El efecto de Abney describe el cambio de tono percibido que ocurre cuando se agrega luz blanca a una fuente de luz monocromática.

La adición de luz blanca causará una desaturación de la fuente monocromática, tal como la percibe el ojo humano. Sin embargo, un efecto menos intuitivo de la adición de luz blanca que percibe el ojo humano es el cambio en el tono aparente. Este cambio de matiz es de naturaleza fisiológica en lugar de física.

Esta variación de tono como resultado de la adición de luz blanca fue descrita por primera vez por el químico y físico inglés Sir William de Wiveleslie Abney en 1909, aunque la fecha se informa comúnmente como 1910. Se crea una fuente de luz blanca mediante la combinación de rojo luz, luz azul y luz verde. Sir Abney demostró que la causa del cambio aparente en el tono era la luz roja y la luz verde que componen esta fuente de luz, y el componente de luz azul de la luz blanca no contribuía al efecto de Abney.

Diagramas de cromaticidad
Los diagramas de cromaticidad son diagramas bidimensionales que grafican la proyección del espacio de color XYZ de la Comisión Internacional de Iluminación (CIE) en el plano (x, y). Los valores X, Y, Z (o valores triestímulo) se utilizan simplemente como ponderaciones para crear nuevos colores a partir de los colores primarios, de forma muy similar a como se usa RGB para crear colores desde primarios en televisores o fotografías. Los valores x e y usados ​​para crear el diagrama de cromaticidad se crean a partir de los valores XYZ dividiendo X e Y por la suma de X, Y, Z. Los valores de cromaticidad que se pueden representar dependen de dos valores: longitud de onda dominante y saturación . Como la energía luminosa no está incluida, los colores que difieren solo en su ligereza no se distinguen en el diagrama. Por ejemplo, marrón, que es simplemente una mezcla de baja luminancia de naranja y rojo, no aparecerá como tal.

El efecto de Abney se puede ilustrar también en diagramas de cromaticidad. Si uno agrega luz blanca a una luz monocromática, obtendrá una línea recta en el diagrama de cromaticidad. Podemos imaginar que los colores a lo largo de dicha línea se perciben como que tienen el mismo matiz. En realidad, esto no es cierto, y se percibe un cambio de matiz. En consecuencia, si trazamos colores que se perciben como que tienen el mismo matiz (y solo difieren en pureza) obtendremos una línea curva.

En los diagramas de cromaticidad, una línea que tiene un matiz percibido constante debe ser curva, de modo que se tenga en cuenta el efecto de Abney. Los diagramas de cromaticidad que se han corregido para el efecto de Abney son por lo tanto excelentes ilustraciones de la naturaleza no lineal [aclaración necesaria] del sistema visual. Además, el efecto de Abney no desautoriza ninguna y todas las líneas rectas en los diagramas de cromaticidad. Uno puede mezclar dos luces monocromáticas y no ver un cambio en el tono, lo que sugiere que un diagrama en línea recta para los diferentes niveles de mezcla sería apropiado en un diagrama de cromaticidad.

Fisiología
El modelo de proceso oponente del sistema visual está compuesto por dos canales neuronales cromáticos y un canal neuronal acromático. Los canales cromáticos consisten en un canal rojo-verde y un canal amarillo-azul y son responsables del color y la longitud de onda. El canal acromático es responsable de la luminancia o la detección de blanco y negro. El tono y la saturación se perciben debido a la variación de las cantidades de actividad en estos canales neurales que consisten en vías de los axones de las células ganglionares de la retina. Estos tres canales están estrechamente relacionados con el tiempo de reacción en respuesta a los colores. El canal neuronal acromático tiene un tiempo de respuesta más rápido que los canales neuronales cromáticos en la mayoría de las condiciones. Las funciones de estos canales dependen de la tarea. Algunas actividades dependen de un canal u otro, así como de ambos canales. Cuando un estímulo de color se suma al estímulo blanco, se activan los canales cromáticos y acromáticos. El canal acromático tendrá un tiempo de respuesta ligeramente más lento, ya que debe ajustarse a la diferente luminancia; sin embargo, a pesar de esta respuesta retrasada, la velocidad del tiempo de respuesta del canal acromático seguirá siendo más rápida que la velocidad de respuesta del canal cromático. En estas condiciones de estímulos sumados, la magnitud de la señal emitida por el canal acromático será más fuerte que la del canal cromático. El acoplamiento de una respuesta más rápida con una señal de mayor amplitud desde el canal acromático significa que el tiempo de reacción dependerá muy probablemente de los niveles de luminancia y saturación de los estímulos.

