Metamerismo: cos’è e come influisce sul Controllo del Colore

Cosa si intende per Metamerismo?

Il termine metamerico deriva dal greco e indica una particolare condizione di corrispondenza apparente tra colori.

Il metamerismo è il fenomeno ottico per cui due campioni di colore appaiono identici quando illuminati da una specifica sorgente luminosa, ma mostrano differenze evidenti quando la condizione di illuminazione cambia.

Questa discrepanza si verifica nonostante i due campioni abbiano curve di riflettanza spettrale differenti, ovvero riflettano la luce in modo diverso lungo lo spettro visibile.

Il significato di metamerismo va quindi oltre la semplice percezione cromatica: si tratta di una caratteristica intrinseca dei materiali colorati che deriva dalla loro composizione fisica e chimica.

Due oggetti possono essere definiti metamerici quando le loro “impronte digitali” spettrali si intersecano in almeno tre punti, creando una corrispondenza visiva sotto determinate condizioni ma non sotto altre.

Nella pratica industriale, il metamerismo del colore diventa particolarmente critico quando si assemblano componenti provenienti da fornitori diversi o realizzati con materiali differenti.

Un esempio classico è quello dell’industria automobilistica, dove la carrozzeria verniciata deve corrispondere cromaticamente ai paraurti in plastica e agli interni tessili, nonostante questi elementi utilizzino pigmenti e processi di colorazione completamente diversi.

Le cause del Metamerismo

Le cause del metamerismo sono molteplici e interconnesse, rendendo questo fenomeno particolarmente complesso da gestire. Comprendere i fattori scatenanti è il primo passo per implementare strategie di controllo efficaci.

La principale causa del metamerismo risiede nella natura della sorgente luminosa. Ogni illuminante possiede una distribuzione spettrale caratteristica: la luce a incandescenza, ad esempio, presenta un’elevata energia nella regione del rosso e una minore componente blu, mentre la luce diurna ha un picco nella parte blu dello spettro. Questa differenza determina come gli oggetti riflettono la luce e, di conseguenza, come vengono percepiti dall’occhio umano.

Un secondo fattore determinante è la composizione dei pigmenti utilizzati. Materiali diversi possono produrre lo stesso effetto cromatico sotto una specifica illuminazione pur avendo strutture molecolari differenti. Quando questi materiali vengono combinati in un unico prodotto, si crea il rischio di coppie metameriche.

Le sostanze che contengono sbiancanti ottici fluorescenti sono particolarmente problematiche, poiché assorbono luce ultravioletta e la riemettono a lunghezze d’onda visibili, alterando significativamente la percezione del colore.

Il metamerismo può manifestarsi in diverse forme specifiche:

• Metamerismo dell’illuminante: si verifica quando due campioni corrispondono sotto una sorgente luminosa ma differiscono sotto un’altra,
• Metamerismo dell’osservatore: emerge quando due individui percepiscono differentemente la stessa coppia di colori a causa delle variazioni nella sensibilità dei fotorecettori oculari,
• Metamerismo geometrico: si presenta quando l’angolo di osservazione influenza la percezione del colore, fenomeno comune con materiali metallici, perlescenti o con trame tessili particolari.

Le variazioni nei processi di tintura, le differenze tra lotti di produzione e l’invecchiamento dei materiali possono ulteriormente amplificare il metamerismo, rendendo necessario un monitoraggio continuo durante l’intero ciclo produttivo.

Come verificare e testare il Metamerismo

La valutazione del metamerismo richiede un approccio metodico che combini analisi visiva e strumentale. L’integrazione di questi due metodi garantisce risultati accurati e decisioni informate sul controllo qualità.

L’analisi visiva rappresenta il primo livello di verifica e richiede l’utilizzo di cabine luce professionali. Questi dispositivi permettono di osservare i campioni sotto diverse sorgenti luminose standardizzate, simulando condizioni reali di utilizzo. Le cabine devono essere conformi alle normative internazionali come ISO 3664, ASTM D1729 e DIN 6173-2, che definiscono i parametri di illuminazione controllata.

Durante il test visivo, i campioni vengono confrontati sotto l’illuminante primario e successivamente sotto almeno altre due sorgenti luminose. Se la corrispondenza cromatica si mantiene sotto tutte le condizioni, i campioni non sono metamerici; se invece emergono differenze, è confermata la presenza di metamerismo.

