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TEORÍA DEL COLOR

Departamento de Dibujo IES Jorge Juan

Profesor: Manuel Chica

1- EL OJO Y LA VISIÓN Los mecanismos del ojo humano ha sido motivo de estudio de científicos e investigadores para entender la visión. Hace ciento treinta años que se dio el primer paso, comparando el ojo a una máquina fotográfica (fig. 1). Se dieron cuenta de que el ojo es una pequeña cámara oscura, provisto también de una lente (fig. 2), cuya finalidad es la misma que la del objetivo fotográfico: enfocar la imagen. La luz entra en el ojo, como en la máquina de fotografiar, y la lente hace que la imagen quede perfectamente enfocada.

Pupila

Iris

Iris

Ret

ina

Retina

Nervio óptico

Crista

lino

Córnea

Humor vítreo

Fig.1 Sección del ojo humano Fig.2 Sección de la lente cristalina humana

El objetivo de la cámara fotográfica está formado por varias lentes, mientras que el ojo humano solamente tiene una llamada cristalino, sin embargo, ambos son capaces de variar automáticamente el enfoque, de modo que la imagen sea siempre nítida y brillante en la película fotográfica o en el fondo del ojo, tanto si miramos una cosa lejana como cercana. Los científicos del siglo XIX se habían preguntado cómo podía la lente del ojo humano conseguir tal prodigio. Después se dieron cuenta de que esta lente tan transparente era elástica, y que variaba la propia curvatura a fin de poder enfocar cualquier imagen que le llegase de cualquier lugar. Para que podamos ver bien, no basta que la imagen esté exactamente enfocada en el fondo de nuestros ojos, es necesario también que la luz, esto es, la intensidad lumínica, sea la adecuada. Por la noche el ojo necesita recoger mucha luz; en pleno día, en una calle soleada, la cosa es totalmente distinta: hay que evitar que entre exceso de luz. La máquina fotográfica está provista, a tal fin, de un diafragma que se regula a mano. Pero he aquí que el ojo también posee un dispositivo semejante, formado por el iris y la pupila, la cual se abre más o menos, según la iluminación, de modo que el ojo pueda funcionar igualmente bien con poca o con mucha luz. Fue descubierta, además, otra analogía: advirtieron que así como en el fondo de la cámara fotográfica hay una película sensible a la luz, en el fondo del ojo hay otra película, también sensible a la luz, aunque muy distinta. En efecto, esta preciosa película, la retina, puesta en el fondo de nuestros ojos, es la que nos permite ver. Las imágenes luminosas proyectadas sobre ella, reducidas e invertidas, son las mismas que vemos nosotros (fig.3).

Nervio optico

Bastones

Conos

Fig.4 Células fotorreceptoras

Fig.3 Imagen invertida en la retina

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Los científicos concentraron sus estudios en la retina del ojo, porque era evidente que en ella empezaba la visión: conseguir entender el funcionamiento de la retina significaba hallar una explicación convincente del funcionamiento del ojo y, por tanto, resolver uno de los mayores problemas de la ciencia. Pero, a medida que se profundizaba en las investigaciones y los instrumentos de observación se iban perfeccionando, resultaba más evidente que aquella sutil película, de una décima de milímetro de espesor, era extremadamente compleja. Con sofisticados instrumentos de observación, se ha podido comprobar que nuestro ojo contiene unas células bipolares situadas en la retina, que actúan como fotorreceptoras, que captan la longitud de onda de la luz y la codifican o traducen en señales eléctricas que son enviadas al cerebro a través del nervio óptico. Estas células contienen 120 millones de bastoncillos sensibles a la luz y 6 millones de conos sensibles al color, conos que pueden ser de tres tipos, orientado cada uno de ellos hacia la longitud de onda de una luz primigenia: roja, violeta y verde (fig. 4). Si se fija la mirada en un punto y se observan los laterales, se percibirá la luz y la sombra pero no el color, esto es debido a que sólo tenemos conos en la parte frontal del ojo. El ser humano percibe la luz y el color gracias a las características del ojo. Otros animales, por carecer de algún componente, ven en blanco y negro, como el toro. mientras que la mayoría de los insectos ven más colores que nosotros, ya que su estructura ocular es diferente.