Las explicaciones habituales para la visión del color explican la diferencia en la percepción del tono como sensaciones elementales que son inherentes a la fisiología del observador. Sin embargo, ninguna restricción o teoría fisiológica específica ha sido capaz de explicar la respuesta a cada matiz único. Con este fin, tanto la sensibilidad espectral del observador como el número relativo de tipos de cono han demostrado que no desempeñan ningún papel significativo en la percepción de diferentes matices. Tal vez el medio ambiente desempeña un papel más importante en la percepción de los matices únicos que las diferentes características fisiológicas entre los individuos. Esto es respaldado por el hecho de que los juicios de color pueden variar dependiendo de las diferencias en el entorno de color durante largos períodos de tiempo, pero estos mismos juicios cromáticos y acromáticos se mantienen constantes si el entorno de color es el mismo, a pesar del envejecimiento y otros factores fisiológicos individuales que afectan la retina

Pureza colorimétrica
La saturación, o el grado de palidez de un color, está relacionado con la pureza colorimétrica. La ecuación para la pureza colorimétrica es: P = L / (Lw + L). En esta ecuación, L es igual a la luminancia del estímulo de luz coloreada, Lw es la luminancia del estímulo de luz blanca que se mezclará con la luz coloreada. La ecuación anterior es una forma de cuantificar la cantidad de luz blanca que se mezcla con la luz de color. En el caso del color espectral puro, sin luz blanca añadida, L es igual a uno y Lw es igual a cero. Esto significa que la pureza colorimétrica sería igual a uno, y para cualquier caso que implique la adición de luz blanca, la pureza colorimétrica, o el valor de P, sería menor que uno. La pureza de un estímulo espectral de color se puede alterar agregando un estímulo blanco, negro o gris. Sin embargo, el efecto de Abney describe el cambio en la pureza colorimétrica mediante la adición de luz blanca. Para determinar el efecto que tiene el cambio de la pureza en el tono percibido, es importante que la pureza sea la única variable en el experimento; la luminancia debe mantenerse constante.

