REFLEXIÓN XXVII -SOBRE LA PERCEPCIÓN DEL COLOR Y SU MEDIDA-

[Poul Carbajal]

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LOS COLORES Y LA VISIÓN DEL COLOR

Cuando la luz blanca es dispersada por un prisma o por una red, el espectro se percibe en bandas de color; los colores violeta, azul, azul-verde, verde, verde-amarillo, naranja y rojo se solapan sin límites bien definidos. Estas diferencias de color son la característica de las distintas longitudes de onda de las luces correspondientes. Por ejemplo, las varias tonalidades del azul corresponden a longitudes de onda desde 450 a 480 nm, que van pasando a un color azul-verde; la luz verde se confunde con la de color verde-amarillo para el intervalo de 510 a 550 nm. El ojo normal tiene la facultad de percibir una diferencia de color entre luces que difieren de 2 a 4 nm en su longitud de onda; esta sensibilidad varía ligeramente según la banda del espectro, lo que significa más de cien tonalidades distintas visibles en el mismo, que cubren unos 300 nm.

No obstante, la percepción del color podría variar según la salud visual del individuo, tal como se deduce de las estimaciones que se hacen de los colores y de sus diferencias. La visión anormal del color suele detectarse con cuadros que consisten en manchas de color convenientemente dispuestas, el más conocido de los cuales es el contenido en el Test de Ishihara. Las desviaciones relativamente pequeñas de una visión normal del color se deben a las diferencias de color del cristalino del ojo (que gradualmente se amarillea con la edad) y de la mácula, o capa que debe atravesar la luz antes de llegar a los receptores. Las desviaciones más importantes están relacionadas con una respuesta anormal de uno o varios de los tres tipos de receptores.

En casos extremos de deficiencia cromática visual (monocromatismo), el espectro se percibe solamente como tonalidades grises (posiblemente), mientras que en el dicromatismo se ve una banda del espectro como neutra y el resto en dos colores únicamente; por ejemplo, azul en un extremo y amarillo en el otro, de modo que cada color se va desaturando hacia el punto neutro.
Los individuos con visión trícroma pero que difieren de los normales (por ejemplo en la discriminación entre rojo y verde) se dan en el 5,9 por ciento de los hombres y en el 0,4 por ciento de las mujeres. Las variedades del dicromatismo afectan aún 2,1 por ciento de hombres y a un 0,03 por ciento de mujeres. Los porcentajes para la ceguera completa al color son, respectivamente, del 0,003 y de 0,002 por ciento.

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ASPECTO SUBJETIVO DEL COLOR:

Un individuo monocromático no puede tener idea del color, aunque pueda entender el fenómeno del espectro y lo que significa longitud de onda, ya que carece de una representación mental del color.

El color es una experiencia subjetiva, pero la longitud de onda de la radiación que provoca la sensación es una magnitud física medible objetivamente. De ahí que se nos presenten dos amplios criterios para estudiar el color: el subjetivo, que estudia el color tal como lo ve un observador, y el objetivo, en el que se basarán las mediciones de las propiedades físicas de la radiación.

El aspecto subjetivo varía según el observador y, para el mismo, según las circunstancias de tiempo y las condiciones. Por ejemplo, una tarjeta de color verde claro vista con luz blanca parece verde; al observarla contra fondos distintos cambia su aspecto, de modo que parece de color más oscuro contra un fondo del color complementario (magenta) o más clara contra un fondo más oscuro del mismo color.
Si se ilumina a través de un filtro magenta aparecerá neutra o rosada según la densidad del filtro. Así pues, el aspecto de la tarjeta varía mucho y podrá ser descrito su color como verde claro, verde oscuro, gris o rosado.

Hay muchos ejemplos clarísimos de este efecto, que demuestran que el aspecto de un color cambia con su entorno y la facilidad con que podemos engañarnos con una falsa interpretación del color. Si en lugar de una observación visual, se procede a una investigación objetiva de la tarjeta, se obtendrán medidas concretas de la calidad de la luz reflejada por aquella con respecto a la luz que la ilumina; esta información será independiente del observador y no sujeta a la influencia de los colores del fondo.

Tonalidad:

Es la propiedad más evidente de un color es la sensación que el mismo provoca en el cerebro, comúnmente descrita como sensación del "color". Esta propiedad se conoce como la "tonalidad" (o el matiz) del color en términos subjetivos; objetivamente corresponde a la "longitud de onda dominante". Para la comprensión de la terminología objetiva debe conocerse previamente el cuadro de cromaticidad del sistema CIÉ.

Saturación:

El aspecto de los colores de una tonalidad específica se puede variar por adición de blanco o gris, con lo que se aclaran u oscurecen, sin cambiar de tonalidad, porque el blanco y el gris, por definición, son neutros.
La "saturación" da idea de esta variación en términos subjetivos, y en las medidas objetivas se define como "pureza" del color.

