El color ( inglés americano ) o colour ( inglés británico y de la Commonwealth ) es la percepción visual basada en el espectro electromagnético . Aunque el color no es una propiedad inherente de la materia , la percepción del color está relacionada con la absorción de luz , la reflexión , los espectros de emisión y la interferencia de un objeto . Para la mayoría de los humanos, los colores se perciben en el espectro de luz visible con tres tipos de células cónicas ( tricromacia ). Otros animales pueden tener un número diferente de tipos de células cónicas o tener ojos sensibles a diferentes longitudes de onda, como las abejas que pueden distinguir el ultravioleta y, por lo tanto, tienen un rango de sensibilidad al color diferente. La percepción animal del color se origina a partir de diferentes longitudes de onda de luz o sensibilidad espectral en los tipos de células cónicas, que luego son procesadas por el cerebro .
Los colores tienen propiedades percibidas como tono , colorido (saturación) y luminancia . Los colores también pueden mezclarse de forma aditiva (comúnmente utilizada para la luz real) o sustractiva (comúnmente utilizada para materiales). Si los colores se mezclan en las proporciones adecuadas, debido al metamerismo , pueden parecer iguales a una luz de una sola longitud de onda. Para mayor comodidad, los colores se pueden organizar en un espacio de color , que al ser abstraído como un modelo de color matemático puede asignar a cada región de color un conjunto correspondiente de números. Como tal, los espacios de color son una herramienta esencial para la reproducción del color en la impresión , la fotografía , los monitores de computadora y la televisión . Los modelos de color más conocidos son RGB , CMYK , YUV , HSL y HSV .
Debido a que la percepción del color es un aspecto importante de la vida humana, los diferentes colores se han asociado con emociones , actividades y nacionalidades . Los nombres de las regiones de color en diferentes culturas pueden tener áreas diferentes, a veces superpuestas. En las artes visuales , la teoría del color se utiliza para gobernar el uso de los colores de una manera estéticamente agradable y armoniosa . La teoría del color incluye los complementos de color ; el equilibrio de color ; y la clasificación de colores primarios (tradicionalmente rojo , amarillo , azul ), colores secundarios (tradicionalmente naranja , verde , morado ) y colores terciarios . El estudio de los colores en general se llama ciencia del color .
La radiación electromagnética se caracteriza por su longitud de onda (o frecuencia ) y su intensidad . Cuando la longitud de onda está dentro del espectro visible (el rango de longitudes de onda que los humanos pueden percibir, aproximadamente de 390 nm a 700 nm), se conoce como " luz visible ". [1]
La mayoría de las fuentes de luz emiten luz en muchas longitudes de onda diferentes; el espectro de una fuente es una distribución que indica su intensidad en cada longitud de onda. Aunque el espectro de luz que llega al ojo desde una dirección dada determina la sensación de color en esa dirección, hay muchas más combinaciones espectrales posibles que sensaciones de color. De hecho, se puede definir formalmente un color como una clase de espectros que dan lugar a la misma sensación de color, aunque dichas clases variarían ampliamente entre diferentes especies y, en menor medida, entre individuos dentro de la misma especie. En cada una de esas clases, los miembros se denominan metámeros del color en cuestión. Este efecto se puede visualizar comparando las distribuciones de potencia espectral de las fuentes de luz y los colores resultantes.
Los colores familiares del arco iris en el espectro —nombrado usando la palabra latina para apariencia o aparición por Isaac Newton en 1671— incluyen todos aquellos colores que pueden ser producidos por luz visible de una sola longitud de onda, los colores espectrales puros o monocromáticos . El espectro anterior muestra longitudes de onda aproximadas (en nm ) para colores espectrales en el rango visible. Los colores espectrales tienen una pureza del 100% y están completamente saturados . Una mezcla compleja de colores espectrales se puede utilizar para describir cualquier color, que es la definición de un espectro de potencia de luz .
Los colores espectrales forman un espectro continuo, y la forma en que se divide en colores distintos lingüísticamente es una cuestión de cultura y contingencia histórica. [2] A pesar de la omnipresente mnemotecnia ROYGBIV utilizada para recordar los colores espectrales en inglés, la inclusión o exclusión de colores es polémica, y el desacuerdo a menudo se centra en el índigo y el cian. [3] Incluso si se acuerda el subconjunto de términos de color, es posible que no se acuerde sobre sus rangos de longitud de onda y los límites entre ellos.
