O brilho e a clareza , ou leucie , são propriedades das cores . O termo brilho se aplica a fontes de luz primárias, como a luz produzida por um aparelho de televisão, enquanto o termo clareza se aplica a fontes de luz secundárias, como a luz refletida de uma superfície iluminada por uma luz definida chamada iluminante . Clareza ou leucia são sinônimos de valor nas artes gráficas e na descrição de Munsell .
Essas propriedades avaliam a percepção do aspecto luminoso da cor estudada: quanto mais escura a cor, menor a sua luminosidade.
A relação da luminosidade com a luminância luminosa é simples à primeira vista: quando a luminância de um objeto, em uma dada cena visual, aumenta, a luminosidade aumenta; e reciprocamente. Mas é difícil especificar: todos os elementos de uma cena visual interagem e a visão se adapta às condições de iluminação com um certo atraso; a luminosidade percebida não é de forma alguma independente da intensidade da coloração; a visão humana reconstrói a cor de um objeto integrando informações de outras partes da cena visual; e, além dessas propriedades, a relação entre a luminância luminosa e a percepção da luminosidade não é linear .
Para ser difícil de definir com rigor, uma quantidade que representa aproximadamente a luminosidade, sob condições bem definidas de teste de uma tela ou de uma superfície, é de grande utilidade prática.
A Comissão Internacional de Iluminação (CIE) definiu a luminosidade L * a partir da luminância luminosa Y da luz produzida por uma fonte primária ou secundária, expressa em candelas por metro quadrado (cd / m²), em relação à luminância luminosa Y n de branco tomado como referência (o índice "n" significa "neutro"). A Y / Y rácio n representa a luminância relativa da luz . Nesse caso, o brilho assume um valor entre 0 e 100 ( Sève 2009 , p. 178):
No caso de uma fonte primária, o branco de referência é o branco mais brilhante (geralmente o iluminante D65 ) que a fonte (televisão, projetor ou outro) pode produzir. No caso de fonte secundária, o branco de referência é o branco produzido por uma superfície de óxido de magnésio (MgO), material com refletância de 97,5%.
Um cinza com refletância de 18% (tanto fotometricamente quanto radiometricamente ) terá um brilho de cerca de 50%.
0% | 50% | 100% | ||||||||
Este valor é bastante representativo da luminosidade de uma superfície.
É de uso muito mais prático do que as demais relações que dão a luminosidade e, por isso, impôs-se apesar de suas insuficiências na prática colorimétrica ( Sève 2009 , p. 180-181).
O objeto das avaliações colorimétricas, na verdade, é em geral a comparação de duas luzes coloridas intimamente relacionadas. Não há discussão suficiente sobre o quão próximo um azul escuro está de um rosa; mas um fabricante de tintas pode querer verificar as diferenças entre duas tonalidades semelhantes ou entre duas produções visando a mesma tonalidade. Neste contexto, pode-se razoavelmente dar uma tolerância para a luminosidade constante em toda a escala, por exemplo 1 ponto, que a cor seja clara ou escura.
A lei do contraste simultâneo observa que a percepção de uma cor depende daquelas que são contíguas a ela. Aplica-se, em particular, a superfícies que diferem apenas na luminosidade.
A luminosidade percebida de duas manchas de cores parece mais diferente quando observada justaposta do que quando observada separadamente, contra um fundo neutro comum.
Portanto, pequenas áreas com a mesma luminância aparecem mais brilhantes em um fundo escuro do que em um fundo claro.
Os dois pequenos quadrados, um acima do outro no setor direito, têm a mesma luminância e cada um parece tão brilhante quanto o outro, visto que são vistos contra o mesmo fundo claro. O quadrado escuro no canto inferior direito parece quase tão escuro quanto o grande quadrado à esquerda. Mas ele tem a mesma luminosidade do pequeno quadrado no meio do grande quadrado à esquerda, que parece muito mais claro, porque está em um fundo escuro.
Para dar conta desse efeito na avaliação da aparência das superfícies, a Comissão Internacional de Iluminação em 2002 publicou o modelo CAM ( Color Appearance Modeling , French model of color looks ).
O fenômeno Helmholtz - Kohlrausch diz respeito à luminosidade e à coloração. Rompe um postulado fundamental da colorimetria: a aditividade das impressões luminosas, na base da síntese aditiva das cores.
Com igual luminância, a luminosidade percebida da luz colorida aumenta com a pureza.
O efeito depende da tonalidade. A variação chega a um fator de 2 em relação à luminância ( Sève 2009 , p. 185).