2- EL COLOR LUZ

EL ESPECTRO ELECTROMAGNÉTICO La luz es el efecto de las radiaciones visibles que forman parte del espectro electromagnético. El espectro electromagnético está formado por el conjunto de todas las ondas conocidas que se extienden por el universo. Estas ondas se miden según su longitud, y la unidad de medida generalmente usada para determinar la longitud de onda de las radiaciones luminosas es el milimicrón o milimicra, que se indica con

el símbolo m —m minúscula del alfabeto latino y (letra my) del alfabeto griego- que equivale a una millonésima de milímetro; en algunos lugares, la milimicra se denomina nanómetro (nm). Se usa también el Angström (A), que es la décima parte del milimicrón. La luz es una cualidad de la energía radiante que se desplaza en línea recta y de forma ondulada. Cada color tiene una longitud de onda determinada, pero no todas las longitudes de ondas son captadas por el ojo humano (infrarrojos y ultravioletas). (fig.5). rayos X ultravioletas infrarrojos onda radar ondas ondas

cortas radio medias radio

400 nm 500 nm 600 nm 700 nm

Fig.5 Espectro óptico El espectro óptico

De todo este vastísimo espectro solamente las ondas comprendidas en el sector que va de 400 a 700 nm tienen la propiedad de estimular la retina de nuestro ojo provocando el fenómeno llamado sensación luminosa, esto es, luz. Cuando todas las ondas electromagnéticas ópticas estimulan simultáneamente la retina, el ojo percibe la luz blanca. Sin embargo, cuando el ojo recibe solamente una parte de tales radiaciones, entonces ve un color. Cada uno de los colores se caracteriza por la respectiva longitud de onda (fig. 6).

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FUENTE

LUMINOSA

LUZ BLANCA LUZ COLOREADA

FILTRO

OJOestímulo fisiológico

debido al color

IMPULSO

NERVIOSO

Re

pre

senta

ció

n p

sic

oló

gic

a

CEN

TRO

DE V

ISIÓ

N

DE L

A C

ORTE

ZA

CEREBRA

L

Fig.6 Descomposición de la luz blanca La demostración clásica de que la luz blanca se puede descomponer en varios colores, se debe a Isaac Newton, que la realizó en el año 1666. Su intuición genial fue considerar que la luz no es homogénea, como se admitía hasta entonces, sino heterogénea, o sea, compuesta por tantos ―rayos‖ (es la palabra que el mismo usaba) coloreados como ángulos de refracción diferentes hubiese. La refracción es el cambio de dirección de un rayo luminoso al pasar de un medio a otro de diferente densidad, ya sea transparente o traslúcido. Newton demostró que cuando un rayo de luz blanca, luz solar o de cualquier otra fuente equivalente, atraviesa un prisma de cristal se descompone en los distintos colores que constituyen el espectro solar: violeta, añil o índigo, cyan, verde, amarillo, anaranjado y rojo (fig.7).

VIOLETA 400 nm

AZUL CYAN 450 nm

VERDE 550 nm

NARANJA 650 nm

ROJO 700 nm

Fig.7

SÍNTESIS 0 MEZCLA ADITIVA Un capítulo fundamental en la ciencia de los colores, es el que trata de sus síntesis o mezclas. En la síntesis aditiva se suman entre sí radiaciones de diversa longitud de onda. Proyectemos simultáneamente en una pantalla algunas longitudes de onda de manera que se superpongan en parte. Las zonas donde los haces luminosos se superponen, son percibidas por nuestro ojo como un color distinto y más claro que los proyectados. Por tanto, con el estímulo simultáneo en la retina del ojo de todas las diversas longitudes de onda, o al menos con la suma de dos, se obtendrá la sensación de un color que se acercará tanto más al blanco cuanto mayor sea el número de radiaciones emitidas. Teóricamente es posible recomponer la luz blanca sirviéndose de los colores del espectro solar. La prueba más sencilla la proporciona el experimento del disco de Newton (fig 8). Haciendo girar rápidamente un disco, en el que estén pintados los colores del espectro, el disco parece blanco. Esto se debe a que las imágenes persisten en la retina del ojo hasta cuando cesa el estímulo luminoso; por tanto, las imágenes superponiéndose determinan la síntesis por la cual el ojo ve blanco.

