Colore (inglese americano) o colore (Commonwealth inglese) è la caratteristica della percezione visiva umana descritta attraverso categorie di colori, con nomi come rosso, arancione, giallo, verde, blu o viola. Questa percezione del colore deriva dalla stimolazione delle cellule coniche nell’occhio umano da radiazioni elettromagnetiche nello spettro visibile. Le categorie di colori e le specifiche fisiche del colore sono associate agli oggetti attraverso la lunghezza d’onda della luce che viene riflessa da essi. Questa riflessione è governata dalle proprietà fisiche dell’oggetto come assorbimento della luce, spettri di emissione, ecc.

Definendo uno spazio cromatico, i colori possono essere identificati numericamente per coordinate. Lo spazio cromatico RGB, ad esempio, è uno spazio cromatico corrispondente alla tricromia umana e ai tre tipi di cellule cono che rispondono a tre bande di luce: lunghezze d’onda lunghe, con un picco vicino a 564-580 nm (rosso); lunghezza d’onda media, con un picco vicino a 534-545 nm (verde); e luce a lunghezza d’onda corta, vicino a 420-440 nm (blu). Ci possono essere anche più di tre dimensioni di colore in altri spazi di colore, come nel modello di colore CMYK, in cui una delle dimensioni si riferisce al colore di un colore).

Anche la foto-ricettività degli “occhi” di altre specie varia considerevolmente da quella degli esseri umani e quindi risulta in percezioni cromatiche corrispondentemente differenti che non possono essere facilmente confrontate l’una con l’altra. Le api e i calabroni ad esempio hanno una visione tricromatica dei colori sensibile agli ultravioletti, ma sono insensibili al rosso. Le farfalle Papilio possiedono sei tipi di fotorecettori e possono avere una visione pentacromatica. Il sistema di visione dei colori più complesso nel regno animale è stato trovato negli stomatopodi (come il gamberetto di mantide) con un massimo di 12 tipi di recettori spettrali che si ritiene funzionino come unità dicromatiche multiple.

La scienza del colore è talvolta chiamata cromatismo, colorimetria o semplicemente scienza del colore. Comprende lo studio della percezione del colore da parte dell’occhio umano e del cervello, l’origine del colore nei materiali, la teoria dei colori nell’arte e la fisica delle radiazioni elettromagnetiche nel campo visibile (ovvero, ciò che viene comunemente indicato semplicemente come luce ).

Fisica del colore

La radiazione elettromagnetica è caratterizzata dalla sua lunghezza d’onda (o frequenza) e dalla sua intensità. Quando la lunghezza d’onda è all’interno dello spettro visibile (la gamma di lunghezze d’onda che l’uomo può percepire, approssimativamente da 390 nm a 700 nm), è conosciuta come “luce visibile”.

La maggior parte delle sorgenti luminose emettono luce a diverse lunghezze d’onda; lo spettro di una sorgente è una distribuzione che dà la sua intensità ad ogni lunghezza d’onda. Sebbene lo spettro della luce che arriva all’occhio da una determinata direzione determina la sensazione del colore in quella direzione, ci sono molte più combinazioni spettrali possibili rispetto alle sensazioni del colore. Infatti, si può definire formalmente un colore come una classe di spettri che danno origine alla stessa sensazione di colore, sebbene tali classi possano variare ampiamente tra specie diverse, e in misura minore tra individui all’interno della stessa specie. In ciascuna di queste classi i membri sono chiamati metamer del colore in questione.

Colori spettrali
I colori familiari dell’arcobaleno nello spettro chiamato con il termine latino per apparizione o apparizione di Isaac Newton nel 1671 includono tutti quei colori che possono essere prodotti dalla luce visibile di una sola lunghezza d’onda, i colori puramente spettrali o monocromatici. La tabella a destra mostra le frequenze approssimative (in terahertz) e le lunghezze d’onda (in nanometri) per vari colori puramente spettrali. Le lunghezze d’onda elencate sono misurate in aria o in vuoto (vedi indice di rifrazione).

