Tutorial: Percezione del Colore e Visione Umana

Il colore può esistere solo quando tre componenti sono presenti: un osservatore, un oggetto, e luce. Anche se la luce bianca pura è percepita come incolore, in realtà contiene tutti i colori nello spettro visibile. Quando la luce bianca colpisce un oggetto, questa blocca selettivamente alcuni colori e ne riflette altri; solo i colori riflessi contribuiscono alla percezione del colore dell'osservatore.

Percezione Umana del Colore: I Nostri Occhi e la Visione

L'occhio umano rileva questo spettro usando una combinazione di cellule a bastoncelli e coni per la visione. Le cellule a bastoncelli sono migliori per la visione in scarsa luce, ma possono solo rilevare l'intensità della luce, mentre le cellule a coni possono anche discernere il colore, ma funzionano meglio in luce intensa.

Esistono tre tipi di cellule a coni nel vostro occhio, ciascuna più sensibile a lunghezze d'onda corte (S), medie (M), o lunghe (L). L'insieme di segnali possibili in tutte e tre le cellule a coni descrive la gamma di colori che possiamo vedere con i nostri occhi. Il diagramma sotto illustra la sensibilità relativa di ogni tipo di cellula per l'intero spettro visibile. Queste curve sono spesso anche chiamate "funzioni tristicimolo".

Seleziona Vista:

Cellule a Coni

Luminosità

Dati grezzi per gentile concessione dei Colour and Vision Research Laboratories (CVRL), UCL.

Notate come ogni tipo di cellula non rilevi solo un colore, ma abbia invece gradi variabili di sensibilità su una vasta gamma di lunghezze d'onda. Passate il mouse su "luminosità" per vedere quali colori contribuiscono di più alla nostra percezione di luminosità. Notate anche come la percezione umana del colore sia più sensibile alla luce nella regione giallo-verde dello spettro; questo è utilizzato dall'array bayer nelle fotocamere digitali moderne.

Miscelazione Colori Additiva e Sottrattiva

Virtualmente tutti i nostri colori visibili possono essere prodotti utilizzando qualche combinazione dei tre colori primari, sia con processi additivi che sottrattivi. I processi additivi creano colore aggiungendo luce a uno sfondo scuro, mentre i processi sottrattivi usano pigmenti o coloranti per bloccare selettivamente la luce bianca. Una corretta comprensione di ciascuno di questi processi crea la base per comprendere la riproduzione del colore.

I colori nei tre cerchi esterni sono detti colori primari, e sono diversi in ciascuno dei diagrammi sopra. Dispositivi che usano questi colori primari possono produrre la gamma massima di colore. I monitor emettono luce per produrre colori additivi, mentre le stampanti usano pigmenti o coloranti per assorbire luce e creare colori sottrattivi. È per questo che quasi tutti i monitor usano una combinazione di pixel rosso, verde e blu (RGB), mentre la maggior parte delle stampanti a colori usa almeno ciano, magenta e giallo (CMY) inchiostri. Molte stampanti includono anche inchiostro nero oltre a ciano, magenta e giallo (CMYK) perché CMY da solo non può produrre ombre abbastanza profonde.

Miscelazione Colori Additiva (Colore RGB)
Rosso + Verde	→	Giallo
Verde + Blu	→	Ciano
Blu + Rosso	→	Magenta
Rosso + Verde + Blu	→	Bianco

Miscelazione Colori Sottrattiva (Colore CMYK)
Ciano + Magenta	→	Blu
Magenta + Giallo	→	Rosso
Giallo + Ciano	→	Verde
Ciano + Magenta + Giallo	→	Nero

I processi sottrattivi sono più suscettibili a cambiamenti nella luce ambientale, perché questa luce è ciò che viene bloccato selettivamente per produrre tutti i loro colori. È per questo che i processi di stampa a colori richiedono un tipo specifico di illuminazione ambientale per rappresentare accuratamente i colori.

Proprietà del Colore: Tonalità e Saturazione

Il colore ha due componenti uniche che lo distinguono dalla luce acromatica: tonalità e saturazione. Descrivere visivamente un colore basandosi su ciascuno di questi termini può essere altamente soggettivo, tuttavia ciascuno può essere illustrato più oggettivamente ispezionando lo spettro cromatico della luce.

I colori naturali non sono solo luce a una lunghezza d'onda, ma in realtà contengono un'intera gamma di lunghezze d'onda. La "tonalità" di un colore descrive quale lunghezza d'onda appare essere la più dominante. L'oggetto il cui spettro è mostrato sotto sarebbe probabilmente percepito come bluastro, anche se contiene lunghezze d'onda in tutto lo spettro.

Anche se il massimo di questo spettro avviene nella stessa regione della tonalità dell'oggetto, non è un requisito. Se questo oggetto avesse invece picchi separati e pronunciati solo nelle regioni rossa e verde, la sua tonalità sarebbe invece gialla (vedi tabella miscelazione additiva).

La saturazione di un colore è una misura della sua purezza. Un colore altamente saturo conterrà un insieme molto ristretto di lunghezze d'onda e apparirà molto più pronunciato di un colore simile, ma meno saturo. L'esempio seguente illustra lo spettro per sia una tonalità di blu altamente satura che una meno satura.

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