Física da percepção. Fisiologia da percepção das cores A influência geral da cor no estado físico e mental de uma pessoa

Percepção de cores(sensibilidade à cor, percepção da cor) - a capacidade da visão de perceber e transformar a radiação luminosa de uma determinada composição espectral na sensação de vários tons e tonalidades de cores, formando uma sensação subjetiva holística (“cromaticidade”, “cromaticidade”, coloração).

A cor é caracterizada por três qualidades:

• tom da cor, que é a principal característica da cor e depende do comprimento de onda da luz;
• saturação, determinada pela proporção do tom principal entre impurezas de cor diferente;
• brilho, ou leveza, que se manifesta pelo grau de proximidade com o branco (o grau de diluição com o branco).

O olho humano só percebe mudanças de cor quando o chamado limiar de cor (a mudança mínima de cor perceptível ao olho) é excedido.

A essência física da luz e da cor

As vibrações eletromagnéticas visíveis são chamadas de luz ou radiação luminosa.

As emissões de luz são divididas em complexo E simples.

A luz solar branca é uma radiação complexa que consiste em componentes de cores simples - radiação monocromática (de uma cor). As cores da radiação monocromática são chamadas espectrais.

Se um feixe branco for decomposto em um espectro usando um prisma, você poderá ver uma série de cores em constante mudança: azul escuro, azul, ciano, azul esverdeado, amarelo esverdeado, amarelo, laranja, vermelho.

A cor da radiação é determinada pelo comprimento de onda. Todo o espectro visível de radiação está localizado na faixa de comprimento de onda de 380 a 720 nm (1 nm = 10 -9 m, ou seja, um bilionésimo de metro).

Toda a parte visível do espectro pode ser dividida em três zonas

• A radiação com comprimento de onda de 380 a 490 nm é chamada de zona azul do espectro;
• de 490 a 570 nm - verde;
• de 580 a 720 nm - vermelho.

Uma pessoa vê objetos diferentes pintados em cores diferentes porque a radiação monocromática é refletida deles de maneiras diferentes, em proporções diferentes.

Todas as cores são divididas em acromático E cromático

• Acromáticos (incolores) são cores cinza de luminosidade variável, branco e preto. As cores acromáticas são caracterizadas pela leveza.
• Todas as outras cores são cromáticas (coloridas): azul, verde, vermelho, amarelo, etc. As cores cromáticas são caracterizadas por matiz, luminosidade e saturação.

Tom de cor- esta é uma característica subjetiva da cor, que depende não apenas da composição espectral da radiação que entra no olho do observador, mas também das características psicológicas da percepção individual.

Leveza caracteriza subjetivamente o brilho de uma cor.

Brilho determina a intensidade da luz emitida ou refletida de uma superfície unitária em uma direção perpendicular a ela (unidade de brilho - candela por metro, cd/m).

Saturação caracteriza subjetivamente a intensidade da sensação do tom da cor.
Como não apenas a fonte de radiação e o objeto colorido, mas também o olho e o cérebro do observador estão envolvidos na ocorrência da sensação visual da cor, algumas informações básicas sobre a essência física do processo de visão das cores devem ser consideradas.

Percepção da cor pelo olho

Sabe-se que o olho tem estrutura semelhante a uma câmera, na qual a retina desempenha o papel de camada fotossensível. Radiações de várias composições espectrais são registradas pelas células nervosas da retina (receptores).

Os receptores que fornecem visão de cores são divididos em três tipos. Cada tipo de receptor absorve radiação de forma diferente das três zonas principais do espectro - azul, verde e vermelho, ou seja, tem sensibilidade espectral diferente. Se a radiação da zona azul atingir a retina, ela será percebida por apenas um tipo de receptor, que transmitirá informações sobre o poder dessa radiação ao cérebro do observador. O resultado será uma sensação azul. O processo ocorrerá de forma semelhante se a retina do olho for exposta à radiação das zonas verde e vermelha do espectro. Quando dois ou três tipos de receptores são excitados simultaneamente, surgirá uma sensação de cor, dependendo da proporção dos poderes de radiação das diferentes zonas do espectro.

Com a estimulação simultânea de receptores que detectam radiação, por exemplo, as zonas azul e verde do espectro, pode surgir uma sensação de luz, do azul escuro ao verde-amarelo. A sensação de mais tons de azul ocorrerá no caso de maior potência de radiação na zona azul, e tons de verde - no caso de maior potência de radiação na zona verde do espectro. A mesma potência de radiação das zonas azul e verde causará uma sensação de cor azul, zonas verdes e vermelhas - uma sensação de cor amarela, zonas vermelhas e azuis - uma sensação de cor roxa. Ciano, magenta e amarelo são, portanto, chamados de cores de zona dupla. A potência de radiação igual de todas as três zonas do espectro causa a sensação de cor cinza de luminosidade variável, que se transforma em branco com potência de radiação suficiente.