La longitud de onda dominante y la pureza se expresan simultáneamente como "cromaticidad".

Luminosidad:

Un tercer factor en la definición de un color es el que se asocia con la cantidad de luz emitida, transmitida o reflejada por dos muestras. La diferencia entre ambas se describe como de luminosidad, en términos subjetivos y como de luminancia en términos objetivos. Cuando las muestras no tienen luz propia sino que reflejan o transmiten luz, podría tomarse como término subjetivo la claridad, a la que correspondería en terminología el factor de luminancia (en sentido general) o los factores de reflexión y de transmisión respectivamente.

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LA REPRODUCCIÓN DEL COLOR

Una reproducción exacta del color es la que no se distingue del original cuando se observa en las mismas condiciones que éste.

Un experimento de dificultad extrema e imposible consecución, consistiría en retratar la Realidad en color para obtener una cuadro idéntico al original. Las dificultades adicionales provendrían de la mayor complejidad de los procesos en color, los cuales, entre otros factores, implican un exacto equilibrio entre los pigmentos y la presencia de opacidades/transparencias, capas de pintura, texturas etc. En este caso sería de importancia primordial que en la realización del cuadro interviniesen los mismos colorantes que en la naturaleza.

Por otro lado, se ha supuesto que la Realidad y el cuadro podrían observarse en las mismas condiciones, preferiblemente por varios observadores. Este tipo de valoración es mucho más fácil de realizar que una determinación objetiva en la que el original y la reproducción deben someterse a una complicada serie de medidas. Las valoraciones subjetivas están sujetas a las diferencias de apreciación entre los observadores pero, con suficientes opiniones independientes, se puede esperar una estimación fiable. Aunque, en teoría, la determinación objetiva parezca más segura, no hay que olvidar que estas medidas están sujetas al riesgo de errores experimentales y que requieren varias lecturas para obtener un promedio fiable.

Todos los colores naturales, como los de la hierba, del cielo, los tonos de la piel, los de las flores o frutos son muy variables. Por ejemplo, el color de la hierba cambia mucho según el tipo de la misma, su crecimiento, la forma con que la luz incide en ella, la calidad de la luz (temperatura de color, "suavidad" o "claridad"); en otras sustancias naturales ocurre lo mismo. Todo individuo, probablemente de modo inconsciente, concibe de una manera particular el aspecto de la hierba verde, del tono de la piel, o de un cielo azul; esta concepción posiblemente va ligada a una experiencia emotiva que asocia con este color y aviva sus recuerdos, así que cuando ve un cuadro que no concuerda con estos conceptos mentales, le puede parecer falso en cierto modo.
A veces la representación es defectuosa, pero otras lo que falla es su apreciación, ya que ésta se basa en la memoria, la experiencia y la naturaleza intrínseca de la visión del color.

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MEDICIÓN OBJETIVA DEL COLOR:

Sistemas de medida:

La medición es la herramienta básica del método científico, que sirve para especificar las propiedades de una sustancia de modo que los datos tomados por distintos observadores, en circunstancias de tiempo y lugar diferentes, puedan reunirse y compararse. Además, al idear métodos para medir una determinada propiedad se adquiere una comprensión más completa de la misma. Al estudiar la reproducción del color mediante procesos científicos, es necesario conocer los métodos de medición del color, con lo que se logrará asimismo una mejor apreciación de los atributos del color.

Como la apreciación del color es totalmente subjetiva, la asociación de un nombre a un color determinado es una cuestión puramente personal y no es posible especificar los colores más que de una manera muy general. Aunque fuese posible una manera más concreta, el número casi infinito de colores y matices haría interminable la asignación de nombres.

Hay muchos casos en los que se requiere una especificación clara del color, por ejemplo, cuando se quiere mantener una calidad invariable en la fabricación de un material de color. La manera más evidente de asegurar la constancia del color de una serie de muestras se basa en la comparación visual de las mismas con una prueba estándar; esta evaluación indicará si la muestra es similar a la estándar o difiere de ella. El intento de abordar directamente los problemas de la determinación del color ha llevado a la composición de los atlas de color.

Actualmente contamos con la ayuda de instrumentos como los densitómetros fotoeléctricos y los colorímetros que comparan la muestra con una prueba patrón y sustituyen la apreciación humana por un sistema fotoeléctrico para detectar la concordancia de las propiedades. Estos instrumentos indican el color solamente por ajuste con respecto a unas normas visuales o por cálculos basados en la característica medida de la luz y en los filtros del instrumento.

Un aspecto fundamental es la medición, con espectrofotómetros, de la energía relativa de una fuente de luz (o de la reflectancia o transmisión de sustancia que no emiten luz propia) para todas las longitudes de onda del espectro, porque es la longitud de onda de la radiación que el observador humano percibe en color.

