Percepción del color
¿Qué es el color?
El color se puede entender como una respuesta perceptiva a objetos y luces que les confiere ciertas cualidades (como, por ejemplo, el verde). También se puede considerar una característica de la respuesta perceptiva.
Para definir los colores, en nuestro día a día solemos utilizar ejemplos (como “el azul es como el mar”, “el verde es como los árboles” o “el negro es como la oscuridad”).
Factores que determinan la percepción del color
Existen cuatro factores importantes a la hora de percibir los colores. Estos son:
La longitud de onda y la iluminación:
Como los objetos reflejan la luz.
El efecto del área circundante o contraste simultáneo:
Fenómeno de la percepción visual por el que los colores de una zona tienden a verse con la tonalidad, saturación o luminosidad contrarias a los colores que tengan las zonas cercanas. Dicho de forma pedestre: Los colores y tonos afectan a los colores y tonos que están a su lado dándoles un matiz contrario en brillo, saturación y color.
El contraste simultáneo afecta a la percepción de la saturación y brillo de un color.
El nivel de adaptación del observador:
Es la presencia de luz u oscuridad (a más oscuridad, más percibimos el azul [longitud de onda corta]).
La memoria del color:
Los conocimientos del color característico de ciertos objetos influyen en nuestra percepción.
La 'constancia del color' (colour constancy) es un fenómeno de la percepción del color por el que la mayoría de las superficies de color parecen mantener la apariencia cromática que tendrían bajo lo que sería la luz del día (daylight), incluso bajo condiciones luminosas muy diferentes a dicho tipo de iluminación, es decir, el rojo para nosotros siempre será el rojo por ejemplo.
De todas formas, esta constancia es parcial, ya que la percepción del color cambia un poco cuando cambia la iluminación.
Constancia del color
¿Cómo percibimos los colores?
Los colores que percibimos son el resultado de la mezcla de las longitudes de onda reflejadas por los objetos; se puede decir que la luz es filtrada por la superficie sobre la que incide. Existen tres tipos de longitudes de onda:
Onda corta: color azul.
Onda media: color verde.
Onda larga: color rojo.
Los colores restantes (diferentes a estos tres) resultan de la mezcla de estas tres longitudes de onda.
El proceso perceptivo
La percepción visual está determinada por el procesamiento neuronal en todas las etapas del sistema visual. Este depende de los conos, entre otras variables.
A nivel fisiológico, se produce una decoloración selectiva de los pigmentos visuales en la adaptación cromática. Ello implica neuronas específicas de un área concreta del cerebro, el área V4, situada en la corteza extraestriada (corteza visual secundaria).
Las neuronas estriadas responden al estímulo visual; esta respuesta se relaciona con la longitud de onda (que determina el tipo de color que vemos), y la respuesta de las neuronas V4 se relaciona con la percepción.
Tipos de colores
Existen dos tipos de colores:
1. Acromáticos
Estos colores no tienen matiz; se trata del negro, el blanco y los grises. A nivel cerebral y a partir de la vista, percibimos los colores acromáticos con los bastones (receptores), que son células fotorreceptoras de la retina responsables de la visión en una baja condición de luminosidad.
2. Cromáticos
Los colores cromáticos tienen matiz: se trata de todos “los demás colores”, como el azul, rojo, verde… A diferencia de los anteriores, los receptores de estos colores son los conos (células fotosensibles que se encuentran situadas en la retina, responsables de que percibamos los colores de una manera u otra).
Percepción del color
La percepción del color es un elemento básico para entender la visión en los seres humanos.
Se han descrito diferentes teorías y se han propuesto diversas explicaciones de cómo se utiliza la percepción de los colores en el sistema visual y, pese a que desde la ciencia hemos aprendido muchas cosas, todavía quedan otras muchas por descifrar.
Qué es la percepción del color
El color es un elemento fundamental para la vida, además de embellecer y tener una función estética, desempeña una importante función señalizadora. El color facilita la organización perceptiva, especialmente la capacidad de diferenciar objetos en el entorno.
Los objetos se ven con un cierto color en función de cómo se refleja la luz que incide sobre ellos, considerando que la propia luz está compuesta por distintas longitudes de onda que corresponden a colores específicos. En base a este doble concepto, el color que vemos correspondiente a un objeto es su reflectancia, es decir, lo que podríamos describir en una gráfica donde se represente el porcentaje de luz reflejada en función de la longitud de onda. Si la longitud de onda reflejada ocupa una posición en el espectro cercana a los 400 nm (nanómetro), ese objeto lo vemos azul pero, si la luz reflejada se sitúa en torno a los 700 nm, lo veremos de color rojo.
