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Teoria
das cores Prof.
Luiz Ferraz Netto O
olho Os
bastonetes permitem a visão para intensidades luminosas muito pequenas
(noite, crepúsculo), porém recebem apenas impressão de luminosidade e
nenhuma impressão cromática. Os objetos coloridos aparecem sem cor no
escuro (fenômenos de Purkinje). Os bastonetes, por sua vez, contêm uma
substância sensível à luz, a púrpura ocular, que se decompõe pela ação
da luz, mas se regenera no escuro. Os
cones permitem a impressão colorida em claridades média e grande (visão
diurna). Seu limite sensível é aproximadamente 1000 vezes mais alto que
o dos bastonetes. Apenas na região média de iluminamento vale a lei de Weber-Fechner (compare com aquela da acústica!): "A sensação luminosa é proporcional ao logaritmo da intensidade!" Com
os cones podemos ver 'em cores'. Sua substância sensível à luz não é
idêntica a púrpura dos bastonetes. Na mancha amarela da retina
(lugar da visão nítida) a possibilidade da percepção luminosa é função
exclusiva dos cones; na parte restante (parafoveal) predominam os
bastonetes. Se
a intensidade luminosa oscila muito rapidamente o olho não pode
acompanhar as variações e nós percebemos uma intensidade uniforme, que
corresponderia a uma intensidade luminosa constante da grandeza do valor médio
da intensidade, com o tempo (Lei de Talbot). Conceitos
fundamentais da teoria das cores Nossa
sensibilidade à luz não é, porém, do tipo de uma análise de Fourier:
A aparência de uma luz não indica nada sobre sua composição espectral.
A luz de uma lâmpada de mercúrio tem o mesmo aspecto da luz emitida por
uma lâmpada de arco através de um determinado vidro colorido; os
espectros dessas luzes são, entretanto, completamente diferentes. Duas
luzes (cores) são então percebidas identicamente quando coincidem em tonalidade,
saturação e brilho. Obtenção
de cores 1-
Subtração 2-
Adição Leis
da mistura aditiva 1-
Do resultado de uma mistura aditiva de cores somente se percebe o estímulo
visual cromático, mas não a sua composição espectral. 2-
Todo estímulo cromático pode ser obtido aditivamente a partir de três
cores fundamentais quaisquer, somente pela variação das suas
intensidades. 3-
Todos os estímulos coloridos são constantes. Por
causa destas leis pode-se, de um certo modo, representar matematicamente
uma cor. Como
cores fundamentais (ou cores-padrão) vamos escolher, por exemplo, um
determinado vermelho R, um verde G e um azul B. Essas
letras provêm de Red, Green
e Blue, do inglês. F = x1 R + x2 G + x3 B Se
fosse, por exemplo, x1 = 1/10,
isto significaria que somente 1/10 da intensidade da cor padrão
vermelha foi utilizada na superposição. Praticamente, isto poderia ser
realizado colocando-se em frente à luz vermelha, um
disco tendo um corte segundo um setor de 36o (1/10 de 360o),
girando velozmente. x1, x2 e x3 chamam-se
fatores de peso ou coordenadas cromáticas.
Para o aspecto da cor (tonalidade e saturação) somente é característica
a sua relação x1 : x2 : x3.
Seus valores absolutos caracterizam o brilho. Podem
ser também representadas por coordenadas negativas as chamadas misturas
impróprias de cores. Exemplifiquemos: misturando-se uma certa cor F
com 10% de vermelho R,
obtém-se a mesma cor que se teria com uma mistura de 80% de verde G
e 30% de azul B. Por estas circunstâncias, são possíveis duas representações geométricas, que passamos a ver: Representação
vetorial
Representação
em coordenadas triangulares O
ponto P é determinado em relação
ao triângulo, por meio das coordenadas triangulares r, g e b
(ilustração B), para as quais, devido a razões geométricas, vale: Designando-se
por L a soma das coordenadas
cromáticas, teremos, x1 + x2 + x3
= L, obtém-se então, para as coordenadas triangulares: r = h (x1/L) g = h (x2/L) b = h (x3/L) Vê-se
facilmente que todas as cores cuja obtenção se dá a partir da mistura
de duas cores estão sobre uma reta no triângulo cromático (Na
representação vetorial elas estão sobre um plano). Sendo
dadas as coordenadas triangulares de duas cores F'(r',g',b') e
F"(r",g",b") e
as somas de suas componentes, L' e L", obtém-se as coordenadas
triangulares da cor-mistura F(r,g,b)
do seguinte modo: r = (L'r' + L"r")/(L' + L") g = (L'g' + L"g")/(L' + L") b = (L'b' + L"b")/(L' + L") Esta
fórmula permite uma interpretação mecânica: Misturando-se
aditivamente n cores F', F", F"', com as somas
componentes L', L", L"',
a cor-mistura corresponderá ao ponto do triângulo cromático, que
corresponderia ao centro de gravidade de n massas de grandezas proporcionais a L', L",
L"', se estas massas
estivessem nas posições das cores F', F", F"', Se
tivéssemos escolhido outras cores-padrão em vez das cores vermelho R,
verde G e azul B,
seria diferente a disposição de todas Representando-se
no quadro cromático, depois de escolhidas as cores fundamentais, todas as
cores possíveis, verifica-se o seguinte: 1
— Todas as cores espectrais estão sobre uma curva determinada. 2
— Ligando-se o vermelho e o violeta exteriores (respectivamente
correspondentes ao maior e menor comprimento de onda) por meio de uma
reta, obtém-se uma ilustração fechada (ilustração C); onde no seu
interior ficam, em resumo, todas as cores possíveis. 3
— O ponto branco fica no interior da ilustração e as cores saturadas
(cores espectrais e tons púrpura) situam-se no contorno.
