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MANUAL BÁSICO DE TECNOLOGÍA AUDIOVISUAL Antonio Cuevas antoniocuevas@gmail.com

Tema 2

EL COLOR 2.1

Introducción

2.2

Percepción del color 2.2.1 Color de una fuente de luz 2.2.2 Color de un objeto

2.3

Parámetros que definen un color 2.3.1 Brillo (valor) 2.3.1.1 Ecuación fundamental de la luminancia 2.3.2 Matiz 2.3.3 Saturación

2.4

Colores primarios y complementarios

2.5

Influencia de la percepción visual en la mezcla de colores 2.5.1 Mezcla óptica (o mezcla partitiva) 2.5.2 Mezcla rápida

2.6

Sistemas de obtención del color 2.6.1 Sistema aditivo 2.6.1.1 Leyes básicas de la mezcla aditiva 2.6.2 Sistema sustractivo 2.6.2.1 Leyes básicas de la mezcla sustractiva

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INTRODUCCIÓN La definición internacionalmente adoptada para el color fue dada por el comité de colorimetría de la

Optical Society of America (OSA): el color consiste en las características de la luz distintas de sus inhomogeneidades espaciales y temporales, siendo la luz el aspecto de la energía radiante que el observador humano es capaz de percibir por la estimulación que produce en su retina. Esta definición resulta técnicamente compleja y conceptualmente desafortunada pues induce a pensar en el atributo del color como una propiedad física más que psicofísica. Intuitivamente, parece más acertada aquella otra definición clásica, también de índole negativo, que afirma que el color es aquel aspecto de la

sensación visual que no se debe a atributos espaciales o temporales de la luz. Desde luego es siempre preferible

definir las cosas por lo que son en lugar de por lo que no son. Si se tuviera que definir el color, sería quizá más simple y directo utilizar la definición dada por Judd El arco iris sobre la ciudad de San José, Costa Rica <1>, que dice: “si dos objetos de igual forma y textura, iluminados con la misma luz y en iguales condiciones de observación pueden diferenciarse, el atributo de esos objetos que genera tal diferencia es el color”. Estas tres definiciones comparten una conclusión fundamental: color es luz, sin luz no hay color. Esto es lo importante. Muchos de los problemas que aparecen en la comprensión de la teoría del color se deben a que no se tiene en cuenta el principio de que el color no existe como entidad física en la naturaleza. El color es sólo una experiencia que depende de la percepción del ser humano. Un mismo color puede ser percibido en formas diferentes por distintas personas dependiendo de su edad o disfuncionalidades de su visión. El color nace siempre a partir de una sensación, como lo es el dolor que sentimos ante un pinchazo, por ejemplo. La sensación del color se origina en un estímulo físico procedente del mundo exterior que es proyectada en la retina del ojo (con alguna excepción como, por ejemplo, el sueño). En relación con los órganos de los sentidos debemos distinguir entre sensación y percepción. Nuestros órganos son receptores de estímulos y nos dan sensaciones. Las sensaciones son transformadas en percepciones por el cerebro. El color es una percepción visual generada en el cerebro al interpretar las señales nerviosas enviadas por los fotorreceptores de la retina del ojo. Estos, por su parte, también interpretan y distinguen las distintas longitudes de onda que son capaces de captar de la parte visible del espectro electromagnético. El color es un fenómeno físico-químico asociado a las innumerables combinaciones de la luz, relacionado con las diferentes longitudes de onda en la zona visible del espectro electromagnético que perciben las personas y animales a través de los órganos de la visión, como una sensación que nos permite diferenciar los objetos con mayor precisión. Todo cuerpo iluminado absorbe una parte de las ondas electromagnéticas y refleja las restantes. Las ondas reflejadas son captadas por el ojo e interpretadas en el cerebro como colores según las longitudes de ondas correspondientes. La percepción del color constituye una de las ventajas adaptativas que el desarrollo evolutivo nos ha proporcionado y uno de los más importantes mecanismos de señalización biológica: nos permite El color – Antonio Cuevas – Pág. 2 de 37


distinguir formas, volúmenes, determinar distancias, identificar señales de alarma, etc., constituye una auténtica fuente de información acerca del entorno. Nuestros ojos poseen células especializadas sensibles a las señales luminosas y una parte importante de nuestro cerebro (más de dos docenas de regiones corticales) se encarga de procesar la información visual y en concreto el color, de forma que biológicamente estamos preparados para utilizar la visión como elemento fundamental en la organización de nuestra conducta. Quizás esta sea la razón por la que en todas las culturas se haya usado el color como un parámetro que contiene información: el color del luto, de las bodas, de las distintas liturgias; los colores de las pinturas en la piel, colores como señales de guerra, de caza o de rituales de paso; el color elegido para diferenciar los sexos de los bebés... y, actualmente, su utilización en Internet. Solemos El espectro visible es solo una sentirnos cómodos cuando muy pequeña parte del estamos rodeados de colores espectro electromagnético que nos resultan agradables y nos irritamos con los que nos resultan desagradables. Usamos códigos de colores, por ejemplo los semáforos, y nos identificamos con los colores de nuestras banderas o con los de nuestro equipo preferido. Es verdaderamente lamentable que siendo el color un parámetro de tal alcance, la nomenclatura a nuestra disposición resulte tan insuficiente. Aunque existen innumerables colores - tonalidades y matices -, el vocabulario cotidiano sólo cuenta con una treintena de nombres para designarlos. Gran parte de las confusiones tienen su origen en esta escasez que en lenguaje coloquial intentamos paliar asociando colores a ciertos conceptos colectivos; así decimos amarillo “banano”, verde “Fuji”, azul “Windows”, rojo “Coca-Cola”, naranja “papaya” etc. La teoría científica, es decir física, del color, se contrapone a la teoría clásica manejada en la pintura, esta, producto de la tradición y del comportamiento de las mezclas de pigmentos o colorantes. Si bien la teoría de la pintura sirve para el cometido que tiene asignado, no puede calificarse de científica pues no ha basado sus afirmaciones en mediciones de radiaciones electromagnéticas, espectros ópticos, descomposición de la luz, comportamientos fisiológicos, etc. Estas líneas están escritas, mientras no se indique lo contrario, en base a la teoría científica del color.

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Una última y curiosa cuestión preliminar: estamos acostumbrados a Color es luz, sin luz ciertos nombres básicos no hay color. de los colores en nuestra cultura: rojo, verde, azul, etc. Pero no ocurre así en todas las culturas. En aquellos lenguajes que solo tienen dos palabras para designar colores, estos son siempre blanco El color no existe como entidad física en la naturaleza. El y negro. En los lenguajes color es sólo sensación de color, una experiencia que en que existen más depende de la percepción del ser humano. nombres, el tercero es siempre rojo. El cuarto y Las ondas electromagnéticas son incoloras y sólo se quinto son verde y distinguen por su longitud de onda y su energía; el color lo amarillo o bien, amarillo y interpreta el ser humano al ser activados sus fotorreceptores verde. El sexto en retinianos. aparecer es el azul, el séptimo el marrón o café y solo después vienen gris, violeta y los otros colores sin un orden específico. <1> D.B. Judd, G. Wyszecki “Color in Bussines, Science and Industry”, John Wiley and Sons (1975)

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PERCEPCIÓN DEL COLOR

El físico inglés Sir Isaac Newton (1642-1727) demostró por primera vez en el año 1666 que un haz de luz proyectado sobre un prisma se descompone en una serie de haces de colores distintos. Esta dispersión produce una desviación angular diferente para cada color; el azul está mucho más desviado que el rojo respecto a la trayectoria del haz blanco incidente.

Hasta el año 1666 en que Isaac Newton demostró que el color es una propiedad de la luz, se había considerado que el color era una propiedad más de los materiales. El experimento de Newton resultó irrefutable pues mostraba cómo un rayo de luz blanca se descomponía en todos los colores del espectro haciéndolo pasar por un prisma de vidrio transparente <2>.

