ISO 13655:2009 desmitificada

El anexo C de la norma ISO 13655:2009 dice lo siguiente:

«Sin embargo, si la detección y/o la irradiación se limitan a un único ángulo acimutal, se acentúan los efectos direccionales y de textura. Estas geometrías están en desuso en la norma ISO 5-4 y, por lo tanto, en la presente norma internacional. Se conocen como «direccional de cuarenta y cinco grados: normal» y «normal: direccional de cuarenta y cinco grados».

En otras palabras, cuando se utilizan instrumentos con una geometría direccional, los resultados dependerán en gran medida del ángulo de medición. Al girar el espectrofotómetro unos grados, la misma muestra dará lecturas diferentes. Este efecto se acentúa al aumentar la textura y, en papeles sin recubrimiento, se puede experimentar una diferencia de color superior a dE*ab = 3.

P: ¿Cómo pueden los usuarios saber si un determinado instrumento cumple los requisitos geométricos de la norma ISO 13655?

R: La hoja de especificaciones de un instrumento suele indicar la geometría. Si esta no es «45°a:0°» o «45°c:0°» (o al revés), sino solo 45:0, lo más probable es que no se cumplan los requisitos. Además, el hecho de que se indique la conformidad con la norma DIN 5033 no significa que el instrumento cumpla con la norma ISO 13655. La norma DIN 5033 simplemente describe todas las geometrías de medición existentes.

Una vez cumplidos los requisitos previos de la geometría de medición, un instrumento que cumpla con la norma ISO 13655:2009 puede cumplir con 4 modos de medición diferentes. Estos modos se desarrollaron debido a diferentes necesidades y aplicaciones. Se denominan M0, M1, M2 y M3.

M0: «El modo heredado»

FDesde un punto de vista puramente técnico, M0 es un modo de medición obsoleto. Históricamente, los instrumentos utilizados en la industria de las artes gráficas no utilizaban una fuente de luz con un contenido UV definido y/o estable. M0 como estándar expresa que la mayoría de los instrumentos utilizan una lámpara de tungsteno llena de gas para iluminar las muestras en lugar de D50 y, por lo tanto, los usuarios aceptan una debilidad conocida.

El problema del contenido UV inestable y indefinido es que, al medir muestras fluorescentes, como papeles con blanqueadores ópticos, la respuesta de la medición no se correlaciona con el entorno de visualización en el que se utiliza el producto impreso. Aunque muchos usuarios han optado por ignorarlo, el contenido UV de una lámpara de tungsteno llena de gas también cambia con el tiempo, lo que significa que las mediciones no son fiables.

Por motivos históricos y para comparar las mediciones con los instrumentos existentes, los espectrodensitómetros de la serie FD de Konica Minolta ofrecen la opción del modo de medición M0. En este caso, se utiliza la distribución espectral de potencia de la iluminante CIE A (recomendada en la norma ISO 13655:2009 para M0) para iluminar la muestra. Debido al contenido estable de UV en los instrumentos Konica Minolta, los usuarios pueden confiar al menos en mediciones estables si necesitan utilizar M0 por motivos de compatibilidad con versiones anteriores.

Conclusión:

M0 = fuente de luz indefinida. Si se miden muestras con abrillantadores ópticos, se deben tener en cuenta las desventajas.

En los siguientes párrafos se explicarán M2 y M3 antes de entrar en detalles sobre M1, que requiere una explicación más detallada.

M2: «Corte de UV»

El modo de medición M2 se estandarizó con el fin de reflejar condiciones de visualización libres de cualquier contenido UV, como en un museo. Por ello, a menudo se denomina «corte de UV». En el pasado se utilizaban espectrofotómetros equipados con un filtro de corte UV para ignorar el efecto de los abrillantadores ópticos. Se pensaba que esto facilitaría el cálculo de los perfiles ICC, ya que el metamerismo introducido por los rayos UV no afectaba a las mediciones. La idea errónea de que los abrillantadores ópticos alteran las mediciones de color sigue presente entre los usuarios (y, en cierta medida, entre los proveedores); de hecho, muchas máquinas de impresión digital siguen suministrándose con instrumentos con filtro UV.

Los abrillantadores ópticos brillan con un tono azulado dependiendo del contenido de UV del entorno de visualización (y de la fuente de luz del dispositivo de medición). Si un instrumento con filtro UV ofrece resultados más satisfactorios que un instrumento con lámpara de tungsteno, es simplemente porque el contenido de UV del entorno de visualización está más cerca del filtro UV-Cut que del contenido de UV de una lámpara de tungsteno llena de gas.

