EL COLOR
SU PERCEPCIÓN Y SU MEDICIÓN
JUAN CARLOS PESOK Montevideo
2017
“La couleur est mon obsession quotidienne, ma joie et mon tourment”.
Claude Monet (1840-1926)Este trabajo pretende ser solo una introducción al vasto y apasionante tema
del color. Fue creado para servir de apoyo a estudiantes así como a técnicos,
diseñadores e ingenieros vinculados a la industria textil, gráfica, de la
pintura, etc. Es seguramente imperfecto y toda sugerencia para mejorarlo
será muy bienvenida.
La mayor parte de las figuras que lo ilustran fueron tomadas de Internet,
considerándolas de dominio público. Otras se reproducen con autorización
de sus autores. Si involuntariamente no se hubiere citado adecuadamente el
origen de alguna de ellas, o no se hubiere solicitado la debida autorización
para reproducirla, se expresa acá la disposición a corregir esa omisión.
Juan Carlos Pesok Melo
CONTENIDO
PÁGINA
1.0.0- LA PERCEPCIÓN DEL COLOR ... 4
1.1.0- Los iluminantes ... 5
1.2.0- La incidencia de la energía luminosa sobre la materia ... 6
1.3.0- El ojo humano como receptor del estímulo luminoso ... 17
1.4.0- Color y Evolución ... 21
1.5.0- La visión daltónica ... 22
1.6.0- La curva tipo de luminosidad relativa ... 24
1.7.0- Colores primarios de adición y de sustracción ... 25
2.0.0- LA MEDICIÓN DEL COLOR ... 30
2.1.0- Las curvas de sensibilidad espectral del ojo humano ... 31
2.2.0- La metamería ... 36
2.3.0- Coeficientes de distribución del iluminante ... 36
2.4.0- Diagramas de cromaticidad y espacio cromático ... 37
2.5.0- Sistema “CIELAB 76” ... 40
2.6.0- La medición de las diferencias de color ... 43
2.7.0- Tolerancias de color CMC y CIE 94 ... 45
2.8.0- Sistema NCS (“Sistema Natural de Color”) ... 48
2.9.0- Los equipos de medición del color ... 49
2.10.0- La notación Munsell ... 52
3.0.0- BIBLIOGRAFÍA ... 56
4.0.0- APÉNDICE 1 – SENSACIÓN, PERCEPCIÓN Y CONCIENCIA………..……….57
5.0.0- APÉNDICE 2 – ILUMINACIÓN... 58
5.1.0- Flujo radiante y flujo luminoso………....58
5.2.0- Intensidad luminosa de una fuente puntual……….59
5.3.0- Iluminación e iluminancia de una superficie………60
5.4.0- Luminancia de una superficie observada………..…..60
5.5.0- Temperatura de color de un iluminante………60
5.6.0- Índice de reproducción de color de un iluminante……….…………60
5.7.0- Principales tipos de lámparas………..……61
6.0.0- APÉNDICE 3 – LOS MATERIALES DEL COLOR………....66
6.1.0- Los colorantes……….……….66
6.1.2- Los colorantes naturales………...…………66
6.1.3- Los colorantes sintéticos………..………69
6.1.4- Nomenclatura comercial de los colorantes……….…….71
6.1.4- El Color Index………..….………71
6.2.0- La tintura con colorantes hidrosolubles………..….………73
6.3.0- La coloración con recubrimientos superficiales………77
6.3.1- Métodos de aplicación………..….………79
6.3.2- Tintas gráficas……….……….………80
6.3.3- La pintura artística……….……….………85
1.0.0-
LA PERCEPCIÓN DEL COLOR
El color es una percepción resultante de procesos neurológicos que tiene lugar en nuestro cerebro y que se manifiesta en nuestra conciencia. Esa percepción del color es la culminación de una cadena de eventos (Figura 1) en la que participan: 1) un iluminante que emite energía radiante, que incluye longitudes de onda que van aproximadamente de los 380 a los 780 nanómetros, es decir energía radiante visible o “luz”, 2) un objeto, que refleja una fracción de la luz que recibe del iluminante (otras fracciones pueden ser absorbidas y/o transmitidas); 3) el ojo, que recepciona la luz reflejada por el objeto y envía al cerebro, a través del nervio óptico, señales químicas y eléctricas correspondientes a esos estímulos lumínicos y, finalmente, 4) el cerebro, que percibe primero las señales como una sensación y luego las interpreta y genera una percepción (ver Sección 4.0.0. - Apéndice 1).
Figura 1- Cadena de eventos que puede generar una percepción de color
En esa cadena de eventos puede faltar alguno de los eslabones. Si falta el objeto, el observador puede percibir directamente solo el color de la fuente luminosa. Si falta la fuente luminosa o falta el observador no podrá haber, obviamente, ni sensación de luz ni percepción de color. Por tanto, si bien el color - junto con la forma, la textura, el brillo, la opacidad o la transparencia - forma parte de la apariencia del objeto, no puede ser considerado como un atributo intrínseco del objeto sino que es, como ya lo señalamos, el resultado de una cadena de eventos que culmina como una percepción del observador.
Muchas veces el color parece ser una propiedad de la superficie de los objetos, otras de un espacio (como p.ej. el azul del cielo), otras de un volumen (como p.ej. el color del vino), otras está asociado a la fuente luminosa. Pero imaginamos, recordamos, soñamos colores y el arte de la pintura transmite intensas emociones debido a las combinaciones de color que hace el artista. La percepción del color puede variar también según nuestro estado de ánimo, nuestra edad y salud. Puede asociarse a sensaciones diversas como calor y frío, luminosidad y oscuridad, alegría y tristeza, reposo y movimiento, etc. J.W.Goethe (ref.1), estudió las relaciones que se pueden establecer entre las emociones humanas y el color y las expuso en su obra “Teoría de
los Colores”, publicada alrededor de 1810 (ver Sección 1.6.0,, pág. 25).
Entonces, algunos de los eventos que generan la percepción del color ocurren en el mundo físico externo y otros en el cerebro del observador. El estudio del color plantea por tanto, muchas interrogantes y para tratar de responderlas se debe recurrir a diversas disciplinas como la física, la química, la neurofisiología, la biología evolutiva, la psicología, la historia del arte, etc. La gran
pregunta filosófica de ¿qué existe? o ¿qué es la realidad? – formulada primero por los filósofos griegos, replanteada luego por los empiristas ingleses y por las posteriores concepciones idealistas – cuando la referimos al fenómeno del color, resulta especialmente difícil de responder.
1.1.0- LOS ILUMINANTES
La energía radiante electromagnética emitida por un cuerpo, por unidad de tiempo y por unidad de área, depende de la composición química de ese cuerpo radiante y de su
temperatura.
A bajas temperaturas, la radiación emitida por unidad de tiempo es pequeña y por tanto, también la energía emitida es baja (mayoritariamente radiación de gran longitud de onda). Suponiendo un cuerpo sólido - que no cambie de estado ni entre en combustión en el rango de temperatura al
que se lo someta - la radiación electromagnética emitida por unidad de tiempo aumenta muy
rápidamente al aumentar la temperatura (proporcionalmente a la cuarta potencia de la
temperatura absoluta). P.ej. un trozo de cobre a una temperatura de 100oC (373 K) irradia aproximadamente 0,03 vatios por cada cm2 de superficie. A la temperatura de 500 oC (773K)
emite alrededor de 0,54 w/cm2 y a 1000oC (1273K) cerca de 4 w/cm2, es decir unas 133 veces
más que a 100oC. Para cada temperatura la energía electromagnética emitida puede
representarse por una curva de energía vs. longitudes de onda, como se muestra en la Fig. 2.