Einstein demostró posteriormente que la luz está compuesta de quantos, que él denominó fotones, el componente masa. Cuando éstos están en movimiento como en la luz propagada, se comportan como ondas, desplazándose por el espacio libre a diferentes frecuencias o longitudes de onda. Las diferentes longitudes de onda de luz, con sus diferentes colores, se componen de fotones de diferentes energías: los que se encuentran en la zona de onda corta del espectro tienen más energía y los de onda larga, menos. Cuando incide la luz sobre algún objeto, los fotones se comportan como partículas algunas de las cuales son absorbidas, otras transmitidas y otras reflejadas. Todo esto lo hemos visto ya en el tema anterior. De hecho las ondas electromagnéticas son incoloras e invisibles y sólo se distinguen por su longitud de onda y su energía, el color lo pone el ser humano al ser activados los fotorreceptores retinianos (conos) que estudiaremos en el tema siguiente <3>. Así, el ojo únicamente ve un objeto por medio de la luz que refleja, son las longitudes de onda reflejadas las que determinan su color o tonalidad. Algunos objetos reflejan y absorben en igualdad de condiciones la luz de todas las diferentes longitudes de onda y por eso nos aparecen como grises más o menos oscuros. El terciopelo negro absorbe el 97% de la luz que recibe y refleja el 3% <4>; el yeso seco absorbe 20% y refleja el 80%. Estudiaremos este asunto con mayor detalle cuando hablemos de la reflectancia en el capítulo dedicado a fotometría básica. El color – Antonio Cuevas – Pág. 5 de 37


El color de una fuente de luz En realidad, las fuentes de luz que creemos “blancas” se diferencian mucho en su distribución espectral. La luz del cielo es blanca pero azulada. Las bombillas de tungsteno emiten luz blanca pero amarillenta. Para una evaluación crítica del color, se utiliza la comparación con fuentes de luz estándar basadas en el llamado “cuerpo negro”. De ello hablaremos en los capítulos dedicados a colorimetría. El color de una fuente de luz es el correspondiente a la longitud o longitudes de onda que radia. No todas las fuentes de luz tienen la misma composición espectral. La luz de una vela emite un exceso de radiaciones de longitud de onda largas (rojas) y está falta de radiaciones de corta longitud (azules). Una lámpara eléctrica de incandescencia (filamento de tungsteno) ofrece un espectro similar pero no tan acusado en abundancia de rojo ni en escasez de azul. La propia luz solar <5> varía a lo largo del día, haciéndose más rica en radiaciones rojas en el amanecer y en el ocaso, hasta semejarse a la de una vela. En el tubo fluorescente clásico (los actuales tubos trifósforo tienen un comportamiento cromático considerablemente mejor) se observa un exceso tanto de azul como de verde en relación con la cantidad de rojo emitido.

El color de un objeto El color de un objeto no radiante (que no emite luz) dependerá de la radiación visible que éste absorba o refleje hacia el ojo humano. Un objeto es rojo porque refleja fundamentalmente la radiación roja, absorbiendo las demás (reflexión selectiva). En términos generales se puede efectuar la siguiente clasificación de los objetos atendiendo a su comportamiento respecto al color: ·

Objeto incoloro: el que transmite todas las longitudes de onda que recibe (objetos transparentes y translúcidos).

·

Objeto blanco: el que difunde omnidireccionalmente (en todas direcciones) y sin absorción selectiva todas las longitudes de onda que recibe.

·

Objeto negro: el que absorbe (casi) todas las longitudes de onda incidentes.

·

Objeto gris: el que difunde o transmite parcialmente y por igual todas las longitudes de onda incidentes. El color – Antonio Cuevas – Pág. 6 de 37


·

Objeto coloreado: todo objeto que no es blanco ni negro ni gris. Por ejemplo un objeto es rojo si al ser iluminado con luz blanca difunde (refleja) el color rojo y absorbe los demás componentes de radiación.

El negro es la negación (ausencia) de la luz - y por tanto del color representando la oscuridad absoluta. Aunque en términos prácticos nos referimos a ellos como colores, estrictamente hablando ni el negro ni A la izquierda, reflexión total de la luz blanca. el blanco son colores, no se encuentran en el A la derecha, absorción total de la misma espectro visible ni en el arco iris. El uno es la ausencia de color (y por tanto de luz). El otro es la mezcla en proporciones iguales de los demás colores como veremos enseguida. En cuanto a la percepción, el negro, en teoría absorbe todas las radiaciones luminosas, pero los materiales más negros siempre reflejan una pequeña parte de la luz que incide sobre ellos es decir que, en la práctica, la tonalidad negra pura no se puede reproducir, se reproducen grises muy densos que se aproximan al negro. La experiencia para corroborarlo es muy simple: si colocamos el negro más puro que podamos encontrar (el negro de humo o bien el terciopelo negro) bajo la luz solar y ponemos la mano sobre él a una altura de unos 10cm sobre la superficie teóricamente negra, observaremos que nuestra mano produce sombra en él. Ello demuestra que no es perfectamente negro pues nuestra mano elimina esa pequeña reflexión permitiéndonos apreciar su sombra.

Efectos de la luz coloreada sobre los objetos de color Color de la luz

Color del objeto

Rojo

Amarillo

Verde

Azul

Blanco

Rosa claro

Amarillo muy claro

Verde muy claro

Azul muy claro

Amarillo

Naranja rojizo

Naranja brillante claro

Amarillo verdoso claro

Marrón rojizo claro

Rojo

Rojo brillante

Rojo brillante

Rojo amarillento

Rojo azulado oscuro

Marrón

Rojo marrón

Naranja marrón

Marrón aceitunado oscuro

Marrón azulado

Negro

Negro rojizo

Negro anaranjado

Negro verdoso

Negro azulado

Azul oscuro

Púrpura rojizo oscuro

Púrpura rojizo claro

Azul verdoso oscuro

Azul brillante

Azul claro

Azul rojizo

Azul rojizo oscuro

Azul verdoso

Azul brillante

Verde

Verde aceituna

Verde amarillento

Verde brillante

Azul verdoso

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<2> Isaac Newton nació el día de Navidad de 1643 - el mismo año en que muere Galileo - en el pueblecito de Woolsthorpe, unos 13km al sur de Grantham, en el Lincolnshire, Inglaterra. Murió el 31 de marzo de 1727 a los 84 años. La obra de este hombre extraordinario representa una de las mayores contribuciones a la ciencia realizadas nunca por un solo individuo. Entre otras cosas, Newton dedujo la ley de la gravitación universal, inventó el cálculo infinitesimal y realizó experimentos sobre la naturaleza de la luz y el color. Cuando hizo esto último, Newton observó que el espectro obtenido al descomponer un rayo de luz blanca mediante un prisma, era un continium que él dividió en seis zonas: violeta, azul, verde, amarillo, naranja y rojo; luego decidió que eran siete e incluyó el añil entre el azul y el violeta por razones puramente mágicas (Newton era tan cultivado en física como en textos hermenéuticos y cabalísticos). El cabalístico número siete le permitió relacionar las siete zonas de color con los intervalos de las ocho notas musicales. Newton tuvo en vida un prestigio y un reconocimiento social aún mayor que el que pudo tener Einstein en el siglo pasado. Como los reyes y muy pocos nobles, tuvo el privilegio de ser enterrado en la abadía de Westminster.

Apuntes manuscritos de Newton sobre la naturaleza de la luz

"No sé lo que puedo parecer al mundo; pero para mí mismo, sólo he sido como un niño jugando a la orilla del mar, y divirtiéndome al hallar de vez en cuando un guijarro más suave o una concha más hermosa que de costumbre, mientras que el gran océano de la verdad permanecía sin descubrir ante mí". Isaac Newton El color – Antonio Cuevas – Pág. 8 de 37


Público – Madrid, 29 de marzo de 2009 Más de 150 años después de que el físico inglés Isaac Newton demostrara, mediante un sencillo prisma, que la luz del Sol no era pura, como se creía, sino un batido de rayos de colores, el poeta romántico John Keats le maldijo por haber “despojado al arco iris de su misterio”. En su poema Lamia, escrito en 1820, Keats firmó una acometida contra la ciencia (la filosofía natural, como se conocía entonces) por haber convertido la luz en un simple fenómeno gobernado por las leyes matemáticas. “Antes había en el cielo un sobrecogedor arco iris, hoy conocemos su urdimbre, su textura; forma parte del aburrido catálogo de las cosas vulgares. La filosofía recorta las alas del ángel, conquista los misterios con reglas y líneas, despoja de embrujo el aire, de gnomos las minas; desteje el arco iris”, escribía Keats. El color – Antonio Cuevas – Pág. 9 de 37


<3> Entre los mamíferos, solo el hombre y algunos simios tienen la capacidad de ver imágenes coloreadas; para el resto, el mundo es gris (incluso para los toros de lidia que mejor embestirían un capote blanco). Todo depende de si en la retina del animal o insecto hay o no conos. Si carece de ellos, su sistema visual es insensible al color. Por otra parte la visión del color humana, no es necesariamente la única posible. Las abejas y las avispas también tienen visión del color tricromática, pero en vez de basarse en la tricromía humana, rojo, verde y azul, tienen un sistema sensible al verde, otro al azul y el restante al ultravioleta. Es decir, perciben la radiación ultravioleta, invisible para los humanos, pero son ciegos (o no ven) al rojo. En el otro extremo, la mayoría de las víboras tienen ojos sensibles al infrarrojo, detectando así el calor proveniente de sus presas; por ello, sus hábitos alimenticios son nocturnos. <4> Según el Libro Guinness de los Récords, la sustancia que menos refleja la luz (en otras palabras, la sustancia más “negra”), es una aleación de fósforo y níquel, con fórmula química NiP. Esta sustancia fue producida, en principio, por investigadores hindúes y estadounidenses en 1980, pero perfeccionada (fabricada más oscura) por Anritsu (Japón) en 1990. Esta sustancia refleja tan sólo el 0,16 % de la luz visible, o sea, 25 veces menos que la pintura negra convencional <5> De hecho la luz diurna tiene dos componentes, los rayos solares directos (más amarillos) y los rayos solares refractados en la atmósfera (más azules), es decir, los rayos de la bóveda celeste; por ello una sombra abierta ofrece una dominante azul.