La valutazione strumentale offre dati quantitativi precisi e riproducibili. Gli spettrofotometri professionali misurano la riflettanza spettrale dei campioni attraverso l’intero spettro visibile, generando curve che rappresentano l'”impronta digitale” di ciascun colore. L’analisi di queste curve permette di identificare le coppie metameriche anche prima della produzione.

ColorWorkDesk offre soluzioni complete per il controllo del metamerismo:

• Spettrofotometri di precisione: dispositivi portatili e da banco che misurano la riflettanza spettrale con accuratezza elevata, permettendo di acquisire e confrontare le impronte digitali dei colori,
• Cabine luce professionali: sistemi di illuminazione standardizzati con multiple sorgenti luminose per la valutazione visiva in condizioni controllate,
• Software di analisi colorimetrica: strumenti che calcolano automaticamente gli indici di metamerismo e forniscono analisi predittive sulle prestazioni cromatiche.

La combinazione di questi strumenti consente di implementare procedure operative standard che definiscono tolleranze accettabili e criteri di pass/fail, essenziali per mantenere la coerenza qualitativa nella catena di fornitura.

Per quantificare il grado di metamerismo vengono utilizzati diversi indici matematici. L’indice di metamerismo speciale CIE misura la differenza di colore sotto un illuminante di prova, mentre l’indice DIN 6172 corregge i valori per garantire una corrispondenza esatta con l’illuminante primario.

Il valore RMS (Root Mean Square) calcola la radice quadrata delle differenze cromatiche al quadrato tra varie combinazioni di illuminante e osservatore, fornendo un’indicazione complessiva della stabilità cromatica.

Quali sono i Colori Metamerici?

Non tutti i colori presentano la stessa probabilità di generare coppie metameriche. La comprensione di quali tinte sono più suscettibili a questo fenomeno permette di adottare strategie preventive mirate.

I colori che mostrano maggiore tendenza al metamerismo sono quelli caratterizzati da bassa saturazione e tonalità neutre.

I grigi, in particolare, rappresentano la categoria più problematica, poiché possono essere ottenuti attraverso molteplici combinazioni di pigmenti con curve di riflettanza molto diverse. Anche i bianchi e i colori pastello, soprattutto quando contengono sbiancanti ottici, mostrano elevata sensibilità alle variazioni di illuminazione.

I colori scuri, come il nero e il blu scuro, sono frequentemente soggetti a metamerismo. Un caso emblematico è quello dei calzini che appaiono entrambi neri in condizioni di luce domestica ma rivelano tonalità differenti alla luce diurna.

Nel settore tessile, i filati acrilici tendono naturalmente al metamerismo a causa della loro natura sintetica, spesso virando verso tonalità rossastre sotto illuminante D65.

Al contrario, i colori altamente saturi e brillanti presentano una gamma più ristretta di possibili concordanze metameriche. Questo perché la loro composizione spettrale è più definita e lascia meno spazio a combinazioni alternative di pigmenti che producano lo stesso effetto visivo.

Le finiture superficiali influenzano significativamente il comportamento metamerico. I materiali metallizzati, perlescenti e con effetti speciali mostrano metamerismo geometrico marcato, dove l’angolo di visione diventa il fattore critico.

Tessuti con trame particolari, tappeti e materiali goffrati possono presentare variazioni cromatiche significative a seconda della direzione di osservazione.

È importante sottolineare che il metamerismo cromatico non è un difetto del materiale in sé, ma una caratteristica fisica legata all’interazione tra composizione del pigmento, sorgente luminosa e sistema visivo umano.

In alcuni settori, come quello tessile e della moda, effetti metamerici controllati vengono creati intenzionalmente per ottenere finiture cangianti e dinamiche che conferiscono valore estetico al prodotto.

FAQ sul Metamerismo

Qual è la differenza tra Metamerismo e Incostanza Cromatica?

Metamerismo e incostanza cromatica sono due fenomeni distinti che spesso vengono confusi, ma che riguardano aspetti diversi della percezione del colore.

Per la definizione di metamerismo rimandiamo al primo paragrafo.