La intensidad de un color espectral, en relación con el contexto en el que se observa, puede alterar considerablemente su percepción. Por ejemplo, un amarillo anaranjado de baja intensidad es marrón y un verde amarillento de baja intensidad es verde oliva . Además, los cambios de tono hacia el amarillo o el azul ocurren si se aumenta la intensidad de una luz espectral; esto se denomina cambio de Bezold–Brücke . En los modelos de color capaces de representar colores espectrales, [4] como CIELUV , un color espectral tiene la saturación máxima. En coordenadas de Helmholtz , esto se describe como 100% de pureza .
El color físico de un objeto depende de cómo absorbe y dispersa la luz. La mayoría de los objetos dispersan la luz hasta cierto punto y no reflejan ni transmiten luz especularmente como los vidrios o los espejos . Un objeto transparente permite que casi toda la luz se transmita o pase a través de él, por lo que los objetos transparentes se perciben como incoloros. Por el contrario, un objeto opaco no permite que la luz se transmita a través de él y, en cambio, absorbe o refleja la luz que recibe. Al igual que los objetos transparentes, los objetos translúcidos permiten que la luz se transmita a través de ellos, pero los objetos translúcidos se ven coloreados porque dispersan o absorben ciertas longitudes de onda de luz a través de la dispersión interna. La luz absorbida a menudo se disipa en forma de calor . [5]
Aunque Aristóteles y otros científicos antiguos ya habían escrito sobre la naturaleza de la luz y la visión del color , no fue hasta Newton que se identificó la luz como la fuente de la sensación del color. En 1810, Goethe publicó su exhaustiva Teoría de los colores, en la que ofrecía una descripción racional de la experiencia del color, que "nos dice cómo se origina, no qué es". (Schopenhauer)
En 1801, Thomas Young propuso su teoría tricromática , basada en la observación de que cualquier color podía combinarse con tres luces. Esta teoría fue refinada posteriormente por James Clerk Maxwell y Hermann von Helmholtz . Como dice Helmholtz, "los principios de la ley de mezclas de Newton fueron confirmados experimentalmente por Maxwell en 1856. La teoría de Young sobre las sensaciones de color, como tantas otras cosas que este maravilloso investigador logró antes de su tiempo, pasó desapercibida hasta que Maxwell dirigió la atención hacia ella". [6]
Al mismo tiempo que Helmholtz, Ewald Hering desarrolló la teoría del proceso oponente del color, señalando que el daltonismo y las imágenes residuales suelen presentarse en pares oponentes (rojo-verde, azul-naranja, amarillo-violeta y negro-blanco). Finalmente, estas dos teorías fueron sintetizadas en 1957 por Hurvich y Jameson, quienes demostraron que el procesamiento retiniano corresponde a la teoría tricromática, mientras que el procesamiento a nivel del núcleo geniculado lateral corresponde a la teoría oponente. [7]
En 1931, un grupo internacional de expertos conocido como la Comisión Internacional de Iluminación ( CIE ) desarrolló un modelo matemático de color que trazó un mapa del espacio de colores observables y asignó un conjunto de tres números a cada uno.
La capacidad del ojo humano para distinguir colores se basa en la sensibilidad variable de las diferentes células de la retina a la luz de diferentes longitudes de onda . Los humanos somos tricromáticos : la retina contiene tres tipos de células receptoras de color, o conos . Un tipo, relativamente distinto de los otros dos, es más sensible a la luz que se percibe como azul o azul violeta, con longitudes de onda de alrededor de 450 nm ; los conos de este tipo a veces se denominan conos de longitud de onda corta o conos S (o engañosamente, conos azules ). Los otros dos tipos están estrechamente relacionados genética y químicamente: los conos de longitud de onda media , conos M o conos verdes son más sensibles a la luz percibida como verde, con longitudes de onda de alrededor de 540 nm, mientras que los conos de longitud de onda larga , conos L o conos rojos , son más sensibles a la luz que se percibe como amarillo verdoso, con longitudes de onda de alrededor de 570 nm.