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PARÁMETROS QUE DEFINEN UN COLOR La percepción humana del color se define en términos de tres parámetros: brillo, matiz y saturación. Con el parámetro brillo nos referimos a la intensidad de luz percibida. El matiz hace referencia al color (rojo, naranja, azul...) y la saturación a la viveza o palidez de un color.

Brillo (valor) El brillo, también denominado valor, de un color es la intensidad de la luz que el ojo percibe al observar ese color y, por tanto, un parámetro subjetivo. Si solamente pudiésemos ver en blanco y negro, apreciaríamos los colores como diferentes tonalidades de gris como se muestra en el gráfico. Y dependiendo de su brillo, los veríamos unos más claros que otros. Esta cualidad tiene mucha importancia en la fotografía en blanco y negro puesto que, lo que fotografiamos es el brillo de los objetos, la cantidad de luz que reflejan. No todos los colores tienen la misma luminosidad (hablamos de luminosidad siempre desde un punto de vista subjetivo): a igualdad de potencia en luces de distintos colores, no presentan estas el mismo brillo. Por ejemplo, un color amarillo generado por una fuente lumínica de 100 vatios presenta al ojo una sensación de brillo mucho mayor que un color azul generado por otra fuente lumínica de igual potencia (ilustración superior). Es decir, a pesar de que ambas fuentes luminosas tienen igual energía (100 vatios), la luz amarilla presenta al ojo una sensación de brillo considerablemente mayor que la luz azul. Partiendo de este hecho, la CIE <6> construyó una curva universal, mediante pruebas con observadores <7>, que representa la luminancia relativa percibida por el espectador promedio respecto a cada radiación visible monocromática, es decir, la sensibilidad del ojo a las distintas longitudes de onda de la luz del mediodía soleado, suponiendo todas las radiaciones luminosas de igual energía. El máximo de sensibilidad en esta curva se encuentra en los 555nm (color verde azulado) y los mínimos en los límites de la visión humana, por debajo 400nm y por arriba de 700nm, o sea en las regiones que tienden al espectro ultravioleta y al

Curva de sensibilidad espectral del ojo humano, también denominada función de luminosidad fotópica

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infrarrojo (radiaciones no visibles para el ojo humano). El ojo humano promedio alcanza por tanto su mayor sensibilidad en relación al color verde azulado (555nm). Esta curva de sensibilidad espectral del ojo, cuya denominación técnica es función de luminosidad fotópica, constituye un estándar de la CIE y especifica la sensibilidad del sistema de visión humano a las radiaciones visibles del espectro en función de su longitud de onda. De hecho, la curva es una versión estandarizada de las medidas de sensibilidad de los conos para la visión fotocópica o visión en color a niveles altos de iluminación como veremos en el tema siguiente. No olvidemos que la sensación de brillo es subjetiva y que cuando hablamos de luminosidad de un color relativizamos diciendo que el mismo tiene mucho brillo (nos parece claro) o poco brillo (nos parece oscuro).

Ecuación fundamental de la luminancia A causa de esta particular sensibilidad cromática del ojo, no todos los colores se aprecian con la misma claridad o brillo. Si bien necesitamos los tres colores primarios para formar el blanco, como veremos enseguida, los necesitamos en proporciones distintas: un 30% de rojo, un 59% de verde y un 11% de azul. Con estas proporciones, la mezcla observada producirá en nuestra retina la impresión de blanco. Teniendo en cuenta esta sensibilidad particular, fue el físico y matemático Grassmann quien primero llegó a la conclusión de que, cuando la retina humana es excitada por una unidad de iluminación tricromática, las cantidades respectivas de los colores fundamentales no son iguales sino, de acuerdo a la curva de sensibilidad espectral del ojo, desiguales en la siguiente proporción: 0.30 lúmenes de rojo + 0.59 lúmenes de verde + 0.11 lúmenes de azul = 1 lumen de blanco Un lumen se define como la unidad de flujo luminoso, o energía visible, emitida por una fuente de luz de una candela de intensidad por un ángulo sólido de un estereorradián. Lo detallaremos con mayor extensión en el capítulo dedicado a fotometría. Precisamente la señal de luminancia de la televisión en color “Y”, viene representada por:

Y = 0.30 R + 0.59 G + 0.11 B Esta simple fórmula matemática se denomina ecuación fundamental de la luminancia y establece la relación entre el brillo y los tres colores fundamentales. Los porcentajes que se muestran en la ecuación corresponden a la brillantez relativa de los tres colores primarios.

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Matiz (tono)

Longitud de onda del color

(nm)

390-450 Violeta La longitud de onda predominante es la 450-490 Azul causante de que podamos 490-570 Verde referirnos a un color u otro. Subjetivamente se habla de 570-590 Amarillo matiz o tono y se dice que un color es amarillo, verde, 590-620 Naranja azul, etc. A esta longitud 620-770 Rojo de onda predominante nos referimos al hablar de matiz o tono de un color. Es muy difícil encontrar en la naturaleza colores puros, todos comprenden una franja más o menos amplia del espectro visible, por ello hablamos de longitud de onda predominante, es decir, del color percibido cuando predomina uno o dos de los tres colores primarios (azul, verde y rojo) El matiz (hue en inglés) se define como un atributo de color que nos permite distinguir unos colores de otros y constituye la cualidad del color; por ejemplo, al contemplar un estímulo de 700nm tendremos la experiencia del "rojo", y al observar uno de 400nm percibiremos un "azul". En muchos casos, el matiz de un color se puede relacionar con características simples de su longitud de onda. Una luz que tiene, cantidades más o menos constantes de todos los colores en el rango de valores visibles, aparece blanca o sin color. Bajo unas condiciones normales de visión, una luz monocromática aparece coloreada y su color depende de la longitud de onda. Por tanto, el matiz puede relacionarse con la longitud de onda dominante de la luz que estamos visualizando. En la imagen de la derecha podemos observar lo que acontece con mayor frecuencia en el mundo real. El hecho de que la hoja inferior nos aparezca como verde no significa que refleje solamente verde sino que es verde la radiación predominante de las que refleja. Hay también una cierta reflexión, aunque en cantidades menores, de radiaciones de longitudes de onda superiores (rojo) e inferiores (azul). Pero siendo verde la radiación presente en mayor cantidad (longitud de onda predominante) percibimos la hoja como verde. La apariencia marrón de la hoja superior se debe a algo muy común en la vida real: la existencia de dos longitudes de onda predominantes: verde y roja en este caso. Aunque, como podemos observar, ello no significa la ausencia de azul sino, simplemente, la disminución de su cantidad. El color – Antonio Cuevas – Pág. 13 de 37


¿QUÉ ES LONGITUD DE ONDA PREDOMINANTE? En otras palabras, de la luz emitida por el sol que contiene todas las longitudes de onda … … la hoja marrón refleja las longitudes de onda en una cierta proporción … … y esta proporción determina su aspecto final

Saturación Saturación (o pureza en términos subjetivos), es la magnitud de la dilución de un color en blanco. Se representa por un índice variable (entre 0 y 1 algunas veces, otras entre 0 y 100). Subjetivamente se habla de que, por ejemplo, un color rosa (mezcla de rojo con blanco) está poco saturado en contraposición de un rojo que sí lo está. Así, podemos hablar también de un azul más o menos claro entendiendo que todos ellos corresponden a una misma tonalidad azul. Diremos que un color es puro cuando no contiene blanco.

La saturación añade energía a cualquier composición

La pureza o saturación del color puede relacionarse con el ancho de banda (amplitud) de la onda de luz que estamos visualizando. Si a un color rojo lo mezclamos con blanco no solo perderá saturación sino que aumentará su brillo. Para desaturar un color sin que varíe su brillo aparente habría que mezclarlo con un determinado gris de blanco y negro. Es decir, al aumentar la saturación, disminuye también el brillo que percibimos de un color. Y a la inversa, al reducir la saturación, ese color nos aparecerá como más luminoso (brillante).