← ULTRAVIOLETA INFRARROJO →→→→
380 nm 450 500 550 600 650 780
Figura 2
En la Figura 2 el área comprendida entre cada curva y el eje horizontal representa la cantidad total de energía radiada por unidad de tiempo a dicha temperatura. La porción visible o de “energía luminosa” corresponde a una estrecha franja del espectro electromagnético, que va aproximadamente de 380 a 780 nm ó m
µµµµ
(1 mµ
= 1 nm = 10-9 m). El ancho de esta franja puedevariar ligeramente para cada observador. Longitudes de onda comprendidas aproximadamente entre los 400 nm y 15 nm, corresponden a la región ultravioleta. Longitudes de onda mayores,
comprendidas entre los 780 nm y 1000 nm, corresponden a la región infrarroja. Tanto la radiación ultravioleta como la infrarroja no son visibles para el ser humano.
A una temperatura de 300 °C, un cuerpo metálico, p.ej. hierro, emite prácticamente toda la energía radiante en la región infrarroja (si el cuerpo emisor está en una cámara oscura no le
veríamos pero, colocándonos suficientemente cerca, percibiríamos la energía emitida como calor). A 800 °C ese cuerpo ya emitiría con suficiente energía visible para ser luminoso y se le
vería rojo y gran parte de la energía emitida pertenecería aún a la región infrarroja. A 3000 oC, que es la temperatura aproximada del filamento de tungsteno en una lámpara incandescente, la energía emitida contendría ya ondas de todas las longitudes de onda del visible. Entonces, para
cada temperatura, un cuerpo que actúe como un iluminante, tendrá una curva espectral de emisión característica. La luz emitida por ese iluminante tendrá un color, al que se le puede
asignar una identificación numérica conocida como “temperatura de color”. Ese valor numérico de identificación, es igual al valor numérico de la temperatura absoluta, expresada en grados
Kelvin, de un cuerpo negro que, a esa temperatura, emita luz de un color igual al de la luz
emitida por el iluminante en cuestión.
Los iluminantes pueden ser naturales o artificiales. Los iluminantes naturales más importantes son el sol y la luz difusa del cielo límpido, cuya luz puede ser percibida de manera distinta según la hora del día, la estación del año, la latitud, etc. (otros iluminantes naturales son la luna y las
estrellas). Iluminantes artificiales son p.ej. las lámparas incandescentes, las de descarga, etc. (ver Sección 5.0.0, Apéndice 2).
Cuando se deben comparar o medir colores de objetos, es importante definir precisamente el
iluminante y el ángulo de observación bajo los que se van a observar esos objetos. Con ese
fin la “Comisión International de le Eclerage (CIE)” ha establecido una serie de “iluminantes
patrones” de los que mencionaremos sólo algunos de los más importantes: 1) el iluminante A,
que corresponde al filamento de una lámpara de tungsteno con una temperatura de color de 2854 K, 2) el iluminante D65, que representa la luz difundida por el cielo diurno sin nubes (se
obtiene con el iluminante A más un filtro azulado) y tiene una temperatura de color de 6500 K, 3)
el iluminante CWF que representa la luz blanca fluorescente, 4) el iluminante D50 que representa la luz de día muy usado en artes gráficas (5000 K) y, 5) el iluminante D75, que representa también la luz del día y que es muy usado en la industria automotriz (7500 K). Estos iluminantes están definidos por sus curvas de distribución espectral o por tablas que dan los valores de esas distribuciones espectrales, energía emitida vs. longitud de onda.
1.2.0- LA INCIDENCIA DE LA ENERGÍA RADIANTE SOBRE LA MATERIA
Cuando la energía radiante encuentra materia en su camino puede ser absorbida o reflejada por esta, o transmitida a través de esta (Figura 3). Las proporciones relativas de energía absorbida, reflejada o transmitida serán diferentes según la naturaleza química y el estado físico de la materia interceptante y según la longitud de onda de la energía radiante incidente. La suma de las tres fracciones - absorbida, reflejada y transmitida,- será igual al total de la energía incidente. La porción de energía radiante, reflejada y/o transmitida en el rango visible, determinará el color del objeto. P.ej. si un objeto se ve verde es porque refleja y/o trasmite luz de longitud de onda verde, absorbiendo casi todas las otras longitudes de onda. También la energía radiante puede ser refractada al pasar de un medio material a otro o difractada cuando atraviesa una rendija u orificio pequeño. En estos casos, a veces, también podemos ver todos los colores del espectro visible o arcoíris. Esto ocurre p.ej. cuando observamos una muy delgada mancha de aceite sobre una superficie húmeda (refracción) o cuando, bajo cierto ángulo, observamos un CD (“compact disk”) o las plumas de algunas aves (difracción).Figura 3 – Luz incidente reflejada, refractada y transmitida
La relación porcentual entre: 1) la cantidad de energía radiante, de determinada longitud de onda, reflejada por la superficie de un cuerpo (la muestra) y 2) la cantidad energía radiante de esa misma longitud de onda, reflejada por una superficie blanca ideal (el patrón), se conoce como la “reflectancia %” para esa longitud de onda. La muestra y el patrón tienen que observarse bajo las mismas condiciones de iluminación y bajo el mismo ángulo para cada longitud de onda. La curva “reflectancia % vs. longitud de onda” es una representación unívoca y objetiva del color del cuerpo en cuestión (Figuras 4 y 5). Como a la energía reflejada para cada longitud de onda se le asigna un valor porcentual adimensional, relativo al patrón, la curva de reflectancia es independiente del espectro de emisión del iluminante. No es así en el caso de los materiales fluorescentes, pues estos transforman la energía radiante correspondiente a la región ultravioleta reflejándola como energía radiante visible.
Figura 5
Curvas espectrales de objetos de color (1) amarillo, (2) naranja, (3) rojo, (4) verde, (5) azul y (6) violeta. Las
curvas muestran la reflectancia % correspondiente a cada longitud de onda del espectro visible (de 400 a 700 nm). Si, p.ej. estos colores fueran de menor luminosidad, las curvas serían iguales pero más bajas. (Figuras tomadas de una presentación de la empresa DATACOLOR
Pero, ¿por qué diferentes materiales son de diferentes colores? ¿Por qué absorben
energía radiante de una determinada longitud de onda y no de otra? Para intentar responder
a esta pregunta se deben considerar las interacciones entre la radiación electromagnética y la
estructura de la materia.
Una onda mecánica es una perturbación que se propaga en un medio material. Todas las ondas mecánicas requieren de alguna fuente que origine la perturbación y de un medio material en el que se propague la perturbación. P.ej. una cuerda vibrando o una piedra que cae a un estanque (Figuras 6 y 7). El sonido es otro ejemplo de onda mecánica, puesto que se propaga
como una onda de presión, en el aire y en otros medios. Las ondas electromagnéticas, en
cambio, no requieren un medio material para propagarse y pueden hacerlo en el vacío. Son,
como ya se señaló, energía radiante resultante de un campo eléctrico y otro magnético vibrando en planos perpendiculares entre sí. La energía asociada a una onda electromagnética será función de su frecuencia (Figura 8).