Discriminación de tono
El término discriminación de matiz se usa para describir el cambio en la longitud de onda que se debe obtener para que el ojo detecte un cambio en el tono. Una expresión λ + Δλ define el ajuste requerido de la longitud de onda que debe tener lugar. Un cambio pequeño (<2 nm) en la longitud de onda causa que la mayoría de los colores espectrales adopten un tono diferente. Sin embargo, para la luz azul y la luz roja, debe producirse un cambio de longitud de onda mucho más grande para que una persona pueda identificar una diferencia de matiz. Historia El artículo original que describe el efecto de Abney fue publicado por Sir William de Wiveleslie Abney en Proceedings of the Royal Society of London, Serie A en diciembre de 1909. Decidió realizar una investigación cuantitativa después del descubrimiento de que las observaciones visuales del color no coincidían con las dominantes colores obtenidos fotográficamente cuando se usan modelos de fluorescencia. Un aparato de medición de color comúnmente utilizado en experimentos en el siglo XX se usó junto con espejos parcialmente plateados para dividir un haz de luz en dos haces. Esto dio como resultado dos haces de luz paralelos entre sí que tenían la misma intensidad y color. Los haces de luz se proyectaron sobre un fondo blanco, creando parches de luz que eran cuadrados de 1,25 pulgadas (32 mm). La luz blanca se agregó a uno de los parches de luz de color, el parche a la derecha. Se insertó una varilla en el camino de los dos haces para que no hubiera espacio entre las superficies de color. Se utilizó una varilla adicional para crear una sombra donde la luz blanca se esparció sobre el parche que no debía recibir luz blanca adicional (el parche en el lado izquierdo). La cantidad de luz blanca añadida se determinó como la mitad de la luminosidad de la luz coloreada. La fuente de luz roja, por ejemplo, tenía más luz blanca agregada que la fuente de luz amarilla. Comenzó a usar dos parches de luz roja, y de hecho, la adición de luz blanca al parche de luz en la derecha causó un tono más amarillo que la fuente de luz roja pura. Los mismos resultados ocurrieron cuando la fuente de luz experimental era naranja. Cuando la fuente de luz era verde, la adición de luz blanca hizo que el parche se viera de color verde amarillento. Posteriormente, cuando se agregó luz blanca a la luz verde amarillenta, el parche de luz apareció principalmente amarillo. En una mezcla de luz azul verdosa (con un porcentaje ligeramente superior de azul) con luz blanca, el azul parecía adquirir un tono rojizo. En el caso de una fuente de luz violeta, la adición de luz blanca hizo que la luz violeta tomara un tono azul. Sir Abney formuló la hipótesis de que el cambio resultante en el tono que se produjo se debió a la luz roja y la luz verde que se añadieron a los componentes de la luz blanca. También pensó que la luz azul que también comprende el haz de luz blanca era un factor insignificante que no tenía ningún efecto sobre el aparente cambio de matiz. Sir Abney fue capaz de probar su hipótesis experimentalmente al comparar sus valores experimentales de composición porcentual y luminosidades de sensaciones rojas, verdes y azules con los valores calculados casi exactamente. Examinó el porcentaje de composición y la luminosidad encontradas en los diferentes colores espectrales, así como la fuente de luz blanca que se agregó. Una nueva visión del efecto Abney Mientras que la no linealidad de la codificación de colores neurales, como lo demuestra la comprensión clásica del efecto de Abney y su uso de la luz blanca a longitudes de onda de luz particulares, se ha estudiado a fondo en el pasado, los investigadores de la Universidad de Nevada. En lugar de agregar luz blanca a la luz monocromática, el ancho de banda del espectro fue variado. Esta variación del ancho de banda se dirige directamente a las tres clases de receptores de cono como un medio para identificar cualquier cambio de tono percibido por el ojo humano. El objetivo general de la investigación fue determinar si la apariencia del color se vio afectada por los efectos de filtrado de la sensibilidad espectral del ojo. Los experimentos mostraron que las relaciones del cono indicaban que un tono se ajustaba para producir un tono constante que coincidía con la longitud de onda central de la fuente de luz. Además, los experimentos realizados mostraron esencialmente que el efecto de Abney no es válido para todos los cambios en la pureza de la luz, sino que está limitado en gran medida a ciertos medios de degradación de la pureza, a saber, la adición de luz blanca. Dado que los experimentos emprendidos variaban el ancho de banda de la luz, un medio similar aunque diferente para alterar la pureza y, por lo tanto, el tono de la luz monocromática, la no linealidad de los resultados mostraba de forma diferente a lo que se había visto tradicionalmente. Finalmente, los investigadores llegaron a la conclusión de que las variaciones en el ancho de banda espectral causan mecanismos postreceptorales para compensar los efectos de filtrado impuestos por la sensibilidad del cono y la absorción prerretinal y que el efecto Abney ocurre porque el ojo, en cierto sentido, ha sido engañado para ver un color eso no ocurriría naturalmente y por lo tanto debe aproximarse al color. Esta aproximación para compensar el efecto de Abney es una función directa de las excitaciones de cono experimentadas con un espectro de banda ancha. Datos interesantes Una patente para una impresora a color que pretende compensar el efecto de Abney se publicó en 1995. El efecto de Abney debe tenerse en cuenta al diseñar la cabina para aviones de combate modernos. Los colores que se ven en la pantalla se desaturan cuando la luz blanca incide sobre la pantalla, por lo que se toman consideraciones especiales para contrarrestar el efecto de Abney. Existe una amplia gama de colores espectrales que se pueden hacer para que coincida exactamente con un color puro mediante la adición de varios niveles de luz blanca. Se desconoce si el efecto de Abney es un fenómeno resultante que ocurre por casualidad durante la percepción del color o si el efecto desempeña una función deliberada en la forma en que el ojo codifica el color.