Arriba: menos saturados. Abajo: más saturados. Izquierda: colores fríos. Derecha: colores cálidos El color – Antonio Cuevas – Pág. 14 de 37


Por lo tanto, el matiz, la saturación o el brillo de un determinado objeto o luz no viene dado únicamente por su longitud de onda, por la proporción de luz blanca que contiene, o por la intensidad propia del estímulo respectivamente, sino también y además por la percepción que tiene el observador del conjunto de la escena. Los fenómenos físicopsíquicos de la percepción visual humana serán estudiados con mayor detenimiento en el próximo tema.

SATURACIÓN Y BRILLO N ARANJA

AMA RILLO

V ERDE

AZUL

VIO LETA

Saturación

ROJO

Brillo

Es importante constatar que, con independencia de las definiciones dadas a los tres atributos del color - matiz, saturación y brillo - su percepción siempre dependerá de la valoración del observador, y no sólo de los valores numéricos que adoptan dentro de una escala, es decir, no existe una correlación exacta entre la dimensión física y la dimensión perceptiva de estos tres fenómenos.

Al aumentar la saturación disminuye el brillo. Y viceversa

ECUACIÓN FUNDAMENTAL DE LA LUMINANCIA Y = 0.30 R + 0.59 G + 0.11 B 0.30 lúmenes de rojo + 0.59 lúmenes de verde + 0.11 lúmenes de azul = 1 lumen de blanco

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<6> La CIE (Commission Internationale de l'Eclairage), data de principios del siglo 20 y es el organismo que estudia todo lo concerniente al color, la luz y cómo el ojo es afectado por ambos. La CIE es una organización dedicada a la cooperación internacional y al intercambio de información entre sus países miembros sobre todas las materias relacionadas con el arte y la ciencia de la iluminación. Sus miembros son los Comités Nacionales de treinta y ocho países entre los que, lamentablemente, no se encuentra ningún representante de Centroamérica. <7> La CIE ha realizado una síntesis de resultados experimentales sobre la visión y ha normalizado un sistema que permite interpretar con precisión las sensaciones coloreadas. Es “el observador de referencia”, expuesto en 1931, y que se conoce como la norma CIE 1931. En la práctica, el rojo primario es obtenido con una lámpara incandescente y un filtro rojo normalizado; en cambio el verde y el azul son obtenidos con un arco de mercurio.

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COLORES PRIMARIOS Y COLORES COMPLEMENTARIOS

Colores primarios Eligiendo adecuadamente tres colores y mezclándolos en diferentes proporciones, podemos obtener casi toda la gama de colores existentes. Debido a la estructura del ojo humano, vemos todos los colores como una combinación de rojo, verde y azul. Estos tres colores reciben el nombre de colores primarios.

Primarios: azul, verde y rojo. Su mezcla aditiva produce el blanco

Aunque cada uno corresponde a radiaciones de longitud de onda diferentes, el ojo no es un aparato de medida de la composición de la luz y, por lo tanto, cuando percibimos una luz como amarilla es porque en su constitución predominan dos colores primarios (rojo y verde) sin que el ojo humano sea capaz de detectar por separado ni el rojo ni el verde sino la mezcla de amarillo final obtenida. Se produce la sensación de color amarillo y sin embargo a nuestros ojos no ha llegado ninguna longitud de onda que corresponda a ese color, es decir, interpretamos la mezcla de los colores como si se tratara de un solo color. En 1931 la CIE elaboró un sistema de referencia estándar de los colores primarios, que fueron En 1931 la CIE elaboró un determinados mediante sistema de referencia estándar pruebas con de los colores primarios, que observadores, designando fueron determinados mediante las siguientes longitudes pruebas con observadores, La CIE (Commission de onda para los tres siéndoles asignadas las Internationale de l'Eclairage), colores primarios: azul = data de principios del siglo 20 y siguientes longitudes de onda: es el or ganismo que estudia 435,8nm; verde = todo lo concerniente al color, la 546,1nm y rojo =700nm. luz y cómo el ojo es afectado COLOR LONGITUD DE ONDA por ambos. Sin embargo es obvio que Sus miembros son los Comités un sólo color no puede ser Rojo (R) 700 nm Nacionales de treinta y ocho llamado rojo, verde o azul. países entre los que, Por tanto, tener tres lamentablemente, no se Verde (G) 546.1 nm encuentra ningún longitudes de onda repres entante de específicas para los tres Centroamérica. Azul (B) 435.8 nm colores no significa que estas tres componentes trabajando solas puedan generar todos los colores. Esto es importante, ya que se cree, erróneamente, que estos tres colores mezclados pueden producir todos los colores visibles lo cual no es cierto salvo que también permitamos una cierta variación en las longitudes de onda.

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Colores complementarios Son los colores que resultan de la mezcla de dos primarios. La palabra complementario hace referencia a que cada uno de estos colores complementa, es decir, posee los otros dos colores que le faltan al primario. En otras palabras: cuando sumamos dos colores primarios, el color secundario que obtenemos es el complementario del color primario que no habíamos sumado. Azul + rojo = magenta Verde + rojo = amarillo Azul + verde = cian

(complementario del verde) (complementario del azul) (complementario del rojo)

Complementarios: amarillo, cian y magenta. Su mezcla sustractiva produce el negro

El magenta complementa al verde, tiene lo que le falta al verde (azul y rojo), en cierta forma podríamos hablar del menos verde, o del “negativo” del verde. Igualmente, el amarillo (verde y rojo) es complementario del azul (menos azul) y el cian (azul y verde) lo es del rojo.

Cuando de la luz blanca se separa un tercio del espectro visible (uno de los tres colores primarios, rojo, verde o azul) la mezcla de longitudes de onda restantes aparece de color cian, magenta y amarillo respectivamente. Por tanto, cada uno de estos colores resulta de una combinación de dos de los colores primarios y se puede afirmar que son complementarios de los otros tres

Disco de colores simplificado, basado en el espectro visible y desdoblado en forma de círculo. Los segmentos de mayor tamaño de color azul, verde y rojo son los colores primarios. El amarillo, magenta y cian, los complementarios

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De lo visto hasta ahora podemos obtener ya algunas conclusiones:

1. La suma de dos primarios es siempre un complementario 2. La suma de dos complementarios es siempre un primario 3. La suma de triadas completas de primarios o complementarios es siempre acromática 4. La suma de partes iguales de triadas produce un gris. Los grises acromáticos, se producen mediante mezclas de blanco y negro. Los grises cromáticos, se producen mediante mezclas de partes equivalentes de todos los componentes de una triada.

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INFLUENCIA DE LA PERCEPCIÓN VISUAL EN LA MEZCLA DE COLORES Existen multitud de fenómenos que afectan a nuestra percepción del color. De ellos hablaremos en el capítulo siguiente. Nos interesa ahora hablar de dos de ellos: la mezcla partitiva o mezcla óptica, y la mezcla rápida.

Mezcla óptica (o mezcla partitiva) La mezcla óptica o partitiva se da cuando la imagen que percibimos está compuesta de un conjunto de pequeñas superficies coloreadas, demasiado pequeñas para ser vistas individualmente y en consecuencia, se funden unas con otras. Este caso, ocurre en muchas situaciones de la vida real como puede ser la observación de un tapiz de muchos colores, cuando vemos la televisión y en reproducciones en offset, huecograbado, flexografía, impresión digital, incluso en las telas compuestas de hilos de distintos colores. En los trabajos de imprenta, para componer imágenes en tricromía se emplean tramas de colores que no son más que pequeños puntos coloreados dispuestos de una determinada forma para que el efecto final sea el deseado. Por ello, cuando vemos un cartel a una determinada distancia no percibimos los puntos de los que está formado, pero si nos aproximamos lo suficiente (o empleando una lente de aumento si es necesario) vemos que está formado por multitud de puntos de los colores base. Las imágenes de la izquierda ilustran el significado de mezcla óptica. Hay dos figuras, en la inferior vemos un gris del 50%. La superior corresponde al mismo gris de la inferior, pero aumentado una gran cantidad de veces. Debajo: sin ampliar. Arriba: ampliada

Es la misma situación que nos ocurre ante las tramas de imprenta, si nos acercamos lo suficiente vemos que está compuesta por puntos; mirando normalmente no somos capaces de distinguirlos pues se produce una mezcla óptica.