Figura 6 – Onda mecánica en una cuerda
Figura 9
Isaac Newton descompuso luz blanca haciéndola pasar a través de un prisma de cristal y obtuvo luces de diversos colores que corresponden al espectro de energía radiante visible, aprox. entre los 380 y los 780 nanómetros.
¿Cómo se origina la energía electromagnética? Las ondas electromagnéticas se originan cuando la materia es sometida a determinadas condiciones de excitación. P.ej. los elementos químicos, cuando se les calienta a alta temperatura (*), emiten radiación electromagnética de
diversas frecuencias, generando un espectro de emisión consistente en franjas o líneas
espectrales luminosas, cuando se las observa contra un fondo oscuro, y que corresponden a longitudes de onda bien definidas. Estos espectros de emisión son característicos del elemento y sirven para identificarlo y conocer de su existencia, p.ej., en objetos lejanos e inaccesibles como las estrellas.
Cuando un elemento recibe energía - desde otro emisor o iluminante que posee un
espectro de emisión relativamente continuo - el elemento absorberá parte de esa energía. A
la porción de radiación del iluminante, no absorbida, es decir reflejada o transmitida por el
elemento, le corresponderá otro espectro, un espectro de absorción. Este espectro presentará
franjas negras correspondientes a las longitudes de onda de la radiación absorbida por el elemento receptor. Estas franjas negras estarán ubicadas en los mismos lugares – o longitudes de onda – que corresponden a las franjas luminosas del espectro de emisión del elemento. Veamos, p.ej., los espectros de absorción y de emisión del elemento Litio, en el rango visible (Figura 11)
ESPECTRO DE EMISIÓN
ESPECTRO DE ABSORCIÓN
Figura 11 – Espectros de emisión y de absorción del Litio
Los espectros, tanto los de emisión como los de absorción, se pueden observar con un espectroscopìo. Los espectroscopios contienen un prisma que refracta o una red que
difracta la energía incidente, separándola en las longitudes de onda que la componen. Al
proyectarse sobre una pequeña pantalla, se puede observar el espectro resultante a través de un visor. Si el equipo registra fotográficamente el espectro, se le denomina espectrógrafo. Si el equipo registra la energía vs. longitud de onda, se le denomina espectrómetro. En la Figura 12 se muestran las curvas de los espectros de emisión de tres iluminantes, obtenidas en la región visible, con un espectrómetro. En las Figuras 15 y 16 se muestran los espectros de emisión y de absorción, en el rango visible, de algunos elementos químicos.
(*) Todos los materiales, aún a bajas temperaturas, pueden emitir energía radiante de baja energía, p.ej en el infra-rojo. A mayor temperatura mayor será la intensidad de la energía radiante emitida (de mayor frecuencia, p.ej. UV, RX, gamma). Pero muchos materiales, al calentarlos en la atmósfera terrestre, en presencia de oxígeno, entran en combustión y se descomponen en sustancias gaseosas más sencillas. Estos gases, si se continúan calentando, emitirán energía con espectros de emisión que serán característicos de los elementos presentes en su composición.
Figura 12
Espectros de tres iluminantes en la porción visible: luz solar, lámpara de tungsteno y tubo fluorescente El Sol es nuestro principal iluminante. y su espectro de emisión abarca casi toda la gama de radiaciones, emitiendo una importante porción en el rango visible (Tabla 1).
TABLA 1
DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA DEL ESPECTRO SOLAR
ZONA DEL ESPECTRO INTERVALO DE LONGITUD DE
ONDA (nm) % DE LA ENERGÍA TOTAL
MENOR AL ULTRAVIOLETA < 350 4,5
ULTRAVIOLETA CERCANO 350 - 400 4,2
VISIBLE 400 - 700 38,6
INFRARROJO CERCANO 700 -1000 22,6
MAYOR AL INFRARROJO > 1000 30,5
En el interior del Sol tienen lugar reacciones de fusión nuclear (2 átomos de hidrógeno
fusionándose en uno de helio) con transformación de masa en energía radiante, a altísimas
temperaturas. Si analizamos mediante un espectroscopio la energía radiante visible que nos llega del Sol, observamos que el espectro no es continuo, sino que aparecen rayas obscuras a determinadas longitudes de onda que indican la presencia de otros elementos además de
hidrógeno y helio. Algunos de estos elementos sabemos que no se encuentran en la atmósfera de nuestro planeta, sino en las capas solares más externas (en muy pequeña proporción en
relación al hidrógeno y al helio). Por otra parte, las longitudes de onda más cortas, como las
ultravioletas, son luego absorbidas por los elementos y compuestos presentes en la atmósfera terrestre (oxígeno, nitrógeno, vapor de agua, óxidos de carbono, etc.) La magnitud que mide la radiación solar que llega a la Tierra es la irradiancia, la potencia que, por unidad de superficie, alcanza a la Tierra. Su unidad es vatios/m².
El primero en describir las líneas oscuras del espectro solar fué Joseph Von Fraunhofer (1787-1826), por lo que se le denominaron "Líneas de Fraunhofer", aunque ya habían sido descubiertas en 1802 por William H. Wollaston (1766-1828) (Figura 13).
Figura 13 – LÍNEAS DE FRAUNHOFER EN LA REGIÓN VISIBLE DEL ESPECTRO SOLAR
En el espectro de la luz solar que llega a la superficie de la Tierra, se observan rayas obscuras que corresponden a longitudes de onda absorbidas por los elementos presentes en el sol y por los elementos y compuestos presentes en la atmósfera terrestre.
La búsqueda de explicaciones para estos fenómenos espectrales condujo a Niels Bohr a proponer un modelo de estructura atómica en el que los electrones giran alrededor del núcleo
atómico en órbitas fijas o cuánticas. El modelo atómico de Bohr, o de Bohr-Rutherford, es un
modelo clásico del átomo y fue el primero en el que se introduce una cuantización a partir de ciertos postulados. Fue propuesto en 1913 por el físico danés Niels Bohr, para explicar cómo los electrones pueden tener órbitas estables alrededor del núcleo y por qué los átomos presentaban espectros de emisión característicos (dos problemas que eran ignorados en el modelo previo de
Rutherford). Además, el modelo de Bohr incorporaba ideas tomadas del efecto fotoeléctrico,
explicado por Albert Einstein en 1905.
En este modelo (Figura 14) los electrones giran en órbitas circulares alrededor del núcleo, ocupando la órbita de menor energía posible, la órbita más cercana posible al núcleo. El electromagnetismo clásico predecía que una partícula cargada moviéndose de forma circular emitiría energía por lo que los electrones deberían finalmente colapsar sobre el núcleo. Para superar este problema Bohr propuso que los electrones solamente podían moverse en órbitas específicas, cada una de las cuales estaba caracterizada por su nivel energético. Cada órbita podía entonces identificarse mediante un número entero n que toma valores desde 1 en adelante. Este número "n" recibe el nombre de número cuántico principal. Bohr supuso además que el momento angular de cada electrón estaba cuantizado y sólo podía variar en fracciones enteras de la constante de Planck. De acuerdo al número cuántico principal calculó las distancias a las que se hallaban - del núcleo del átomo - cada una de las órbitas permitidas para el único electrón del hidrógeno.