La luz, por compleja que sea su composición de longitudes de onda, se reduce a tres componentes de color por el ojo. Cada tipo de cono se adhiere al principio de univarianza , que es que la salida de cada cono está determinada por la cantidad de luz que cae sobre él en todas las longitudes de onda. Para cada ubicación en el campo visual, los tres tipos de conos producen tres señales basadas en el grado en que cada uno es estimulado. Estas cantidades de estimulación a veces se denominan valores triestímulo . [8]
La curva de respuesta en función de la longitud de onda varía para cada tipo de cono. Debido a que las curvas se superponen, algunos valores triestímulo no se producen para ninguna combinación de luz entrante. Por ejemplo, no es posible estimular solo los conos de longitud de onda media (los llamados "verdes"); los otros conos inevitablemente serán estimulados en algún grado al mismo tiempo. El conjunto de todos los valores triestímulo posibles determina el espacio de color humano . Se ha estimado que los humanos pueden distinguir aproximadamente 10 millones de colores diferentes. [9]
El otro tipo de célula sensible a la luz en el ojo, el bastón , tiene una curva de respuesta diferente. En situaciones normales, cuando la luz es lo suficientemente brillante como para estimular fuertemente los conos, los bastones prácticamente no desempeñan ningún papel en la visión. [10] Por otro lado, en luz tenue, los conos están subestimulados dejando solo la señal de los bastones, lo que resulta en una respuesta incolora (además, los bastones son apenas sensibles a la luz en el rango "rojo"). En ciertas condiciones de iluminación intermedia, la respuesta de los bastones y una respuesta débil de los conos pueden dar como resultado discriminaciones de color que no se explican por las respuestas de los conos por sí solas. Estos efectos, combinados, también se resumen en la curva de Kruithof , que describe el cambio de la percepción del color y el agrado de la luz en función de la temperatura y la intensidad.
Aunque los mecanismos de la visión del color a nivel de la retina están bien descritos en términos de valores triestímulo, el procesamiento del color después de ese punto se organiza de manera diferente. Una teoría dominante de la visión del color propone que la información del color se transmite fuera del ojo por tres procesos oponentes , o canales oponentes, cada uno construido a partir de la salida bruta de los conos: un canal rojo-verde, un canal azul-amarillo y un canal de "luminancia" negro-blanco. Esta teoría ha sido apoyada por la neurobiología y explica la estructura de nuestra experiencia subjetiva del color. Específicamente, explica por qué los humanos no pueden percibir un "verde rojizo" o un "azul amarillento", y predice la rueda de colores : es la colección de colores para los cuales al menos uno de los dos canales de color mide un valor en uno de sus extremos.
La naturaleza exacta de la percepción del color más allá del procesamiento ya descrito, y de hecho el estatus del color como una característica del mundo percibido o más bien como una característica de nuestra percepción del mundo —un tipo de qualia— es un asunto de disputa filosófica compleja y continua. [ cita requerida ]
Desde las manchas V1, la información de color se envía a las células de la segunda área visual, V2. Las células de V2 que tienen una mayor sensibilidad al color se agrupan en las "franjas delgadas" que, al igual que las manchas de V1, se tiñen para la enzima citocromo oxidasa (las franjas delgadas se separan por franjas intermedias y franjas gruesas, que parecen estar relacionadas con otra información visual, como el movimiento y la forma de alta resolución). Las neuronas de V2 luego hacen sinapsis con las células de la V4 extendida. Esta área incluye no solo V4, sino también otras dos áreas en la corteza temporal inferior posterior, anterior al área V3, la corteza temporal inferior posterior dorsal y la TEO posterior. [11] [12] Semir Zeki sugirió inicialmente que el área V4 se dedicaba exclusivamente al color, [13] y más tarde demostró que V4 se puede subdividir en subregiones con concentraciones muy altas de células de color separadas entre sí por zonas con menor concentración de dichas células, aunque incluso estas últimas células responden mejor a algunas longitudes de onda que a otras, [14] un hallazgo confirmado por estudios posteriores. [11] [15] [16] La presencia en V4 de células selectivas de orientación condujo a la opinión de que V4 está involucrada en el procesamiento tanto del color como de la forma asociada con el color [17] pero vale la pena señalar que las células selectivas de orientación dentro de V4 están más ampliamente sintonizadas que sus contrapartes en V1, V2 y V3. [14] El procesamiento del color en el V4 extendido ocurre en módulos de color de tamaño milimétrico llamados globs . [11] [12] Esta es la parte del cerebro en la que el color se procesa primero en la gama completa de tonos que se encuentran en el espacio de color . [18] [11] [12]
Una deficiencia en la visión del color hace que una persona perciba una gama de colores más pequeña que el observador estándar con visión normal del color. El efecto puede ser leve, con una "resolución de color" más baja (es decir, tricromacia anómala ), moderado, sin una dimensión o canal de color completo (por ejemplo, dicromacia ), o completo, sin percepción total del color (es decir, monocromacia ). La mayoría de las formas de daltonismo se derivan de la ausencia de una o más de las tres clases de células cónicas, de una sensibilidad espectral modificada o de una menor capacidad de respuesta a la luz entrante. Además, la acromatopsia cerebral está causada por anomalías neuronales en aquellas partes del cerebro donde tiene lugar el procesamiento visual.