Los investigadores del color consideran que el rojo, el amarillo, el verde y el azul, son los colores básicos ya que permiten describir el resto de todos los colores que somos capaces de percibir..
Funciones de la percepción del color
La percepción del color tiene una serie de funciones para el ser humano, pero también para algunos animales (ya que no todos ven en color). Estas son:
1. Adaptativa
Percibir los colores implica un valor para la supervivencia, y por lo tanto un valor adaptativo, ya que permite: buscar alimento, detectar peligros e interpretar las emociones.
La percepción del color resulta de un desarrollo evolutivo (por ejemplo el hecho de detectar fruta entre el follaje, aumenta la probabilidad de que ese animal tenga alimento, coma, y por tanto sobreviva).
2. Estética
El hecho de percibir los colores conlleva poder apreciar la belleza y la estética, así como apreciar los matices de los objetos, de los paisajes, del arte (por ejemplo en cuadros), de las personas, etc.
3. Organización perceptiva
Percibir los diferentes colores permite organizar el mundo por áreas o segmentos separados.
Teoría tricromática de la percepción de los colores
Esta teoría fue propuesta en el siglo XIX (1802) por Young y Helmholz fruto de sus investigaciones psicofísicas basadas en la “igualación de colores” mediante la combinación de luces con longitudes de onda específicas.
Una de las principales conclusiones a las que llegaron, es que se necesitaban tres longitudes de onda para formar los distintos colores del espectro. Esto les indujo a pensar que a nivel retiniano deberían existir receptores específicos para cada una de estas tres longitudes de onda, es decir, tres tipos de foto-receptores con sensibilidades espectrales diferentes. La luz que llega a la retina estimula a todos los receptores pero según su longitud de onda, determinaría una respuesta mayor en el tipo de receptores sensibles a esa longitud de onda.
Cómo vemos los colores
Debieron pasar treinta años para que los fisiólogos encontraran el origen de esta sensibilidad espectral diferente en los foto-receptores. Ésta se debe a la presencia de un pigmento diferente en los conos, tres tipos de pigmento que responden específicamente a longitudes de onda corta (419 nm), media (531) y larga (558 nm), que corresponden a los colores, azul, verde y rojo, respectivamente.
Formación de colores en la retina
Si se proyecta una luz de 430 nm, se disparan los conos de onda corta y se ve la luz azul; si se proyecta una luz amarilla de 580 nm, estimula por igual los conos de onda media y larga, así la combinación de luces azules y amarillas, como estimula a los tres foto-receptores por igual, determina que se percibe como una luz blanca. Este hecho sorprende porque estamos acostumbrados a que, si se combina una pintura azul con una amarilla, se ve verde, no blanca.
Se sabe que la percepción de los colores depende del patrón de actividad de los diferentes tipos de foto-receptores. Con se puede explicar el fenómeno de igualación de colores, puede generar un estímulo de percepción de color como el que daría la luz de 580 nm que la se percibe amarilla blanquecina, si se mezclan luces de 530 nm, verde con otra de 620 nm, roja, que estimulan fuertemente los receptores de onda media y larga y muy poco los de onda corta, genera un patrón de percepción amarillo, como el anterior.
De hecho, aunque se requieren los tres foto-receptores para una adecuada percepción del color, con solo dos bastaría para tener una percepción de color casi normal, mientras que uno solo es insuficiente para percibir color, ya que la absorción de la luz depende de la intensidad a la que la proyectemos, pudiendo estimular el mismo foto-receptor con longitudes de onda diferentes, simplemente ajustando la intensidad. Por ello, no basta con un solo foto-receptor para tener la sensación de colores como tenemos en la vida normal, es lo que se denomina “principio de univarianza”.
Porqué tenemos percepción del color
Hering descubrió que la teoría tricromática explicaba la mayoría de fenómenos del color pero no daba respuesta a todos los problemas que se planteaban. Por ello, propuso una nueva teoría que explicaba la percepción de los colores con base a las respuestas oponentes generadas por el azul-amarillo y el rojo-verde.