A diferencia de los casos anteriores, la mezcla óptica o partitiva también se produce en la retina del ojo del observador a partir de un objeto en el que los colores se encuentran “puros” y en partes relativamente pequeñas. Si nos aproximamos a dicho objeto veremos las partes coloreadas; si nos alejamos, podemos llegar a percibir un único color una mancha homogénea - compuesta por las múltiples partes de los múltiples colores diferentes. El color – Antonio Cuevas – Pág. 20 de 37


En resumen:

La mezcla óptica es un efecto en el que dos colores (o más), percibidos simultáneamente, se ven combinados y por ende fundidos en un solo y nuevo color. En la mezcla óptica o partitiva los colores originales son primero anulados y hechos invisibles, después reemplazados por un sustituto llamado mezcla óptica. Es decir se trata de una mezcla artificial realizada por el sistema de visión humano. El fenómeno de la mezcla óptica se debe a la incapacidad de la retina humana para descomponer detalles pequeños, es decir, es consecuencia del límite de agudeza del sistema visual humano del que hablaremos en sucesivas ocasiones. El reconocimiento de estos detalles depende de la medida de los conos y de los bastoncillos, los dos fotorreceptores de nuestra retina de los que nos ocuparemos en el próximo tema. Así, las estructuras finas de una imagen no pueden ser reconocidas solas, las reflexiones de cada una de ellas se mezclan en la vista en un matiz unitario. Los diferentes hilos coloreados, por ejemplo, que componen una tela y cuya existencia puede apreciarse sin dificultad a través de una lupa, no pueden ser percibidos a simple vista. Igual ocurre con las tramas de imprenta. En general, cuando existen más de 60 líneas por centímetro no es posible distinguir por separado los puntos de la trama. Los pintores impresionistas, por ejemplo, nunca presentaban un verde en sí. En lugar de aplicar pintura verde resultante de mezclar mecánicamente en la paleta el amarillo con el cian, aplicaban amarillo y cian por separado, sin mezclar, en pinceladas yuxtapuestas, de manera que sólo se mezclaran en la percepción del espectador. Las pinceladas debían tener el tamaño mínimo suficiente para que no “Navegando por el Sena” – Pierre Auguste Renoir – hacia 1879 pudieran ser apreciadas a simple vista porque, como ya sabemos, el efecto de la mezcla óptica depende del tamaño de los componentes y de la distancia de observación. Los impresionistas trabajaban sobre una paleta de colores puros, desterrando los tonos muy oscuros, neutros y grises, es decir, los que no aparecen en el espectro solar. Así obtenían una pintura luminosa, de tonalidades vivas y claras. El procedimiento tiene, además, una indudable ventaja: realizándose la mezcla con luz, el tono resultante es de una limpieza que jamás puede lograr la mezcla física de los pigmentos. El color – Antonio Cuevas – Pág. 21 de 37


En la segunda mitad del siglo XIX, con los descubrimientos debidos a la física sobre la naturaleza de la luz, se despierta en los pintores un interés más vivo sobre los fenómenos luminosos y su aplicación a la pintura. La luz es el vehículo necesario de toda impresión visual, por lo que es lógico que constituya la primera y principal preocupación del pintor. Es la luz solar la que, cayendo con mayor o menor inclinación, con intensidad distinta, directa o reflejada, sobre las cosas, engendra la ilusión del color y de la línea, que es inherente al fenómeno de diferenciación de los colores. Los “Impresión: sol naciente” – Claude Oscar Monet - 1873 impresionistas se preocuparon más por captar la incidencia de la luz sobre el objeto que por la exacta representación de sus formas, debido a que la luz tiende a difuminar los contornos y refleja los colores de los objetos circundantes en las zonas de penumbra. Los pintores académicos definían las formas mediante una gradación tonal, utilizando el negro y el marrón para las sombras. Los impresionistas eliminaron los detalles minuciosos y tan sólo sugirieron las formas. Consiguieron ofrecer una ilusión de realidad aplicando directamente sobre el lienzo pinceladas de color cortas y yuxtapuestas, que mezcladas por la retina del observador desde una distancia óptima aumentaban la luminosidad mediante el contraste de un color primario (como el verde) con su complementario (magenta). De este modo, los impresionistas lograron una mayor brillantez en sus pinturas que la que se produce normalmente al mezclar los pigmentos antes de aplicarlos.

Óleo de Georges Saurat (18591891), maestro del puntillismo, titulado “Jarrón con flores” El color – Antonio Cuevas – Pág. 22 de 37


Estas consideraciones fueron llevadas a su extremo por la escuela pictórica denominada puntillismo <8>, método que consiste en la aplicación de pequeños puntos de color puro. Al contemplar los cuadros desde cierta distancia, estas pequeñas manchas se funden en un solo campo de color (mezcla óptica) y reproducen con brillantez los efectos lumínicos.

Georges Seurat, “Las modelos”, óleo sobre lienzo que el pintor realizó en 1888, a los 29 años (museo: The Barnes Foundation, Pensilvania). Georges Seurat es uno de los ejemplos más destacados de puntillismo, técnica basada en la mezcla partitiva.

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Mezcla rápida El fenómeno denominado mezcla rápida tiene su origen en la lentitud de reacción de nuestro sentido de la vista y en particular en la llamada persistencia retiniana, fenómeno del que hablaremos con detalle en el tema siguiente pues es el fenómeno que permite el registro de imágenes en movimiento. Cuando la lente simple del ojo, el cristalino, enfoca una imagen sobre la retina, los impulsos nerviosos que llegan al cerebro son estimulados por la secreción de unos fotopigmentos específicos, cuya actividad química persiste aunque la imagen desaparezca repentinamente, manteniéndose la estimulación de las señales nerviosas durante un breve periodo de tiempo. Este es el fenómeno llamado persistencia retiniana. La comprobación es muy simple: si cerramos los ojos observaremos que las imágenes en nuestra retina no desaparecen instantáneamente; se mantienen durante un breve lapso de tiempo. En esta útil propiedad se basan todos los sistemas actuales de reproducción de imágenes en movimiento, sean mecánicos o electrónicos. La sensación de movimiento que percibimos en las imágenes proyectadas en el cine o en un televisor se fundamenta en esta persistencia o retardo de nuestra retina pues lo que vemos son imágenes fijas (sin movimiento) pero yuxtapuestas a gran velocidad. A efectos cromáticos, cuando frente al ojo hacemos girar un disco con diferentes sectores cromáticos, el ojo no es capaz de distinguirlos a partir del momento en que el giro del disco supera una determinada velocidad. Si ese disco contuviera, por ejemplo, cantidades iguales de azul verde y rojo primarios, el observador lo percibiría como blanquecino. Igualmente, el aleteo de una mariposa cuyas alas contienen verde y rojo será percibido por nuestro ojo como si el insecto tuviera alas amarillentas. <8> Los experimentos físicos habían probado también que la mezcla de colores los ensucia y desemboca a la postre en el negro. Por ello, para los pintores de la escuela denominada “puntillista”, la única mezcla capaz de producir el efecto deseado es la mezcla óptica. Tras haber reunido por separado en sus telas los elementos individuales de color presentes en la naturaleza, el pintor asignaba a la retina del espectador la tarea de unirlos de nuevo. La técnica de pinceladas de los impresionistas no permitía la exactitud matemática que necesitaban los puntillistas para aplicar su sistema con pleno rendimiento. Mediante la adopción de minúsculas pinceladas en forma de punto lograron acumular, incluso sobre superficies reducidas, una gran variedad de colores y tonos, cada uno de los cuales se correspondía con uno de los elementos que contribuía a la apariencia del objeto. A una distancia determinada, esas partículas diminutas se mezclan ópticamente y esa mezcla tenía que producir una intensidad de colores mucho mayor que cualquier mezcla de pigmentos. En este sentido, sus estudios de luz y color sobrepasan los realizados por cualquiera de los impresionistas, pero también se encontraron con mayores dificultades. Con más conocimientos y un ojo más disciplinado, tenían que hallar todos los matices del espectro luminoso, así como un modo de iluminar u oscurecer un matiz dado en relación con los contrastes simultáneos producidos por los colores que le rodeaban. A pesar de lo aparentemente acertado de la denominación de puntillismo, sobre todo en lo que se refiere a la técnica de este grupo, ni Seurat ni Signac, sus miembros fundadores, la aceptaron nunca; ambos condenaron y evitaron rigurosamente este término a favor del de “divisionismo”, que consideraban abarcaba mejor todas sus innovaciones. El color – Antonio Cuevas – Pág. 24 de 37


SISTEMAS DE OBTENCIÓN DE COLOR. SISTEMA ADITIVO En 1861, James Clerk Maxwell <9> proyectó ante la Royal Institution de Londres una imagen en color de una condecoración llamada Tartan Ribbon, mediante la yuxtaposición de tres diapositivas fotográficas en blanco y negro pero captadas cada una a través de filtros rojo, verde y azul, y proyectadas con los mismos filtros con tres linternas. Maxwell fue el físico que, más tarde, confirmó el carácter ondulatorio de la luz. Aquel famoso experimento en el que se obtuvo la primera fotografía en color de la historia, se basó en la mezcla aditiva de colores. Denominamos mezcla aditiva a aquella que parte del azul, verde y rojo para obtener todos los colores, añadiendo unos a otros. Por tanto, un sistema de color aditivo implica que se emita luz directamente desde una fuente de iluminación de algún tipo. Mezclando luces de colores procedentes de dos o más focos (cañones de luz coloreada) sobre una pantalla blanca obtenemos una mezcla aditiva. Si mezclamos los tres colores primarios en proporciones adecuadas (ecuación de la luminancia) obtendríamos el blanco. Una forma de obtención de la luz blanca es proyectar superpuestas sobre un punto de una pantalla blanca una luz azul, una verde y otra roja. Este tipo de proceso se llama aditivo porque para formar la mezcla sumamos las distintas La mezcla aditiva de los tres colores proporciones correspondientes a cada primario. primarios produce el blanco. En este tipo

de mezcla, como ocurre en los monitores de TV, la base es el negro (ausencia de color). En el monitor, este negro esta representado por la oscuridad (carencia de señal) en la pantalla.