Los tres postulados del modelo de Bohr son: 1) Los electrones describen órbitas circulares en torno al núcleo del átomo sin irradiar energía, 2) Las únicas órbitas permitidas para un electrón son aquellas para las cuales el momento angular del electrón sea un múltiplo entero de la constante de Planck, 3) El electrón solo emite o absorbe energía en los saltos de una órbita
permitida a otra. En dicho cambio emite o absorbe un fotón cuya energía es la diferencia de
Figura 14 – Modelo de Bohr
De acuerdo al modelo, que le valió a Bohr el premio Nobel, los electrones pueden saltar de un nivel de energía inferior a otro superior solo cuando el átomo absorbe energía en forma de radiación electromagnética y de una longitud de onda apropiada. Cuando el electrón regresa de la órbita de energía superior a su anterior órbita de energía inferior, el átomo emite radiación electromagnética de la misma longitud de onda que antes absorbió. Las longitudes de onda donde aparecen las rayas características de los espectros de absorción y de emisión, se corresponden con las longitudes de onda de la energía radiante absorbida o emitida al saltar los electrones de una órbita cuántica a otra.
Cuando en lugar de elementos, consideramos sustancias con moléculas de mayor tamaño,
constituidas por átomos distintos, nos encontraremos con espectros de emisión y absorción
mucho más complejos. Actualmente la causa del color de una sustancia se atribuye a que sus moléculas son un sistema en que los electrones oscilan entre dos o más estructuras extremas, a través de una serie de estados intermedios. Las estructuras extremas tienen más estabilidad y menos energía, mientras que los estados intermedios tienen diversos y más altos niveles de energía. La molécula al ser “excitada” por la acción de la radiación electromagnética, aumenta su energía y sus electrones pasan a niveles intermedios. La diferencia entre estos niveles de energía determina la longitud de onda de la radiación que será absorbida y por tanto el color de la sustancia.
En 1876 Witt llegó a la conclusión que en una sustancia coloreada el color resultaba de la presencia, en su molécula, de ciertos grupos de átomos que llamó cromóforos, todos ellos insaturados. Por ejemplo:
>C=C< >C=O >C=S -N=N- >C=N-
etilénico cetónico tiocetónico azo ciano
Cuando estos grupos son introducidos en una molécula que, p.ej., solo absorbe luz en la región ultravioleta del espectro, la nueva molécula pasa a absorber en regiones de más baja frecuencia, generalmente en la región del espectro visible. Así p.ej. el antraceno es incoloro pero la antraquinona, que resulta de la introducción de dos grupos cetónicos, es de color amarillo.
ANTRACENO
Otro ejemplo es la molécula del
azobenceno resultante es amarillo rojizo.
DIFENILO
Otros grupos de carácter débilmente ácido o alcalino, como p.ej. los los amino sustituidos, etc., si bien ellos mismos no
unirse a una molécula que posee ya uno o varios grupos grupos. Estos grupos potenciadores fueron llamados
El Hidrógeno emite, en el
El Sodio emite en el amarillo dos
El Neón emite en
El Calcio emite en el amarillo
El Mercurio emite
Figura 15 – ESPECTROS DE EMISIÓN EN LA REGIÓN VISIBLE
ANTRACENO ANTRAQUINONA
Otro ejemplo es la molécula del difenilo que es incolora, pero que si se le introducen grupos resultante es amarillo rojizo.
DIFENILO AZOBENCENO Otros grupos de carácter débilmente ácido o alcalino, como p.ej. los hidroxilos (-OH),
si bien ellos mismos no producen cambio en el espectro de absorción unirse a una molécula que posee ya uno o varios grupos cromóforos, potencian el efecto de estos grupos. Estos grupos potenciadores fueron llamados auxócromos por Witt.
naranja (6560 A), en el azul (4858 A), en el añil (4337 A) y en el violeta (4098 A).
odio emite en el amarillo dos bandas de longitudes de onda 5896 A y 5890 A
El Neón emite en el naranja (6402 A), en el amarillo (5852 A) y en el verde (5400 A).
el amarillo-naranja (6162 A), en el añil (4454 y 4435 A ) y en el violeta (4226 A
El Mercurio emite en el verde (5460 A y en el añil (4358 A).
ESPECTROS DE EMISIÓN EN LA REGIÓN VISIBLE, DE ALGUNOS ELEMENTOS.
que es incolora, pero que si se le introducen grupos azo, el
OH), los aminos (-NH2), producen cambio en el espectro de absorción, al potencian el efecto de estos
el violeta (4098 A).
en el violeta (4226 A).
Espectro de absorción del Hidrógeno
Espectro de absorción del Sodio
.
Espectro de absorción del Neón
Espectro de absorción del Calcio
Espectro de absorción del mercurio
Figura 16 – Espectros de absorción en el visible, de los mismos elementos de la Figura 15 TODOS LOS ELEMENTOS ABSORBEN RADIACIÓN EN LAS MISMAS BANDAS EN LAS QUE EMITEN
1.3.0- EL OJO HUMANO COMO RECEPTOR DE ENERGÍA LUMINOSA
El ojo humano es comparable a una cámara oscura, de paredes flexibles, en la que su forma se mantiene por la presión de los líquidos que contiene. En la Figura 17 se muestra su estructura básica.
Figura 17 - El ojo humano
La pupila funciona como un diafragma y tiene un diámetro que puede variar desde aproximadamente 2 mm, para altas intensidades luminosas, hasta aproximadamente 8 mm para las muy bajas. El cristalino - que funciona como una lente contráctil - se adelgaza o engrosa por la acción de músculos que se insertan en cada uno de sus extremos y está compuesto de un
material fibroso de varias capas, cada una con un índice de refracción que va aumentando gradualmente de afuera hacia adentro. La retina es una capa sensible a la luz, que está ubicada en la pared posterior del ojo y contiene dos tipos de células especializadas, sensibles a la luz: los
bastones y los conos (Figuras 18 y 19). Cada uno de estos foto-receptores se conectan con el
cerebro a través del nervio óptico.
Figura 18– Esquema simplificado de la retina del ojo humano (de un dibujo de Santiago Ramón y Cajal)
La luz entra por la izquierda y debe atravesar todas las capas celulares hasta llegar a los conos y bastones que se encuentran a la derecha del esquema
Figura 19- Bastones y conos en la retina humana (foto de Alfred Pasieka/SPL)
Hay unos 110 a 130 millones debastones que contienen un pigmento llamado rodopsina y son responsables por las sensaciones acromáticas de luz y de muy poca luz (su función es
predominante durante la visión escotópica o nocturna). Son sensibles aún a muy pequeños
niveles de iluminación y se afirma que pueden registrar la incidencia de un simple fotón. Por otra parte, hay solo unos 6 a 7 millones de conos que funcionan a mayores niveles de iluminación
(su función es predominante en la visión fotópica o diurna) y son responsables de la percepción
del color.