Ligando-se
ao ponto branco uma cor saturada qualquer, por meio de uma reta, sobre
esta encontraremos cores puras, com a mesma tonalidade, porém com saturação
diferente. Como
já observamos, um tal quadro cromático não nos fornece indicação
sobre a intensidade das cores (no contrário da representação vetorial,
onde dispomos de uma dimensão a mais). Suponhamos,
por exemplo, que escolhemos A, B e C como cores fundamentais. Decomponhamos
uma luz espectral S (monocromática) de comprimento de onda l
e intensidade Io, em
componentes cromáticas: As
componentes a, b e c como funções
do comprimento de onda l,
chamam-se função do estímulo padrão (estímulo
constante) correspondentes a A, B e C.
Quando elas são dadas podemos calcular as componentes cromáticas de
qualquer luz I(l)
Teoria
de Young e Helmholtz Uma
pessoa “cega para o vermelho” (como se diz comumente) percebe
igualmente em relação ao estímulo cromático, todas as cores situadas
sobre uma das retas representadas na ilustração D (há somente distinção
de brilho).
Admitindo-se
que lhe falte uma perceptividade cromática fundamental, esta deverá ser
a cor fundamental virtual R
(vermelho), determinada pelo ponto de concurso daquelas retas. De modo análogo
acham-se as perceptividades fundamentais verde G
e azul B,
por meio de experiências com As
funções de estímulo padrão, correspondentes a essas perceptividades
fundamentais R, G e B, estão
representadas na ilustração E. Vê-se que só aparecem coordenadas cromáticas
positivas.
De
acordo com a teoria de Young e Helmholtz deve-se interpretar esses fatos
da maneira seguinte: Os cones do olho possuem três aparelhos distintos, relativos ao vermelho, ao verde e ao azul. Cada um destes aparelhos possui uma sensibilidade luminosa dependente de l. As funções “sensibilidades espectrais” desses aparelhos coincidem com as funções de estímulo padrão das cores virtuais R, G e B. De
um modo geral, todos os três aparelhos são excitados por meio de um
determinado comprimento de onda, como se observa na ilustração E. l1
(ainda na ilustração E) , por
exemplo, excita fortemente o aparelho sensível ao verde, um pouco menos o
relativo ao vermelho e fracamente no aparelho correspondente ao azul. Admite-se que nos cones existam três diferentes substâncias impressionáveis com sensibilidades luminosas correspondentes a R(l), G(l) e B(l). Pode-se
grosseiramente comparar o olho a três fotocélulas, as quais são
respectivamente sensíveis ao vermelho, ao verde e ao azul. Iluminando-se
as três células simultaneamente com luz composta, os fluxos fotoelétricos
particulares corresponderão as perceptividades fundamentais do olho para
essa cor composta. A
percepção do “branco” tem lugar quando as três sensibilidades
fundamentais são igualmente excitadas. Há
uma outra teoria da visão colorida devida a Hering (teoria de quatro
cores ou tetracromática). Cores
de contraste O
marrom também é uma cor de contraste. Por esta razão, nunca chamamos
uma cor de marrom quando a vemos isoladamente. Se, entretanto, misturarmos
num quarto escuro uma certa região espectral de maneira que a cor-mistura
resultante seja laranja e, em seguida iluminarmos o ambiente,
perceberemos, então a cor laranja, Brilho,
Intensidade, Fotometria
Para
determinar se diversas cores são igualmente luminosas (fotometria
heterocrômica) são precisos fotômetros especialmente construídos (Por
exemplo, o fotômetro Flimmer). Na
melhor hipótese, a precisão é de 1%. Por exemplo, para que as cores
espectrais verde e vermelho nos pareçam igualmente claras, a intensidade
da luz vermelha deve ser maior que a da verde: o olho é pouco sensível
à luz vermelha.
e, segundo Abney, V ( l) está relacionada com as funções de estímulo padrão, assim: V ( l) = k.R( l) + m.G( l) + n.B( l) , com k, m e n constantes.
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