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Espectro solar. Fuente: Association of Universities for Research in Astronomy Inc. (AURA) |
Llamamos luz visible a toda radiación electromagnética con longitudes de onda en el rango detectable por el ojo humano. Para un ojo habitual, este rango incluye toda radiación con longitudes de onda comprendidas entre 390 y 750 nm. El origen del problema del color es que la luz emitida o reflejada por un objeto no tiene por qué estar restringida a una sola longitud de onda en ese rango: puede haber mezclas de varias, incluso infinitas.
Pero no es tampoco cierto que cada mezcla así formada defina un color diferente: El color, como la belleza, está en los ojos del que mira, y los nuestros sólo tienen tres tipos de fotoreceptores cromáticos. Cada uno de estos receptores, llamados conos, tiene especial sensibilidad ya sea para luz con longitudes de onda de entre 564–580 nm (Amarillo, L), 534–545 nm (Verde, M) o 420–440 nm (Violeta, S). Cada forma de excitar los receptores resultará en un color diferente. Por ejemplo, luz que sea detectada por los conos L, mucho menos por los M y nada por los S la veremos como roja. Luz detectada por igual por los tres tipos de conos la veremos como blanca, independientemente de que su espectro sea uno u otro de los mostrados a continuación:
En los años 20 del pasado siglo, antes de que se midiesen las sensibilidades espectrales de los diferentes tipos de conos, se pensó que todos los colores se podrían reproducir con una mezcla adecuada de luz monocromática roja (700nm, R), verde (546.1, G) y azul (435.8 nm, B). Inmediatamente se descubrió que eso no era cierto, ni tan siquiera para los colores del espectro. Esto implica que hay colores que las pantallas no pueden emitir, ni las cámaras digitales registrar, porque ambas usan RGB para generar colores.
Para emular ciertos colores con mezclas RGB, los investigadores se vieron obligados a añadir una componente negativa de luz roja. Aquí me debería interrumpir el lector atento: es muy sencillo sumar luz de diferentes fuentes, ¿pero qué es eso de restarla? En realidad es muy simple: lo que se hace es añadir luz R al color que queremos reproducir, hasta que lleguemos a un color que sí que podamos emular con una mezcla de G y B. La intensidad de luz roja que tuvimos que añadir, cambiada de signo es la componente R del color, una componente negativa.
En 1931 se definió una nueva "base" X,Y,Z de colores primarios imaginarios que permitía reproducir matemáticamente como mezclas todos los colores sin usar componentes negativas.
Cada color estaría de este modo definido por tres números reales no negativos indicando la componente relativa de cada color primario (X,Y,Z). Se puede asignar a cada tríada de números así formados un único punto de un triángulo (el de sus coordenadas baricéntricas). Éste es el denominado Triángulo de Maxwell, que se muestra a la derecha.
La curva blanca muestra el lugar donde se encuentran los colores del espectro. Sólo los colores comprendidos en la envolvente convexa de esta línea (la región coloreada en la imagen) son reales. Ninguno de los que está en el interior corresponde a una luz monocromática (así que no los encontraremos nunca en el arco iris). Finalmente, sólo aquellos colores situados en el interior del triángulo formado por los colores rojo, verde y azul pueden ser representados correctamente en la pantalla de tu ordenador.
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Intento temprano de representación tridimensional de color+luminosidad: Sistema Munsell (c 1910) |
Se nos olvida un último concepto: la luminosidad: cada color lo podemos ver más claro o más oscuro. Esto no es una propiedad intrínseca, y depende del contraste con el resto de la imagen. Incluir la luminosidad añade una nueva dimensión al problema, con los problemas de representación que eso conlleva. Matemáticamente, se puede tratar de una manera muy simple considerando ahora mezclas absolutas (no relativas) de XYZ.
Y... ¿qué ocurre con otros animales? Muchos tienen visión cromática, pero los pigmentos relevantes no son necesariamente los mismos ni cubren las mismas longitudes de onda. Su percepción del color puede ser muy diferente a la nuestra. Dos objetos que los humanos veamos del mismo color, es posible que otro animal pueda verlos como colores diferentes, y viceversa.De hecho, muchos animales pueden detectar luz de longitudes de onda invisibles para el ojo humano: ¡Pueden incluso asignar colores a radiaciones que nosotros no veríamos! Ese es el caso de las abejas y otros insectos polinizadores, cuya visión se extiende al ultravioleta cercano.
Y, finalmente, para complicar las cosas más aún, no todos los animales usan tres fotorreceptores cromáticos. Muchos mamíferos tienen sólo dos (dicromatismo, A), pero algunas aves y arañas tienen cuatro (tetracromatismo, C). El espacio de colores para estos últimos animales tendrá que ser entonces tridimensional, ocupando el equivalente tetraédrico del triángulo de Maxwell.
Para terminar, una nueva vuelta de tuerca: algunos humanos daltónicos son dicromáticos, e incluso hay algunos estudios que han sugerido que algunas personas pueden llegar a mostrar un cierto grado de tetracromatismo. Se han descrito dos procesos diferentes que pueden llevar a ello. El primero se centra en el rango de iluminaciones suficientemente altas para que los conos estén activos y suficientemente bajas como para que entren en funcionamiento los fotorreceptores que median la visión nocturna, llamados bastones. En ese rango, cuatro receptores diferentes (tres tipos de conos y los bastones) estarían funcionando al mismo tiempo, haciendo posible el fotocromatismo en teoría. No hay, sin embargo, estudios de comportamiento que demuestren que hagamos uso de esta habilidad.
Existe una segunda posibilidad. Los pigmentos en dos conos (los L/M) están expresados por genes alojados en los cromosomas X. Las mujeres tienen dos copias de ese cromosoma, mientras que los hombres solo disponemos de una, siendo esta la razón de que los hombres tengan muchos más defectos cromáticos. Se conocen algunos alelos (versiones del gen) que expresan pigmentos diferentes a los habituales, produciendo conos que cubren otro rango de frecuencias. Existe la posibilidad de que una mujer disponga de alelos diferentes para uno de los genes en sus cromosomas X. No se ha encontrado, sin embargo, nadie que exprese ambos, produciendo más de tres variedades de conos: la búsqueda de la dama tetracromática sigue abierta.
Fuentes:
- A. KELBER, M. VOROBYEV y D. OSORIO "Animal colour vision – behavioural tests and physiological concepts" Biol. Rev. (2003), 78, pp. 81–118
- Pitch and color recognition
- Tetrachromacy in humans
Tomado de:
Resistencia Numantina