Os dois grandes quadrados têm a mesma luminância (7,25%). Os dois pequenos quadrados centrais também têm a mesma luminância (10%). De acordo com as avaliações do método da Optical Society of America , a luminância do quadrado certo deve ser corrigida por um fator de 1,7 e a do quadrado certo por um fator de 1,1. Suas luminosidades são, portanto, 42,7% e 33,9%, respectivamente; a luminosidade do pequeno quadrado é intermediária em 37,8% ( Sève 2009 , p. 184).
Este fenómeno obriga, quando se deve comparar com precisão superfícies ou luzes coloridas, a fazer correcções, para as quais existem vários métodos, adoptados por várias organizações profissionais e de normalização.
No XIX th século , Helmholtz encontrada a não-linearidade da percepção de clareza, foi verificada com dispositivos experimentais. De acordo com seus testes, aumentar a intensidade da luz em uma determinada proporção resulta na mesma diferença percebida na intensidade. Essa avaliação leva à lei de Weber-Fechner , segundo a qual, em geral, a percepção segue uma lei logarítmica . Richter, em 1962, seguiu essa linha de pensamento em uma fórmula para calcular a clareza a partir da luminância relativa, usada em um padrão alemão ( Sève 2009 , p. 181).
No XX th século , Munsell estabelece uma curva governada por uma equação polinomial do quinto grau. Hunter simplifica a fórmula com uma elevação quadrada simples. Por fim, a CIE escolhe uma potência de terceiro grau inverso, de acordo com uma modalidade da lei de Stevens determinada por ele mesmo ( Le Grand 1972 , p. 141).
Todas essas fórmulas devem admitir um arranjo ao pé da curva, para luminâncias abaixo de um certo limiar, acima do qual o ruído de fundo do sistema visual ( Eigengrau ) exerce demasiada influência ( Gregory 2000 , p. 95).
As avaliações da percepção são essencialmente imprecisas, uma vez que só podemos medir, numa relação muito indireta, com muita variabilidade entre os sujeitos, as reações de vários sujeitos a um estímulo . Isso resulta em uma nuvem de pontos à qual vários tipos de curvas podem corresponder. Por outro lado, podemos transformar, por meio de uma série de Taylor , a função logaritmo em um polinômio. A escolha da fórmula, portanto, depende de princípios explicativos gerais. No XIX th século , cientistas alemães estavam procurando um simples e princípio unificador; progressão geométrica e logaritmos corresponderam às suas expectativas. No XX th século , pesquisadores norte-americanos influenciados pelo pragmatismo preferem o cálculo mais simples que permite alcançar uma avaliação "suficientemente bom" ( " bom o suficiente " em Inglês).
Suponha, para simplificar, que a luminosidade percebida seja independente da cromaticidade (o que não é o caso na realidade), e examinemos as luzes brancas contra um fundo de luminosidade média.
Método de diferença apenas perceptível Procuramos, para vários níveis de luz, sempre destacando-se mais ou menos de forma idêntica do fundo, qual é a menor diferença de luminosidade que se pode observar entre duas faixas. Estabelecemos a curva por integração , considerando a "quantidade de percepção" como a justaposição dessas diferenças sucessivas.Esses cinco métodos fornecem resultados diferentes. Em qualquer caso, as variações de uma pessoa para outra são bastante significativas. O desempenho melhora com o aprendizado; não podemos, portanto, comparar assuntos que são especialistas, como profissionais da imagem, ou neófitos, e não podemos pedir um grande número de avaliações a uma mesma pessoa. No momento do desenvolvimento das curvas, nenhum pesquisador havia realizado esses estudos com um grande número de sujeitos, e a incidência de diferenças de gênero e etnia não havia sido estudada.
Segundo Stanley Smith Stevens , a percepção da luminosidade está sempre ligada ao estímulo por uma lei de potência, cujo expoente para a luminosidade na visão escotópica é 0,44, contestada por outros autores ( Le Grand 1972 , p. 141).
A menor diferença discernível na luminância varia de acordo com o domínio escotópico, mesópico ou fotópico. No domínio fotópico, é aproximadamente constante em 1% ou um pouco menos ( Sève 2009 , p. 121).
Para uma clareza maior do que o limite inferior, essa diferença apenas perceptível é de aproximadamente (1 - ∛0,99), ou aproximadamente 0,5 unidades no valor de L * .
Na pintura , “luminosidade” e “clareza” são dois conceitos bastante diferentes, embora ambos se relacionem com a aparência de uma superfície colorida. “Em termos de sensações pictóricas, 'oh! Que brilhante! "Não significa o mesmo que:" oh! Que claro! "" . Como muitos outros termos estéticos , eles não têm uma definição estrita. O brilho da renderização de uma pintura está relacionado à opacidade da camada. Uma camada transparente, que permite ver as camadas subjacentes, dá uma impressão de luminosidade, tanto em relação à cena evocada pela superfície pintada, como às características da luz que esta reflete.