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Fig.8 Disco de Newton

Mas para una mejor experimentación, sería útil a nuestra finalidad, poder usar directamente luces coloreadas. No son necesarias todas las luces del espectro, pues bastan tres: la luz coloreada roja, la verde y la violeta. Dispongamos tres proyectores emitiendo cada uno de ellos una luz coloreada; por ejemplo: —luz roja de una longitud de onda de 615,1 nm,. — luz verde de una longitud de onda de 540,2 nm.. —luz violeta de una longitud de onda de 479,8 nm,. Dirijamos ahora los tres proyectores hacia una pantalla blanca de manera que las tres luces coloreadas se superpongan parcialmente. En la luz reflejada por la pantalla comprobamos que los tres haces luminosos proyectados componen otras luces coloreadas, o sea: donde la luz roja se superpone a la violeta se obtiene una luz rojo-púrpura que llamamos magenta; donde la luz verde se superpone a la roja, se obtiene una luz amarilla; donde la luz violeta se superpone a la verde, se obtiene una luz azul, que llamamos cyan. Donde se superponen las tres luces: roja, verde y violeta, se recompone la luz blanca (fig. 9).

Fig.9 Fig.10 Distribución circular del diagrama C.I.E. Conclusión — El ojo humano ve siempre por síntesis aditiva; de dos radiaciones mezcladas, por ejemplo: una amarilla y otra azul, el ojo recibirá siempre una sola sensación: la verde. — El color como tal depende físicamente de una determinada longitud de onda, porque es esencialmente luz; de manera que el término color equivale siempre a la expresión color-luz. Por tanto, en la síntesis aditiva tendremos: Los colores simples, básicos o primarios: rojo, verde y violeta que son luces primarias, con los cuales se obtiene aditivamente la luz blanca. Los colores compuestos o secundarios: amarillo, magenta y cyan, que se derivan de la síntesis de los colores primarios.

Luces primarias Luces

secundarias

+ =Verde Roja Amarilla

+ =VioletaRoja Magenta

+ =VerdeVioleta Cyan

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Luces coloreadas complementarias

Son dos a dos aquellos colores que visualmente son opuestos. Dos luces coloreadas se llaman complementarias cuando mezcladas en una cierta proporción, igualan la luz blanca, o sea dan una luz acromática, no coloreada, que no tenga ninguna longitud de onda predominante y, por tanto, que sea luz blanca de igual energía. Este resultado se obtiene mezclando, por ejemplo, una luz cyan -síntesis de la luz verde y de la violeta— con una luz roja —luz primaria—; o bien, amarilla —síntesis entre la roja y la verde-con la violeta —primaria—; o bien, la magenta —síntesis entre la roja y la violeta— con la luz verde —primaria—. Obviamente, la mezcla puede hacerse también al revés: luz roja con luz cyan, etc. Los colores así considerados se llaman recíprocamente, complementarios el uno del otro, y son: Complementario del VIOLETA el---------------AMARILLO, y viceversa Complementario del VERDE el---------------MAGENTA, y viceversa Complementario del ROJO el---------------CYAN, y viceversa

Fig.11

Puede observarse que dichos colores ocupan una posición recíprocamente opuesta en el diagrama circular cromático según norma C.I.E.(Comisión Internacional de Iluminación) (fig. 10). TABLA RESUMEN DE LA SÍNTESIS o MEZCLA ADITIVA DE LAS LUCES PRIMARIAS

Luces primarias: Colores simples

luz roja + = luz amarilla luz verde

luz verde + = luz cyan luz violeta

Luz violeta + = luz magenta luz roja

Colores complementarios

luz roja + = luz blanca luz cyan

luz verde + = luz blanca luz magenta

Luz violeta + = luz blanca luz amarilla

2- EL COLOR PIGMENTO Percepción del color: reflexión de la luz La luz y la visión son dos de los tres factores que intervienen en la percepción del color. El tercero es la composición química de las superficies que según su naturaleza y propiedades tienen poder selectivo de todas o parte de las radiaciones luminosas que les alcanzan y que provocan la visión del color en sus múltiples aspectos. Igualmente, los pigmentos o substancias coloreadas contenidas en los barnices, en los colores al óleo, al temple, a la acuarela, en las tintas de imprimir, etc., tienen la propiedad de absorber o reflejar determinadas longitudes de onda (colores).Si la superficie es opaca absorbe la luz y refleja todas o parte de sus longitudes de ondas. Dicho poder selectivo se explica como sustracción de radiaciones luminosas. Cuando un pigmento refleja toda la luz blanca que le ilumina vemos blanco el objeto recubierto por este pigmento. Si un pigmento absorbe toda la luz blanca sin devolver al ojo ninguna radiación, vemos el objeto negro. Sin embargo, la mayoría de los pigmentos absorben algunas radiaciones de la luz y reflejan otras. Así por ejemplo, una superficie se verá amarilla si tiene la propiedad de absorber las longitudes de onda violetas y de reflejar las correspondientes al verde y al rojo que unidas darán la visión del amarillo (fig.12). El ojo humano ve siempre por síntesis aditivas.