Ver color implica poder discriminar entre energías luminosas con diferentes composiciones espectrales y por tanto, para que el cerebro pueda compararlas, se necesitarán por lo
longitudes de onda o a composiciones espectrales diferentes. En el ojo humano existen tres
tipos de conos: 1) los sensitivos a bajas longitudes de onda (430 nm) o a la luz azul, que
contienen un pigmento llamado cianolabe, 2) los sensitivos a longitudes de onda medianas (530
nm) o a la luz verde, que contienen un pigmento llamado clorolabe y, 3) los sensitivos a la luz
de longitudes de onda más altas (560 nm) o a la luz roja, que contienen un pigmento llamado
eritrolabe. Estos pigmentos son una variante de la proteína opsina unida a una pequeña
molécula estrechamente ligada a la vitamina A, el retinal.
Se considera que la rodopsina presente en los bastones - yque esresponsable de la visión a
muy bajos niveles de luminosidad - es similar, en estructura química y en características de absorción (510 nm) al pigmento clorolabe, presente en los conos sensibles a las longitudes de onda de la mitad del espectro visible (verde- amarillo, 530 nm). La rodopsina se habría desarrollado, a través de cambios evolutivos, a partir de ese pigmento, hace millones de años atrás. Ello explicaría por qué el ojo humano ve más brillantes los colores de la zona media del espectro visible (ver Figura 20) (ver en Sección 1.6.0 “Curva tipo de luminosidad relativa” o de
“eficacia luminosa del ojo humano”)
Los conos y los bastones no están uniformemente distribuidos en la retina. Hay en la retina una pequeña zona, la fóvea, donde no existen bastones y predominan los conos. En la fóvea, sin
embargo, como en el resto de la retina, hay mucho menos cantidad de conos sensibles al azul
que sensibles al verde o al rojo (Figura 21).
Figuras 20 y 21
Tomadas del trabajo “Valores del Triestímulo” de Mauro Boscarol, 18 de octubre de 2007.
Una vez que el estímulo lumínico alcanza a los foto-receptores, tanto conos como bastones, se genera un impulso (de naturaleza electroquimica) que viaja a través del nervio óptico hasta el
cerebro, donde de alguna forma se comparan las señales azul, verde y roja recibidas de los
tres tipos de conos, con las señales de intensidad lumínica de los bastones para,
finalmente, elaborar la sensación o percepción de color. El estudio de cómo ocurre esto es un tema apasionante de la neurofisiología. La sensación de color sería generada entonces no solo
por las señales emitidas al cerebro por cada tipo de cono sino, fundamentalmente, por la
comparación que este hace entre esas señales. La teoría hasta ahora aceptada plantea que
el cerebro hace tres comparaciones simultáneas de las señales que recibe de los tres tipos de
para producir una señal “rojo/verde”, 2) compara la intensidad total de las señales de los conos
“rojos” y “verdes” con la de los conos “azules” creando una señal “amarillo/azul” y, 3) compara
las señales provenientes de todos los conos y bastones contra un valor nulo para producir una señal de “luminosidad / oscuridad”.
Tanto la teoria de la vision tricromatica de Thomas Young y Heman Von Helmholtz como la de la comparación de pares oponentes de Ewald Hering, - que fueron propuestas durante el siglo 19 - sostienen entonces que todos los colores se pueden obtener y percibir como una mezcla o
adición de tres primarios: rojo, verde y azul (ver Sección 1.7.0 “Primarios de adición”). Se ha
estimado que el ojo humano puede distinguir alrededor de 10 millones de colores diferentes. Esta interpretación de la percepción del color esta en los fundamentos de la tecnología que se utiliza actualmente para medir y comparar el color.
Como consecuencia, entonces, de su particular sistema de registro, el color es percibido con tres atributos: 1) matiz (o “tinte”), según la longitud de onda predominante de la radiación visible que recibe el ojo (p.ej. rojo, azul, amarillo, etc.), 2) saturación (o “pureza”) según la
relación de la longitud de onda predominante con respecto al resto de las longitudes de onda
que llegan al ojo y, 3) luminosidad, según la cantidad total de energía luminosa que llega al ojo
(que será la luminancia —si observamos objetos que emiten luz— o la reflectancia —si observamos objetos que reflejan luz).
PERCEPCIÓN DEL COLOR
CROMATICIDAD MATIZ o TINTE
SATURACIÓN o PUREZA
LUMINOSIDAD LUMINANCIA, si el objeto observado emite luz
REFLECTANCIA, si el objeto observado refleja luz
El conjunto de matiz y saturación constituyen la cromaticidad del color. Veremos que el
diagrama de cromaticidad (establecido por la CIE de 1931) y que se representa en un plano
bidimensional, no incluye la luminosidad (Figuras 40 y41). Veremos que esta sí se incluye, en el espacio de color CIELAB 76 (Figura 42).
Valor (“Value” en ingles) es un término que se usa a veces para describir el mayor grado de claridad u oscuridad de
un color. Un azul, por ejemplo, mezclado con blanco, da como resultado un azul más claro, es decir, de un “valor” más alto. También se le llama a veces “tono”, expresión que en este caso sería diferente a “color”, ya que los “tonos” se obtienen por agregado de blanco o negro a un color base.
La percepción aparente de un color varía con los colores que pueda tener en su proximidad. Es decir un mismo color se verá diferente según que colores haya en su vecindad más próxima. Esto es debido a la superposición de estímulos que llegan al cerebro. Tiziano, uno de los mayores exponentes de la escuela veneciana renacentista, fue uno de los primeros pintores en percibir este fenómeno. Más recientemente el pintor venezolano Carlos Cruz Diez, representante destacado del arte óptico y cinético moderno, también exploró y desarrolló esta interesante propiedad del color con resultados espectaculares (ref. 20)(ver Figuras 31, 32, 33 y 34). La percepción aparente del color de un objeto varía entonces con las diferentes posibilidades que tiene la luz de ser reflejada por el objeto en forma especular o difusa - dando lugar a
aspectos brillantes o mates - o que pueda ser transmitida por el objeto en forma dispersa o no, dando lugar a efectos de transparencia o de translucidez. Las posibles combinaciones
intermedias de todos estos efectos, sumados a la distinta intensidad de la luz proveniente de los iluminantes así como de los objetos vecinos, dan como resultado sensaciones complejas o apariencias visuales. El investigador argentino César Jannello creó la palabra “Cesía” para describir la situación en la que deben considerarse esas sensaciones complejas producidas por
las distintas formas de distribución espacial de la luz (transparencia, translucencia, maticidad,
reflexión especular, brillo, etc.). El término “color” solo designaría lo relacionado con las
sensaciones originadas por diferencias en la distribución espectral de la luz (Caivano, ref.22 y 23)
1.4.0 - COLOR Y EVOLUCIÓN
La percepción del color es uno de los resultados de la evolución biológica, proceso orientado siempre a lograr una mejor adaptación y sobrevivencia de los seres vivos en su medio ambiente. La cantidad y tipos de las células presentes en la retina de diversos animales, así como los cambios en la composición química y la foto-sensibilidad de los pigmentos presentes en esas células, es donde se nota más claramente este proceso evolutivo. Además, la observación anatómica, la experimentación fisiológica, los estudios genéticos y los análisis de DNA han permitido conocer otros aspectos interesantes de este tema.
