La ciencia de la percepción del color es un campo de estudio que tiene como objetivo comprender cómo los humanos perciben y miden los colores. Los colores dentro del espectro visible se distinguen por sus longitudes de onda únicas, y nuestros ojos poseen células fotorreceptoras especializadas llamadas bastones y conos que responden a la luz y generan impulsos nerviosos. Los conos, responsables de la percepción del rojo, verde y azul, permiten la visión del color, mientras que los bastones facilitan la visión nocturna. Estas células fotorreceptoras exhiben sensibilidades variables a diferentes longitudes de onda, siendo el verde el más sensible y el azul el menos. Además, los colores secundarios como el cian, el magenta y el amarillo pueden derivarse de combinaciones de colores primarios. Si bien los colores primarios en las pantallas están predeterminados por los fabricantes, los ajustes a la combinación de primarios pueden alterar los colores secundarios. Para medir el color con precisión, la Comisión Internacional de Iluminación (CIE) estableció un modelo teórico conocido como observador estándar, que emplea valores XYZ para cuantificar la percepción del color. Estos valores XYZ se normalizan y sirven como datos sin procesar para producir la salida RGB final. Comprender las complejidades de la percepción y la medición del color es esencial en diversas industrias y aplicaciones para lograr una reproducción precisa del color.
Puntos clave
- El ojo humano tiene bastones y conos que responden a la luz y son responsables de nuestra percepción de los colores. Los conos son responsables del rojo, verde y azul, mientras que los bastones proporcionan visión nocturna.
- Las combinaciones de longitudes de onda pueden producir el mismo color, y la sensibilidad de los bastones y conos varía para diferentes longitudes de onda. El verde es más sensible, el azul es menos sensible pero más sensible a las desviaciones de color y el rojo tiene dos picos de sensibilidad.
- Los colores secundarios se pueden obtener combinando colores primarios. El cian es una combinación de azul y verde, el magenta es una combinación de rojo y azul y el amarillo es una combinación de rojo y verde. La luz blanca es una combinación de rojo, verde y azul.
- XYZ es un modelo teórico utilizado para medir el color, con X, Y y Z correspondientes a la intensidad de la luz percibida por los conos rojos, verdes y azules. Los valores XYZ se presentan en forma normalizada y contribuyen a nuestra sensación de rojo, verde y azul en proporciones variables.
Cómo se perciben los colores
Los colores se perciben a través de la interacción entre la luz y los bastones y conos en el ojo humano, siendo los conos los responsables de detectar el rojo, el verde y el azul y los bastones la visión nocturna. Los conos y los bastones responden a un rango de longitudes de onda, en lugar de a longitudes de onda específicas, y su sensibilidad a diferentes longitudes de onda varía. La sensibilidad de los conos alcanza un máximo de alrededor de 550 nm para el verde, mientras que el azul es menos sensible pero más sensible a las desviaciones de color. El rojo tiene dos picos de sensibilidad alrededor de 600 nm y 440 nm. Las combinaciones de longitudes de onda pueden producir el mismo color y los colores secundarios pueden derivarse de los colores primarios. La percepción de blanco y negro es relativa a la sensibilidad del ojo a la luz. La medición del color se realiza mediante el modelo XYZ, que se basa en la intensidad de la luz percibida por los conos.
El papel de los bastones y los conos
Los conos y bastones del ojo humano juegan un papel crucial en la captura y transmisión de información visual. Los conos, que son responsables de la visión del color, pueden detectar longitudes de onda de luz roja, verde y azul. Por otro lado, los bastones se encargan de brindar visión nocturna. Tanto los bastones como los conos tienen diversos grados de sensibilidad a diferentes longitudes de onda. Por ejemplo, la luz verde es más sensible a unos 550 nm, mientras que la luz azul es menos sensible. La luz roja tiene dos picos de sensibilidad alrededor de 600 nm y 440 nm. Las combinaciones de longitudes de onda pueden producir el mismo color, y la percepción del blanco y el negro depende de la sensibilidad del ojo a la luz. Comprender la sensibilidad de los bastones y los conos es esencial para percibir y medir los colores con precisión.
Derivación de colores secundarios
El cian, el magenta y el amarillo se pueden derivar como colores secundarios a través de combinaciones de longitudes de onda de luz específicas. Cuando se combinan la luz azul y la verde, se crea el cian, que es un color que se percibe como una mezcla de azul y verde. De manera similar, la combinación de luz roja y azul produce magenta, un color que aparece como una mezcla de rojo y azul. Por último, la combinación de luz roja y verde da como resultado el amarillo, que se percibe como una combinación de rojo y verde. Estos colores secundarios se pueden observar cuando la luz es absorbida o reflejada selectivamente por ciertos objetos. Al comprender los principios de la percepción del color y la combinación de diferentes longitudes de onda, es posible crear una amplia gama de colores que contribuyen a la riqueza y diversidad del mundo visual.