Algunos colores que parecen distintos para una persona con visión normal del color , para una persona daltónica, pueden parecer metámeros . La forma más común de daltonismo es el daltonismo congénito , que afecta a aproximadamente el 8 % de los varones. Las personas con la forma más grave de esta afección ( dicromacia ) percibirán el azul y el violeta, el verde y el amarillo, el verde azulado y el gris como colores de confusión, es decir, metámeros. [19]
Aparte de los humanos, que son en su mayoría tricromáticos (tienen tres tipos de conos), la mayoría de los mamíferos son dicromáticos, y poseen solo dos conos. Sin embargo, fuera de los mamíferos, la mayoría de los vertebrados son tetracromáticos , y tienen cuatro tipos de conos. Esto incluye a la mayoría de las aves , [20] [21] [22] reptiles , anfibios y peces óseos . [23] [24] Una dimensión adicional de la visión del color significa que estos vertebrados pueden ver dos colores distintos que un humano normal vería como metámeros . Algunos invertebrados, como el camarón mantis , tienen un número aún mayor de conos (12) que podría dar lugar a una gama de colores más rica de lo que incluso pueden imaginar los humanos.
La existencia de tetracromáticos humanos es una noción controvertida. Hasta la mitad de todas las mujeres humanas tienen 4 clases de conos distintas , lo que podría permitir la tetracromaticidad. [25] Sin embargo, se debe hacer una distinción entre tetracromáticos retinianos (o débiles ) , que expresan cuatro clases de conos en la retina, y tetracromáticos funcionales (o fuertes ) , que son capaces de realizar las discriminaciones de color mejoradas esperadas de los tetracromáticos. De hecho, solo hay un informe revisado por pares de un tetracromático funcional. [26] Se estima que, mientras que la persona promedio puede ver un millón de colores, alguien con tetracromaticidad funcional podría ver cien millones de colores. [27]
En ciertas formas de sinestesia , la percepción de letras y números ( sinestesia grafema-color ) o la audición de sonidos ( cromestesia ) evocarán una percepción de color. Los experimentos de neuroimagen conductual y funcional han demostrado que estas experiencias de color conducen a cambios en las tareas conductuales y conducen a una mayor activación de las regiones cerebrales involucradas en la percepción del color, demostrando así su realidad y similitud con las percepciones de color reales, aunque evocadas a través de una ruta no estándar. La sinestesia puede ocurrir genéticamente, con un 4% de la población que tiene variantes asociadas con la condición. También se sabe que la sinestesia ocurre con daño cerebral, drogas y privación sensorial. [28]
El filósofo Pitágoras experimentó sinestesia y proporcionó uno de los primeros relatos escritos de la condición aproximadamente en el año 550 a. C. Creó ecuaciones matemáticas para notas musicales que podrían formar parte de una escala, como una octava. [29]
Después de la exposición a una luz intensa en su rango de sensibilidad, los fotorreceptores de un tipo determinado se desensibilizan. [30] [31] Durante unos segundos después de que cese la luz, seguirán enviando señales con menos fuerza de lo que lo harían de otra manera. Los colores observados durante ese período parecerán carecer del componente de color detectado por los fotorreceptores desensibilizados. Este efecto es responsable del fenómeno de las imágenes persistentes , en el que el ojo puede seguir viendo una figura brillante después de apartar la mirada de ella, pero en un color complementario . Los efectos de imágenes persistentes también han sido utilizados por artistas, incluido Vincent van Gogh .
Cuando un artista utiliza una paleta de colores limitada , el sistema visual humano tiende a compensarlo viendo cualquier color gris o neutro como el color que falta en el círculo cromático. Por ejemplo, en una paleta limitada que consta de rojo, amarillo, negro y blanco, una mezcla de amarillo y negro aparecerá como una variedad de verde, una mezcla de rojo y negro aparecerá como una variedad de púrpura y el gris puro aparecerá azulado. [32]
La teoría tricromática es estrictamente cierta cuando el sistema visual se encuentra en un estado fijo de adaptación. [33] En realidad, el sistema visual se adapta constantemente a los cambios del entorno y compara los distintos colores de una escena para reducir los efectos de la iluminación. Si una escena se ilumina con una luz y luego con otra, siempre que la diferencia entre las fuentes de luz se mantenga dentro de un rango razonable, los colores de la escena nos parecen relativamente constantes. Esto fue estudiado por Edwin H. Land en la década de 1970 y condujo a su teoría retinex de la constancia del color . [34] [35]
Ambos fenómenos se explican fácilmente y se modelan matemáticamente con teorías modernas de adaptación cromática y apariencia del color (por ejemplo, CIECAM02 , iCAM). [36] No hay necesidad de descartar la teoría tricromática de la visión, sino que se puede mejorar con una comprensión de cómo el sistema visual se adapta a los cambios en el entorno de visualización.
