Sistema de colores Munsell

El sistema de color Munsell, mostrando: un círculo de hues al valor 5 croma 6; los valores neutros de 0 a 10; y los cromos de púrpura azul (5PB) al valor 5.

En colorimetría, el sistema de color Munsell es un espacio de color que especifica los colores en función de tres propiedades del color: matiz (color básico), croma (intensidad del color) y valor (luminosidad). Fue creado por el profesor Albert H. Munsell en la primera década del siglo XX y adoptado por el Departamento de Agricultura de los Estados Unidos (USDA) como el sistema de color oficial para la investigación del suelo en la década de 1930.

Varios sistemas de orden de colores anteriores habían colocado los colores en un sólido de color tridimensional de una forma u otra, pero Munsell fue el primero en separar el matiz, el valor y el croma en dimensiones perceptualmente uniformes e independientes, y fue el primero en ilustrar los colores sistemáticamente en el espacio tridimensional. El sistema de Munsell, particularmente las anotaciones posteriores, se basa en mediciones rigurosas de sujetos humanos. respuestas visuales al color, colocándolo sobre una firme base científica experimental. Debido a esta base en la percepción visual humana, el sistema de Munsell ha sobrevivido a sus modelos de color contemporáneos y, aunque ha sido reemplazado en algunos usos por modelos como CIELAB (L*a*b*) y CIECAM02, todavía se usa ampliamente en la actualidad.

Explicación

La esfera de color de Munsell, 1900. Más tarde, Munsell descubrió que si el hue, el valor y el croma debían ser mantenidos perceptualmente uniformes, los colores superficiales alcanzables no podían ser forzados a una forma geométrica regular.

Representación tridimensional de las renotaciones de Munsell de 1943 (con porción cortada). Observe la irregularidad de la forma en comparación con la esfera de color anterior de Munsell.

El sistema consta de tres propiedades independientes de color que se pueden representar cilíndricamente en tres dimensiones como un sólido de color irregular:

• Hue, medido por grados alrededor de círculos horizontales
• chroma, medido radialmente hacia fuera del eje vertical neutro (gray)
• valor, medido verticalmente en el cilindro central de 0 (negro) a 10 (blanco)

Munsell determinó el espaciado de los colores a lo largo de estas dimensiones tomando medidas de las respuestas visuales humanas. En cada dimensión, los colores de Munsell son lo más perceptivamente uniformes que pudo hacer, lo que hace que la forma resultante sea bastante irregular. Como explica Munsell:

El deseo de adaptarse a un contorno elegido, como la pirámide, el cono, el cilindro o el cubo, junto con una falta de pruebas adecuadas, ha llevado a muchas declaraciones distorsionadas de relaciones de color, y se hace evidente, cuando se estudia la medición física de los valores de pigmento y cromos, que ningún contorno regular servirá.

—Albert H. Munsell, “A Pigment Color System and Notation”

Tono

Cada círculo horizontal Munsell dividido en cinco tonos principales: Rojo, Yamarillo, Verde, Blue y Ppurple, junto con 5 tonos intermedios (por ejemplo, YR) a medio camino entre los tonos principales adyacentes. Cada uno de estos 10 pasos, con el tono nombrado dado el número 5, se divide en 10 subpasos, de modo que 100 tonos reciben valores enteros. En la práctica, las tablas de colores especifican convencionalmente 40 matices, en incrementos de 2,5, progresando, por ejemplo, de 10R a 2,5YR.

Dos colores de igual valor y croma, en lados opuestos de un círculo de tono, son colores complementarios y se mezclan de forma aditiva con el gris neutro del mismo valor. El siguiente diagrama muestra 40 tonos Munsell espaciados uniformemente, con complementos alineados verticalmente.

Valor

Valor, o luminosidad, varía verticalmente a lo largo del color sólido, desde negro (valor 0) en la parte inferior, hasta blanco (valor 10) en la parte superior. Los grises neutros se encuentran a lo largo del eje vertical entre el blanco y el negro.

Varios sólidos de color anteriores a Munsell trazaron la luminosidad desde el negro en la parte inferior hasta el blanco en la parte superior, con un degradado gris entre ellos, pero estos sistemas no lograron mantener la luminosidad perceptible constante en los cortes horizontales. En cambio, trazaron un amarillo completamente saturado (claro) y un azul y púrpura completamente saturados (oscuro) a lo largo del ecuador.

