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FUNCIONES DE MEZCLA ASOCIADAS A LOS FUNDAMENTALES
FISIOLÓGICOS LMS
J.A. Díaz, F. Pérez-Ocón, J.F. Reche y A. Pozo
Departamento de Óptica. Universidad de Granada. 18071-Granada.
1. Introducción.
De igual manera que se utilizan las funciones de mezcla para predecir igualaciones de
color ya sean metámeras o isómeras [1], también pueden emplearse los fundamentales
fisiológicos correspondientes a las largas (L), medias (M), y cortas (S) longitudes de onda [2].
Si se utiliza como método aplicado a los estímulos generados por un colorímetro, podemos
obtener las funciones de mezcla asociadas a dichos fundamentales. El método posee grandes
ventajas porque permite determinar directamente las funciones de mezcla sin necesidad de
transformaciones lineales a partir de ellos. Además, empleando los fundamentales
modificados de observadores simulados que sufren el efecto de variaciones en los parámetros
fisiológicos que afectan a la visión del color (en la densidad óptica del pigmento macular, en
la del cristalino, en la del máximo del fotopigmento, y el desplazamiento del máximo de
sensibilidad en los fotopigmentos L y M), se pueden obtener las funciones de mezcla
asociadas a estos efectos. Además, por otra parte, y dadas las condiciones experimentales en
las que se han medido clásicamente las funciones de mezcla, las obtenidas a partir de los
fundamentales estarían libres de la posible intrusión de bastones, por lo que podrían
considerarse como una predicción de las que se obtendrían a niveles de luminancia, donde
éstos fotorreceptores están saturados y no responden al estímulo de color.
Este es un primer paso para obtener sistemas colorimétricos basados en los fundamentales fisiológicos tal y como tiene en sus objetivos el comité técnico TC 1-36 de la CIE. Por
ello, hemos realizado un estudio inicial de la obtención de las funciones de mezcla asociadas a
los fundamentales LMS “no oficiales” recientemente publicados, empleando los colorímetros
de nuestro laboratorio y que han sido usados para la obtención de las correspondientes a
observadores reales [3].
2. Método.
Para modelar las funciones de mezcla asociadas al observador estándar cuyos fundamentales LMS representativos son los recientemente publicados por Stockman y Sharpe [4],
hemos empleado un dispositivo experimental que estaba constituido fundamentalmente por
dos colorímetros Donaldson modificados [3]. En uno de ellos se alojaban los primarios
utilizados de 650nm, 530nm y 460nm, todos con un ancho de banda de 10nm. La mezcla de
estos tres primarios era igualada a otra mezcla consistente en una longitud de onda cuasimonocromática más un desaturante (uno de los primarios) dependiendo de la región igualada.
Se ha muestreado el espectro visible desde los 700nm hasta los 400nm en intervalos de 10nm.
El campo de visión era circular bipartito de 1,7° (consistente en dos playas semicirculares
separadas por un borde recto) con una luminancia establecida para las igualaciones constante
y de 4,5cd/m2.
Con un espectrorradiómetro PR/704 PC de Photo Research, medimos primeramente la
radiancia espectral de todas las posiciones de cada uno de los filtros sobre los que se opera
para igualar el estímulo de referencia en la región espectral considerada. Posteriormente, un
programa informático calculaba los valores LMS correspondientes a cada estímulo de
referencia y buscaba las posiciones de los filtros que daban lugar a la igualación. A partir de
los datos de la radiancia de la igualación y del estímulo de referencia, se obtenían los valores
triestímulo, y por tanto, las funciones de mezcla.
3. Resultados y discusión.
En la Figura 1 se muestran las funciones de mezcla que se han obtenido con el observador estándar de fundamentales LMS, junto con las funciones de mezcla obtenidas en el mismo
dispositivo pero a partir de la media de siete observadores reales de aproximadamente la
misma edad, entorno a 27 años, para comparación.
3 ,0
R
2 ,5
Valor ttriestímulo
2 ,0
B
1 ,5
G
1 ,0
0 ,5
0 ,0
-0,5
400
450
500
550
600
650
700
Longitud de onda
Figura 1. Funciones de mezcla obtenidas de la media de 7 observadores reales (símbolos) y las obtenidas para el
observador con los fundamentales estándar LMS (línea continua).
Podemos destacar varios aspectos habida cuenta de que son evidentes las diferencias
entre ambos conjuntos de funciones. La primera diferencia, que era claramente esperable, está
localizada en la zona de las regiones de longitud de onda corta del espectro, (zona de los azules). La causa puede estar en el valor de la densidad óptica del cristalino y la del pigmento
macular ya que es posible, según los resultados, que el observador real medio de nuestro
laboratorio podría tener uno mayor que el correspondiente al observador estándar empleado.
Por otra parte, también existe una diferencia en la forma de las funciones entre los 540nm y
los 650nm. Como se observa, el observador de fundamentales LMS tiene suficiente
sensibilidad en los mecanismos responsables de la percepción del color en esa zona.
Usualmente, los observadores reales, para estímulos mayores de 540nm, tienen problemas
para discernir igualaciones de saturación de las de lumiancia, aspecto perceptual que no
aparece en la simulación.
Los resultados también sugieren la necesidad de la ampliación del estudio a la
comparación de las funciones de mezcla de los observadores reales obtenidas en nuestro
laboratorio con las que obtendríamos personalizando los parámetros fisiológicos que afectan a
la visión del color, para así comprobar la bondad del método de simulación.
4. Conclusiones.
En este estudio inicial se han obtenido las funciones de mezcla asociadas a los fundamentales LMS. Los resultados obtenidos pueden servir de punto de partida de diferentes
estudios que van desde la creación de sistemas colorimétricos relacionados más directamente
con la fisiología, como se propone el comité técnico TC 1-36 de la CIE, hasta la influencia
que los distintos factores fisiológicos que afectan a la visión del color tienen sobre las
funciones de mezcla. Se advierte que la visión del color basada en las funciones de mezcla
está governada principalmente por los pigmentos presentes en los conos, aunque débiles
efectos post-receptorales podrían ocurrir.
Agradecimientos.
Este trabajo se ha realizado con ayuda del Proyecto BFM2000-1473 subvencionado por
la Comisión Interministerial de Ciencia y Tecnología (CICYT). Agradecemos también a la
Profesora Françoise Viénot el interés mostrado en la realización de este trabajo.
Bibliografía.
[1]. F. Pérez-Ocón, E. Hita, L. Jiménez del Barco y J. A. Díaz, J. of Opt., 29 (1998) 311.
[2]. J.A. Díaz, A. Chiron y F. Viénot, Color Res. Appl., 23 (1998) 388.
[3]. F. Pérez-Ocón, E. Hita, L. Jiménez del Barco y J. L. Nieves, Color Res. Appl., 24 (1999)
377.
[4]. K. R. Gegenfurtner y L. T. Sharpe, Color Vision: from genes to perception, Cambridge,
New York, 1999.