Pero lo más probable es que no esté libre de UV (a menos que se trabaje junto a la Mona Lisa). Por lo tanto, M2 no es la solución adecuada para la mayoría de las aplicaciones y solo está estandarizada para reflejar condiciones de visualización sin UV.

Los espectrodensitómetros de la serie FD de Konica Minolta ofrecen la opción del modo de medición M2. En este caso, se cumple la definición de filtro UV-Cut de la norma ISO 13655:2009.

Conclusión:

M2 = UV-Cut. Solo es útil para entornos sin UV.

M3: «El modo de las impresoras offset»

El reto al que se enfrentan las imprentas offset es que necesitan controlar las hojas húmedas durante la producción, pero el cliente paga por el producto final, que está seco. La mayor diferencia entre las hojas húmedas y secas es el brillo. El modo de medición M3 ofrece un medio para predecir la densidad de una hoja seca a partir de la medición de una hoja húmeda. Esto se consigue utilizando dos filtros de polarización, que minimizan la diferencia de brillo.

Los espectrodensitómetros de la serie FD de Konica Minolta ofrecen la opción del modo de medición M3 mediante la instalación de un filtro de polarización de cristal.

Conclusión:

M3 = filtro Pol. Necesario para impresoras offset. Algunos fabricantes de tinta también utilizan M3 para CCM.

M1: «El modo deseado en todo momento»

La industria de las artes gráficas utiliza condiciones de visualización estandarizadas para minimizar los problemas a la hora de comunicar el color. La norma pertinente es la ISO 3664, que especifica la iluminante CIE D50. Desde 2009, el contenido de UV de D50 debe cumplir con tolerancias más estrictas que antes. Con el fin de garantizar que los abrillantadores ópticos «brillen» en la misma medida cuando se iluminan durante una medición del color que en un entorno de visualización D50, la norma ISO 13655 introduce el modo de medición M1. El cumplimiento de M1 puede lograrse de dos maneras.

Método 1: Coincidencia de iluminante

M1 se puede lograr utilizando una fuente de luz que cumpla los requisitos de la norma ISO 3664:2009. Esto significa simplemente que, si se incorpora una luz normalizada en el espectrómetro, este cumple con M1 (pero recuerde el requisito previo de la geometría). Esto parece sencillo, pero no se puede lograr en la práctica.

La opción obvia de utilizar la misma fuente de luz que se utiliza en la mayoría de las cabinas de visualización no se puede llevar a cabo, ya que se trata en su mayoría de lámparas fluorescentes que no se pueden incorporar a un espectrofotómetro. Además, no coinciden perfectamente con la iluminante CIE D50 (aproximación dentro de las tolerancias definidas).

Otra posibilidad para conseguir D50 es utilizar una combinación de diferentes LED, que producen un espectro D50. En la práctica, surge un problema al intentar imitar el contenido UV de D50, ya que los LED actuales no son capaces de reproducir perfectamente el contenido UV de D50.

La última solución técnica presentada para lograr D50 como iluminación física es utilizar fuentes de luz filtradas para imitar la distribución espectral de potencia de D50. La ventaja es que con esta técnica se puede lograr una aproximación cercana a D50. Esto también debería proporcionar mediciones correctas para muestras que muestran fluorescencia activa en el área de longitud de onda visible (pocas tintas y tóneres muestran este comportamiento en cierta medida). La desventaja es que la fuente de luz podría no ser estable en términos de su contenido UV y, por lo tanto, su fiabilidad a lo largo del tiempo es cuestionable.

Además, debemos preguntarnos si la D50 perfecta es realmente la mejor solución para utilizar en un dispositivo de medición. Normalmente no tenemos un D50 perfecto como condición de visualización, sino solo una simulación dentro de la tolerancia. Por lo tanto, las ventajas teóricas difícilmente pueden trasladarse al uso práctico. Más adelante en este documento se explicará cómo se supera este problema.

Método 2: Cálculo de UV

La segunda posibilidad para lograr la conformidad con el modo de medición M1 está relacionada con la naturaleza de los abrillantadores ópticos. Los abrillantadores ópticos absorben la energía UV y emiten luz azul visible. Para medir el efecto de un abrillantador óptico, basta con garantizar una correlación entre la excitación del abrillantador durante la medición y en el entorno de visualización deseado. Esto se describe mediante la relación entre el contenido UV y el contenido visible en la norma ISO 13655:2009.