Síntese de luz aditiva

Este é o processo de obtenção de cores diferentes misturando (adicionando) radiação das três zonas principais do espectro - azul, verde e vermelho.

Essas cores são chamadas de radiações principais ou primárias da síntese adaptativa.

Diferentes cores podem ser produzidas desta forma, por exemplo, em uma tela branca usando três projetores com filtros de azul (Azul), verde (Verde) e vermelho (Vermelho). Em áreas da tela iluminadas simultaneamente por diferentes projetores, qualquer cor pode ser obtida. A mudança de cor é conseguida alterando a proporção da potência das radiações principais. A adição de radiação ocorre fora do olho do observador. Este é um dos tipos de síntese aditiva.

Outro tipo de síntese aditiva é o deslocamento espacial. O deslocamento espacial baseia-se no fato de que o olho não distingue pequenos elementos de imagem multicoloridos localizados separadamente. Como, por exemplo, pontos raster. Mas, ao mesmo tempo, pequenos elementos da imagem movem-se através da retina do olho, de modo que os mesmos receptores são sucessivamente afetados por radiações diferentes de pontos raster vizinhos de cores diferentes. Devido ao fato de o olho não distinguir entre mudanças rápidas na radiação, ele as percebe como a cor de uma mistura.

Síntese subtrativa de cores

Este é o processo de obtenção de cores absorvendo (subtraindo) a radiação da cor branca.

Na síntese subtrativa, uma nova cor é obtida por meio de camadas de tinta: ciano (Ciano), magenta (Magenta) e amarelo (Amarelo). Estas são as cores primárias ou primárias da síntese subtrativa. A tinta ciano absorve (subtrai do branco) a radiação vermelha, a magenta absorve o verde e o amarelo absorve o azul.

Para obter, por exemplo, a cor vermelha pelo método subtrativo, é necessário colocar filtros de luz amarelo e magenta no caminho da radiação branca. Eles irão absorver (subtrair) a radiação azul e verde, respectivamente. O mesmo resultado será obtido se tintas amarelas e roxas forem aplicadas em papel branco. Então, apenas a radiação vermelha atingirá o papel branco, que é refletido nele e entra no olho do observador.

• As principais cores da síntese aditiva são azul, verde e vermelho e
• As cores primárias da síntese subtrativa – amarelo, magenta e ciano – formam pares de cores complementares.

Cores complementares são as cores de duas radiações ou duas cores que, quando misturadas, formam uma cor acromática: F + S, P + Z, G + K.

Na síntese aditiva, as cores adicionais dão as cores cinza e branco, pois no total representam radiação de toda a parte visível do espectro, e na síntese subtrativa, a mistura dessas cores dá as cores cinza e preto, já que as camadas dessas cores absorvem radiação de todas as zonas do espectro.

Os princípios considerados de formação de cores também fundamentam a produção de imagens coloridas na impressão. Para obter imagens coloridas impressas, são utilizadas as chamadas tintas de impressão de processo: ciano, magenta e amarelo. Estas tintas são transparentes e cada uma delas, como já indicado, subtrai a radiação de uma das zonas do espectro.

Porém, devido à imperfeição dos componentes da síntese subativa, uma quarta tinta preta adicional é utilizada na fabricação de produtos impressos.

Pode-se ver no diagrama que se as tintas de processo forem aplicadas ao papel branco em várias combinações, então todas as cores básicas (primárias) podem ser obtidas tanto para síntese aditiva quanto subtrativa. Esta circunstância comprova a possibilidade de obter cores com as características exigidas na produção de produtos impressos em cores utilizando tintas de processo.

As alterações nas características da cor reproduzida ocorrem de forma diferente dependendo do método de impressão. Na rotogravura, a transição das áreas claras da imagem para as escuras é feita alterando a espessura da camada de tinta, o que permite ajustar as características básicas da cor reproduzida. Na rotogravura, a formação da cor ocorre de forma subtrativa.

Na impressão tipográfica e offset, as cores de diferentes áreas da imagem são transmitidas por elementos raster de vários tamanhos. Aqui, as características da cor reproduzida são reguladas pelos tamanhos dos elementos raster de cores diferentes. Já foi observado anteriormente que as cores, neste caso, são formadas por síntese aditiva - mistura espacial de cores de pequenos elementos. No entanto, onde pontos de meio-tom de cores diferentes coincidem entre si e as cores são sobrepostas umas às outras, uma nova cor de ponto é formada por síntese subtrativa.