La reproducción del color es la ciencia que se ocupa de crear colores para el ojo humano que representen fielmente el color deseado. Se centra en cómo construir un espectro de longitudes de onda que evoquen mejor un determinado color en un observador. La mayoría de los colores no son colores espectrales, lo que significa que son mezclas de varias longitudes de onda de luz. Sin embargo, estos colores no espectrales suelen describirse por su longitud de onda dominante , que identifica la longitud de onda única de luz que produce una sensación más similar al color no espectral. La longitud de onda dominante es aproximadamente similar al tono .
Existen muchas percepciones de color que por definición no pueden ser colores espectrales puros debido a la desaturación o porque son púrpuras (mezclas de luz roja y violeta, de extremos opuestos del espectro). Algunos ejemplos de colores necesariamente no espectrales son los colores acromáticos ( negro , gris y blanco ) y colores como el rosa , el tostado y el magenta .
Dos espectros de luz diferentes que tienen el mismo efecto en los tres receptores de color del ojo humano se percibirán como el mismo color. Son metámeros de ese color. Un ejemplo de ello es la luz blanca emitida por las lámparas fluorescentes, que normalmente tiene un espectro de unas pocas bandas estrechas, mientras que la luz del día tiene un espectro continuo. El ojo humano no puede distinguir la diferencia entre estos espectros de luz simplemente mirando a la fuente de luz, aunque el índice de reproducción cromática de cada fuente de luz puede afectar al color de los objetos iluminados por estas fuentes de luz metámeras.
De manera similar, la mayoría de las percepciones humanas del color pueden generarse mediante una mezcla de tres colores llamados primarios . Esto se utiliza para reproducir escenas de color en fotografía, impresión, televisión y otros medios. Hay varios métodos o espacios de color para especificar un color en términos de tres colores primarios particulares . Cada método tiene sus ventajas y desventajas según la aplicación particular.
Sin embargo, ninguna mezcla de colores puede producir una respuesta verdaderamente idéntica a la de un color espectral, aunque se puede aproximar, especialmente para las longitudes de onda más largas, donde el diagrama de cromaticidad del espacio de color CIE 1931 tiene un borde casi recto. Por ejemplo, mezclar luz verde (530 nm) y luz azul (460 nm) produce luz cian que está ligeramente desaturada, porque la respuesta del receptor de color rojo sería mayor a la luz verde y azul en la mezcla que a una luz cian pura a 485 nm que tiene la misma intensidad que la mezcla de azul y verde.
Debido a esto, y debido a que los colores primarios en los sistemas de impresión a color generalmente no son puros en sí mismos, los colores reproducidos nunca son colores espectrales perfectamente saturados, y por lo tanto los colores espectrales no pueden igualarse exactamente. Sin embargo, las escenas naturales rara vez contienen colores completamente saturados, por lo que dichas escenas generalmente pueden aproximarse bien con estos sistemas. La gama de colores que se puede reproducir con un sistema de reproducción de color dado se denomina gama . El diagrama de cromaticidad CIE se puede utilizar para describir la gama.
Otro problema de los sistemas de reproducción del color está relacionado con la medición inicial del color, o colorimetría . Las características de los sensores de color de los dispositivos de medición (p. ej. cámaras, escáneres) suelen estar muy alejadas de las características de los receptores del ojo humano.
Un sistema de reproducción de color "adaptado" a un humano con visión de color normal puede dar resultados muy inexactos para otros observadores, según las desviaciones de la visión de color con respecto al observador estándar.
La diferente respuesta de color de los distintos dispositivos puede ser problemática si no se gestiona adecuadamente. En el caso de la información de color almacenada y transferida en formato digital, las técnicas de gestión del color , como las basadas en perfiles ICC , pueden ayudar a evitar distorsiones de los colores reproducidos. La gestión del color no evita las limitaciones de gama de determinados dispositivos de salida, pero puede ayudar a encontrar una buena correspondencia de los colores de entrada en la gama que se puede reproducir.
El color aditivo es la luz creada al mezclar la luz de dos o más colores diferentes. [37] [38] El rojo , el verde y el azul son los colores primarios aditivos que normalmente se utilizan en sistemas de color aditivo, como proyectores, televisores y terminales de computadora.