La tavola dei colori non deve essere interpretata come un elenco definitivo – i colori spettrali puri formano uno spettro continuo, e il modo in cui è diviso in colori distinti linguisticamente è una questione di cultura e contingenza storica (sebbene le persone in tutto il mondo abbiano mostrato di percepire i colori nel stessa strada). Un elenco comune identifica sei bande principali: rosso, arancione, giallo, verde, blu e viola. La concezione di Newton includeva un settimo colore, l’indaco, tra il blu e il violetto. È possibile che ciò che Newton ha definito blu sia più vicino a quello che oggi è noto come ciano e che l’indaco era semplicemente il blu scuro dell’indaco che veniva importato all’epoca.

L’intensità di un colore spettrale, relativo al contesto in cui è vista, può alterare sensibilmente la sua percezione; ad esempio, un giallo-arancio a bassa intensità è marrone e un giallo-verde a bassa intensità è verde oliva.

Colore degli oggetti
Il colore di un oggetto dipende sia dalla fisica dell’oggetto nel suo ambiente sia dalle caratteristiche dell’occhio e del cervello che percepiscono. Fisicamente, si può dire che gli oggetti hanno il colore della luce che lascia le loro superfici, che normalmente dipende dallo spettro dell’illuminazione incidente e dalle proprietà di riflettanza della superficie, nonché potenzialmente dagli angoli di illuminazione e visualizzazione. Alcuni oggetti non riflettono solo la luce, ma trasmettono anche luce o emettono luce, il che contribuisce anche al colore. La percezione del colore dell’oggetto da parte dello spettatore dipende non solo dallo spettro della luce che lascia la sua superficie, ma anche da una serie di segnali contestuali, in modo che le differenze di colore tra gli oggetti possano essere discernute in gran parte indipendenti dallo spettro di illuminazione, dall’angolo di visione, ecc. Questo effetto è noto come costanza del colore.

Alcune generalizzazioni della fisica possono essere tracciate, trascurando gli effetti percettivi per ora:

La luce che arriva ad una superficie opaca viene riflessa “specularmente” (cioè come uno specchio), dispersa (cioè riflessa con diffusione diffusa), o assorbita – o una combinazione di questi.
Gli oggetti opachi che non riflettono specularmente (che tendono ad avere superfici ruvide) hanno il loro colore determinato da quali lunghezze d’onda della luce si disperderanno fortemente (con la luce che non viene dispersa assorbita). Se gli oggetti spargono tutte le lunghezze d’onda con forza approssimativamente uguale, appaiono bianchi. Se assorbono tutte le lunghezze d’onda, appaiono nere.
Oggetti opachi che riflettono specularmente la luce di diverse lunghezze d’onda con diverse efficienze assomigliano a specchi colorati con colori determinati da tali differenze. Un oggetto che riflette una parte della luce che infrange e assorbe il resto può sembrare nero ma anche leggermente riflettente; gli esempi sono oggetti neri rivestiti con strati di smalto o lacca.
Gli oggetti che trasmettono luce sono traslucidi (diffondono la luce trasmessa) o trasparenti (non diffondono la luce trasmessa). Se anche assorbono (o riflettono) la luce di varie lunghezze d’onda in modo diverso, appaiono colorate con un colore determinato dalla natura di quell’assorbimento (o quella riflettanza).
Gli oggetti possono emettere luce che generano dall’avere elettroni eccitati, piuttosto che semplicemente riflettere o trasmettere luce. Gli elettroni possono essere eccitati a causa dell’elevata temperatura (incandescenza), a seguito di reazioni chimiche (chemoluminescenza), dopo aver assorbito la luce di altre frequenze (“fluorescenza” o “fosforescenza”) o da contatti elettrici come nei diodi ad emissione luminosa, o altri fonti di luce.
Per riassumere, il colore di un oggetto è un risultato complesso delle sue proprietà superficiali, delle sue proprietà di trasmissione e delle sue proprietà di emissione, che contribuiscono al mix di lunghezze d’onda nella luce che lascia la superficie dell’oggetto. Il colore percepito viene quindi ulteriormente condizionato dalla natura dell’illuminazione ambientale e dalle proprietà cromatiche di altri oggetti vicini e attraverso altre caratteristiche dell’occhio e del cervello che percepiscono.