Classificação de cores

Um sistema de medição padrão é necessário para medir, transmitir e armazenar informações de cores. A visão humana pode ser considerada um dos instrumentos de medição mais precisos, mas não é capaz de atribuir valores numéricos específicos às cores, nem lembrá-las com exatidão. A maioria das pessoas não percebe o quão significativo é o impacto da cor em suas vidas diárias. Quando se trata de repetição, uma cor que parece “vermelha” para uma pessoa é percebida como “laranja-avermelhada” para outra.

Os métodos pelos quais é realizada a caracterização quantitativa objetiva da cor e das diferenças de cor são chamados de métodos colorimétricos.

A teoria da visão das três cores permite explicar a ocorrência de sensações de diferentes matizes, luminosidade e saturação.

Espaços de cores

Coordenadas de cores
L (Lightness) - o brilho da cor é medido de 0 a 100%,
a - faixa de cores na roda de cores do verde -120 ao valor vermelho +120,
b - faixa de cores do azul -120 ao amarelo +120

Em 1931, a Comissão Internacional de Iluminação - CIE (Commission Internationale de L'Eclairage) propôs um espaço de cores XYZ calculado matematicamente, no qual se encontra todo o espectro visível ao olho humano. O sistema de cores reais (vermelho, verde e azul) foi escolhido como base, e a livre conversão de algumas coordenadas em outras possibilitou a realização de diversos tipos de medições.

A desvantagem do novo espaço era o seu contraste desigual. Percebendo isso, os cientistas realizaram mais pesquisas e, em 1960, McAdam fez alguns acréscimos e alterações no espaço de cores existente, chamando-o de UVW (ou CIE-60).

Então, em 1964, por sugestão de G. Vyshetsky, o espaço U*V*W* (CIE-64) foi introduzido.
Contrariamente às expectativas dos especialistas, o sistema proposto revelou-se insuficientemente perfeito. Em alguns casos, as fórmulas utilizadas para calcular as coordenadas de cores deram resultados satisfatórios (principalmente na síntese aditiva), enquanto em outros (na síntese subtrativa) os erros revelaram-se excessivos.

Isto forçou a CIE a adotar um novo sistema de igual contraste. Em 1976, todas as diferenças foram resolvidas e nasceram os espaços Luv e Lab, baseados no mesmo XYZ.

Esses espaços de cores são utilizados como base para os sistemas colorimétricos independentes CIELuv e CIELab. Acredita-se que o primeiro sistema seja mais consistente com as condições de síntese aditiva, e o segundo - subtrativo.

Atualmente, o espaço de cores CIELab (CIE-76) serve como padrão internacional para trabalhar com cores. A principal vantagem do espaço é a independência tanto dos dispositivos de reprodução de cores nos monitores quanto dos dispositivos de entrada e saída de informações. Usando os padrões CIE, todas as cores que o olho humano percebe podem ser descritas.

A quantidade de cor medida é caracterizada por três números que mostram as quantidades relativas de radiação mista. Esses números são chamados de coordenadas de cores. Todos os métodos colorimétricos são baseados em três dimensões, ou seja, numa espécie de volumetricidade da cor.

Esses métodos fornecem as mesmas características quantitativas confiáveis ​​de cor que, por exemplo, medições de temperatura ou umidade. A diferença está apenas no número de valores caracterizadores e sua relação. Esta relação das três coordenadas básicas de cores é expressa em uma mudança coordenada quando a cor da iluminação muda. Portanto, as medições de “três cores” são realizadas sob condições estritamente definidas e sob iluminação branca padronizada.

Assim, a cor no sentido colorimétrico é determinada exclusivamente pela composição espectral da radiação medida, mas a sensação de cor não é determinada exclusivamente pela composição espectral da radiação, mas depende das condições de observação e, em particular, da cor do a iluminação.

Fisiologia dos receptores retinais

A percepção das cores está relacionada à função das células cone na retina. Os pigmentos contidos nos cones absorvem parte da luz que incide sobre eles e refletem o restante. Se alguns componentes espectrais da luz visível forem melhor absorvidos do que outros, então percebemos esse objeto como colorido.

A discriminação primária das cores ocorre na retina; nos bastonetes e cones, a luz causa uma irritação primária, que é convertida em impulsos elétricos para a formação final da tonalidade percebida no córtex cerebral.

Ao contrário dos bastonetes, que contêm rodopsina, os cones contêm a proteína iodopsina. Iodopsina é o nome geral para pigmentos visuais de cone. Existem três tipos de iodopsina:

• clorolab (“verde”, GCP),
• eritrolab (“vermelho”, RCP) e
• cianolab (“azul”, BCP).