El sistema capaz de coordinar los resultados obtenidos con los varios instrumentos empleados en la medición del color es el sistema de especificación de color CIÉ (Commission International de L'Eclairage reunida en 1931); basado en la teoría triestímulo.
Según este sistema acordado internacionalmente, los factores implicados en la medición del color están normalizados; mediante cálculos se pueden expresar las medidas tomadas con instrumentos distintos en una misma forma.

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El Atlas del color Munsell:

Una manera sencilla de determinar un color consiste en hacerlo concordar visualmente con una muestra estándar. Si se preparan de varias muestras normalizadas sistemáticamente se pueden numerar a fin de ordenarlas por variaciones progresivas de tonalidad, saturación y luminosidad. Entonces, a la muestra de ensayo se le asignará el número de la muestra estándar con la que concuerde, y otro observador que disponga del mismo juego normalizado podrá determinar el color por su índice.

Esta distribución de muestras coloreadas se denomina atlas de color, y el más conocido es el libro de colores de Munsell (Munsell Book of Colour). Las muestras de este sistema son pequeñas tarjetas, brillantes o mates, de unos 2 x 1,8 cm. Los colores se obtienen por pigmentos de impresión, lo que limita el número de muestras especificables. En el sistema de Munsell los tres atributos subjetivos del color, tonalidad, saturación y luminosidad se llaman tonalidad, cromatícidad y valor, respectivamente.

Tonalidad:

Hay diez tonalidades principales: roja, roja-amarilla, amarilla, amarilla-verde, verde, verde-azul, azul, azul-púrpura, púrpura y púrpura-rojo. Se considera que estas tonalidades se disponen en un círculo en el orden R, R-Am, Am, Am-V, V, V-A, A, A-P, P, y P-R, en el sentido de las agujas del reloj. La tonalidad principal recibe el índice 5 y en el sentido del reloj se pasa por los índices 6 a 10, mientras que en sentido contrario se pasa por los índices 4a1. En toda la circunferencia hay 100 tonalidades regularmente espaciadas.

Valor:

En el sistema de Munsell la luminosidad de un color —su valor— va de O (negro absoluto) a 10 (blanco) en la escala neutra, pero, en la práctica, el máximo valor es 9 y el mínimo 2. Los intervalos entre escalones son iguales.

Cromatícidad:

Corresponde a la propiedad subjetiva de la saturación; se numeran a partir de 1 los varios escalones iguales de saturación creciente, y el 1 indica la desviación unitaria respecto a la neutralidad. Debido a las limitaciones que los pigmentos de impresión imponen, el valor máximo de saturación varía con la tonalidad; por ejemplo en la tonalidad de color 2,5 Am vale16 pero en la 5 AV sólo es 8.

El grado de saturación suele expresarse en función de adición de blanco o de gris a un color, pero debe tenerse en cuenta que esto no se puede tomar al pie de la letra, porque no sólo variaría la saturación sino también la luminosidad. No obstante, es posible establecer que el grado de saturación varíe aunque la luminosidad permanezca constante, es decir, de modo que la densidad acromática de la mezcla del color con el gris sea constante. En el atlas de color de Munsell los cambios de cromaticidad (saturación subjetiva) aparecen en una fila horizontal de muestras y los valores (luminosidades) permanecen constantes. Si se observa esta fila con los ojos entreabiertos, para eliminar la percepción del color, las muestras parecen tener la misma densidad.

Especificación:

En este sistema el color se especifica con los índices de tonalidad, de valor y de cromatícidad, en este orden; por ejemplo:

Tonalidad 4 A
Valor 3
Cromaticidad 7

La especificación se escribe 4A3/7, lo que sería un color azul, con un ligero componente azul-verde de valor bajo (es decir, bastante oscuro) pero con cromaticidad más bien alta (es decir, tendiendo a puro o saturado). Aunque la descripción verbal da idea del color, la numérica precisa el color para localizarlo en el atlas.

Uno de los inconvenientes del atlas de color es que, estrictamente, sólo sirve para muestras de las mismas características superficiales que las normalizadas y es difícil juzgar muestras con texturas y ópticas muy diferentes, siendo imposible en el caso de "extrapolar" el color de La Realidad sobre el lienzo o el soporte. Se puede emplear el atlas en aproximaciones, pintando muestras estándar, comparando la reproducción con el original y repitiendo la prueba (casi siempre será necesario).

En mi opinión, todavía se deben descubrir y estudiar otras dimensiones del color tanto en el plano subjetivo y su percepción como en el objetivo (medición) para establecer una metodología científica a la hora de reproducir el color cuando pintamos (máxime de forma Realista).