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Fig. 12

Cuando la superficie es transparente, los rayos de luz atraviesa el cuerpo sin sufrir ninguna alteración. Pero si la superficie es transparente coloreada (filtro), ciertas longitudes quedan detenidas, pasando sólo aquellas que coinciden con el color del cuerpo, es decir, se produce un filtraje (fig.13). En el filtro, la radiación pasa en línea recta, mientras en el pigmento es reflejada . luz blanca verde + rojo = amarillo Fig. 13 Filtro

SÍNTESIS O MEZCLAS SUSTRACTIVAS

El pigmento está constituido por materiales colorantes, tanto de origen orgánico como inorgánico, que

pueden obtenerse de la propia naturaleza o por procedimientos químicos. Las mezclas sustractivas de color pueden producirse por medio de diferentes procedimientos:

- Por la superposición de películas de tinta. Se utiliza en las arte gráficas (estampación industrial o estampación artística).

- Por la mezcla de pigmentos o materias colorantes, como óleos, acuarelas, témperas, acrílicos.. - Al interponer filtros de color delante de un foco de luz. El color de la luz se mezclará con el color

de los objetos.

-COLORES PRIMARIOS, BÁSICOS O FUNDAMENTALES:

Han sido escogidos como colores base de mezcla sustractiva el amarillo, el magenta y el cyan (fig 14). La elección no es arbitraria, pues se debe a que su pigmento no proviene de la combinación de otros;

es más, con su mezcla de dos en dos —binarios— o de tres en tres —ternarios— hecha en oportunas dosis, se pueden obtener infinidad de gamas de otros tonos; y su superposición da el negro. Es ésta la denominación internacional más común, que se pretende unificar tras múltiples estudios, entre los cuales, adquieren notable importancia los de la Comisión Internacional de Iluminación —Commission Internationale de 1'Éclairage: CIE—. No debemos confundir el magenta con el rojo. El color rojo estaría compuesto de magenta y amarillo. Los que llaman rojo a uno de los tres colores base, o equivocan el término..., o bien, usan realmente un rojo que contiene amarillo y, por tanto, en sus mezclas obtienen una gama de colores menos extensa: el violeta, por ejemplo, se aproxima rápidamente al negro.

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-COLORES SECUNDARIOS:

Son aquellos que se obtienen de la mezcla de dos colores primarios (fig. 15):

Colores primarios Colores

secundarios

+ = RojaAmarilla

+ = Violeta

Magenta

+ = Verde

Cyan

Amarilla

Magenta

Cyan

Fig.14 círculo cromático Fig. 15

-COLORES TERCIARIOS: La mezcla de los tres primarios en iguales proporciones tenderá al negro. La mezcla de los tres primarios en distinta proporción nos dan los marrones y grises. -COLORES COMPLEMENTARIOS: Son dos a dos aquellos colores que visualmente son opuestos. El complementario de un color primario es el formado por la mezcla de los otros dos primarios. En un círculo cromático, los complementarios se encuentran diametralmente opuestos. Complementario del AMARILLO el----------------VIOLETA, y viceversa (azul cyan + rojo magenta) Complementario del MAGENTA el----------------VERDE, y viceversa (azul cyan + amarillo) Complementario del CYAN el----------------ROJO, y viceversa (rojo magenta + amarillo)

Fig. 16 -MÉTRICA DEL COLOR: CROMEMAS

Los cromemas son los rasgos distintivos o atributos fundamentales del color, en virtud de los cuales –cuantitativamente, luminosidad y saturación, y cualitativamente según la dominancia o tono es posible la definición de un color. Dominancia : Se puede llamar también tono, matiz, tinte, ―color‖. Es el nombre específico de cada color que conocemos, incluso sus mezclas. Luminosidad: Se puede llamar también valor o brillantez. El grado de luminosidad que tiene un color se mide en función

de su acercamiento al color blanco o al negro (el color rosa tiene más luminosidad o valor que el rojo). Saturación:

Es el grado de pureza de un color. Un color está más saturado a medida que sean menos los tonos que componen su mezcla y cuanto más se parezca a los colores básicos. Cualquier dominancia pierde

saturación si se le añade a su composición el color gris. Entre los estudiosos de los cromemas hay que destacar el doble cono de Guillermo Ostwald (1853-1931), el sólido de Alberto Munsell (1858-1918) (libro ―Color‖ de Fabris-Germani, pag.60) y el cubo de Alfredo Hickethier( libro: Teoría y uso del color, pag. 47). Así mismo hay que destacar el diagrama de C.I.E ( libro: Teoría y uso del color, pag. 79 y ―Color‖ de Fabris-Germani, pag.56)

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-SEMÁNTICA DEL COLOR.

En un sentido general, toda comunicación se da a través de unos signos, y en un sentido particular, el lenguaje del color es aquél cuyos signos visuales son cromáticos. El elemento esencial en la comunicación a través del color es, pues, el signo cromático. Un signo cromático está constituido por un significante (campo de la expresión) y un significado (campo del contenido). Se trata, pues, de una entidad con carácter psíquico, compuesta por una imagen cromática y un concepto, los cuales se hallan unidos recíprocamente. En el signo cromático, la relación entre significante y significado resulta convencional en el caso del lenguaje simbólico (cable marrón +, cable azul -), mientras que, considerando las características propias de sugerencia o sensación, emitidas por el color, llegamos a la concepción sinestésica del color como cualquier tipo de experiencia sensorial, y en tal caso la relación entre significante y significado es inherente. Psicológicamente la sinestesias son imágenes o sensaciones subjetivas, características de un sentido, que vienen determinadas por la sensación propia de un sentido diferente. En el caso de la sinestesia cromática , nos referimos a la sensación de color asociada a una o varias sensaciones de diferente naturaleza perceptual (ej. Amarillo verdoso = sabor ácido). Sensaciones térmicas: Los colores ejercen una serie de sensaciones psicológicas dependiendo de sus cualidades.

Colores cálidos: por asociación con el fuego y la luz solar, son aquellos que llevan en su composición rojo o amarillo. Indican luminosidad, y dan la sensación de cercanía, calor y mayor extensión que los colores fríos. Son los anaranjados, amarillos, rojo, verde (en cuya composición lleven más amarillo que azul) y púrpuras (violetas con más rojo que azul).

Colores fríos: son por asociación con el agua, el cielo y la luz lunar los que contienen en alguna proporción el azul. Dan sensación de lejanía, frío y menor extensión que los colores cálidos. Son los azules, violetas (con más azul que rojo) y los verdes (con más azul que amarillo).

Sensación de tamaño y peso: Los colores cálidos irradian más luminosidad (como un pequeño halo), lo que hacen que dentro de una superficie aparenten mayor dimensión que los colores fríos. Así mismo los colores oscuros aparentan más peso visual que los claros. Sensación de distancia: Los colores cálidos, por cualidades definidas anteriormente (irradian más luminosidad y mayor dimensión) dan la sensación de acercarse visualmente, al contrario de los colores fríos que dan la sensación de alejarse. Sensación de armonía o igualación: Cuando en una composición se usan colores con cualidades muy parecidas (ej. Cálidos, luminosos, etc.) o que están muy próximos en el círculo cromático, decimos que los colores guardan armonía. Sensación de contraste:

Cuando en una composición se usan colores con cualidades muy distintas (ej. colores complementarios.) o que están lejos en el círculo cromático, decimos que la relación de colores esta contrastada, y que la composición guarda contraste cromático.

Bibliografía:

“El lenguaje del color”. Juan Carlos Sanz.

“Teoría y uso del color”. Luigina de Grandis.

“Color. Proyecto y Estética en las Artes Gráficas. Fabris-Germani.

“Tratado del Signo Visual”. Grupo “Arte y percepción visual”. Rudolf Arnheim.

“El Color”. Tema 27 de la revista trimestral “Investigación y ciencia”.