Sabe-se agora que o pigmento sensível à luz iodopsina, encontrado em todos os cones do olho, inclui pigmentos como clorolab e eritrolab. Ambos os pigmentos são sensíveis a toda a região do espectro visível, porém, o primeiro deles tem um máximo de absorção correspondente ao verde-amarelo (absorção máxima em torno de 540 nm), e o segundo amarelo-vermelho (laranja) (absorção máximo cerca de 570 nm) partes do espectro. Digno de nota é o fato de seus máximos de absorção estarem localizados nas proximidades. Estas não correspondem às cores “primárias” aceitas e não são consistentes com os princípios básicos do modelo de três partes.

O terceiro pigmento hipotético, sensível à região azul-violeta do espectro, anteriormente denominado cianolab, não foi encontrado até o momento.

Além disso, não foi possível encontrar diferença entre os cones da retina, nem foi possível comprovar a presença de apenas um tipo de pigmento em cada cone. Além disso, foi reconhecido que os cones contêm simultaneamente os pigmentos clorolab e eritrolab.

Os genes não alélicos clorolalab (codificado pelos genes OPN1MW e OPN1MW2) e eritrolab (codificado pelo gene OPN1LW) estão localizados nos cromossomos X. Esses genes há muito são bem isolados e estudados. Portanto, as formas mais comuns de daltonismo são a deuteronopia (distúrbio na formação do clorolab) (6% dos homens sofrem desta doença) e a protanopia (distúrbio na formação do eritolab) (2% dos homens). Ao mesmo tempo, algumas pessoas com percepção prejudicada de tons de vermelho e verde percebem tons de outras cores, por exemplo, cáqui, melhor do que pessoas com percepção normal de cores.

O gene do cianolábio OPN1SW está localizado no sétimo cromossomo, portanto a tritanopia (uma forma autossômica de daltonismo em que a formação do cianolábio é prejudicada) é uma doença rara. Uma pessoa com tritanopia vê tudo nas cores verde e vermelho e não consegue distinguir objetos no crepúsculo.

Teoria da visão não linear de dois componentes

De acordo com outro modelo (teoria da visão não linear de dois componentes de S. Remenko), o terceiro cianolab de pigmento “hipotético” não é necessário, o bastão serve como receptor para a parte azul do espectro. Isso se explica pelo fato de que quando o brilho da iluminação é suficiente para distinguir as cores, a sensibilidade espectral máxima do bastão (devido ao desbotamento da rodopsina nele contida) passa da região verde do espectro para a azul. Segundo esta teoria, o cone deveria conter apenas dois pigmentos com sensibilidade máxima adjacente: clorolab (sensível à parte amarelo-verde do espectro) e eritrolab (sensível à parte amarelo-vermelho do espectro). Esses dois pigmentos foram encontrados há muito tempo e cuidadosamente estudados. Neste caso, o cone é um sensor de proporção não linear, fornecendo não apenas informações sobre a proporção das cores vermelha e verde, mas também destacando o nível de cor amarela nesta mistura.

A prova de que o receptor da parte azul do espectro no olho é o bastonete também pode ser o fato de que na anomalia de cor do terceiro tipo (tritanopia), o olho humano não apenas não percebe a parte azul do espectro, mas também não distingue objetos no crepúsculo (cegueira noturna), e isso indica justamente a falta de funcionamento normal dos bastões. Os defensores das teorias dos três componentes explicam por que as baquetas sempre param de funcionar ao mesmo tempo que o receptor azul para de funcionar, e as baquetas ainda não conseguem.

Além disso, este mecanismo é confirmado pelo conhecido Efeito Purkinje, cuja essência é que ao anoitecer, quando a luz cai, as cores vermelhas ficam pretas e as brancas parecem azuladas. Richard Phillips Feynman observa que: “Isso é explicado pelo fato de que os bastonetes veem melhor a extremidade azul do espectro do que os cones, mas os cones veem, por exemplo, o vermelho escuro, enquanto os bastonetes não conseguem vê-lo de forma alguma”.

À noite, quando o fluxo de fótons é insuficiente para o funcionamento normal do olho, a visão é fornecida principalmente por bastonetes, de modo que à noite a pessoa não consegue distinguir as cores.

Até o momento, ainda não foi possível chegar a um consenso sobre o princípio da percepção das cores pelo olho.

O aparelho do olho sensível à luz. Um raio de luz, passando pelo meio óptico do olho, penetra na retina e atinge sua camada externa (Fig. 51). Aqui estão os receptores do analisador visual. Estas são células especiais sensíveis à luz - Gravetos E cones(ver tabela de cores). A sensibilidade das hastes é extraordinariamente grande. Eles permitem ver ao entardecer e até à noite, mas sem distinguir cores, pois são excitados por raios de quase todo o espectro visível. A sensibilidade dos cones é pelo menos 1000 vezes menor. Eles ficam excitados apenas quando há iluminação suficientemente forte, mas permitem-lhes distinguir cores.