En la síntesis aditiva sumamos radiaciones de diversas ondas, es decir que estamos añadiendo luz en cada mezcla, con lo cual el color resultante es más luminoso (brillante). Por ello se dice que la mezcla aditiva origina colores luz.

Esta mezcla de color o tonalidad es la propia de sistemas basados en emisión de luz, como televisores, monitores y proyectores multimedia. En los primeros proyectores multimedia era posible observar como la imagen final se obtenía por superposición de las producidas por los tres cañones azul, verde y rojo, visibles en el exterior del aparato. En la TV cromática <10> y en los monitores de ordenador, los colores se reproducen mediante una mezcla de color aditiva. En este caso, los colores se generan al pasar la luz blanca a través de tres filtros de color apropiados o utilizando fósforos apropiados. La pantalla de un monitor convencional de color (CRT, Cathodic Rays Tube), está compuesta de minúsculos elementos rojos, azules y verdes de fósforo, cada tres de ellos conforma un píxel o elemento básico de imagen <11>. Todas las pantallas electrónicas, sean de rayos catódicos o planas (LCD, plasma y OLED), forman el color por síntesis aditiva. El color – Antonio Cuevas – Pág. 25 de 37


El monitor de color tiene una máscara o rejilla conformada por minúsculos orificios alineados con los píxeles RGB. Los píxeles RGB son excitados ordenadamente por el cañón de electrones: el cañón correspondiente al rojo excita sólo los fósforos rojos, el azul a los azules y el verde sólo a los fósforos verdes, todo ello en una fracción de segundo y en la forma esquemática siguiente: En la primera triada, el píxel solo tiene encendido el fósforo rojo. Por tanto se percibiría como un punto rojo.

Ampliación del puntero típico de Windows

La segunda triada, tiene encendidos los tres fósforos, en igual intensidad, por lo cual, se visualizaría un punto blanco. La tercera triada solo enciende los fósforos rojo y verde, en consecuencia, resultaría un punto amarillo. Tanto en proyectores multimedia como en monitores de televisión, debe controlarse la luminancia de cada primario para que la cantidad del mismo en las mezclas se ajuste a la producción de la gama de colores deseados <12>. De la obtención de la imagen en color mediante tres negativos tomados sucesivamente como hizo Maxwell en 1861 - lo que obligatoriamente solo permitía fotografiar naturalezas muertas por la baja sensibilidad de aquellas emulsiones - el ingenio llevó a inventar cámaras que pudieran tomar simultáneamente las tres fotografías, con la división del haz captado por el objetivo en tres haces mediante prismas o espejos. A esta intención respondía la cámara Kronoscop de 1895, obra del estadounidense Frederick E. Ives (1856-1937), un antecedente del procedimiento que utilizarían las futuras cámaras de televisión <13>. La gran dificultad de todos aquellos experimentos residía en que las emulsiones actínicas (sensibles a la luz) conocidas por entonces, tanto las placas húmedas al colodión como las secas con gelatina y halogenuros de plata que aparecieron a partir de 1870, eran sólo sensibles a la zona azul del espectro. Muchos esfuerzos y experimentos hubieron de realizarse El color – Antonio Cuevas – Pág. 26 de 37


para conseguir la impresión de las placas correspondientes a los filtros rojo y verde. En 1884 se consigue la emulsión ortocromática, sensible al verde y al azul, pero hasta principios del siglo XX no se descubre la pancromática, sensible también al rojo. Ello permitió la práctica inicial de la fotográfica en color, destinada básicamente a la reproducción mediante artes gráficas.

Los hermanos Lumière inventaron un sistema de obtener la síntesis aditiva MEZCLA ADITIVA mediante una única diapositiva. Eran las Plaques Autochromes que fabricaron En 1861, James Clerk industrialmente en sus instalaciones y Maxwell proyectó ante la comercializaron a partir de 1907, Royal Institution de abriendo el campo del color incluso a los Londres una imagen en aficionados. Se trataba de unas placas color (una condecoración), sobre cuya emulsión pancromática se mediante la yuxtaposición situaba una capa de granos de almidón de tres diapositivas teñidos de los tres colores fotográficas en blanco y fundamentales. Los granos translúcidos negro pero captadas cada actuaban como microfiltros, dejando una a través de filtros rojo, pasar cada uno la luz de su color que verde y azul, y La primera fotografía en impresiona la emulsión bajo él. La placa proyectadas con los color fue obtenida por el se sometía a un revelado de inversión mismos filtros con tres método de MEZCLA ADITIVA que la convertía en imagen positiva. Los linternas. granos de almidón no eran afectados ni desprendidos en los diferentes baños. Así, al proyectar esta diapositiva, se obtenía una imagen compuesta de diferentes puntos de color, como un mosaico. Los puntos eran lo suficientemente pequeños como para que quedaran por debajo de la acuidad (o agudeza) de la visión humana que los integraba, consiguiéndose así la suma aditiva por yuxtaposición. El color – Antonio Cuevas – Pág. 27 de 37


El color por síntesis aditiva fue el método utilizado en la primitiva cinematografía en color aunque con poco éxito, debido a su coste elevado en equipos de exhibición y a las deficiencias de imagen que ocurrían con objetos móviles. El sistema que tuvo alguna explotación comercial fue el Kinemacolor que se basaba en la síntesis aditiva de dos colores (rojo-anaranjado y verdeLa pantalla de un monitor convencional azulado). Posteriormente se de color (CRT, Cathodic Rays Tube) está intentó obtener una compuesta de minúsculos elementos cromaticidad más real con tres rojos, azules y verdes de fósforo; cada colores y finalmente con cuatro. tres de ellos conforman un píxel En cualquiera de los casos el (unidad elemental de imagen). sistema consistía en la obtención de dos, tres o cuatro fotogramas consecutivos en blanco y negro filmado cada uno de ellos con un filtro de cada color; posteriormente se proyectaba cada fotograma con su filtro correspondiente con una velocidad doble, triple o cuádruple de la normal. El gran problema de los sistemas aditivos para fotografía residía en la baja rapidez (sensibilidad) del material, teniendo la luz que atravesar la pantalla filtro para impresionar la emulsión. También la falta de luz se dejaba sentir en la proyección, cuestión especialmente grave en el caso de la proyección comercial cinematográfica en grandes salas; un blanco en la pantalla se conseguía con la suma de la luz roja, la verde y la azul. Por ello los sistemas cinematográficos de color basados en la mezcla aditiva fueron efímeros. Sin embargo, cuando la televisión quiso colorear sus imágenes recurrió a la síntesis aditiva.

PLAQUES AUTHOCROMES (Hermanos Lumiére), 1907

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Leyes básicas de la mezcla aditiva De lo que hemos visto hasta ahora, podemos resumir las leyes de la mezcla aditiva.