La coloración sustractiva utiliza tintes, tintas, pigmentos o filtros para absorber algunas longitudes de onda de la luz y no otras. [39] El color que muestra una superficie proviene de las partes del espectro visible que no se absorben y, por lo tanto, permanecen visibles. Sin pigmentos ni tintes, las fibras de tela, la base de pintura y el papel suelen estar hechos de partículas que dispersan bien la luz blanca (todos los colores) en todas las direcciones. Cuando se agrega un pigmento o tinta, las longitudes de onda se absorben o "restan" de la luz blanca, por lo que la luz de otro color llega al ojo.
Si la luz no proviene de una fuente de color blanco puro (el caso de casi todas las formas de iluminación artificial), el espectro resultante aparecerá de un color ligeramente diferente. La pintura roja , vista bajo luz azul , puede parecer negra . La pintura roja es roja porque dispersa solo los componentes rojos del espectro. Si la pintura roja se ilumina con luz azul, será absorbida por la pintura roja, creando la apariencia de un objeto negro.
El modelo sustractivo también predice el color resultante de una mezcla de pinturas o un medio similar, como un tinte para telas, ya sea que se apliquen en capas o se mezclen antes de la aplicación. En el caso de la pintura mezclada antes de la aplicación, la luz incidente interactúa con muchas partículas de pigmento diferentes a distintas profundidades dentro de la capa de pintura antes de emerger. [40]
Los colores estructurales son colores causados por efectos de interferencia en lugar de pigmentos. Los efectos de color se producen cuando un material se raya con líneas paralelas finas, formadas por una o más capas delgadas paralelas, o de otro modo compuestas de microestructuras en la escala de la longitud de onda del color . Si las microestructuras están espaciadas aleatoriamente, la luz de longitudes de onda más cortas se dispersará preferentemente para producir colores de efecto Tyndall : el azul del cielo (dispersión de Rayleigh, causada por estructuras mucho más pequeñas que la longitud de onda de la luz, en este caso, moléculas de aire), el brillo de los ópalos y el azul del iris humano. Si las microestructuras están alineadas en matrices, por ejemplo, la matriz de hoyos en un CD, se comportan como una rejilla de difracción : la rejilla refleja diferentes longitudes de onda en diferentes direcciones debido a fenómenos de interferencia , separando la luz "blanca" mezclada en luz de diferentes longitudes de onda. Si la estructura es de una o más capas delgadas, reflejará algunas longitudes de onda y transmitirá otras, dependiendo del espesor de las capas.
El color estructural se estudia en el campo de la óptica de película delgada . Los colores estructurales más ordenados o más cambiantes son los iridiscentes . El color estructural es responsable de los tonos azules y verdes de las plumas de muchas aves (por ejemplo, el arrendajo azul), así como de ciertas alas de mariposas y caparazones de escarabajos. Las variaciones en el espaciado del patrón a menudo dan lugar a un efecto iridiscente, como se ve en las plumas de pavo real , las burbujas de jabón , las películas de aceite y el nácar , porque el color reflejado depende del ángulo de visión. Numerosos científicos han llevado a cabo investigaciones en alas de mariposas y caparazones de escarabajos, incluidos Isaac Newton y Robert Hooke. Desde 1942, se ha utilizado la micrografía electrónica , lo que ha impulsado el desarrollo de productos que explotan el color estructural, como los cosméticos " fotónicos ". [41]
La gama cromática de la visión humana está limitada por los colores óptimos, que son los colores más cromáticos que los seres humanos pueden ver.
El espectro de emisión o reflectancia de un color es la cantidad de luz de cada longitud de onda que emite o refleja, en proporción a un máximo dado, que tiene el valor de 1 (100%). Si el espectro de emisión o reflectancia de un color es 0 (0%) o 1 (100%) en todo el espectro visible, y no tiene más de dos transiciones entre 0 y 1, o 1 y 0, entonces es un color óptimo. Con el estado actual de la tecnología, no podemos producir ningún material o pigmento con estas propiedades. [42]
Por lo tanto, son posibles cuatro tipos de espectros de "color óptimo": en el primero, la transición va de 0 en ambos extremos del espectro a 1 en el medio, como se muestra en la imagen de la derecha. En el segundo, va de 1 en los extremos a 0 en el medio. En el tercer tipo, comienza en 1 en el extremo rojo del espectro y cambia a 0 en una longitud de onda dada. En el cuarto tipo, comienza en 0 en el extremo rojo del espectro y cambia a 1 en una longitud de onda dada. El primer tipo produce colores que son similares a los colores espectrales y siguen aproximadamente la parte en forma de herradura del diagrama de cromaticidad CIE xy (el locus espectral ), pero generalmente son más cromáticos , aunque menos puros espectralmente . El segundo tipo produce colores que son similares a (pero generalmente más cromáticos y menos puros espectralmente que) los colores en la línea recta en el diagrama de cromaticidad CIE xy (la " línea de púrpuras "), lo que da lugar a colores magenta o similares al púrpura . El tercer tipo produce los colores ubicados en el borde nítido "cálido" del sólido de color óptimo (esto se explicará más adelante en el artículo). El cuarto tipo produce los colores ubicados en el borde nítido "frío" del sólido de color óptimo.