Croma

Cromancia, medida radialmente desde el centro de cada rebanada, representa la "pureza" de un color (relacionada con la saturación), siendo la croma inferior menos pura (más descolorida, como en los pasteles). Tenga en cuenta que no hay un límite superior intrínseco para el croma. Diferentes áreas del espacio de color tienen diferentes coordenadas cromáticas máximas. Por ejemplo, los colores amarillo claro tienen un croma considerablemente mayor que los violetas claros, debido a la naturaleza del ojo y la física de los estímulos de color. Esto condujo a una amplia gama de niveles cromáticos posibles, hasta los 30 altos para algunas combinaciones de valores de matiz (aunque es difícil o imposible hacer objetos físicos en colores de croma tan altos, y no se pueden reproducir en las pantallas de computadora actuales). Los colores sólidos vivos están en el rango de aproximadamente 8.

Especificar un color

Un color se especifica completamente enumerando los tres números de matiz, valor y croma en ese orden. Por ejemplo, un púrpura de luminosidad media y bastante saturado sería 5P 5/10, donde 5P significa el color en el medio de la banda de tono púrpura, 5/ significa valor medio (luminosidad) y un croma de 10 (ver muestra). Un color acromático se especifica mediante la sintaxis N V/. Por ejemplo, un gris medio se especifica con "N 5/".

En el procesamiento informático, los colores de Munsell se convierten en un conjunto de "HVC" números. El V y C son los mismos que el croma y el valor normales. El número H (tono) se convierte asignando los anillos de tono en números entre 0 y 100, donde 0 y 100 corresponden a 10RP.

Como los libros de Munsell, incluida la nueva notación de 1943, solo contienen colores para algunos puntos en el espacio de Munsell, no es trivial especificar un color arbitrario en el espacio de Munsell. Se debe usar la interpolación para asignar significados a los colores que no son de libros, como "2.8Y 6.95/2.3", seguida de una inversión de la transformada Munsell a xyY ajustada. La ASTM definió un método en 2008, pero se sabe que Centore 2012 funciona mejor.

Historia e influencia

Runge's Farbenkugel (Color Sphere), 1810

Profesor Albert H. Munsell

Varias ediciones de las Munsell Book of Color. El atlas se organiza en páginas extraíbles de relojes de color de diverso valor y croma para cada uno de 40 hues particulares.

La idea de usar un color sólido tridimensional para representar todos los colores se desarrolló durante los siglos XVIII y XIX. Se propusieron varias formas diferentes para un sólido de este tipo, entre ellas: una pirámide triangular doble de Tobias Mayer en 1758, una pirámide triangular simple de Johann Heinrich Lambert en 1772, una esfera de Philipp Otto Runge en 1810, un hemisferio de Michel Eugène Chevreul en 1839, un cono de Hermann von Helmholtz en 1860, un cubo inclinado de William Benson en 1868 y un cono doble inclinado de August Kirschmann en 1895. Estos sistemas se volvieron progresivamente más sofisticados, y Kirschmann incluso reconoció la diferencia de valor entre colores brillantes de diferentes matices Pero todos ellos siguieron siendo puramente teóricos o encontraron problemas prácticos para acomodar todos los colores. Además, ninguno se basó en ninguna medición científica rigurosa de la visión humana; antes de Munsell, no se entendía la relación entre matiz, valor y croma.

Veinte hues del sistema de color Munsell al máximo chroma para permanecer en la gama sRGB.

Albert Munsell, artista y profesor de arte en la Escuela Normal de Arte de Massachusetts (ahora Colegio de Arte y Diseño de Massachusetts, o MassArt), quería crear una "manera racional de describir el color" que utilizaría la notación decimal en lugar de los nombres de los colores (que consideró "tontos" y "engañosos"), que podría utilizar para enseñar a sus alumnos sobre el color. Primero comenzó a trabajar en el sistema en 1898 y lo publicó en forma completa en A Color Notation en 1905.

La encarnación original del sistema (el Atlas de 1905) tenía algunas deficiencias como representación física del sistema teórico. Estos se mejoraron significativamente en el Munsell Book of Color de 1929 y a través de una extensa serie de experimentos realizados por la Sociedad Óptica de América en la década de 1940 que dieron como resultado las notaciones (definiciones de muestra) para el moderno Munsell Libro de color. Aunque se han inventado varios reemplazos para el sistema Munsell, basándose en las ideas fundamentales de Munsell, incluidas las escalas de color uniformes de la Sociedad Óptica de América y el CIELAB de la Comisión Internacional de Iluminación (L*a* b*) y modelos de color CIECAM02: el sistema Munsell todavía se usa ampliamente, entre otros, por ANSI para definir el color de la piel y el color del cabello para patología forense, el USGS para igualar el color del suelo, en prostodoncia durante la selección de color de dientes para restauraciones dentales y cervecerías para igualar el color de la cerveza.

La tabla de colores original de Munsell sigue siendo útil para comparar modelos informáticos de la visión humana del color.