Muchas especies pueden ver luz de longitudes de onda muy distintas a las que percibe el ser humano. Las abejas p.ej. (así como otros insectos) tienen visión tricromática con gran sensibilidad para la radiación ultravioleta, lo que les permite ver diseños y colores en las flores, que los humanos no vemos, y que a ellas las orientan hacia el néctar (Figura 22). Las abejas arrastran también polen que dejan luego en otras flores, lo que asegura la polinización cruzada y la reproducción de las plantas.
.
Fig. 22 - Una caléndula bajo luz ultravioleta y bajo luz diurna
(autor: Cordelia Molloy/SPL, foto tomada de “Earth BBC”)
La mayor parte de los vertebrados no mamíferos, como los reptiles y aves tienen una visión
tetra-cromática, es decir poseen cuatro tipos diferentes de conos, sensibles en el entorno de los
370, 445, 508 y 565 nm. Estos seres, por tanto, son capaces de ver muchísimos más colores que los humanos.
Las aves p.ej. con su visión tetra-cromática y gran sensibilidad en el rango UV comprendido entre los 300 y 400 nm pueden ver pequeñas presas a grandes distancias, cazarlas mientras vuelan a gran velocidad, evitar a sus vez a sus predadores, reconocer colores en el plumaje de otras aves, lo que estimula el cortejo sexual, etc.
Los reptiles por otra parte, tienen visión tetra-cromática con gran sensibilidad en el IR, lo que les permite cazar de noche a pequeños animales de sangre caliente. Además, la visión de las aves y los reptiles presenta otra ventaja extra: sus conos tienen una gota de aceite coloreado, rico en
carotenoides, que dejó de estar presente en los conos de los mamíferos hace millones de años.
Esta gota actúa como filtro para las longitudes de onda más cortas, estrechando el espectro alrededor de la longitud de onda para la que es sensible el cono, aumentando así su especificidad como primarios, lo que permite aumentar aún más la cantidad de colores que pueden ver estos animales (cuanto mayor sea la diferencia entre las longitudes de onda de los
La visión de algunos peces de aguas superficiales es también tetra-cromática pero en el caso de los peces de aguas profundas, la retina no tienen conos pero si enormes bastones que le permiten captar cantidades mínimas de luz en la oscuridad de los fondos marinos.
Por otra parte, los vertebrados mamíferos - durante las etapas iniciales de la evolución - habrían perdido dos de los cuatro tipos de conos pasando a tener visión dicromática. Seguramente esta les era suficiente pues tenían hábitos nocturnos ya que salían de sus madrigueras solo de noche, para no exponerse a los grandes reptiles o dinosaurios. Luego de la extinción de los dinosaurios - hace unos 65 millones de años - los mamíferos comenzaron a diversificarse, se hicieron más corpulentos y muchos adoptaron hábitos diurnos. En una etapa evolutiva posterior, un grupo de vertebrados mamíferos, algunos tipos de primates, recuperaron un tercer tipo de cono y adquirieron una visión cromática. La adquisición de una visión
tri-cromática les daba a esos primates, entre otras cosas, la ventaja adaptativa de poder diferenciar
mejor el contraste de los frutos y los depredadores en medio de la vegetación verde. Es decir, la visión tri-cromática les aumentó la eficiencia para obtener comida y evitar, a su vez, ser comidos. Esta “adquisición” se logró mediante duplicación y subsiguiente mutación del gene correspondiente a uno de los pigmentos remanentes de la visión dicromática. Desde entonces los primates superiores y los humanos que evolucionaron a partir de ellos, poseen visión
tri-cromática (ref. 21). Muchos otros primates (p.ej. los monos americanos) así como la mayor parte
de los mamíferos no primates continúan teniendo visión dicromática, como p.ej. los felinos, caninos, ungulados, etc. que probablemente puedan distinguir bien los azules y amarillos pero no los verdes y rojos. Para obtener más información sobre este interesante tema, se puede consultar: <http://www.bbc.com/earth/story/20151019-how-do-we-know-what-animals-can-see-hear-and-smell>
TABLA 2
VISION TIPOS DE CONOS COLORES PERCIBIDOS CANTIDAD APROX. DE PORTADORES
MONOCROMÁTICA 1 100 Mamíferos marinos, monos aulladores, primates
acromáticos
DICROMÁTICA 2 10,000 La mayoría de los mamíferos terrestres (no primates)
TRICROMÁTICA 3 10 millones
La mayoría de los primates, especialmente los grandes simios (incluido los humanos), los marsupiales, algunos
insectos (como p.ej. las abejas)
TETRACROMÁTICA 4 100 millones La mayoría de los reptiles, aves e insectos.
PENTACROMÁTICA 5 10 billones Algunos insectos (como p.ej. algunas especies de
mariposas), algunas aves (como p.ej. las palomas)
1.5.0 – LA VISIÓN DALTÓNICA
El término discromatopsia se utiliza para señalar aquellos trastornos que afectan la visión de los colores por los humanos. La discromatopsia de origen genético se denomina
discromatopsia congénita o daltonismo. Existen también discromatopsias que no son de
origen genético sino consecuencias de enfermedades de la retina o del nervio óptico. El nombre de “daltonismo” para el trastorno genético proviene del físico y matemático John Dalton que padecía una de sus variantes. Existen varios tipos de daltonismo que van desde:
1) La ausencia de sensibilidad en los tres tipos de conos. Este tipo de defecto es muy poco
frecuente y es conocido como acromatopsia o ausencia de visión coloreada. Quien la sufre puede percibir solo distintas intensidades de luminosidad pero no color, y se estima que se da solo un caso entre 100.000 personas.
2) La ausencia de sensibilidad en dos tipos de conos. Este tipo de defecto generaría una visión monocromática y por tanto también acromática sin distinción entre luz y color, pues no
existirían dos señales diferentes para ser comparadas. Es también muy poco frecuente.
3) La ausencia de sensibilidad en solo uno de los tres tipos de conos. Con este tipo de defecto
se tendría una visión dicromática, como la de la mayoría de los mamíferos. También es poco frecuente y puede ser de tres tipos diferentes: a) protanopia con ausencia total de conos sensibles al rojo, b) deuteranopia con ausencia total de los conos sensibles al verde, c)
tritanopia en la que están ausentes los conos sensibles al azul la que es una condición aún mucho menos frecuente.
4) Finalmente puede haber no ausencia pero si solo disminución de sensibilidad en uno, dos
o tres tipos de conos, con lo que se tendría una visión tricromática pero anómala. El afectado posee sensibilidad en los tres tipos de conos, pero con defectos funcionales, por lo que confunde un color con otro. Es el grupo más abundante y común de daltónicos. Suelen tener defectos similares a los daltónicos dicromáticos, pero menos notables. Las afecciones que se incluyen dentro de este grupo son la protanomalia (1% de los varones, 0.01% de las mujeres), la
deuteranomalia, que es la más usual (4,5 % de los varones, 0.4% de las mujeres) y la tritanomalia muy poco frecuente (0.01 % de los varones y 0.01% de las mujeres).