Devido à baixa sensibilidade dos cones, a discriminação de cores torna-se cada vez mais difícil à noite e eventualmente desaparece.

Na retina do olho humano, uma área de aproximadamente 6-7 quadrado. cm Existem cerca de 7 milhões de cones e cerca de 130 milhões de bastonetes. Eles estão distribuídos de forma desigual na retina. No centro da retina, logo em frente à pupila, existe o chamado mancha amarela com um recesso no meio - fossa central. Quando uma pessoa examina um detalhe de um objeto, sua imagem cai no centro da mancha amarela. A fóvea contém apenas cones (Fig. 52). Aqui, seu diâmetro é pelo menos metade do tamanho de outras partes da retina, e em 1 quadrado. milímetros seu número chega a 120-140 mil, o que contribui para uma visão mais clara e distinta. À medida que você se afasta da fossa central para -. Os bastonetes também começam a aparecer, primeiro em pequenos grupos e depois em números cada vez maiores, e há menos cones. Então, já a uma distância de 4 milímetros da fossa central em 1 quadrado. milímetros são cerca de 6 mil cones e 120 mil bastonetes.

Arroz. 51< Схема строения сетчатки.

I-.a borda da coróide adjacente à retina;

II - camada de células pigmentares; III - camada de bastonetes e cones; IV e V são duas fileiras consecutivas de células nervosas para as quais passa a excitação de bastonetes e cones;

1 - Gravetos; 2 - cones; 3 - núcleos de bastonetes e cones;

4 - fibras nervosas.

Arroz. 52. A estrutura da retina na área da mácula (diagrama):

/ - fossa central; 2 - cones; 3 - Gravetos; 4 - camadas de células nervosas; 5 - fibras nervosas indo para o ponto cego,

Na penumbra, quando os cones não funcionam, a pessoa distingue melhor aqueles objetos cuja imagem não cai na mancha amarela. Ele não notará um objeto branco se direcionar o olhar para ele, pois a imagem cairá no centro da mancha amarela, onde não há bastonetes. No entanto, o objeto ficará visível se você mover o olhar para o lado em 10-15°. Agora a imagem incide sobre uma região da retina rica em bastonetes. Assim, com muita imaginação, pode-se ter a impressão do “fantasmagórico” de um objeto, de seu inexplicável aparecimento e desaparecimento. Esta é a base para crenças supersticiosas sobre fantasmas que vagam à noite.

À luz do dia, uma pessoa pode distinguir claramente as tonalidades das cores do objeto que está olhando. Se a imagem cair nas áreas periféricas da retina, onde há poucos cones, a discriminação de cores torna-se pouco clara e grosseira.

Nos bastonetes e cones, assim como no filme fotográfico, ocorrem reações químicas sob a influência da luz que atua como estímulo. Os impulsos resultantes vêm de cada ponto da retina para certas áreas da área visual do córtex cerebral.

Visão colorida. Toda a variedade de tonalidades de cores pode ser obtida misturando três cores do espectro - vermelho, verde e violeta (ou azul). Se você girar rapidamente um disco feito dessas cores, ele aparecerá branco. Está provado que o aparelho sensor de cores consiste em três tipos de cones:

Alguns são predominantemente sensíveis aos raios vermelhos, outros aos verdes e outros aos azuis.A visão das cores depende da proporção da força de excitação de cada tipo de cone.

As observações das reações elétricas do córtex cerebral permitiram estabelecer que o cérebro do recém-nascido reage

não só pela luz, mas também pela cor. A capacidade de distinguir cores foi descoberta em uma criança usando o método dos reflexos condicionados. A discriminação de cores torna-se cada vez mais perfeita à medida que novas conexões condicionadas são formadas, adquiridas durante o jogo. ^ Daltonismo. No final do século XVIII. famoso inglês natural-. o testador John Dalton descreveu em detalhes o distúrbio da visão de cores do qual ele próprio sofria. Ele não reconheceu a cor vermelha. do verde, e o vermelho escuro parecia cinza ou preto para ele. Essa violação, chamada daltonismo, ocorre em aproximadamente 8% dos homens e muito raramente nas mulheres. É herdado através de gerações através da linha feminina, ou seja, do avô ao neto através da mãe. Existem outros distúrbios da visão das cores, mas são muito raros. Pessoas que sofrem de daltonismo podem não perceber seu defeito por muitos anos. Às vezes, uma pessoa fica sabendo disso durante um exame oftalmológico para um trabalho que exige uma distinção clara entre as cores vermelho e verde (por exemplo, como maquinista ferroviário).

