Per misurare il colore, lo strumento invia luce su un campione, cattura la quantità di luce che viene trasmessa o riflessa nell’intervallo di lunghezza d'onda da 380 a 780 nm e la quantifica come misurazione spettrale. La misurazione del colore è necessaria per specificare, quantificare, comunicare, formulare e verificare la qualità del colore nei lavori in cui il colore è importantissimo. Dato che ogni persona percepisce il colore in un modo diverso, la misurazione del colore è più precisa della valutazione visiva.
Cosa sono gli strumenti di misurazione del colore?
Gli strumenti di misurazione del colore sono di due tipi: colorimetri e spettrofotometri.
I colorimetri “vedono” il colore allo stesso modo dell’occhio umano, mediante tre diversi tipi di recettori sensibili ai colori che sono utilizzati per miscelare il rosso, il verde e il blu e creare così l’ampia gamma di colori che siamo in grado di percepire. Questi strumenti possono determinare la posizione di un colore nello spazio cromatico quantificando i valori di tristimolo di rosso, verde e blu (colorimetria).
Gli spettrofotometri garantiscono una misurazione del colore più accurata acquisendo il colore nell’intero spettro visibile e filtrando la luce in bande strettissime di colore. Queste bande passano attraverso l’ottica dello strumento e finiscono in un recettore dove vengono analizzate e registrate come curva di riflettanza unica del colore (spettrofotometria).
Anche i densitometri possono leggere i colori di processo —ciano, magenta, giallo e nero, vale a dire i colori CMYK della stampa in quadricromia —ma in realtà misurano la densità, e non il colore, e quindi non sono considerati strumenti di misurazione del colore.
Quali colori è possibile misurare?
Gli strumenti di misurazione del colore possono acquisire e quantificare il colore praticamente su qualsiasi materiale, compresi liquidi, materie plastiche, carta, metallo e tessuti testurizzati. La geometria di misurazione del colore più diffusa è 0°/45° (si pronuncia zero quarantacinque) o 45°/0°, che esclude dalla misurazione la componente di lucidità per meglio riprodurre il modo in cui l’occhio umano vede il colore. Uno strumento 0°/45° può misurare il colore su quasi tutte le superfici piane, opache e lisce.
Altra geometria molto diffusa è quella a sfera, in grado di misurare la texture della superficie e includere nella misurazione la componente di lucidità. È ideale per la formulazione di inchiostri, pigmenti e tinte.
I settori che utilizzano effetti speciali, per esempio perlacei e metallizzati (come i prodotti cosmetici e le finiture di automobili che sembrano cambiare colore a seconda dell’angolo di visualizzazione) dovrebbero utilizzare uno strumento multi-angolo per misurare l’aspetto del colore nelle diverse angolazioni.
Chi ha bisogno di misurare il colore?
Gli strumenti di misurazione del colore sono utilizzati in molti settori, tra cui elettronica, beni di consumo, prodotti tessili e abbigliamento, alimenti, fotografia, vernici, materie plastiche e persino prodotti farmaceutici. Brand owner e designer utilizzano gli strumenti di misurazione del colore per specificare e comunicare il colore, mentre i produttori li utilizzano per misurare un colore target e confrontarlo con il colore realizzato per verificarne l’esattezza. I produttori possono inoltre utilizzare i dati spettrali forniti da questi strumenti per valutare il colore delle materie prime in arrivo, formulare coloranti come tinte e inchiostri e accertarsi che tutti i componenti fabbricati in impianti diversi abbiano lo stesso identico colore al momento dell'assemblaggio.
Storia della misurazione del colore
Primi del Settecento: I colori della luce
Isaac Newton utilizzò il prisma di vetro per dimostrare che un fascio di luce bianca poteva essere separato nei colori dello spettro visibile. I suoi esperimenti di rifrazione e curvatura della luce per scomporla nelle singole componenti hanno fornito un modo valido e ragionevole per descrivere la gamma di colori che possiamo vedere, ROY G. BIV – rosso, arancione, giallo, verde, blu, indaco e violetto. Questi lavori ci hanno inoltre permesso di capire e definire gli illuminanti standard come la luce diurna (D50 e D65) e altri ancora.
Anni ‘20 del Novecento: Spazi colore
Questo grafico mostra la quantità di energia luminosa rossa, verde o blu necessaria per far corrispondere qualsiasi colore attraverso lo spettro visibile.
W. David Wright e John Guild effettuarono esperimenti per valutare la quantità di energia luminosa rossa, verde e blu necessaria per vedere ogni colore dello spettro visibile. I loro lavori ci hanno mostrato il nesso esistente tra le lunghezze d’onda dei colori dello spettro visibile e i colori che l’occhio umano riesce a percepire. Nel 1931, la CIE (Commission International de l’Eclairage) pubblicò la ricerca di Guild e Wright denominandola Spazio colore RGB 1931, che ha poi portato allo Spazio colore XYZ CIE 1931. Pubblicato all’incirca in contemporanea con lo Spazio colore CIE 1931, il diagramma di cromaticità CIE era un tentativo bidimensionale di documentare i colori su una scala grafica.
Anni ‘40 del Novecento: Tolleranze della misurazione del colore
David MacAdam è stato il primo ad analizzare di quanto deve cambiare un colore prima che un osservatore standard noti il cambiamento. Nei campioni master (target), cambiò tonalità, croma (o saturazione) e luminosità fino a che gli osservatori non notarono una differenza. Rappresentò quindi i risultati nel diagramma di cromaticità CIE e creò il primo diagramma delle tolleranze. Scoprì che la distribuzione dei punti corrispondenti formava un’ellisse tridimensionale, e che gli ellissoidi erano di dimensioni differenti a seconda della posizione del colore nello spazio cromatico. Ciò dimostrò che la tonalità e la saturazione di un colore – ossia la cromaticità – sono indipendenti dalla luminosità e formano la base del diagramma di cromaticità CIE. 
Questi limiti di percettibilità intorno ad ogni target di colore mostrano la quantità di differenza che è consentita prima che l'occhio umano la noti.
In questo decennio, Richard Hunter creò un nuovo modello cromatico tristimolo. Questo spazio colore, che denominò Hunter Lab, utilizza tre assi per rappresentare una spaziatura quasi uniforme della differenza cromatica percepita. Con questo modello di colore, Hunter sviluppò un modo per rappresentare esattamente le coordinate cromatiche nello spazio colore e per caratterizzare la differenza cromatica totale utilizzando il Delta E.
31 anni dopo, la CIE pubblicò un modello aggiornato – CIE L*a*b* – che presentava solo lievi differenze rispetto ai calcoli originali di Hunter. Oggi, questo è il metodo consigliato per riferire i valori colorimetrici, e i suoi calcoli sono utilizzati da molti degli attuali strumenti di misurazione del colore.
Tolleranza in CIE L*a*b*