Percezione

Sviluppo di teorie sulla visione dei colori

Sebbene Aristotele e altri scienziati antichi avessero già scritto sulla natura della luce e della visione dei colori, non fu fino a quando Newton non fu identificata come la fonte della sensazione del colore. Nel 1810, Goethe pubblicò la sua completa Teoria dei colori in cui attribuiva effetti fisiologici al colore che ora sono intesi come psicologici.

Nel 1801 Thomas Young propose la sua teoria tricromatica, basata sull’osservazione che qualsiasi colore poteva essere abbinato a una combinazione di tre luci. Questa teoria fu poi perfezionata da James Clerk Maxwell e Hermann von Helmholtz. Come afferma Helmholtz, “i principi della legge di Newton sulla miscela furono confermati sperimentalmente da Maxwell nel 1856. La teoria di Young sulle sensazioni di colore, come così tanto che questo meraviglioso investigatore raggiunse prima del suo tempo, rimase inosservata fino a quando Maxwell non lo indirizzò “.

Nello stesso momento in cui Helmholtz, Ewald Hering sviluppò la teoria del colore dell’avversario, notando che daltonismo e le immagini residue di solito arrivavano alle coppie dell’avversario (rosso-verde, blu-arancione, giallo-viola e nero-bianco). Alla fine queste due teorie furono sintetizzate nel 1957 da Hurvich e Jameson, i quali dimostrarono che l’elaborazione retinica corrisponde alla teoria tricromatica, mentre l’elaborazione a livello del nucleo genicolato laterale corrisponde alla teoria dell’avversario.

Nel 1931, un gruppo internazionale di esperti, noto come Commission Internationale de l’éclairage (CIE), sviluppò un modello matematico a colori, che mappò lo spazio dei colori osservabili e assegnò un insieme di tre numeri a ciascuno.

Colore negli occhi
La capacità dell’occhio umano di distinguere i colori si basa sulla diversa sensibilità di diverse cellule nella retina alla luce di diverse lunghezze d’onda. Gli esseri umani sono tricromatici: la retina contiene tre tipi di cellule o coni del recettore del colore. Un tipo, relativamente distinto dagli altri due, è più sensibile alla luce che viene percepita come blu o blu-viola, con lunghezze d’onda intorno a 450 nm; i coni di questo tipo sono talvolta chiamati coni a lunghezza d’onda breve, coni S o coni blu. Gli altri due tipi sono strettamente correlati geneticamente e chimicamente: coni di lunghezza d’onda media, coni M, o coni verdi sono i più sensibili alla luce percepita come verde, con lunghezze d’onda intorno a 540 nm, mentre i coni di lunghezza d’onda lunga, coni L o coni rossi , i più sensibili alla luce sono percepiti come giallo verdastro, con lunghezze d’onda intorno a 570 nm.

La luce, indipendentemente dalla complessità della sua composizione di lunghezze d’onda, è ridotta a tre componenti cromatiche dall’occhio. Ogni tipo di cono aderisce al principio dell’univarianza, ovvero che l’uscita di ogni cono è determinata dalla quantità di luce che ricade su di essa su tutte le lunghezze d’onda. Per ogni posizione nel campo visivo, i tre tipi di coni producono tre segnali in base alla misura in cui ciascuno è stimolato. Queste quantità di stimolazione sono talvolta denominate valori tristimolo.

La curva di risposta in funzione della lunghezza d’onda varia per ogni tipo di cono. Poiché le curve si sovrappongono, alcuni valori di tristimolo non si verificano per nessuna combinazione di luce in entrata. Ad esempio, non è possibile stimolare solo i coni di lunghezza d’onda media (i cosiddetti “verdi”); gli altri coni saranno inevitabilmente stimolati in una certa misura allo stesso tempo. L’insieme di tutti i possibili valori di tristimolo determina lo spazio cromatico umano. È stato stimato che gli esseri umani possano distinguere circa 10 milioni di colori diversi.