Hering dedujo esto estudiando las postimágenes que se generan viendo láminas de colores. Observó que la visión de un campo rojo genera una postimagen verde y una cartulina verde, una postimagen roja y, de la misma forma ocurría con el azul y el amarillo. Hering ofreció una explicación en el plano fisiológico que mejoraba la concepción sobre la visión de los colores y aunque hoy en día se ha visto que no era cierta del todo, se ha podido confirmar parte de sus hallazgos psicofísicos.
Proceso de la percepción del color
La explicación actual sobre esta teoría se basa en los hallazgos en la retina y Núcleo Geniculado Lateral ((NGL), es el centro de procesamiento primario de la información visual recibida por la retina del ojo. El núcleo geniculado lateral se localiza dentro del tálamo del cerebro, y es por ello parte del sistema nervioso central) de neuronas con campos oponentes del tipo centro periferia.
Existirían cuatro tipos de combinaciones: Az+ Am-, V+ R-, Am+ Az-, R+ V-. Junto a estos hallazgos se confirmó la presencia de los tres tipos de foto-receptores en la retina descritos en la teoría tricromática. Es decir, que la explicación para la visión de los colores pasaba por unificar ambas teorías, la tricromática con la de campos oponentes.
Un ejemplo de cómo se integran estos dos sistemas está en la siguiente figura, donde el cono L envía una señal a una célula bipolar R+ V-, al tiempo que envía otra señal de excitación a una célula bipolar A que inhibe la activación de la célula bipolar para Az+ Am-. Las células Az+ Am- se activan con la estimulación de los conos S de onda corta, lo que hace que percibamos el color azul y sí se estimulan los conos M y L, ante la llegada de una luz verde y roja, se activa la célula bipolar intermedia A, que inhibe a la bipolar Az+ Am- y se percibe el color amarillo, tal como ocurría en las experiencias que tienen los sujetos cuando combinan luces de diferentes longitudes de onda en la igualación de colores.
Con esto se ve que la secuencia del color se inicia con los foto-receptores, los conos para longitudes de onda, corta, media y larga y, prosigue con un mecanismo de convergencia y potenciación que se consigue con las células ganglionares oponentes en la retina y en un segundo estadio, en el Núcleo Geniculado Lateral.
Percepción del color y el cerebro
Lo que todavía no sabemos del todo bien es lo que ocurre en el cerebro.
En la década de los ochenta se especulaba con una región específica para el color, en base a los casos de ceguera cortical al color, pero no a la visión, que hacía pensar en que el color se procesaba en un área concreta del cortex.
En la actualidad se ha visto actividad cortical relacionada con el color en V1 y en áreas extraestriadas como V3 y V4, implicadas en la vía ventral del reconocimiento de las formas pero que también responden a estímulos en blanco y negro, por ello, más que una región específica para el color, este se procesaría en diferentes regiones.
Teoría retinex
Propuesta inicialmente por Land en 1964, fruto de sus experimentaciones con la cámara fotográfica Polaroid. Primero observo la constancia del color, que éste no variaba a pesar de variaciones en el grado de iluminación ambiental. El cerebro ajustaría “matemáticamente” el color partiendo de la información del tono global del color. Actualmente se debate sobre la base neurofisiológica de este proceso.
Zeki, en 1980 demostró que el color de una superficie en una escena compleja no dependía tan solo de la longitud de onda predominante reflejada, sino que el cerebro la campara con las longitudes reflejadas por el entorno.
Diferencias en la visión de los colores
Las primeras referencias sobre la visión de los colores se deben al físico John Dalton, que padecía un trastorno en la visión de los tonos carmesí. En recuerdo a este físico se empezó a denotar las anomalías en la visión de los colores como el daltonismo.
Tres son las formas principales de anomalías en la visión de los colores:
• Monocromatismo.
• Dicromatismo.
• Tricromatismo anómalo.
Monocromatismo
El monocromatismo u ojo monocromata es una forma rara de anomalía al color con base hereditaria. En general estos pacientes no tienen ningún cono funcional por lo que la visión no solo carece de color sino que, en la medida que esta posibilitada por la acción de los bastones, la agudeza visual es muy baja y deben protegerse por ser muy sensibles a la luz, padecen de fotofobia.
Dicromatismo
El dicromatismo o los pacientes afectos de dicromatismo ven algunos colores y según estos, pueden clasificarse en:
Protanopsia.