El sólido de color óptimo , sólido de color de Rösch– MacAdam o simplemente gama visible , es un tipo de sólido de color que contiene todos los colores que los humanos pueden ver . El sólido de color óptimo está limitado por el conjunto de todos los colores óptimos. [44]
En los sólidos de color óptimos, los colores del espectro visible son teóricamente negros, porque su espectro de emisión o reflexión es 1 (100%) en una sola longitud de onda, y 0 en todas las demás infinitas longitudes de onda visibles que hay, es decir, tienen una luminosidad de 0 respecto al blanco, y también tendrán 0 de croma, pero, por supuesto, 100% de pureza espectral. En resumen: En los sólidos de color óptimos, los colores espectrales son equivalentes al negro (0% de luminosidad, 0 de croma), pero tienen una pureza espectral completa (se encuentran en el locus espectral en forma de herradura del diagrama cromático). [43]
En los espacios de color lineales que contienen todos los colores visibles por los humanos, como LMS o CIE 1931 XYZ , el conjunto de semirrectas que comienzan en el origen (negro, (0, 0, 0)) y pasan por todos los puntos que representan los colores del espectro visible, y la porción de un plano que pasa por la semirrecta violeta y la semirrecta roja (ambos extremos del espectro visible), generan el "cono del espectro". El punto negro (coordenadas (0, 0, 0)) del sólido de color óptimo (y solo el punto negro) es tangente al "cono del espectro", y el punto blanco (1, 1, 1) (solo el punto blanco) es tangente al "cono del espectro invertido", siendo el "cono del espectro invertido" simétrico al "cono del espectro" con respecto al punto gris medio (0,5, 0,5, 0,5). Esto significa que, en los espacios de color lineales, el sólido de color óptimo es simétrico centralmente. [43]
En la mayoría de los espacios de color, la superficie del sólido de color óptimo es lisa, excepto dos puntos (negro y blanco); y dos bordes afilados: el borde " cálido ", que va del negro, al rojo , al naranja , al amarillo , al blanco; y el borde " frío ", que va del negro , al violeta oscuro , al azul , al cian , al blanco . Esto se debe a lo siguiente: Si la porción del espectro de emisión o reflexión de un color es rojo espectral (que se encuentra en un extremo del espectro), se verá como negro. Si se aumenta el tamaño de la porción de emisión o reflectancia total, cubriendo ahora desde el extremo rojo del espectro hasta las longitudes de onda amarillas, se verá como rojo o naranja. Si se expande más la porción, cubriendo las longitudes de onda verdes, se verá como amarillo. Si se expande aún más, cubrirá más longitudes de onda que el semicromía amarillo , acercándose al blanco, hasta llegar a cuando se emite o refleja todo el espectro. El proceso descrito se llama "acumulación". La acumulación puede iniciarse en cualquier extremo del espectro visible (recientemente describimos la acumulación a partir del extremo rojo del espectro, lo que genera el borde nítido "cálido"), mientras que la acumulación a partir del extremo violeta del espectro generará el borde nítido "frío". [43]
Cada tono tiene un color de croma máximo, también conocido como punto de croma máximo, semicroma o color pleno; no existen colores de ese tono con un croma más alto. Son los colores óptimos más cromáticos y vibrantes (y por lo tanto los colores más vibrantes que podemos ver). Aunque por ahora no podemos producirlos, estos son los colores que se ubicarían en una rueda de color ideal. Fueron llamados semicromas o colores plenos por el químico y filósofo alemán Wilhelm Ostwald a principios del siglo XX. [43] [45]
Si B es la longitud de onda complementaria de la longitud de onda A, entonces la línea recta que conecta A y B pasa por el eje acromático en un espacio de color lineal, como LMS o CIE 1931 XYZ. Si el espectro de emisión o reflexión de un color es 1 (100%) para todas las longitudes de onda entre A y B, y 0 para todas las longitudes de onda en la otra mitad del espacio de color, entonces ese color es un color de croma máxima, semicroma o color completo (esta es la explicación de por qué se los llamó semicroma ). Por lo tanto, los colores de croma máxima son un tipo de colores óptimos. [43] [45]
Como se ha explicado, los colores plenos están físicamente (no perceptualmente) lejos de ser colores espectrales. Si se aumenta la pureza espectral de un color de croma máximo, su croma disminuirá, porque se acercará al espectro visible, es decir, se acercará al negro. [43]
En espacios de color perceptualmente uniformes, la luminosidad de los colores completos varía desde alrededor del 30 % en los tonos azul violáceo hasta alrededor del 90 % en los tonos amarillentos . El croma de cada punto de croma máximo también varía según el tono; en los sólidos de color óptimos representados en espacios de color perceptualmente uniformes, los semicromos como el rojo , el verde , el azul , el violeta y el magenta tienen un croma alto, mientras que los semicromos como el amarillo , el naranja y el cian tienen un croma ligeramente más bajo.