Un saludo.
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[daniel]

Poul,

Le explico un poco mi proceso mental con el color. Poco a poco siento que he logrado entender y reproducir mejor el color, pero mi tarea más dura ha sido reproducir la sombra de un color. Para hacer las sombras de los colores (o los medios tonos progresivos en un efecto tridimensional) añado colores complementarios, pero las sombras, en el caso de ser un color con iluminación 7-8 por ejemplo, entra en juego si el color tiene esa iluminación por naturaleza o tiene esa iluminación por incidencia de la luz directa o casi directa, lo que me hace dudar en el proceder para reproducir el color de las partes más oscuras del dicho objeto. Es por eso que entender el color en este momento es tan importante para mi.

Desde hace tiempo he sabido (creído) que la forma de desaturar un color es añadiendo el complementario. Por ejemplo, para hacer la sombra de un objeto amarillo, añado poco a poco un color púrpura-rojo o púrpura-azul, dependiendo del mismo amarillo. Para las sombras de un azul lo mismo con una mezcla de naranja, e igualmente lo hago con el rojo (en este caso he visto que con la simple adición de azul se obtienen rojos bastante oscuros añadiendo apenas un toque pequeño de amarillo). Ahora leyendo su artículo sobre la percepción del color de Munsell y viendo en internet algunas imágenes de esta escala, según entiendo, la mejor forma de desaturar un color es añadir gris (blanco con negro) y no el complementario; ¿es así o he entendido mal?

Un saludo

[Poul Carbajal]

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Amigo Daniel,

En la práctica existen infinidad de variables para determinar el color de los objetos, sus sombras propias, y las transmitidas o proyectadas/emitidas.

Le enumero algunas de ellas:

- Temperatura de Color de la fuente luminosa.
- Rendimiento Cromático de la fuente luminosa.
- Color local de objeto iluminado.
- Ángulo de incidencia lumínica.
- Ángulo de visión (punto vista).
- Metamerismo del objeto iluminado.
- Metamerismo de iluminancia.
- Metamerismo geométrico.
- Metamerismo de observador.
- Metamerismo de campo.
- Naturaleza óptica del objeto iluminado (indices de refracción/transmisión/reflexión).
- Naturaleza óptica del objeto en sombra.
- Color local de las superficies en sombra.
- Metamerismo de las superficies en sombra.

En cuanto a la desaturación de un color, con el óleo hay múltiples combinaciones:

- Mezclas ópticas -yuxtaposición, veladuras-.
- Mezclas físicas -adición de gris, blanco, negro o complementario-.

Dependiendo del resultado que se persiga, tendremos que adecuar nuestro sistema de desaturación del color; si utilizamos exclusivamente valores acromáticos -gris, blanco, negro- para desaturar un color, conseguiremos un aspecto más "mortecino" del matiz, dependiendo esto también de las características de cada pigmento.

Un saludo.
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[Gerardo]

Estimado Poul, ¿qué tanta relevancia encuentra en la utilización del sistema de color de Munsell en la pintura realista? en su texto indica que todavía considera que hacen falta estudios profundos del color para lograr su acercamiento subjetivo u objetivo en la pintura pero no sé si el sistema de Munsell se puede considerar como una buena guía a seguir o si existen otros modelos de color a seguir y cuáles serían, me gustaría conocerlos.

[Poul Carbajal]

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Estimado Gerardo,

El problema básico del sistema de color Munsell es que no es efectivo a la hora de comparar muestras de La Realidad, es decir, de la visión "directa" del entorno.

En mi búsqueda de la Perfección, actualmente estoy desarrollando un método para que mis cuadros una vez finalizados y visionados en las mismas condiciones lumínicas y geométricas que su "homólogo" Real, sean indistinguibles de aquel para el 99% de los espectadores.

Para ello cuento con varias vías de investigación, tanto en el campo subjetivo de la apreciación del color como en el objetivo.

Comparacíon Subjetiva del Color:

- Comparadores manuales -funcionamiento parecido al de los típicos colour checkers-
- Adecuación y ampliación del sistema de trabajo del Sr. Emilio Ruiz del Rio y su proceso de pintado de cristales en cabinas de luminancia controlada: http://es.wikipedia.org/wiki/Emilio_Ruiz_del_R%C3%ADo
- Estudio y estandarización de la luminotecnia en los espacios expositivos, recreando unas condiciones lumínicas cercanas a las Reales.

Medición Objetiva del Color:

- Desarrollo de un Foto-Colorímetro Puntual Láser, que cuantifica la medida del contraste en candelas y referencia el color en Sistemas RGB-triestímulo-/CMYK, funcionamiento parecido al exposímetro puntual Mavo-Spot de Gossen: http://www.gossen-photo.de/english/medi ... vospot.php
- Desarrollo de un modelo matemático del color para mejorar la transferencia pigmentaria al soporte.

Un saludo.
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