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Lo stimolo di colore è la radiazione che arriva ai fotorecettori dell’occhio e produce una percezione di colore. La distribuzione spettrale dello stimolo è una curva che specifica l’energia relativa dello stimolo per ogni lunghezza d’onda compresa nell’intervallo da 380 a 780 nm (le lunghezze d’onda della radiazione visibile) o per piccoli intervalli di lunghezze d’onda, per esempio 5 nm, 10 nm, 20 nm.

Lo stimolo di colore si può esprimere (in termini radiometrici) con la distribuzione spettrale di radianza L_e(λ) oppure (in termini attinometrici) con la distribuzione di numero di fotoni dividendo la radianza spettrale ad ogni λ per la corrispondente energia del fotone di frequenza υ = c / λ, cioè L_p(λ) = L_e(λ) / hυ = L_e(λ) λ / (hc).

Prima di arrivare ai fotorecettori dell’occhio lo stimolo di colore viene attenuato (a) dalla parziale riflessione sulla cornea (circa 4%) e (b) dall’assorbimento dei pigmenti inerti del cristallino.

Stimolo di colore autoluminoso

Per i corpi autoluminosi (sorgenti luminose) lo stimolo è il flusso radiante spettrale della sorgente. Per esempio questo è lo stimolo di colore del bianco di un monitor CRT :

Stimolo di colore non autoluminoso

Per i corpi non autoluminosi opachi lo stimolo è il prodotto del fattore di radianza spettrale della superficie dell’oggetto, per esempio questo:

per il flusso radiante spettrale dell’illuminante.

Per i corpi non autoluminosi trasparenti lo stimolo è il prodotto del fattore di trasmittanza spettrale per il flusso radiante spettrale dell’illuminante.

Struttura matematica dell’insieme degli stimoli di colore

L’insieme di tutti i possibili stimoli di colore ha due operazioni naturali: la concatenazione e la moltiplicazione per uno scalare (cioè per un numero reale).

• Concatenare due stimoli di colore significa sommarli, lunghezza d’onda per lunghezza d’onda, ottenendo un nuovo stimolo.
• Moltiplicare uno stimolo di colore per un reale significa moltiplicare l’energia per un fattore costante reale, lunghezza d’onda per lunghezza d’onda

Queste due operazioni riguardano la fisica. Fissato un osservatore l’insieme di tutti gli stimoli di colore può essere ripartito in classi di equivalenza, che costituiscono il Metamerismo di quell’osservatore.