1- La síntesis aditiva funciona a partir de la ausencia de estimulación (partimos de la ausencia de luz y de color; pantalla apagada) y procede mediante añadidos de los colores primarios (R, V, A). La suma de todas las partes posibles de rojo, verde y azul genera el color blanco. 2- Sus ecuaciones básicas son: - (R + V + A) = negro R + V + A = blanco R + V = amarillo R + A = magenta V + A = cian 3- La mezcla aditiva da lugar a colores que tienen luminancias (brillo) mayores que cualquiera de los colores utilizados para mezclar. 4- La mezcla aditiva de dos de los tres primarios da lugar a los llamados colores complementarios o secundarios: cian (azul + verde), amarillo (verde + rojo) y magenta (violeta + rojo). 5- La mezcla aditiva de dos colores complementarios, da lugar a un primario: Amarillo + magenta = (verde + rojo) + (azul + rojo) = rojo Amarillo + cian = (verde + rojo) + (azul + verde) = verde Cian + magenta = (azul + verde) + (azul + rojo) = azul En cada una de las tres ecuaciones anteriores lo que hemos hecho es suprimir una triada (azul + verde + rojo) puesto que, como sabemos, la suma de triadas completas es acromática. Si en la primera ecuación: Amarillo + magenta = (verde + rojo) + (azul + rojo) = rojo suprimimos una triada (verde + rojo + azul), lo que finalmente queda es el rojo. Amarillo + magenta = (verde + rojo) + (azul + rojo) = rojo 6- La mezcla aditiva de los tres colores primarios, en la proporción adecuada, reproduce el “color” blanco - luz blanca o acromática -. También se obtiene una sensación acromática mezclando aditivamente un primario y su correspondiente complementario. Por ejemplo, el primario rojo con su complementario cian producirá una mezcla acromática. El color – Antonio Cuevas – Pág. 29 de 37


LEYES DE LA MEZCLA ADITIVA 6. La mezcla aditiva de dos colores complementarios, da lugar a un primario: Amarillo + magenta = rojo (verde + rojo) + (azul + rojo) = rojo > Amarillo + cian = verde (verde + rojo) + (azul + verde) = verde Cian + magenta = azul (azul + verde) + (azul + rojo) = azul Una triada completa es acromática Las ocho sensaciones básicas de color en mezcla aditiva

Mezclas aditivas

Sensación de color

Ninguna

= Negro

M + C = (A + R) + (A + V)

= Azul

Allo + C = (V + R) + (A + V)

= Verde

Allo + M = (V + R) + (A + R)

= Rojo

A+V

= Cian

A+R

= Mgta

V+R

= Allo

A+V+R

= Blanco

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<9> El primero en obtener un resultado convincente en fotografía en color fue el gran físico escocés James Clerk Maxwell, quien presentó su método aditivo de fotografía en color en Londres, en 1861, con la intención de demostrar cómo la percepción retiniana de los colores se realiza a partir de tres colores fundamentales. Su método consistió en proyectar negativos obtenidos con filtros de color rojo, azul y verde, con el propósito de obtener, después de una superposición precisa de los negativos en una pantalla, una imagen única con todas las tonalidades del modelo original, la condecoración reproducida a la izquierda denominada Tartan Ribbon (el tartán es una tela de lana con cuadros o listas cruzadas de diferentes colores, característica de Escocia) El procedimiento tiene un fundamento científico, pero el experimento resulta por pura coincidencia, ya que la emulsión utilizada por Maxwell posee una sensibilidad cromática insuficiente. <10> Desde el punto de vista lingüístico lo correcto sería hacer la distinción entre televisión cromática y acromática y no entre televisión en blanco y negro por una parte y televisión en color, por otra. <11> Las pantallas electrónicas pueden clasificarse en dos grandes grupos en función de la tecnología empleada para formar la imagen: las pantallas de tubos de rayos catódicos (CRT, cathode ray tube) y las pantallas planas (FPD, flat panel displays). Dentro de las planas se engloba un gran número de pantallas muy distintas en cuanto a la tecnología empleada, pero compartiendo la característica común que indica su nombre: son planas. La norma UNE-EN ISO 13406-1 define como pantalla plana "aquella que está formada por una superficie plana con un radio de curvatura mayor de 2 metros, destinada a la presentación de información; la superficie incluye una zona activa constituida por un conjunto regular de elementos pictográficos discretos eléctricamente alterables (píxeles), dispuestos en filas y columnas"; es decir, que tiene una estructura matricial. Las pantallas planas (FPD) pueden clasificarse en dos grupos: las que emiten luz y las que utilizan un sistema de retroiluminación. Estas últimas son conocidas con el nombre de LCD (liquid crystal displays): pantallas de cristal líquido. Las TFT LCD (thin film transistor) son las más representativas de las que utilizan retroiluminación (hay que aclarar que TFT no es una tecnología de visualización en sí, se trata de un tipo especial de transistores con el que se consigue mejorar la calidad de la imagen). De entre las pantallas planas que emiten luz, cabe destacar la de plasma (PDP, plasma display panel) como la más importante. El color – Antonio Cuevas – Pág. 31 de 37


<12> Paradójicamente, los monitores en blanco y negro, pese a ser de tecnología más simple, tienen mayor resolución que los de color. Veamos por qué. La pantalla de un monitor convencional de color (CRT, Cathodic Rays Tube) está compuesta de minúsculos elementos rojos, azules y verdes de fósforo, cada tres de ellos conforma un píxel. El monitor de color tiene una máscara o rejilla conformada por minúsculos orificios alineados con los píxeles RGB. Los píxeles RGB son excitados ordenadamente por el cañón de electrones: el cañón correspondiente al rojo excita sólo los fósforos rojos, el azul a los azules y el verde sólo a los fósforos verdes, todo ello en una fracción de segundo. Por tanto, lo que se utiliza en esencia es sólo 1/3 de la resolución potencial de imagen en azul, verde y rojo. Por el contrario, un monitor en blanco y negro tiene su pantalla formada por una sola capa de fósforo. Los fósforos en un monitor en blanco y negro no son separados en tres puntos como en el monitor de color y por tanto resultan más nítidos. En los monitores de color, si se utiliza el mando del croma para eliminar el color, no se obtiene una imagen más nítida. <13> Cámara Hess-Ives Hicro de 1915 basada en los descubrimientos de Frederick Ives. Producía imágenes en color a base de exposiciones consecutivas a través de filtros magenta, cian y amarillo.

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SISTEMAS DE OBTENCIÓN DE COLOR. SISTEMA SUSTRACTIVO

Partiendo de la luz blanca como materia prima podemos obtener la sensación de todos los colores si a esta mezcla, aproximada, de todas las radiaciones sustraemos (eliminamos) parte de ellas. De esta forma puede obtenerse el verde por supresión de las radiaciones magentas (rojo + azul) y puede obtenerse el color azul si a la luz blanca la suprimimos las radiaciones amarillas (rojas + verdes). En consecuencia, un color cualquiera puede obtenerse si a la luz blanca se le sustrae su color complementario. El sistema sustractivo (o mezcla sustractiva) consiste en la obtención de luces de cualquier color con la resta (sustracción) de componentes cromáticos a la luz blanca mediante filtros de color. Cuando ponemos un filtro de color a la luz blanca, sólo dejamos pasar luz de ese color, por lo tanto, le estamos restando a la luz blanca el resto de tonalidades. Este sistema utiliza filtros que se interponen al La mezcla paso de la luz blanca y se emplean, sustractiva de los únicamente los colores complementarios: tres colores amarillo, magenta y cian. Podríamos utilizar complementarios filtros de colores primarios para restar produce el negro componentes a la luz blanca pero no podríamos obtener todos los colores sino únicamente diferentes tonos de rojo, verde o azul. En cambio, con la utilización de filtros de colores complementarios tenemos la posibilidad de superponer filtros para así obtener luz de todos los demás colores posibles.

En comparación con la mezcla aditiva, la sustractiva tiene lugar en un espacio anterior (área del material) en la cadena de efectos entre la luz y la sensación de color. Se relaciona con el poder de absorción del material translúcido (transmisión selectiva). Necesitamos filtros o pigmentos con los tres colores complementarios (cian, magenta y amarillo). El color blanco es necesario como color base para llenar las diferencias. En la proyección cinematográfica, el color blanco esta presente en la luz que emite el proyector y en la pantalla. En la impresión multicolor y en las pinturas el blanco esta presente en el papel, lienzo o soporte de impresión.

Utilizando sustractivamente filtros de los colores complementarios, es decir, superponiéndolos, podemos obtener luz de los colores primarios (rojo, verde, azul). Por ejemplo, decimos que cian más amarillo origina verde. La explicación es simple. El color – Antonio Cuevas – Pág. 33 de 37


Si hacemos pasar luz blanca a través de un filtro cian (azul y verde), este filtro dejará pasar sólo esos dos colores. A continuación esa luz azul y verde tropieza con un filtro amarillo (verde y rojo) que interceptará el azul, dejando pasar solo el verde. Por tanto cian + amarillo = verde (a la izquierda, en el centro) La mezcla sustractiva de los tres complementarios (magenta + cian + amarillo) origina el negro. Veamos por qué. 1- El rayo de luz blanca llega al primer filtro, magenta, que sólo deja pasar los colores que contiene: azul y rojo. 2- Esta luz azul y roja llega al segundo filtro, cian (azul y verde), por tanto la única luz que lo traspasa es la azul. 3- La luz azul resultante finalmente llega al filtro amarillo (verde y rojo) que intercepta la totalidad del azul. El resultante, por tanto, de la mezcla sustractiva de los tres colores complementarios es la ausencia de color: el negro. El resultado de una mezcla sustractiva es una luz que posee menos longitudes de onda y brillo que la original. Así mismo, la luminosidad del color resultante mediante la síntesis sustractiva es menor que la luminosidad de los colores que intervienen puesto que se sustrae luz. Los sistemas de proyección de imágenes sobre pantallas cinematográficas o proyección de diapositivas, obtienen el color por el procedimiento sustractivo.