L’incostanza cromatica, invece, riguarda un singolo campione che cambia apparenza cromatica al variare dell’illuminazione. In questo caso, non c’è confronto tra oggetti diversi: è il medesimo colore che appare diverso in ambienti luminosi differenti. Un tessuto rosso, ad esempio, può sembrare più cupo sotto luce a incandescenza e più brillante alla luce diurna, pur trattandosi dello stesso materiale.

La distinzione pratica è fondamentale: mentre il metamerismo richiede strategie di formulazione e abbinamento dei materiali, l’incostanza cromatica si gestisce principalmente attraverso la selezione accurata dei pigmenti e la previsione del comportamento cromatico nelle diverse condizioni d’uso previste.

Qual è la differenza tra Metamerismo e Percezione del Colore?

La percezione del colore è il processo attraverso cui il sistema visivo umano elabora gli stimoli luminosi e li traduce in sensazioni cromatiche. È un fenomeno complesso che coinvolge aspetti fisici, fisiologici e neurologici.

Il metamerismo è invece un caso specifico e particolare della percezione del colore. Mentre la percezione cromatica generale descrive come vediamo i colori in condizioni normali, il metamerismo evidenzia i limiti del sistema visivo umano.

I nostri occhi possiedono tre tipi di coni fotosensibili che rispondono a diverse lunghezze d’onda (rosso, verde, blu), ma questa trichromia comporta che infinite combinazioni spettrali possano produrre la stessa risposta percettiva.

Il metamerismo sfrutta quindi questa caratteristica del sistema visivo: due oggetti con impronte spettrali diverse possono stimolare i tre tipi di coni in modo identico sotto una specifica illuminazione, generando la stessa percezione cromatica.

Quando l’illuminazione cambia, le risposte dei coni si modificano in modo differente per i due oggetti, rivelando la loro effettiva diversità spettrale.

Cosa si intende per Metamerismo Cromatico?

Il termine metamerismo cromatico è sostanzialmente sinonimo di metamerismo e viene utilizzato per enfatizzare che il fenomeno riguarda specificamente la percezione del colore piuttosto che altre proprietà ottiche. Alcuni professionisti preferiscono questa denominazione per distinguerlo da altri tipi di corrispondenze metameriche in campo scientifico.

Il metamerismo cromatico sottolinea che la concordanza apparente tra due colori è limitata a specifiche condizioni di osservazione. Questa specificazione è particolarmente rilevante in contesti industriali dove la precisione terminologica è essenziale per definire standard qualitativi e tolleranze.

Nel linguaggio tecnico della colorimetria, quando si parla di metamerismo si intende sempre il fenomeno cromatico, rendendo l’aggettivo “cromatico” ridondante ma utile in contesti didattici o quando si comunica con interlocutori non specializzati.

Cosa si intende per Metamerismo Geometrico?

Il metamerismo geometrico rappresenta una particolare manifestazione del fenomeno metamerico legata all’angolo di osservazione del campione. A differenza del metamerismo dell’illuminante, dove la variabile critica è la sorgente luminosa, in questo caso è la geometria di osservazione a determinare le differenze percettive.

Questo effetto si verifica tipicamente con materiali che presentano proprietà ottiche anisotrope, ovvero che interagiscono con la luce in modo diverso a seconda della direzione.

I rivestimenti metallizzati e perlescenti sono esempi classici: le particelle metalliche o i pigmenti a effetto riflettono la luce preferenzialmente in alcune direzioni, creando variazioni cromatiche quando l’osservatore o la sorgente luminosa si spostano.

Nel settore tessile, il metamerismo geometrico viene spesso creato intenzionalmente attraverso trame particolari che riflettono la luce in modo direzionale. Tessuti jacquard, velluti e materiali con lavorazioni specifiche sfruttano questo effetto per ottenere finiture cangianti che cambiano tonalità a seconda dell’angolo di visione, conferendo dinamicità e pregio estetico al prodotto.

La valutazione del metamerismo geometrico richiede protocolli di misurazione specifici che considerino multiple geometrie di illuminazione e osservazione.

Gli spettrofotometri professionali possono essere configurati con diverse configurazioni geometriche (come 45°/0° o d/8°) per caratterizzare completamente il comportamento cromatico di materiali con effetti speciali.