione viene modificato. In sostanza, l’aspetto del colore dipende dall’angolo di visione.
3. Metamerismo dell’osservatore: Questo tipo di metamerismo si verifica a causa delle differenze nei sistemi visivi di diverse persone. È un fenomeno biologico in cui i sistemi di percezione dei colori possono variare da individuo a individuo.
4. Metamerismo di campo: Questo tipo di metamerismo è dovuto alla distribuzione dei tre tipi di coni presenti nella retina, i quali sono sensibili a diverse lunghezze d’onda della luce. Non solo la proporzione dei coni può variare tra diversi osservatori, ma può anche variare all’interno della stessa retina. Ad esempio, un oggetto luminoso di piccole dimensioni può illuminare solo la parte centrale della retina, in cui potrebbero mancare i coni sensibili a una certa lunghezza d’onda. Aumentando le dimensioni dell’oggetto, si illumina una parte più ampia della retina, attivando i coni sensibili a quella lunghezza d’onda e causando un cambiamento del colore percepito dell’oggetto. Di conseguenza, due oggetti che sembrano avere lo stesso colore a una certa distanza possono sembrare di colore diverso a una distanza diversa.
Conoscere questi quattro tipi di metamerismo può essere utile per comprendere come le variazioni nella luce, nell’angolo di osservazione e nelle differenze individuali nell’apparato visivo umano possono influire sulla percezione dei colori.
Applicazioni del metamerismo
Il metamerismo ha implicazioni significative in diverse industrie. Nel settore della stampa, ad esempio, è fondamentale garantire che le immagini stampate corrispondano fedelmente agli originali. Tuttavia, poiché le condizioni di illuminazione possono variare, i metameri possono compromettere la corretta riproduzione dei colori. Nella progettazione di abbigliamento, il metamerismo può influire sulla scelta dei tessuti e dei colori utilizzati per garantire che i capi abbiano un aspetto uniforme in diverse condizioni di luce. Inoltre, nell’industria dei display digitali, come ad esempio televisori e monitor, il metamerismo può influenzare la resa dei colori e la fedeltà delle immagini visualizzate.
Gestione del metamerismo
La gestione del metamerismo rappresenta una sfida per molte industrie che dipendono dalla riproduzione accurata dei colori. Ci sono diverse strategie utilizzate per minimizzare gli effetti del metamerismo. Una di queste è la calibrazione dei dispositivi di visualizzazione e dei sistemi di stampa per adattarsi alle diverse condizioni di illuminazione. L’utilizzo di spazi colore standardizzati, come sRGB o CMYK, può aiutare a garantire una corretta rappresentazione dei colori in diverse piattaforme. Inoltre, la scelta dei pigmenti e dei materiali che hanno una risposta spettrale più ampia può contribuire a ridurre il metamerismo.
Sviluppi recenti e ricerche future
Grazie ai progressi nella tecnologia degli schermi e alla comprensione del metamerismo, sono stati compiuti importanti passi avanti nella gestione del colore. Ad esempio, alcune soluzioni hardware e software utilizzate nei monitor e nei dispositivi mobili sono state sviluppate per migliorare la fedeltà dei colori e ridurre gli effetti del metamerismo. Inoltre, gli studi sulla percezione del colore e sulla risposta visiva umana continuano a fornire informazioni preziose per affrontare il metamerismo in modo più efficace.