UN FILTRO DEJA PASAR SUSTRAE magenta Rojo + azul verde cian azul + verde rojo amarillo rojo + verde azul magenta + cian Azul verde y rojo magenta + amarillo rojo verde y azul cian + amarillo verde rojo y azul cian + amarillo + magenta nada todo

LEYES DE LA MEZCLA SUSTRACTIVA

LEYES DE LA MEZCLA SUSTRACTIVA

5.- La mezcla sustractiva de dos complementarios origina siempre un primario:

5.- La mezcla sustractiva de dos complementarios origina siempre un primario:

Magenta + cian = azul (rojo + azul) + (verde + azul) = azul

Magenta + amarillo = rojo (azul + rojo) + (verde + rojo) = rojo

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Leyes básicas de la mezcla sustractiva

1.- La síntesis substractiva funciona a partir de la estimulación plena (color blanco u hoja de papel sobre la que se va a imprimir, pantalla de proyección cinematográfica) y procede mediante filtrajes o substracciones de sus colores complementarios (C, M, Allo). El filtraje de todas las partes posibles de cian, magenta y amarillo genera el “color” negro. 2.- Sus ecuaciones básicas son las siguientes: - (C + M + Allo) = blanco C + M + Allo = negro M + C = azul Allo + C = verde M + Allo = rojo 3.- La mezcla sustractiva da lugar a colores que tienen luminancias (brillo) menores que cualquiera de los complementarios utilizados. 4.- La mezcla sustractiva de dos colores complementarios origina un primario: Cian + amarillo = verde Cian + magenta = azul Amarillo + magenta = rojo

(verde + azul) + (verde + rojo) = verde (verde + azul) + (rojo + azul) = azul (verde + rojo) + (azul + rojo) = rojo

5.- La mezcla sustractiva de tres colores complementarios en la proporción adecuada reproduce el negro o, en su caso (menor saturación), el gris. Las ocho sensaciones básicas de color en mezcla sustractiva

Mezclas sustractivas

Sensación de color

Ninguna

= blanco

Allo

= Allo

Magenta

= Mgta

Cian

= Cian

Amarillo + Magenta

= Rojo

Amarillo + Cian

= Mgta

Cian + Magenta

= Allo

Cian + Magenta + Amarillo

= Negro

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Los colores que se obtienen por mezcla de tintas tanto en la pintura (acuarelas, óleos, acrílicos, ceras, témperas y cualquier pintura industrial que utilice pigmentos de color) como en las artes gráficas (fotograbado, litografía, offset) siguen el método sustractivo. En artes gráficas se emplean matrices cian, amarillas y magentas, a las que se añade una negra para mejorar la tonalidad. Idéntico sistema es el empleado en las fotocopiadoras en color. Históricamente, al igual que otros sistemas de color, hasta que se inventaron las emulsiones pancromáticas en 1906 y se pudieron impresionar negativos a través de un filtro rojo, no tuvieron eficacia práctica. Tomados los tres negativos de selección a través de los filtros primarios, se obtenían tres positivos por contacto sobre película tiñendo en masa cada uno con el color complementario del filtro de toma: el positivo correspondiente al negativo del filtro azul se teñía de amarillo; el del rojo, de cian; el del verde, de magenta. Colocadas las tres películas, una sobre otra con coincidencia de las imágenes, se veía por trasparencia o por proyección la imagen en color del objeto original. En resumen, se trataba de acceder a todos los colores del espectro mediante su selección según los primarios y su reconstitución con los secundarios, o complementarios, a través de la síntesis substractiva. El método fue mejorado para la fotografía con la impresión de los positivos de selección. Era el método llamado de transferencia de colorantes o Dye Transfer, que Kodak desarrolló y puso a disposición de los laboratorios profesionales e incluso de los aficionados exigentes. Después de los inicios de la fotografía y el cine en color por el método aditivo se llega a la solución de emplear el método sustractivo. Los inicios de este sistema, como el método Tricromode Carbro, tenía grandes dificultades debidas a la superposición exacta de las tres reproducciones. En esencia consistía en realizar tres exposiciones sobre tres negativos diferentes de blanco y negro utilizando los filtros de los colores primarios rojo, verde y azul; cada negativo era la base para obtener una copia en el color complementario al filtro con el que se había obtenido, siendo el resultado tres copias (cian, magenta y amarilla) que al superponerse daban lugar a la imagen en color del objeto fotografiado. En la actualidad, en la obtención de imágenes sobre negativo fotográfico y cinematográfico se emplean los colores primarios aditivos; posteriormente, en el procesado final se consigue una imagen con los colorantes complementarios: amarillo, magenta y cian. Como consecuencia, la imagen observada es el resultado, no de una suma de luces sino de la sustracción efectuada sobre la luz blanca que incide sobre la copia en papel o la pantalla de proyección. De ello hablaremos con detenimiento más adelante. Pintores, impresores, luminotécnicos y fotógrafos emplean idiomas distintos en función de si mezclan pigmentos (mezcla sustractiva) o luces (mezcla aditiva). Sobre la tela, se obtienen todos los matices mezclando el cian, magenta y amarillo; se habla de la síntesis sustractiva, ya que los pigmentos sustraen la luz a la luz blanca los colores que absorben. Por el contrario, sobre la pantalla de televisión, los puntos luminosos rojos, verdes y azules se combinan entre sí para crear todos los demás tintes; es la síntesis aditiva. En conclusión: con la mezcla, en proporciones adecuadas, de tres estrechas franjas del espectro, se puede reproducir toda la gama de colores. Es evidente que si todos los colores existentes en la naturaleza los percibimos en función del análisis realizado por los tres fotoconversores de nuestras retinas, y no mediante la excitación de un fotoconversor específico para cada color/longitud-de-onda, es suficiente con ofrecer a tales fotoconversores el estímulo adecuado para que sinteticen una sensación similar a la que se tendría si se presentara al ojo cada matiz. Nuestro sistema visual es incapaz de discernir si el color amarillo por ejemplo es producido por una radiación entre 575nm y 590nm o por cualquiera de los dos procedimientos posibles de síntesis del color, puesto que en la retina no existe un fotoconversor específico para cada color. El color – Antonio Cuevas – Pág. 36 de 37


Podemos conseguir un amarillo tanto mediante la adición de dos haces verde y rojo como mediante el procedimiento de eliminar, sustraer de la luz blanca todas las radiaciones no amarillas. Los colores que percibimos raramente están producidos por radiaciones espectrales monocromáticas. De esta forma puede obtenerse el verde por supresión de las radiaciones magentas (rojo + azul) y puede obtenerse el color azul si a la luz blanca la suprimimos las radiaciones amarillas (rojas + verdes). En consecuencia, un color cualquiera puede obtenerse si a la luz blanca se le sustrae su color complementario. Es importante insistir en que la mezcla sustractiva es fundamentalmente diferente a la de los sistemas aditivos. En los sistema aditivos, a medida que añadimos colores, el resultado se traduce en una luz que tiene cada vez más longitudes de onda y más brillo. En cambio, el resultado de una mezcla sustractiva es una luz que posee menos longitudes de onda y menor brillo que la original.

SISTEMA ADITIVO - RESUMEN

Parte de la ausencia de luz (y, por tanto, color) y va añadiendo colores primarios Cada mezcla produce más brillo Típico de sistemas que emiten luz (pantallas de TV, computadoras, multimedia) La mezcla aditiva de dos primarios es un complementario

La mezcla aditiva de los tres primarios es el blanco SISTEMA SUSTRACTIVO RESUMEN

La mezcla aditiva de dos complementarios es un primario

Parte del blanco al que va restando colores complementarios Cada mezcla produce menos brillo Típico de sistemas que proyectan luz (cine, diapositivas) La mezcla sustractiva de dos complementarios es siempre un primario

Mezclando sustractivamente dos primarios no obtendríamos ningún color

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La mezcla sustractiva de los tres complementarios es el negro

El color  

Manual de Tecnología Audiovisual de Antonio Cuevas. El color

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