Colores primarios fijos en pantallas
Los colores primarios fijos en las pantallas los determina el fabricante y se pueden ajustar para personalizar los colores secundarios modificando la combinación de primarios. Los fabricantes seleccionan cuidadosamente los colores primarios que pueden producir una amplia gama de colores secundarios para cumplir con los requisitos de diferentes aplicaciones. Por ejemplo, los colores de fósforo en las pantallas de tubo de rayos catódicos (CRT) y los colores de filtro dicroico en las pantallas digitales son ejemplos de colores primarios fijos. Estos colores se eligen en función de su capacidad para mezclar y producir un amplio espectro de colores secundarios. Ajustar la matriz de colores primarios para lograr los colores secundarios deseados puede ser una tarea compleja que requiere una calibración y coordinación precisas de los componentes de color individuales. Esta personalización de colores secundarios permite la innovación y la creatividad en la tecnología de visualización, satisfaciendo las diversas necesidades y preferencias de los usuarios.
Midiendo el color con XYZ
Las mediciones XYZ brindan una visión única y fascinante de la intrincada relación entre la luz y el sistema visual humano. La CIE estableció un modelo teórico llamado observador estándar, que forma la base para medir colores utilizando valores XYZ. En este modelo, X, Y y Z corresponden a la intensidad de la luz percibida por los conos rojo, verde y azul del ojo humano. X y Z se escalan contra Y para la normalización. Estos valores XYZ se utilizan luego para calcular las proporciones de rojo, verde y azul que contribuyen a nuestra sensación de color. Si bien las medidas XYZ no se corresponden exactamente con el rojo, el verde y el azul, sirven como datos sin procesar para derivar el producto terminado, que está representado por el espacio de color RGB. Comprender y medir con precisión el color a través de los valores XYZ es crucial para varias industrias y aplicaciones que dependen de la reproducción precisa del color.
La relación entre XYZ y RGB
La relación entre los espacios de color XYZ y RGB es un concepto fundamental para comprender cómo se representan y reproducen los colores en diversas industrias y aplicaciones.
- XYZ son los datos sin procesar que representan las intensidades de luz roja, verde y azul percibidas por los conos en nuestros ojos. Por otro lado, RGB es el producto terminado, donde los valores de rojo, verde y azul se combinan para producir colores.
- Las medidas XYZ no se corresponden directamente con el rojo, el verde y el azul, sino que proporcionan la base para el Diagrama de cromaticidad CIE, que ayuda a analizar las relaciones de color.
- La combinación de colores rojo, verde y azul en notación RGB da como resultado luz blanca, siguiendo la Ley de Grassman.
- Para lograr los colores deseados, los valores RGB se pueden ajustar escalando y normalizando los valores XYZ contra el valor Y, que determina cómo percibe el ojo la cantidad de luz.
Comprender la ley de Grassman
La Ley de Grassman es un principio fundamental en la teoría del color que explica cómo los colores rojo, verde y azul se combinan para producir luz blanca. De acuerdo con esta ley, cuando se mezclan diferentes colores, sus intensidades de luz se suman para crear un nuevo color. En el caso del rojo, verde y azul, cuando estos colores primarios se combinan en sus máximas intensidades, producen luz blanca. Este principio es crucial para comprender la mezcla de colores y reproducir colores con precisión en diversas aplicaciones. Al ajustar las intensidades de los componentes rojo, verde y azul, es posible lograr una amplia gama de colores. Grassmans Law proporciona una base científica para la mezcla de colores y es esencial en industrias como la impresión, la fotografía y la tecnología de visualización digital. La comprensión de esta ley permite una reproducción precisa del color y garantiza la coherencia en la percepción del color.
Importancia de los estándares de medición del color
Los estándares de medición del color juegan un papel crucial para garantizar la consistencia y la precisión en diversas industrias y aplicaciones. Estos estándares, establecidos por la Comisión Internacional de Iluminación (CIE), proporcionan un marco para cuantificar y reproducir colores. Al definir lo que constituye los colores primarios y establecer un modelo de observador estándar, los estándares de medición del color permiten la coherencia analítica en la medición del color. Ayudan a garantizar que los colores se reproduzcan fielmente en diferentes dispositivos y plataformas, lo que permite una coincidencia de colores precisa y uniforme en industrias como la impresión, el diseño gráfico y la fabricación. Además, los estándares de medición del color son esenciales para el desarrollo y avance de las tecnologías relacionadas con el color, como las tecnologías de visualización y los sistemas de gestión del color. Proporcionan un lenguaje común y un punto de referencia para los científicos, investigadores e ingenieros del color, lo que facilita la innovación y el progreso en el campo de la percepción y la medición del color.