Uma criança que sofre de daltonismo pode lembrar que esta bola é vermelha e a outra, maior, é verde. Mas se você der a ele duas bolas idênticas, diferindo apenas na cor (vermelha e verde), ele não conseguirá distingui-las. Essa criança confunde cores ao colher frutas, durante as aulas de desenho ou ao selecionar cubos coloridos em imagens coloridas. Vendo isso, aqueles ao seu redor, inclusive professores, acusam a criança de desatenção ou deliberação. fazer pegadinhas, fazer comentários para ele, puni-lo, diminuir a nota do trabalho realizado. Essa punição imerecida só pode afetar o sistema nervoso da criança e afetar seu desenvolvimento e comportamento posteriores. Portanto, nos casos em que a criança fica confusa ou não consegue aprender determinadas cores por muito tempo, ela deve ser encaminhada a um médico especialista para saber se isso é consequência de um defeito congênito na visão.

Acuidade visual. A acuidade visual é a capacidade do olho de distinguir pequenos detalhes. Se os raios que emanam de dois pontos adjacentes excitam o mesmo ou dois cones adjacentes, então ambos os pontos são percebidos como um só maior. Para sua visão separada é necessário que haja entre;

havia outro com cones excitados. Portanto, a máxima acuidade visual possível: depende da espessura dos cones na fóvea central da mácula. Foi calculado que o ângulo em que os raios de dois pontos tão próximos quanto possível, mas visíveis separadamente, incidem sobre a retina é igual a "/em 0, ou seja, um minuto de arco. Este ângulo é considerado a norma da acuidade visual. A acuidade visual varia um pouco dependendo da intensidade da iluminação. -No entanto, mesmo com a mesma iluminação ela pode variar significativamente. Aumenta sob a influência do treinamento se, por exemplo, uma pessoa tiver que lidar com a distinção precisa de objetos pequenos.Quando cansado, a acuidade visual diminui.

Paixão pela cor

Percepção de cores. Física

Recebemos cerca de 80% de todas as informações recebidas visualmente
Compreendemos o mundo que nos rodeia 78% através da visão, 13% através da audição, 3% através das sensações táteis, 3% através do olfato e 3% através das papilas gustativas.
Lembramos 40% do que vemos e apenas 20% do que ouvimos*
*Fonte: R. Bleckwenn & B. Schwarze. Tutorial de Design (2004)

Física da cor. Vemos cores apenas porque nossos olhos são capazes de detectar radiação eletromagnética na faixa óptica. E a radiação eletromagnética inclui ondas de rádio e radiação gama e raios X, terahertz, ultravioleta, infravermelho.

A cor é uma característica qualitativa subjetiva da radiação eletromagnética na faixa óptica, determinada com base nos emergentes
sensação visual fisiológica e dependendo de uma série de fatores físicos, fisiológicos e psicológicos.
A percepção da cor é determinada pela individualidade de uma pessoa, bem como pela composição espectral, contraste de cor e brilho com as fontes de luz circundantes,
bem como objetos não luminosos. Fenômenos como o metamerismo, características hereditárias individuais do olho humano, são muito importantes.
(grau de expressão de pigmentos visuais polimórficos) e psique.
Em termos simples, cor é a sensação que uma pessoa recebe quando os raios de luz entram em seus olhos.
A mesma exposição à luz pode causar sensações diferentes em pessoas diferentes. E para cada um deles a cor será diferente.
Segue-se que o debate “o que realmente é a cor” não tem sentido, pois para cada observador a cor verdadeira é aquela que ele mesmo vê

A visão nos dá mais informações sobre a realidade circundante do que outros sentidos: recebemos através dos nossos olhos o maior fluxo de informações por unidade de tempo.

Os raios refletidos dos objetos entram pela pupila na retina, que é uma tela esférica transparente de 0,1 a 0,5 mm de espessura, na qual o mundo circundante é projetado. A retina contém 2 tipos de células fotossensíveis: bastonetes e cones.

A cor vem da luz
Para ver as cores, você precisa de uma fonte de luz. Ao anoitecer o mundo perde a cor. Onde não há luz, a cor não pode surgir.

Considerando o enorme número multimilionário de cores e suas tonalidades, um colorista precisa ter um conhecimento profundo e abrangente sobre a percepção das cores e a origem das cores.
Todas as cores representam parte de um raio de luz - ondas eletromagnéticas que emanam do sol.
Essas ondas fazem parte do espectro de radiação eletromagnética, que inclui radiação gama, raios X, radiação ultravioleta, radiação óptica (luz), radiação infravermelha, radiação eletromagnética terahertz,
ondas eletromagnéticas de micro e rádio. A radiação óptica é a parte da radiação eletromagnética que nossos sensores oculares podem perceber. O cérebro processa os sinais recebidos dos sensores oculares e os interpreta em cores e formas.