Aunque como vimos existen muchos tipos de daltonismo, el 99% de los casos corresponden a
protanopia y deuteranopia o a sus correspondientes protanomalia y deuteranomalia. Estos
defectos hereditarios se transmite generalmente por un alelo recesivo ligado al cromosoma X. En el caso de la protanomalia y deuteranomalia, los genes correspondientes a los dos pigmentos sensitivos a las longitudes de onda más largas (verdes y rojos) se ubican en los
cromosomas X. Como el sexo masculino posee solo un cromosoma X, al individuo que le
toque una mutación en uno de esos genes tendrá una disminución en la capacidad para distinguir entre verdes y rojos. En cambio en el caso de las mujeres, que poseen dos
cromosomas X, sólo serán daltónicas si sus dos cromosomas X tienen la deficiencia. Por ello
el daltonismo afecta más a los hombres y menos a las mujeres.
A los afectados de daltonismo les es imposible o muy difícil desempeñarse en tareas donde la apreciación del color es fundamental, como p. ej. coloristas, diseñadores, tintoreros, pintores, conductores de vehículos, etc. En la vida práctica tienen dificultades para evaluar p.ej. el estado de frescura de determinados alimentos, interpretar señales luminosas, etc. El procedimiento más empleado para el diagnóstico, aunque no el único, es el test de Ishihara (Figura 23) que consiste en 38 láminas en las que es preciso identificar un número que se encuentra insertado en la misma.
Figura 23 - TEST DE ISHIHARA.
Algunos daltónicos no pueden distinguir el número 12 ni la cuerda verde. Consultar; <http://colorvisiontesting.com/ishihara.htm>
1.6.0 – LA CURVA TIPO DE
Para los humanos no hay sensaciones de brillo ni de color a
400 m
µµµµ
. o mayores a 700-780 mque dentro del rango visible, cantidades iguales de no producen sensaciones visuales de igual brillo
región central verde-amarillo
hacerse cero. Es decir, el flujo luminoso
onda, siendo máximo el
principalmente a la mayor sensibilidad
bastones con rodopsina y los
vinculación evolutiva entre la rodopsina Las Figuras 24 y 25 muestra la “
del ojo humano” que es el resultado de experimentos hechos con gran cantidad de
observadores. En realidad, hay
visión fotópica, en la que predomina la actividad de visión escotópica en la que predomina
sensibilidad se desplaza del
CURVA TIPO DE LUMINOSIDAD RELATIVA Debemos distinguir entre flujo radiante
unidad de tiempo sin considerar si tal radiación es visible o no
flujo luminoso, en cambio, corresponde a la sensibilidad del ojo humano
medido en lúmenes. Una placa fotográfica es impresionada en forma proporcional a la cantidad de energía que recibe, cualquiera sea su longitud de onda.
cualquier longitud de onda, la respuesta perceptiva del cerebro
energético recibido por el ojo. Esa respuesta corresponde a la curva de sensibilidad q que corresponde a la visión diurna o
sensibilidad similar pero un poco desplazada hacia la izquierda de 555 nm tendríamos entonces, el máximo de sensibilidad un flujo radiante de 1 vatio (1 julio/segundo)
extremas, 400 nm y 700 nm la sensibilidad luminosa es prácticamente cero. variación del flujo luminoso vs. longitud de onda,
En la Figura 24 la escala de luminosidad es relativa pues se ha tomado el val
Apéndice I).
LA CURVA TIPO DE LUMINOSIDAD RELATIVA
sensaciones de brillo ni de color a longitudes de onda menores a
780 m
µµµµ
, aproximadamente. Pero además, se debe tener en cuenta rango visible, cantidades iguales de flujo radiante de distintas longitudes de onda no producen sensaciones visuales de igual brillo: el espectro nos resulta más brillante en laamarillo y el brillo decrece hacia los extremos, azul
flujo luminoso es distinto al flujo radiante para cada longitud de el flujo luminoso alrededor de las 555 m
µµµµ
mayor sensibilidad combinada, para esas longitudes de onda de los
y los conos con clorolabe (ver en 1.3.0 los comentarios sobre
rodopsina y el clorolabe).
muestra la “curva tipo de luminosidad relativa” o de “eficacia luminosa ” que es el resultado de experimentos hechos con gran cantidad de
hay dos curvas de eficacia luminosa: una para la
, en la que predomina la actividad de los conos, y otra para la visión nocturna en la que predomina la actividad de los bastones y donde la se desplaza del verde-amarillo al azul-verde (efecto o corrimiento de
Figuras 24 y 25
CURVA TIPO DE LUMINOSIDAD RELATIVA o de EFICACIA LUMINOSA DEL OJO HUMANO
flujo radiante y flujo luminoso. El flujo radiante es la cantidad de energía emitida por sin considerar si tal radiación es visible o no, y es medida en julios/segundo
corresponde a la sensibilidad del ojo humano frente a un flujo radiante
Una placa fotográfica es impresionada en forma proporcional a la cantidad de energía que recibe, cualquiera sea su longitud de onda. En cambio, aun cuando la cantidad de energía sea la misma para cualquier longitud de onda, la respuesta perceptiva del cerebro no es linealmente proporcional
energético recibido por el ojo. Esa respuesta corresponde a la curva de sensibilidad que se muestra en la
que corresponde a la visión diurna o fotópica. Para la visión nocturna o escotópica, existe una curva de sensibilidad similar pero un poco desplazada hacia la izquierda (desplazamiento de Purkinje).
el máximo de sensibilidad fotópica y se establece que, a esa longitud de onda,
(1 julio/segundo) corresponde a un flujo luminoso de 685 lúmenes.
la sensibilidad luminosa es prácticamente cero. La curva mostraría entonces longitud de onda, correspondiente a un flujo radiante constante de 1 vatio la escala de luminosidad es relativa pues se ha tomado el valor 1 para el máximo de la curva
longitudes de onda menores a 360-Pero además, se debe tener en cuenta
de distintas longitudes de onda
más brillante en la
azul y rojo, hasta para cada longitud de
µµµµ
. Esto se debe combinada, para esas longitudes de onda de loslos comentarios sobre la
eficacia luminosa
” que es el resultado de experimentos hechos con gran cantidad de : una para la visión diurna o
visión nocturna o
y donde la mayor
efecto o corrimiento de Purkinje).
LUMINOSA DEL OJO HUMANO
es la cantidad de energía emitida por julios/segundo ó vatios. El flujo radiante dado y es Una placa fotográfica es impresionada en forma proporcional a la cantidad de energía que En cambio, aun cuando la cantidad de energía sea la misma para no es linealmente proporcional al estimulo ue se muestra en las figuras y , existe una curva de A la longitud de onda se establece que, a esa longitud de onda, . A longitudes de onda La curva mostraría entonces la constante de 1 vatio. or 1 para el máximo de la curva (Ver
Cuando la luz disminuye, p.ej., al atardecer, se produce gradualmente el cambio de un tipo de visión a la otra. Los objetos empiezan a cambiar de color hasta que con muy poca luz (p.ej. a la
luz de la luna) ya no se distinguen colores. Al amanecer se produce el efecto contrario. Son
horas del día que generan sentimientos especiales y que los poetas consideran “mágicas” pero que pueden ser muy peligrosas, p.ej., para el que conduce un automóvil. Por otra parte, a grandes niveles de iluminación, cercanos al deslumbramiento, los rojos y los verdes tienden al amarillo y, los violetas y azules verdososhacia el azul (efecto Bezold-Bruke). En estos casos
se tiene una visión dicromática basada prácticamente en dos colores: el amarillo y el azul. Por tanto, en la colorimetría visual y experimental debe cuidarse que la iluminación sea normal, es decir bastante por debajo del nivel de deslumbramiento.
