El blanco de un papel o el blanco que podemos ver en una pantalla pueden tener los mismos valores o coordenadas de color pero verse completamente diferentes. Esa disparidad puede no estar en el modo de visualización, sino más bien en cómo se construyen los colores. Es lo que afirma una nueva investigación, realizada por científicos de la Universidad Nacional de Yohohama, que ha querido arrojar luz sobre este aspecto para comprender porque la coincidencia metamérica del color falla entre diversos medios. 

“Demostramos experimentalmente que la razón por la que la apariencia del color de una superficie con respecto a la de un color autoiluminado no se puede igualar es debido a las diferencias de distribuciones espectrales, no a la diferencia de los dispositivos”, explica Katsunori Okajima, profesora de la Facultad de Medio Ambiente y Ciencias de la Información de la Universidad Nacional de Yokohama, y autora de la investigación. 

Los colores en superficies son captados por los humanos a través de la luz que rebota en un medio sólido, como puede ser el papel, madera o tela. Sin embargo, los colores autoluminosos se ven a través de una luz que emite directamente desde el propio color, como los que se muestran en las computadoras o en las pantallas de los smartphones. Estos son mecanismos completamente diferentes, y por lo tanto, el color de la superficies y del elemento autoiluminado no se pueden igualar a pesar de que ambos tienen unos valores triestímulos idénticos. 

“Teóricamente, la apariencia de color de las luces que tienen valores colorimétricos iguales deben coincidir independientemente de las distribuciones espectrales. Sin embargo, la apariencia de color de los objetos con los mismos valores colorimétricos en un monitor y un papel no coinciden en su mayoría, incluso en condiciones en las que no solo los valores triestímulo de los objetos son iguales, sino también los del entorno circundannte y el entorno de observación son identicos”, afirma Okajima. 

En colorimetría, un color se expresa numéricamente mediante valores triestímulo que se pueden calcular utilizando funciones de coincidencia de color, la potencia espectral de una luminaria para el color autoluminoso, o la reflectividad espectral de un objeto y la iluminación para el color de la superficie. Teóricamente, las apariencias de color de las luces que tienen valores colorimétricos iguales deben coincidir independientemente de sus distribuciones espectrales. Tal fenómeno se llama «metamerismo», que es la base de la ciencia y la tecnología del color. Sin embargo, las apariencias de color de los objetos con los mismos valores colorimétricos en un monitor y un papel no coinciden en su mayoría, incluso en condiciones en las que no solo los valores de tristímulo de los objetivos, sino también los del entorno circundante y el entorno de observación son idénticos. 

Se han considerado tres posibles problemas causas para este fenómeno. En primer lugar, el efecto físico es diferente. Como se señaló anteriormente, los colores superficiales y autoluminosos son el resultado de diferentes mecanismos de generación. En segundo lugar, el fenómeno podría ser causado por la variabilidad de las funciones de coincidencia de color individuales. Se ha demostrado que el rango de diferencias causadas por la variabilidad del observador relacionada con la diferencia en la apariencia del color es muy grande. Finalmente, puede haber influencias distintas en las células fotorreceptoras del ojo, como los conos L, M y S o las células ipRGC. En 2000, se detectaron las denominadas como células ganglionares de la retina intrínsecamente fotosensibles (ipRGC) que expresan melanopsina en células de la retina interna de los mamíferos. Se ha informado comos estas influyen significativamente en la visión no formadora de imágenes, por ejemplo, en la supresión de la melatonina, el arrastre circadiano y el reflejo pupilar. Sin embargo, estudios recientes han demostrado que los ipRGC también se proyectan al núcleo geniculado lateral. Esto sugiere que la melanopsina influye en la visión cortical, incluida la percepción del color. Además, algunos informes han sugerido una intrusión de bastones en la percepción del color. Por lo tanto, estas células fotorreceptoras también pueden estar relacionadas con la apariencia del color. De hecho, los ipRGC y los bastones contribuyen a la apariencia del color en la visión foveal. En general, es necesario coincidir con los cinco estímulos; conos L, M y S, bastones e ipRGC.

“Los estudios previos en el campo de la ciencia del color no han sido capaces de resolver el problema subyacente del desajuste entre los medios cruzados porque no han examinado rigurosamente los efectos físicos de la percepción de color. En otras palabras, los factores físicos y psicológicos no se pueden hacer independientes y como problema fundamental, no se puede negar que la diferencia en la luminiscencia física también afecta a la apariencia de color. Por lo tanto, necesitamos determinar si podemos igualar la apariencia del color cuando comparamos las condiciones de color isoméricas que tienen las mismas distribuciones espectrales entre los medios cruzados. Tal condición isomérica tiene una ventaja más en que no tenemos que considerar la diferencia individual entre los observadores», explica Okajima. 

Para lograr estas condiciones isoméricas, o idénticas, de coincidencia de color, los investigadores diseñaron un experimento que permitió a los participantes ver colores superficiales y autoluminosos con exactamente la misma distribución espectral. También se prepararon condiciones en las que los valores de color coincidian de manera idéntica, pero no la distribución espectral de la luz. Los resultados de la investigación fueron publicados recientemente en Scientific Reports (Nature). 

Los investigadores encontraron que 12 de cada 13 participantes no podían hacer coincidir las apariencias de color bajo condiciones metaméricas, sin embargo, pudieron hacer coincidir los colores en más de un 90% de las veces bajo distribuciones espectrales idénticas. Una participante atípico tenía o tenía altas coincidencias en ambas categorías, lo que llevó a los investigadores a suponer que esa persona podría ser un observador estándar, lo que significa que puede percibir los colores con precisión de forma natural.

“Estos resultados muestran que la diferencia en el mecanismo físico no afecta al problema de la apariencia de color. También sugieren que las diferencias en las distribuciones espectrales causan un desajuste en la apariencia del color y en la reproducción del color multimedia. Si las distribuciones espectrales estan igualadas, es posible la coincidencia de color en cualquier modo de apariencia de color. Nuestros resultados son significativos no sólo para la ciencia del color, sino también para la industria, y conducen a la importancia de las pantallas multiespectrales para recrear imágenes en color con precisión «, concluye Okajima.

Los investigadores trabajan ahora en aclarar cómo las células del ojo que envían luz al cerebro pueden afectar la apariencia del color.