En otras palabras: asegúrese de que, durante la medición, el abrillantador brille con el mismo tono azulado que en el entorno de visualización deseado.

Esto se puede lograr de diferentes maneras. En la bibliografía disponible se describen algunos métodos. A continuación se analizan dos de ellos.

Como se ha comentado, un abrillantador óptico absorbe la energía UV y emite esta energía en forma de luz azul. Si queremos medir la cantidad de emisión para una determinada fuente de iluminación de referencia, debemos asegurarnos de que la fuente de luz del dispositivo de medición tenga suficiente energía en el rango de longitudes de onda en el que actúa el abrillantador óptico.

Si se pudieran realizar dos mediciones, una utilizando solo energía UV, para obtener fluorescencia pura, y otra sin energía UV, para obtener reflectancia pura, sería posible calcular el factor de radiancia total resultante (a menudo denominado factor de reflectancia, aunque se trata de una combinación de reflexión y fluorescencia).

El problema es que el método se basa en la existencia de una fuente de luz exclusivamente UV. Los LED UV disponibles en la actualidad tienen una distribución espectral de potencia variable y también emiten luz visible. Por lo tanto, no solo se mide la fluorescencia, sino también la reflectancia (causada por la luz visible emitida por el LED UV), lo que introduce errores en el modelo subyacente. Los instrumentos reales que utilizan este método sufrirían un error de medición variable.

Estándar de fluorescencia virtual de Konica Minolta

El segundo método funciona de manera similar, pero no depende de la existencia de una fuente de luz UV pura. Cuando se utiliza el estándar de fluorescencia virtual de Konica Minolta, el elemento UV de una muestra se activa mediante dos fuentes de luz con energías UV muy diferentes de forma consecutiva (en milisegundos y de forma invisible para el usuario). Si la muestra muestra fluorescencia, los factores de radiación resultantes (el «resultado de la medición») serán diferentes. Con este método es fácil distinguir la fluorescencia de la reflectancia. Al incorporar el contenido UV del entorno de visualización final, es posible calcular el factor de radiación total correcto.

La clara ventaja de este método es que no depende de fuentes de luz poco prácticas o inexistentes (solo UV). La serie FD de Konica Minolta mide y estabiliza las fuentes de luz utilizadas en su interior y, al tener una base estable para el cálculo, garantiza mediciones estables y repetibles, incluso si las fuentes de luz físicas entre los diferentes instrumentos difieren.

Otra ventaja de la serie FD de Konica Minolta está relacionada con los entornos de visualización que se utilizan. Incluso si se utilizan fuentes de luz estandarizadas, las cabinas de visualización disponibles en el mercado cumplen con la norma ISO 3664:2009, pero no emiten un D50 perfecto. Con el VFS de Konica Minolta es fácil cuantificar las características espectrales y utilizar la cabina de visualización como fuente de luz de medición. Al utilizar el FD-7, los usuarios pueden determinar de forma objetiva los valores de color que se correlacionan perfectamente con la impresión visual. La función User-Illuminant elimina el problema de las variaciones en la D50 aproximada generadas por las cabinas de visualización. Por supuesto, esto no se limita a los simuladores D50, sino que también es beneficioso para obtener coincidencias de color para las condiciones de luz «in situ» o en ferias comerciales.

Ambos métodos parten de la hipótesis de que la longitud de onda de excitación y la longitud de onda de emisión de los abrillantadores ópticos utilizados en los papeles no varían. Esta hipótesis es válida, pero solo Konica Minolta ha fabricado equipos de medición disponibles en el mercado para determinar las características exactas de esta clase de abrillantadores (CM 3800d).

Dado que la calibración UV de los FD no está fijada en D50 (por ejemplo, también se puede utilizar D65), los valores medidos con un FD se correlacionan muy bien con los instrumentos utilizados en la industria del papel, aunque la geometría del instrumento sea diferente.

Conclusión

El estándar de fluorescencia virtual de Konica Minolta presenta importantes ventajas con respecto a otros métodos descritos en este documento y aplicados en la práctica. En resumen, estas son:

Mediciones estables

Posibilidad de utilizar fuentes de luz reales como iluminante de referencia

Trazabilidad a un dispositivo de medición bispectral (CM3800d)

Posibilidad de obtener valores correlacionados con los instrumentos utilizados en la industria del papel