terça-feira, 10 de agosto de 2010

Biofísica da Visão - Percepção das cores


As cores só existem se três componentes estiverem presentes: um observador, um objeto e luz. Apesar da luz branca ser normalmente encarada como "sem cor", na realidade ela contém todas as cores do espectro visível. Quando a luz branca atinge um objeto ele absorve algumas cores e reflete outras; somente as cores refletidas contribuem para a interpretação da cor feita pelo observador.
A percepção das cores: nossos olhos e a visão
O olho humano sente o espectro de cores usando uma combinação da informação vinda de células localizadas no olho, chamadas de cones e bastonetes. Os bastonetes são mais adaptados a situações de pouca luz, mas eles somente detectam a intensidade da luz, os cones, por outro lado, funcionam melhor com intensidades maiores de luz e são capazes de discernir as cores. Existem três tipos de cones nos nossos olhos, cada um especializado em comprimentos de luz curtos (S), médios (M) ou longos (L). O conjunto de sinais possíveis dos três tipos de cones define a gama de cores que conseguimos ver. O exemplo abaixo ilustra a sensibilidade relativa de cada um dos tipos de células cone para todo o espectro de luz visível -- de ~400nm a 700 nm.
Selecione Modo:
Células Cone
Luminosidade
400         450         500         550         600         650         700

Dados cortesia de 'Colour and Vision Research Laboratories' (CVRL), UCL
Note como cada tipo de célula não só se especializa em uma cor, mas também tem níveis variáveis de sensibilidade ao longo de uma gama de comprimentos de onda. Mova o mouse sobre "luminosidade" para ver quais cores contribuem mais para a percepção de brilho. Note também como a percepção humana de cores é mais sensível a luz na região amarelo-verde do espectro; essa informação é utilizada nas chamadas "bayer arrays" nas câmeras digitais modernas.
Misturando cores por adição e subtração
Praticamente todas as cores visíveis podem ser produzidas utilizando alguma mistura de cores primárias por combinação aditiva ou subtrativa. O processo aditivo cria cores adicionando luz a um fundo preto, o processo subtrativo usa pigmentos ou tinturas para, seletivamente, bloquear a luz branca. A compreensão de cada um desses processos é a base fundamental para entender a reprodução  de cores.
 
Aditivo

Subtrativo
As cores nos três círculos exteriores são chamadas de primárias e são diferentes em cada um dos diagramas. Aparatos que se baseiam em cores primárias para representar cores só podem produzir uma gama limitada de cores. Os monitores de computador, por exemplo, emitem luz para produzir cores através do processo aditivo; impressoras, por outro lado, usam tinta, ou pigmento, para absorver a luz, através do processo subtrativo. é por isso que a grande maioria de monitores usa uma combinação de pixels vermelho, verde e azul (o que é comumente chamado de RGB, do inglês "red, green and blue"). As impressoras, por sua vez, usam (pelo menos) tintas das cores ciano, magenta e amarelo (o que é chamado de CMY, do inglês "cyan, magenta and yellow"). Muitas impressoras também utilizam a tinta preta (abreviado, nesse caso, por CMYK, onde o K vem de "blacK"), já que uma combinação de CMY não é capaz de produzir preto profundo.
Mistura de Cor Aditiva

Mistura de Cor Subtrativa
Vermelho + Verde
--->
Amarelo

Ciano + Magenta
--->
Azul
Verde + Azul
--->
Ciano

Magenta + Amarelo
--->
Vermelho
Azul + Vermelho
--->
Magenta

Amarelo + Ciano
--->
Verde
Vermelho + Verde + Azul
--->
Branco

Ciano + Magenta + Amarelo
--->
Preto
Processos subtrativos são mais suscetíveis as mudanças na luz ambiente já que eles dependem dessa luz para produzir as cores. Cores impressas normalmente necessitam de um tipo específico de luz para reproduzir fielmente as cores que são vistas em uma tela.
Propriedades da cor: Tom e Saturação
A cor tem dois componentes únicos que a separa da luz acromática: tom e saturação. Descrever cores usando essas termos pode ser altamente subjetivo, mas cada um deles pode ser ilustrado mais objetivamente se inspecionarmos o espectro de cor da luz.
As cores que vemos todos os dias não são compostas de luz de apenas um comprimento de onda, mas contém uma grande gama de comprimentos de onda. O tom de uma cor descreve qual comprimento de onda parece ser o mais dominante. O objeto cujo espectro é mostrado abaixo seria percebido como azulado, mas contém registros de vários outros comprimentos de onda.

A saturação de uma cor é a medida de sua pureza.  Uma cor muito saturada é uma cor que contém um conjunto muito estreito de comprimentos de onda e aparenta muita ser muito mais pronunciada que uma cor similar menos saturada. O seguinte exemplo ilustra o espectro para ambos uma cor azul saturada e uma não saturada.
Selecione o Nível de Saturação:
Baixa
Alta


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