L’altro tipo di cellula fotosensibile nell’occhio, l’asta, ha una diversa curva di risposta. In situazioni normali, quando la luce è abbastanza luminosa da stimolare fortemente i coni, le aste non hanno praticamente alcun ruolo nella visione. D’altra parte, in condizioni di scarsa illuminazione, i coni sono sottostimolati lasciando solo il segnale dalle aste, dando luogo a una risposta incolore. (Inoltre, le aste sono a mala pena sensibili alla luce nella gamma “rossa”.) In determinate condizioni di illuminazione intermedia, la risposta dell’asta e una debole risposta del cono possono insieme determinare discriminazioni di colore non prese in considerazione dalle sole risposte del cono. Questi effetti, combinati, sono riassunti anche nella curva di Kruithof, che descrive il cambiamento della percezione del colore e della piacevolezza della luce in funzione della temperatura e dell’intensità.

Colore nel cervello
Il flusso dorsale visivo (verde) e il flusso ventrale (viola) sono mostrati. Il flusso ventrale è responsabile della percezione del colore.
Mentre i meccanismi della visione del colore a livello della retina sono ben descritti in termini di valori tristimolo, l’elaborazione del colore dopo quel punto è organizzata in modo diverso. Una teoria dominante della visione dei colori propone che l’informazione sul colore venga trasmessa dall’occhio attraverso tre processi avversari, o canali avversari, ciascuno costruito dall’output grezzo dei coni: un canale rosso-verde, un canale blu-giallo e un nero -Il canale bianco “luminanza”. Questa teoria è stata supportata dalla neurobiologia e spiega la struttura della nostra esperienza cromatica soggettiva. Nello specifico, spiega perché gli umani non possono percepire un “verde rossastro” o “blu giallastro” e predice la ruota dei colori: è la collezione di colori per cui almeno uno dei due canali di colore misura un valore ad uno dei suoi estremi .

L’esatta natura della percezione del colore oltre l’elaborazione già descritta, e in effetti lo stato del colore come una caratteristica del mondo percepito o piuttosto come una caratteristica della nostra percezione del mondo – un tipo di qualia – è una questione di complessa e continua filosofia controversia.

Percezione dei colori non standard

Mancanza di colore
Se uno o più tipi di coni sensibili al colore di una persona sono assenti o meno reattivi del normale alla luce in entrata, quella persona può distinguere meno colori e si dice che sia color carenza o daltonica (sebbene quest’ultimo termine possa essere fuorviante; gli individui con deficit di colore possono distinguere almeno alcuni colori). Alcuni tipi di mancanza di colore sono causati da anomalie nel numero o nella natura dei coni nella retina. Altri (come l’acromatopsia centrale o corticale) sono causati da anomalie neurali in quelle parti del cervello in cui avviene l’elaborazione visiva.

Tetrachromacy
Mentre la maggior parte degli umani sono tricromatici (con tre tipi di recettori di colore), molti animali, noti come tetracromati, hanno quattro tipi. Questi includono alcune specie di ragni, la maggior parte dei marsupiali, uccelli, rettili e molte specie di pesci. Altre specie sono sensibili solo a due assi di colore o non percepiscono affatto il colore; questi sono chiamati dicromati e monocromatici rispettivamente. Viene fatta una distinzione tra la tetracromatica retinica (con quattro pigmenti nelle cellule coniche nella retina, rispetto a tre nei tricromati) e la tetracromatica funzionale (che ha la capacità di fare discriminazioni cromatiche avanzate basate su tale differenza retinica). Circa la metà di tutte le donne sono tetracromatiche retiniche.: P.256 Il fenomeno si verifica quando un individuo riceve due copie leggermente diverse del gene per i coni di lunghezza d’onda media o lunga, che sono trasportati sul cromosoma X. Per avere due geni diversi, una persona deve avere due cromosomi X, motivo per cui il fenomeno si verifica solo nelle donne. C’è un rapporto scientifico che conferma l’esistenza di un tetracromat funzionale.

