¿Cuántas longitudes de onda, intensidades y combinaciones hay físicamente?
El espectro de luz real es esencialmente infinito. No solo hay una gran cantidad de longitudes de onda individuales, sino que se pueden combinar de infinitas maneras.
Este gráfico muestra que el ojo humano más común en luz brillante es sensible a tres partes diferentes del espectro. La respuesta relativa del ojo a cualquier “color” es una combinación de estos tres tipos de conos.
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¿Qué significa “color”?
Por “color” aquí me refiero a la combinación de toda la luz que percibimos que está entrando al ojo. Es una mezcla de longitudes de onda e intensidades. El color que percibimos depende del entorno. La visión humana tiene una especie de balance de blancos automático incorporado. También busca bordes para percibir cambios en el color, una especie de “balance de blancos” local dentro de una escena que podría iluminarse con diferentes tipos de luz como “luz diurna” o “Blanco suave” (incandescente). Los cambios graduales en el color son más difíciles de percibir. No creo que esta sea la intención de su pregunta, por lo que no me detendré en la “percepción del color” frente a cómo definimos los colores con el propósito de imprimir o mostrar en una pantalla de computadora, o renderizar con película de color. No nos atasquemos preguntando qué significa “azul”. Adoptaremos la noción de que el azul es una mezcla de longitudes de onda e intensidades en el rango de 400 a 475 nanómetros más o menos.
Por ejemplo, los punteros láser rojos (los baratos) tienen una longitud de onda de 650 nm. Un ojo humano normal tiene una pequeña respuesta en el receptor de onda larga (llamado “rojo” en este cuadro) e incluso una respuesta más pequeña en el receptor de onda media (“verde”) y esencialmente ninguna respuesta en el receptor de onda corta (“azul”). Todos los colores del arco iris se perciben así por una combinación de respuestas en estos tres receptores. La línea de sodio amarilla es aproximadamente la misma cantidad de respuestas “rojas” y “verdes”.
Definiciones estándar de color (pero basadas en la percepción humana promedio) No tiene en cuenta cómo el cerebro percibe los colores de los objetos que reflejan la luz. El espacio de color CIE 1931 RGB y el espacio de color CIE 1931 XYZ fueron creados por la Comisión Internacional de Iluminación (CIE) en 1931.
¿Hay colores que no están en el espectro?
“Blanco” para los propósitos de esta discusión es aproximadamente la misma cantidad de respuesta a los tres receptores. Los detalles de por qué no son exactamente iguales es demasiado complicado en esta etapa de la discusión.
Para facilitar la discusión, decimos que la luz de 650 nm es “roja”. Esa es una percepción humana. El hecho de que tenga “color” se debe al hecho de que podemos verlo con más de un tipo de cono. En base a eso, hemos definido los colores de acuerdo con el tono, la saturación y la luminosidad.
La forma en que definimos la saturación de matiz y la luminosidad.
Percibimos otros colores que no son colores del arco iris (colores espectrales puros) además del blanco. El negro es solo la ausencia de luz. El marrón es simplemente rojo oscuro o naranja. Púrpuras o magentas no son violetas. Contienen luz roja y azul pero poca luz verde. Puede notar que el receptor rojo tiene alguna respuesta en el extremo azul del espectro. Es por eso que la violeta se parece a la púrpura a nuestros ojos. El rosa es solo una mezcla de los tres con más rojo que verde y azul. Se dice que un color espectral puro está saturado. No puede ser más puro. Comience con verde puro. Añade un poco de rojo y azul. Se vuelve verde claro. Agrega más rojo y azul. Se vuelve gris. Agrega más rojo y azul. Se vuelve de color púrpura claro. Como puedes imaginar, puedes producir infinitas combinaciones.
¿Cuántos colores puede percibir un humano normal?