Es interesante señalar la coincidencia que existe entre los estudios recientes de la Física y la Fisiología con los estudios realizados, hace aproximadamente 200 años, por J. W. Goethe sobre el color. El gran escritor y artista ya había comprendido que la percepción de los diversos
colores no resulta de estímulos energéticos equivalentes sino que estas percepciones están
subordinadas o condicionadas. Estableció así un círculo cromático con un polo próximo a la luz, el amarillo, y otro polo opuesto, el azul, que tendería hacia lo “tenebroso”. El amarillo
(representante del blanco) y el azul (representante del negro), fueron considerados por Goethe
como los únicos colores puros, con una propiedad común a ambos: el rojo, que exalta el amarillo hacia el naranja y hacia el púrpura, pero hace más tenebroso al azul, transformándolo
en violeta. De la fusión de ambos polos (amarillo y azul) resulta el verde que reuniría en sí, al igual que el gris, la luz y las tinieblas. Sin embargo, el verde, a diferencia del gris, sería una
mezcla de luz y oscuridad representativa de lo vivo. El púrpura sería un color relacionado con
los elevados aspectos intelectuales de creación y el violeta un color vinculado al pasado y a los misterios de la muerte. La teoría de Goethe suscitó la burla de los físicos y científicos de la época, debido al gran peso que tenían entonces las recientes investigaciones que Newton había realizado sobre la naturaleza física de la luz. Sin embargo, con el paso del tiempo, las ideas de
Goethe demostraron ser muy acertadas, desde el punto de vista de la psicología y del arte.
1.7.0- COLORES PRIMARIOS DE ADICIÓN Y DE SUSTRACCIÓN
El espectro de colores reales podemos dividirlo – de acuerdo a las sensibilidades de los tres tipos de conos - en tres porciones: una en el rango del rojo (560 nm), otra en el rango del verde (530 nm) y otra en el rango del azul (430 nm). Si sobre una pantalla blanca proyectamos luces
de estos tres colores, de similar cantidad de energía, obtenemos luz blanca. Mezclas en distintas proporciones de estas tres luces nos permiten obtener una gran cantidad de otros colores (muchos más que si usamos otros cualquiera tres colores del espectro). A estos tres colores, rojo, verde y azul, con las longitudes de onda indicadas, se les llama entonces “primarios de adición” (primarios RGB, “red, green, blue”) y se mezclan para obtener diferentes colores en iluminación y escenografía, en las pantallas de cine y TV, en el monitor de la computadora, es decir, siempre que se proyecte luz.
En la Figura 26 vemos que si iluminamos con luz roja sobre una previa proyección de luz azul
obtenemos color magenta. Si iluminamos con luz roja sobre una previa proyección de luz verde
obtenemos amarillo. Si iluminamos con azul sobre el verde obtenemos cyan.
Pero también, si iluminamos con luz roja a través de un cristal azul, del otro lado del cristal
veremos color magenta. Si hacemos lo mismo con luz roja a través de un cristal verde veremos
amarillo y, finalmente si iluminamos con luz azul a través de un cristal verde, veremos cyan.
A estos colores magenta, amarillo y cyan (Figura 27) complementarios u opuestos
respectivamente al verde, azul y rojo en el diagrama cromático (ver Sección.2.4.0), se les
llama “colores secundarios” o “primarios de sustracción”. La mezcla, de partes iguales de tres
colorantes o pigmentos que tengan los colores correspondientes a los primarios de
sustracción, magenta, amarilloy cyan, produce negro. Cuando la luz reflejada por cada tipo de colorante o pigmento pasa a través de cada uno de los otros dos, va siendo sucesivamente “sustraída” hasta que no vemos luz, es decir hasta que vemos negro. En la pintura con
acuarelas, el pigmento, dispersado en un filmógeno hidrosoluble (como p.ej. goma arábiga) se
va diluyendo con el pincel mojado en agua, y se van aplicando capas delgadas transparentes que actúan como filtros sucesivos que sustraen la radiación reflejada por la base. En la pintura
al óleo, la mezcla sustractiva la hace el pintor primero en la paleta, para luego aplicarla en el
cuadro que está pintando.
Si bien usando proporciones adecuadas de los primarios de sustracción, magenta, amarilloy
cyan, se pueden obtener una gran cantidad de colores, en la práctica se les agrega el negro con
lo que tenemos cuatro primarios, o una tetracromía, aumentando así la cantidad de tonos que es posible obtener. Estos primarios CMYK (“cyan, magenta, yellow, black”) se usan en la tintura textil, en las tintas gráficas, en las emulsiones fotográficas, en los barnices cerámicos, etc. El sistema HTML, usado en las páginas web, está basado también en los tres colores primarios aditivos: Rojo- Verde -Azul. Los nombres magenta y cyan fueron utilizados por primera vez en 1936 por las empresas Agfa y Kodak. En el film fotográfico el color se obtenía mediante un sistema de tres capas, una sensible al amarillo, otra sensible a un rojo púrpura y una tercera a un
azul claro. Estas empresas decidieron dar el nombre de magenta al rojo púrpura y cyan al azul
claro. Estos nombres fueron admitidos como definitivos en la década de 1950 en las normas DIN que definieron los colores básicos de impresión.
UNA EXPERIENCIA INTERESANTE
Cuando miramos fijamente una mancha de un determinado color durante un periodo de tiempo (treinta segundos
como mínimo), y luego trasladamos nuestra mirada a una superficie blanca, veremos un “fantasma” de la
mancha, pero de color complementario. Si, p.ej., la mancha original era roja, veremos el “fantasma” de color cyan. Esto es debido a que la fatiga de los conos sensibles al rojo hace que estos envíen señales relativamente más débiles y predominen las señales de los otros dos, percibiéndose así, el color complementario.
Figura 28 - Primarios de ADICIÓN (proyección de luz)
Figuras 29 - Primarios de SUSTRACCIÓN (mezcla de pigmentos)
Las figuras 28 y 29 fueron tomadas del trabajo “Color y Cesía: dos aspectos de la apariencia visual de los objetos” del Ing. José Luis Caivano, (ref.22 y 23)
Figura 30 - Ejemplo del uso de la tetracromía CMYK en la industria gráfica.
En la tercera columna de cuadros, de arriba a abajo, el primer cuadro está impreso con una mezcla de cyan y magenta. En el segundo se ha sobreimpreso amarillo y en el tercero y último, negro
Figura 31
Para un pintor la apariencia de un color se revela solamente cuando lo transporta de la paleta al cuadro que está pintando. Debido a la influencia de los colores limítrofes, el pintor puede necesitar aplicar diferentes colores si desea una apariencia de color igual entre diferentes colores circundantes. Por otra parte, puede usar el mismo color para producir apariencias diferentes entre diferentes colores limítrofes.
Figura 32
Figura 33
Figura 34
CAMBIOS EN LA APARIENCIA DEL COLOR POR LA PROXIMIDAD DE VARIOS COLORES ENTRE SI