Es la carencia de sensibilidad al color rojo, una disfunción visual relacionada con la percepción del color. Se denomina también dicromacia roja. Consiste en la ausencia de actividad funcional de los protoconos, que son sensibles a la porción roja del espectro visible. Por tanto, los individuos que sufren protanopia padecen una pérdida clara de sensibilidad a la luminosidad del extremo rojo del espectro cromático.
Deuteronopsia
Es un tipo de daltonismo más comúnmente conocido como daltonismo rojo-verde. Las personas con esta afección tienen dificultades para distinguir entre tonos de verde y tonos de rojo. Además, también pueden tener un espectro alterado para varios otros colores, incluidos ciertos tonos de púrpura, azul y gris. Otros tipos de daltonismo rojo-verde incluyen la protanopía y la deuteranomalía. Todas estas afecciones son trastornos de la visión dicromática, lo que significa que uno de los tres pigmentos de color no se puede ver y la persona con la afección solo puede ver dos.
Tritanopsia.
El tritánope ve azules hasta los 570 nm y, a partir de aquí solo percibe los rojos.
Psicofísica de la percepción del color
Se entiende por color un atributo de la percepción visual ligada a los objetos o a la luz. Para esto es necesario que llegue la luz emergente de ese objeto a los ojos y, que, en consecuencia, se estimule el proceso de percepción visual. Así el color será un atributo perceptivo de ese objeto, igual que lo es la forma, textura o profundidad.
En 1970 el CIE (Comisión Internacional de Iluminación), adopto la definición de color percibido como: “color es el aspecto de la percepción visual mediante el cual un observador puede distinguir entre dos campos del mismo tamaño, forma y textura por las diferencias en la composición espectral de las radiaciones relacionadas con la observación”.
Aspectos fundamentales para la percepción del color
En referencia a la definición del CIE anteriormente citada, se pueden asociar atributos importantes para entender mejor la percepción del color. En otras palabras, qué debe tener un color para que lo podamos ver. Los aspectos fundamentales para que veamos el color son:
Tono:
Es el atributo que permite caracterizar a un color como azul, verde, etc.
Coloridad:
Es un atributo por el cual un campo parece tener más o menos un color cromático.
Color cromático:
El color percibido que posee tono. Será color acromático, aquel color percibido que no posee tono, como el blanco y el gris.
Círculo cromático de colores.
Luminosidad:
Atributo por el cual un campo tiene más o menos cantidad de luz.
Colorido de un campo determinado en proporción a su luminosidad. Depende de la cantidad de gris que se mezcla con el color base. Será más puro o más saturado cuanto menos gris contenga.
Saturación:
Claridad:
Hace referencia a objetos opacos o trasparentes, y es la luminosidad de un campo determinada en proporción a la luminosidad de un campo igualmente iluminado que se percibe como blanco o perfectamente trasparente.
Croma:
También hace referencia a objetos opacos o trasparentes y se define como el colorido de un cuerpo determinado en proporción a la luminosidad de un campo igualmente iluminado que se percibe como blanco o perfectamente trasparente.
En consecuencia a estos atributos, decimos que un objeto tiene, por ejemplo, un color azul, vivo y claro.
El estudio del color se realiza con la colorimetría, que tiene como objetivo introducir un método de medida del color que permita asignar una magnitud mensurable a cada uno de los atributos perceptivos y, además determinar el color mediante números que permitan su especificación en un espacio de representación.
Percepción del color psicofísico
Tras las definiciones anteriores, se puede avanzar en lo que se entiende como “color psicofísico”. Según la CIE, es el atributo de la relación visible mediante el cual un observador puede distinguir dos campos de igual tamaño, forma y textura, por la diferencia en la composición espectral de las radiaciones relacionadas con la observación.
El estímulo visual del color
En esta línea, definimos el estímulo de color, como aquella energía radiante de una intensidad y composición espectral dada que al entrar en el ojo produce la sensación de color.
La complejidad de la percepción de los colores, su psicofísica, la vemos en ejemplos como el “Efecto Bezold-Brücke”.
Si proyectamos un pincel de luz monocromática a través de la pupila hacia la retina, al cambiar el punto de incidencia en la pupila, se producen cambios en el tono del estímulo luminoso, es lo que conocemos como “Efecto de Stiles Crawford de segunda especie”.
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