Synesthesia
In alcune forme di sinestesia / ideastesi, la percezione di lettere e numeri (sinestesia grafema-colore) o l’udito di suoni musicali (sinestesia musica-colore) condurrà alle insolite esperienze aggiuntive di vedere i colori. Esperimenti di neuroimaging comportamentale e funzionale hanno dimostrato che queste esperienze cromatiche portano a cambiamenti nei compiti comportamentali e portano ad un’aumentata attivazione delle regioni cerebrali coinvolte nella percezione del colore, dimostrando così la loro realtà e la somiglianza con le percezioni dei colori reali, sebbene evocate attraverso una via non standard .

immagini residue
Dopo l’esposizione a luce intensa nel loro intervallo di sensibilità, i fotorecettori di un determinato tipo diventano desensibilizzati. Per alcuni secondi dopo la cessazione della luce, continueranno a segnalare meno forte di quanto altrimenti farebbero. I colori osservati durante quel periodo sembreranno privi della componente di colore rilevata dai fotorecettori desensibilizzati. Questo effetto è responsabile del fenomeno delle immagini residue, in cui l’occhio può continuare a vedere una figura luminosa dopo aver distolto lo sguardo da esso, ma in un colore complementare.

Anche gli effetti di afterimage sono stati utilizzati da artisti, incluso Vincent van Gogh.

Costanza del colore
Quando un artista usa una tavolozza di colori limitata, l’occhio tende a compensare vedendo qualsiasi colore grigio o neutro come il colore che manca alla ruota dei colori. Ad esempio, in una tavolozza limitata composta da rosso, giallo, nero e bianco, una miscela di giallo e nero apparirà come una varietà di verde, una miscela di rosso e nero apparirà come una varietà di viola, e pura volontà di grigio apparire bluastro.

La teoria tricromatica è strettamente vera quando il sistema visivo si trova in uno stato di adattamento fisso. In realtà, il sistema visivo si adatta costantemente ai cambiamenti nell’ambiente e confronta i vari colori di una scena per ridurre gli effetti dell’illuminazione. Se una scena viene illuminata con una luce e poi con un’altra, finché la differenza tra le fonti di luce rimane entro un intervallo ragionevole, i colori nella scena appaiono relativamente costanti per noi. Questo è stato studiato da Edwin Land negli anni ’70 e ha portato alla sua teoria retinex della costanza del colore.

Entrambi i fenomeni sono facilmente spiegabili e matematicamente modellati con le moderne teorie sull’adattamento cromatico e l’aspetto del colore (ad esempio CIECAM02, iCAM). Non è necessario eliminare la teoria della visione tricromatica, ma piuttosto può essere migliorata con una comprensione di come il sistema visivo si adatta ai cambiamenti nell’ambiente di visione.

Denominazione del colore
I colori variano in diversi modi, tra cui tonalità (sfumature di rosso, arancione, giallo, verde, blu e viola), saturazione, luminosità e lucentezza. Alcune parole di colore derivano dal nome di un oggetto di quel colore, come “arancione” o “salmone”, mentre altre sono astratte, come “rosso”.

Nello studio del 1969, Termini di colore di base: La loro universalità ed evoluzione, Brent Berlin e Paul Kay descrivono un modello nel nominare colori “di base” (come “rosso” ma non “rosso-arancio” o “rosso scuro” o “rosso sangue”, che sono “sfumature” di rosso). Tutte le lingue con due nomi di colore “di base” distinguono i colori scuri / freddi dai colori caldi / brillanti. I prossimi colori da distinguere sono in genere rossi e poi gialli o verdi. Tutte le lingue con sei colori “di base” includono nero, bianco, rosso, verde, blu e giallo. Lo schema contiene fino a un set di dodici: nero, grigio, bianco, rosa, rosso, arancione, giallo, verde, blu, viola, marrone e azzurro (distinto dal blu in russo e italiano, ma non in inglese).

associazioni
I colori individuali hanno una varietà di associazioni culturali come i colori nazionali (in generale descritti nei singoli articoli a colori e nel simbolismo dei colori). Il campo della psicologia del colore cerca di identificare gli effetti del colore sulle emozioni e attività umane. La cromoterapia è una forma di medicina alternativa attribuita a varie tradizioni orientali. I colori hanno diverse associazioni in diversi paesi e culture.

È stato dimostrato che diversi colori hanno effetti sulla cognizione. Ad esempio, i ricercatori dell’Università di Linz in Austria hanno dimostrato che il colore rosso riduce significativamente il funzionamento cognitivo negli uomini.