Radiação visível (óptica)
As radiações visível, infravermelha e ultravioleta constituem a chamada região óptica do espectro no sentido amplo da palavra.
A identificação de tal região deve-se não só à proximidade das partes correspondentes do espectro, mas também à semelhança dos instrumentos utilizados para o seu estudo e desenvolvidos historicamente principalmente no estudo da luz visível (lentes e espelhos para focalizar a radiação , prismas, redes de difração, dispositivos de interferência para estudo da composição espectral da radiação e etc.).
As frequências das ondas na região óptica do espectro já são comparáveis ​​às frequências naturais dos átomos e moléculas, e seus comprimentos são comparáveis ​​aos tamanhos moleculares e às distâncias intermoleculares. Graças a isso, fenômenos causados ​​pela estrutura atômica da matéria tornam-se significativos nesta área.
Pela mesma razão, junto com as propriedades das ondas, também aparecem as propriedades quânticas da luz.

A fonte mais famosa de radiação óptica é o Sol. Sua superfície (fotosfera) é aquecida a uma temperatura de 6.000 graus Kelvin e brilha com luz branca brilhante (o máximo do espectro contínuo da radiação solar está localizado na região “verde” de 550 nm, onde a sensibilidade máxima do olho é localizado).
É precisamente porque nascemos perto de tal estrela que esta parte do espectro da radiação eletromagnética é percebida diretamente pelos nossos sentidos.
A radiação na faixa óptica ocorre, em particular, quando os corpos são aquecidos (a radiação infravermelha também é chamada de radiação térmica) devido ao movimento térmico de átomos e moléculas.
Quanto mais um corpo é aquecido, maior é a frequência na qual está localizado o máximo do seu espectro de radiação (ver: lei de deslocamento de Wien). Quando aquecido a um certo nível, o corpo começa a brilhar na faixa visível (incandescência), primeiro vermelho, depois amarelo e assim por diante. E vice-versa, a radiação do espectro óptico tem efeito térmico nos corpos (ver: Bolometria).
A radiação óptica pode ser criada e detectada em reações químicas e biológicas.
Uma das reações químicas mais famosas, que é um receptor de radiação óptica, é utilizada na fotografia.
A fonte de energia para a maioria dos seres vivos na Terra é a fotossíntese - uma reação biológica que ocorre nas plantas sob a influência da radiação óptica do Sol.

A cor desempenha um papel importante na vida de uma pessoa comum. A vida de um colorista é dedicada à cor.

É perceptível que as cores do espectro, começando pelo vermelho e passando por tonalidades opostas, contrastando com o vermelho (verde, ciano), depois passam para o violeta, aproximando-se novamente do vermelho. Essa proximidade da percepção visível das cores violeta e vermelha se deve ao fato de as frequências correspondentes ao espectro violeta se aproximarem de frequências exatamente duas vezes mais altas que as frequências do vermelho.
Mas estas últimas frequências indicadas em si já estão fora do espectro visível, por isso não vemos a transição do violeta de volta ao vermelho, como acontece na roda de cores, que inclui cores não espectrais, e onde há uma transição entre vermelho e violeta através de tons roxos.

Quando um feixe de luz passa através de um prisma, seus componentes de diferentes comprimentos de onda são refratados em diferentes ângulos. Como resultado, podemos observar o espectro da luz. Este fenômeno é muito semelhante ao fenômeno do arco-íris.

Deve ser feita uma distinção entre luz solar e luz proveniente de fontes de luz artificial. Somente a luz solar pode ser considerada luz pura.
Todas as outras fontes de luz artificial afetarão a percepção das cores. Por exemplo, as lâmpadas incandescentes produzem luz quente (amarela).
As lâmpadas fluorescentes geralmente produzem luz fria (azul). Para diagnosticar corretamente a cor, você precisa da luz do dia ou de uma fonte de luz o mais próximo possível dela.
Somente a luz solar pode ser considerada luz pura. Todas as outras fontes de luz artificial afetarão a percepção das cores.

Variedade de cores: A percepção de cores é baseada na capacidade de distinguir mudanças na direção da tonalidade, luminosidade/brilho e saturação de cores na faixa óptica com comprimentos de onda de 750 nm (vermelho) a 400 nm (violeta).
Ao estudar a fisiologia da percepção das cores, podemos entender melhor como a cor é formada e utilizar esse conhecimento na prática.