En espacios de color como el espacio de color HSL , los colores de croma máximos se encuentran alrededor del ecuador en la periferia del sólido de color . Esto hace que los sólidos de color con forma esférica sean inherentemente no uniformes perceptualmente , ya que implican que todos los colores completos tienen una luminosidad del 50%, cuando, tal como los perciben los humanos, hay colores completos con una luminosidad de alrededor del 30% a alrededor del 90%. Un sólido de color perceptualmente uniforme tiene una forma irregular. [46] [47]
Los significados y asociaciones de los colores pueden desempeñar un papel importante en las obras de arte, incluida la literatura. [48]
Los colores individuales tienen una variedad de asociaciones culturales, como los colores nacionales (en general, descritos en artículos sobre colores individuales y simbolismo del color ). El campo de la psicología del color intenta identificar los efectos del color en la emoción y la actividad humanas. La cromoterapia es una forma de medicina alternativa atribuida a varias tradiciones orientales. Los colores tienen diferentes asociaciones en diferentes países y culturas. [49]
Se ha demostrado que distintos colores tienen efectos sobre la cognición. Por ejemplo, investigadores de la Universidad de Linz en Austria demostraron que el color rojo reduce significativamente el funcionamiento cognitivo en los hombres. [50] La combinación de los colores rojo y amarillo juntos puede inducir el hambre, algo que ha sido aprovechado por varias cadenas de restaurantes. [51]
El color también influye en el desarrollo de la memoria. Una fotografía en blanco y negro es ligeramente menos memorable que una en color. [52] Los estudios también demuestran que vestir colores brillantes hace que las personas que conoces te recuerden mejor.
Los colores varían de varias maneras diferentes, incluyendo el tono (tonos de rojo , naranja , amarillo , verde , azul y violeta , etc.), la saturación y el brillo . Algunas palabras de colores se derivan del nombre de un objeto de ese color, como " naranja " o " salmón ", mientras que otras son abstractas, como "rojo".
En el estudio de 1969 Basic Color Terms : Their Universality and Evolution , Brent Berlin y Paul Kay describen un patrón en la denominación de los colores "básicos" (como "rojo", pero no "rojo anaranjado", "rojo oscuro" o "rojo sangre", que son "tonos" de rojo). Todos los idiomas que tienen dos nombres de colores "básicos" distinguen los colores oscuros/fríos de los colores brillantes/cálidos. Los siguientes colores que se distinguen son generalmente el rojo y luego el amarillo o el verde. Todos los idiomas con seis colores "básicos" incluyen negro, blanco, rojo, verde, azul y amarillo. El patrón se mantiene hasta un conjunto de doce: negro, gris, blanco, rosa, rojo, naranja, amarillo, verde, azul, violeta, marrón y azul celeste (distinto del azul en ruso e italiano , pero no en inglés).
Algunos colores son objetivamente inusuales o especiales. Por ejemplo, el oropimente era un pigmento utilizado por los pintores en el siglo XVI, pero ahora se considera peligroso debido al arsénico. La sonoluminiscencia es un azul violeta creado por la energía de las ondas sonoras de pequeñas burbujas en condiciones experimentales extremas, y fue descubierta en 1934. [53]
{{cite web}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )Por lo tanto, las leyes de mezcla de colores sustractivas que describen con éxito cómo la luz es alterada por filtros no espectrales también describen cómo la luz es alterada por pigmentos.