Colori spettrali e riproduzione dei colori

Lo schema cromatico dello spazio cromatico CIE 1931. Il contorno curvo esterno è il locus spettrale (o monocromatico), con lunghezze d’onda mostrate in nanometri. I colori rappresentati dipendono dallo spazio colore del dispositivo su cui si sta visualizzando l’immagine, e quindi potrebbe non essere una rappresentazione rigorosamente accurata del colore in una posizione particolare, e specialmente non per i colori monocromatici.
La maggior parte delle fonti di luce sono miscele di varie lunghezze d’onda della luce. Molte di queste fonti possono ancora produrre in modo efficace un colore spettrale, poiché l’occhio non può distinguerle da sorgenti a singola lunghezza d’onda. Ad esempio, la maggior parte dei display del computer riproduce il colore spettrale arancione come una combinazione di luce rossa e verde; appare arancione perché il rosso e il verde sono mescolati nelle giuste proporzioni per consentire ai coni dell’occhio di rispondere come fanno al colore spettrale arancione.

Un utile concetto nella comprensione del colore percepito di una sorgente di luce non monocromatica è la lunghezza d’onda dominante, che identifica la singola lunghezza d’onda della luce che produce una sensazione più simile alla fonte di luce. La lunghezza d’onda dominante è approssimativamente simile alla tonalità.

Esistono molte percezioni cromatiche che, per definizione, non possono essere colori puramente spettrali dovuti alla desaturazione o perché sono viola (miscele di luce rossa e viola, da estremità opposte dello spettro). Alcuni esempi di colori necessariamente non spettrali sono i colori acromatici (nero, grigio e bianco) e colori come il rosa, l’abbronzatura e il magenta.

Due diversi spettri di luce che hanno lo stesso effetto sui tre recettori di colore nell’occhio umano saranno percepiti come lo stesso colore. Sono metamers di quel colore. Ciò è esemplificato dalla luce bianca emessa dalle lampade fluorescenti, che in genere ha uno spettro di poche bande strette, mentre la luce diurna ha uno spettro continuo. L’occhio umano non può dire la differenza tra questi spettri di luce semplicemente guardando nella fonte di luce, anche se i colori riflessi degli oggetti possono apparire diversi. (Questo è spesso sfruttato, ad esempio, per fare in modo che frutta o pomodori sembrino più intensamente rossi.)

Allo stesso modo, la maggior parte delle percezioni cromatiche umane può essere generata da una miscela di tre colori chiamati primari. Viene utilizzato per riprodurre scene a colori in fotografia, stampa, televisione e altri media. Esistono numerosi metodi o spazi colore per specificare un colore in termini di tre colori primari particolari. Ogni metodo ha i suoi vantaggi e svantaggi a seconda della particolare applicazione.

Nessuna miscela di colori, tuttavia, può produrre una risposta veramente identica a quella di un colore spettrale, sebbene si possa avvicinarsi, specialmente per le lunghezze d’onda più lunghe, dove il diagramma di cromaticità dello spazio cromatico CIE 1931 ha un bordo quasi dritto. Ad esempio, miscelare luce verde (530 nm) e luce blu (460 nm) produce luce ciano leggermente desaturata, perché la risposta del recettore del colore rosso sarebbe maggiore della luce verde e blu nella miscela rispetto a quella che sarebbe per un luce ciano pura a 485 nm che ha la stessa intensità della miscela di blu e verde.

Per questo motivo, e dato che i primari nei sistemi di stampa a colori in genere non sono puri, i colori riprodotti non sono mai colori saturi perfettamente saturi, e quindi i colori spettrali non possono essere eguagliati esattamente. Tuttavia, le scene naturali raramente contengono colori completamente saturi, quindi tali scene possono essere generalmente approssimate bene da questi sistemi. La gamma di colori che può essere riprodotta con un determinato sistema di riproduzione del colore è chiamata gamma. Il diagramma di cromaticità CIE può essere usato per descrivere la gamma.

Un altro problema con i sistemi di riproduzione del colore è connesso con i dispositivi di acquisizione, come fotocamere o scanner. Le caratteristiche dei sensori di colore nei dispositivi sono spesso molto lontane dalle caratteristiche dei recettori nell’occhio umano. In effetti, l’acquisizione di colori può essere relativamente scarsa se hanno spettri speciali, spesso molto “frastagliati”, causati ad esempio dall’illuminazione insolita della scena fotografata. Un sistema di riproduzione del colore “sintonizzato” con un umano con una normale visione dei colori può dare risultati molto imprecisi per altri osservatori.