Percebemos toda a variedade de cores somente se todos os sensores cônicos estiverem presentes e funcionando normalmente.
Somos capazes de distinguir milhares de direções de tons diferentes. A quantidade exata depende da capacidade dos sensores oculares de detectar e distinguir ondas de luz. Essas habilidades podem ser desenvolvidas por meio de treinamento e exercícios.
Os números abaixo parecem incríveis, mas estas são as reais habilidades de um olho saudável e bem treinado:
Podemos distinguir cerca de 200 cores puras. Alterando sua saturação, obtemos aproximadamente 500 variações de cada cor. Ao alterar sua luminosidade, obtemos mais 200 nuances de cada variação.
Um olho humano bem treinado pode distinguir até 20 milhões de nuances de cores!
A cor é subjetiva porque todos nós a percebemos de maneira diferente. Embora, enquanto nossos olhos estiverem saudáveis, essas diferenças sejam insignificantes.

Podemos distinguir 200 cores puras
Ao alterar a saturação e a luminosidade dessas cores, podemos distinguir até 20 milhões de tons!

“Você só vê o que você sabe. Você só sabe o que vê.”
“Você só vê os motivados. Você conhece apenas o que é visível."
Marcel Proust (romancista francês), 1871-1922.

A percepção das nuances de uma cor não é a mesma para cores diferentes. Percebemos as mudanças mais sutilmente no espectro verde - uma mudança no comprimento de onda de apenas 1 nm é suficiente para vermos a diferença. Nos espectros vermelho e azul, é necessária uma mudança no comprimento de onda de 3-6 nm para que a diferença se torne perceptível a olho nu. Talvez a diferença numa percepção mais sutil do espectro verde se deva à necessidade de distinguir o comestível do não comestível na época da origem da nossa espécie (Professor, Doutor em Arqueologia, Hermann Krastel BVA).

As imagens coloridas que aparecem em nossas mentes são a cooperação dos sensores oculares e do cérebro. “Sentimos” as cores quando sensores em forma de cone na retina do olho geram sinais quando expostos a comprimentos de onda específicos de luz e transmitem esses sinais ao cérebro. Como a percepção das cores envolve não apenas os sensores oculares, mas também o cérebro, como resultado, não apenas vemos as cores, mas também recebemos uma certa resposta emocional a elas.

Nossa percepção única das cores não altera de forma alguma nossa resposta emocional a certas cores, observam os cientistas. Não importa a cor do azul para uma pessoa, ela sempre fica um pouco mais calma e relaxada ao olhar para o céu. Ondas curtas nas cores azul e azul acalmam a pessoa, enquanto ondas longas (vermelho, laranja, amarelo), ao contrário, dão atividade e vivacidade à pessoa.
Este sistema de reação às cores é inerente a todos os organismos vivos da Terra - de mamíferos a organismos unicelulares (por exemplo, organismos unicelulares “preferem” processar luz amarela dispersa durante o processo de fotossíntese). Acredita-se que esta relação entre a cor e o nosso bem-estar e humor é determinada pelo ciclo dia/noite da existência. Por exemplo, ao amanhecer tudo é pintado com cores quentes e brilhantes - laranja, amarelo - isso é um sinal para todos, até mesmo para a menor criatura, que um novo dia começou e é hora de começar a trabalhar. À noite e ao meio-dia, quando o fluxo da vida fica mais lento, os tons azuis e roxos dominam.
Em sua pesquisa, Jay Neitz e seus colegas da Universidade de Washington observaram que mudar a cor da luz difusa pode mudar o ciclo diário dos peixes, enquanto mudar a intensidade dessa luz não tem um efeito decisivo. Esta experiência é a base da suposição dos cientistas de que é graças ao domínio da cor azul na atmosfera noturna (e não apenas na escuridão) que os seres vivos se sentem cansados ​​e querem dormir.
Mas as nossas reações não dependem das células sensíveis à cor da retina. Em 1998, os cientistas descobriram um conjunto totalmente separado de receptores de cores – melanopsinas – no olho humano. Esses receptores detectam a quantidade de cores azul e amarela em nosso ambiente e enviam essa informação para áreas do cérebro responsáveis ​​pela regulação das emoções e do ritmo circadiano. Os cientistas acreditam que as melanopsinas são uma estrutura muito antiga responsável por avaliar o número de flores em tempos imemoriais.
“É graças a este sistema que o nosso humor e atividade aumentam quando as cores que nos rodeiam são laranja, vermelho ou amarelo”, diz Neitz. “Mas nossas características individuais de percepção de cores diferentes são estruturas completamente diferentes - cones azuis, verdes e vermelhos. Portanto, o fato de termos as mesmas reações emocionais e físicas às mesmas cores não pode confirmar que todas as pessoas veem as cores da mesma maneira.”
Pessoas que, devido a algumas circunstâncias, têm percepção de cores prejudicada, muitas vezes não conseguem ver vermelho, amarelo ou azul, mas, mesmo assim, suas reações emocionais não diferem das geralmente aceitas. Para você o céu é sempre azul e sempre dá uma sensação de paz, mesmo que para alguém o seu “azul” seja uma cor “vermelha”.

Três características da cor.