Cada receptor de color puede distinguir en algún lugar cercano a 250 niveles diferentes. Combinando los tres resultados en 250 x 250 x 250 = 15 millones de colores. A veces se dice que podemos ver 15 o 16 millones de colores. Es probable que los ingenieros de la pantalla de la computadora hagan las estimaciones. No creo que la respuesta visual sea lineal, mientras que las pantallas de la computadora son lineales. Probablemente podamos distinguir mucho menos de 16 millones de colores, tal vez en el vecindario de 1 millón a 4 millones. (Este sitio web afirma que el ojo humano puede ver 7 millones de colores: el color y la visión importan) Pero eso cuenta todos los diferentes brillos de cada “color” como un color diferente. Si solo cuenta diferentes matices y saturaciones que podemos distinguir, sin contar diferentes luminosidades, probablemente veamos alrededor de mil a cuatro mil “colores” diferentes según esa definición de color.
Daltonismo
Probablemente conozca a las personas que se llaman “daltónicos”. La forma más común de daltonismo es donde falta el receptor “rojo” o “verde”. Esto hace que sea mucho más difícil para una persona así juzgar la diferencia en tonos de naranja, ya que, como puede ver, el receptor “azul” no puede ayudar mucho con ese problema.
Escena simulada vista por una persona llamada daltónica de color rojo / verde.
Crédito de imagen Color Vision: una de las maravillas de la naturaleza
Tetracromacia
Ha habido mucha discusión en los últimos años sobre “tetracromatos” o personas con dos receptores “rojos” diferentes (o quizás uno debería llamarse “amarillo”) o conos en sus ojos. Es raro que estos estén conectados a diferentes vías nerviosas, pero aparentemente en algunos individuos, generalmente mujeres, los 4 receptores funcionan. La gente dice que estos individuos “ven” colores que los individuos normales no pueden ver. Lo que eso significa es, por ejemplo, que dos trozos de papel o seda “marrones” diferentes se verán idénticos a un individuo normal, pero un tetracromático los verá como dos colores diferentes.
Cuarto cono raro en humanos tetracromáticos
Crédito de la imagen: El misterio de la tetracromacia: si el 12% de las mujeres tienen cuatro tipos de cono en sus ojos, ¿por qué tan pocas de ellas realmente ven más colores?
En cierto sentido, los individuos “normales” tienen cuatro receptores de color, porque las varillas en el ojo tienen una respuesta espectral diferente de cualquiera de los conos como se muestra a continuación.
Desafortunadamente, las barras se abruman con luz brillante y se ignoran. Por lo tanto, generalmente no son útiles en la visión del color. Con luz muy tenue, solo responden las barras, por lo que no tiene visión de color con luz tenue. El cerebro a veces intentará completar el color. Por ejemplo, en una habitación oscura si veo una luz parpadear por el rabillo del ojo, se ve gris. Si luego miro la luz y veo que es azul, la próxima vez que la vea por el rabillo del ojo, juro que estoy viendo azul, solo para descubrir que mi amigo me engañó y emitió una luz roja.
Colores de la pantalla de la computadora
Las pantallas de las computadoras generan colores con filtros LCD o con diodos orgánicos emisores de luz. Los espectros típicos de los filtros LCD se muestran a continuación superpuestos en la respuesta espectral de su ojo.
El color promedio real de la pantalla de la computadora está determinado por la retroiluminación LED y los filtros utilizados para RG y B. Esto se muestra a continuación:
Por lo tanto, las pantallas de computadora, no sorprendentemente, coinciden razonablemente bien con los receptores en los ojos normales. Es por eso que no puede hacer una prueba de visión de tetracromato en una pantalla de computadora RGB. No es capaz de producir combinaciones que coincidan con los cuatro tipos de conos que tienen los tetracromatos.
Visión del color en animales
Se sabe que ciertos animales tienen una cantidad diferente de receptores de color que nosotros, y algunos pueden ver cerca del ultravioleta, además de nuestros colores, y otros pueden ver el infrarrojo. Obviamente, perciben el color de manera diferente a como lo hacemos nosotros y pueden distinguir el color que no podemos, así como en algunos casos ver cosas que no podemos ver en absoluto.
Respuestas de cono típicas para un pájaro.
Respuestas de cono típicas para las abejas y las moscas domésticas en comparación con los humanos y las palomas.
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