La diversa risposta cromatica dei diversi dispositivi può essere problematica se non gestita correttamente. Per le informazioni sul colore memorizzate e trasferite in forma digitale, le tecniche di gestione del colore, come quelle basate sui profili ICC, possono aiutare a evitare distorsioni dei colori riprodotti. La gestione del colore non elude i limiti di gamma di determinati dispositivi di output, ma può aiutare a trovare una buona mappatura dei colori di input nella gamma che può essere riprodotta.

Colorazione additiva
Il colore additivo è la luce creata miscelando la luce di due o più colori diversi. Rosso, verde e blu sono i colori primari additivi normalmente usati nei sistemi di colori additivi come proiettori e terminali di computer.

Colorazione sottrattiva
La colorazione sottrattiva utilizza coloranti, inchiostri, pigmenti o filtri per assorbire alcune lunghezze d’onda della luce e non altre. Il colore visualizzato da una superficie proviene dalle parti dello spettro visibile che non vengono assorbite e quindi rimangono visibili. Senza pigmenti o coloranti, le fibre di tessuto, la base di pittura e la carta sono generalmente costituite da particelle che diffondono la luce bianca (tutti i colori) in tutte le direzioni. Quando si aggiunge un pigmento o un inchiostro, le lunghezze d’onda vengono assorbite o “sottratte” dalla luce bianca, quindi la luce di un altro colore raggiunge l’occhio.

Se la luce non è una sorgente bianca pura (il caso di quasi tutte le forme di illuminazione artificiale), lo spettro risultante apparirà di un colore leggermente diverso. La vernice rossa, visualizzata sotto la luce blu, può apparire nera. La vernice rossa è rossa perché disperde solo le componenti rosse dello spettro. Se la vernice rossa è illuminata dalla luce blu, sarà assorbita dalla vernice rossa, creando l’aspetto di un oggetto nero.

Colore strutturale
I colori strutturali sono colori causati da effetti di interferenza piuttosto che da pigmenti. Gli effetti cromatici vengono prodotti quando un materiale viene valutato con sottili linee parallele, formato da uno o più strati sottili paralleli, o altrimenti composto da microstrutture sulla scala della lunghezza d’onda del colore. Se le microstrutture sono distanziate casualmente, la luce di lunghezze d’onda più corte sarà dispersa preferenzialmente per produrre colori effetto Tyndall: il blu del cielo (scattering Rayleigh, causato da strutture molto più piccole della lunghezza d’onda della luce, in questo caso molecole d’aria), la lucentezza di opali e il blu delle iridi umane. Se le microstrutture sono allineate in array, ad esempio l’array di pit in un CD, si comportano come un reticolo di diffrazione: il reticolo riflette diverse lunghezze d’onda in direzioni diverse a causa di fenomeni di interferenza, separando luce “bianca” mista in luce di diverse lunghezze d’onda. Se la struttura è uno o più strati sottili, rifletterà alcune lunghezze d’onda e ne trasmetterà altre, a seconda dello spessore dei livelli.

Il colore strutturale è studiato nel campo dell’ottica a film sottile. Il termine di un laico che descrive in particolare i colori strutturali più ordinati o più mutevoli è l’iridescenza. Il colore strutturale è responsabile del blu e del verde delle piume di molti uccelli (la ghiandaia blu, ad esempio), così come alcune ali di farfalla e conchiglie dello scarafaggio. Variazioni nella spaziatura del motivo spesso danno luogo a un effetto iridescente, come si vede nelle penne di pavone, nelle bolle di sapone, nei film di olio e nella madreperla, perché il colore riflesso dipende dall’angolo di visione. Numerosi scienziati hanno effettuato ricerche su ali di farfalle e conchiglie di coleotteri, tra cui Isaac Newton e Robert Hooke. Dal 1942, è stata utilizzata la micrografia elettronica, progredendo nello sviluppo di prodotti che sfruttano il colore strutturale, come i cosmetici “fotonici”.