Nella scienza del colore, la lunghezza d’onda dominante (e la corrispondente lunghezza d’onda complementare) sono modi per caratterizzare qualsiasi miscela di luce in termini di luce spettrale monocromatica che evoca una percezione identica (e corrispondente opposta) della tonalità. Per una data miscela di luce fisica, le lunghezze d’onda dominanti e complementari non sono completamente fisse, ma variano in base al colore preciso della luce illuminante, chiamato punto bianco, a causa della costanza del colore della visione.

definizioni
Nello spazio delle coordinate cromatiche CIE, una linea retta tracciata tra il punto per un dato colore e il punto del colore dell’illuminante può essere estrapolata in modo che intersechi il perimetro dello spazio in due punti. Il punto di intersezione più vicino al colore in questione rivela la lunghezza d’onda dominante del colore come la lunghezza d’onda del puro colore spettrale in quel punto di intersezione. Il punto di intersezione sul lato opposto dello spazio colore fornisce la lunghezza d’onda complementare, che quando aggiunta al colore in questione nella giusta proporzione produrrà il colore dell’illuminante (dal momento che il punto luminoso si trova necessariamente tra questi punti su una linea retta nello spazio CIE, secondo la definizione appena data).

In situazioni in cui non è specificato alcun particolare illuminante, è comune discutere la lunghezza d’onda dominante relativa a uno dei vari illuminanti standard “bianchi”, come l’energia uguale (spettro piatto) o una temperatura di colore come 6500K. Ai fini di questa discussione geometrica, si può osservare un’analogia tra lo spazio colore CIE 1931 a forma di ferro di cavallo e una sezione circolare dello spazio colore HSV, dove il punto di bianco dello spettro piatto CIE a (1 / 3,1 / 3) è analogo a il punto bianco HSV in (0,0). Questo confronto chiarisce la derivazione delle idee di tonalità e colore complementare comuni negli usi dello spazio HSV.

Spiegazione
La percezione psicologica del colore è comunemente pensata come una funzione dello spettro di potenza delle frequenze della luce che colpisce i fotorecettori della retina. Nel caso più semplice di luce spettrale pura (noto anche come monocromatico), lo spettro della luce ha potenza solo in uno stretto picco di banda di frequenza. Per questi semplici stimoli esiste un continuum di colori percepiti che cambia al cambiare della frequenza del picco della banda stretta. Questo è lo spettro arcobaleno ben noto, che va dal rosso a un’estremità al blu e viola all’altra (corrispondenti rispettivamente alla lunghezza d’onda lunga e agli estremi di lunghezza d’onda corta dell’intervallo visibile di radiazione elettromagnetica).

Tuttavia, la luce nel mondo naturale non è quasi mai puramente monocromatica; la maggior parte delle sorgenti di luce naturale e la luce riflessa proveniente da oggetti naturali comprendono spettri con profili complessi, con potenza variabile su molte frequenze diverse. Una prospettiva ingenua potrebbe essere che quindi tutti questi diversi spettri complessi genererebbero percezioni di colore completamente diverse da quelle evocate nell’arcobaleno di pura luce spettrale. Si può forse vedere intuitivamente che questo non è corretto: quasi tutte le sfumature nel mondo naturale (essendo l’eccezione di viola, vedi sotto) sono rappresentate nello spettro dell’arcobaleno puro, sebbene possano essere più scure o meno saturate di quelle che appaiono nell’arcobaleno. Com’è possibile che tutti gli spettri complessi nel mondo naturale possano essere condensati a tinte nell’arcobaleno, che rappresentano solo semplici spettri di banda a banda monocromatica? Questo è il risultato del design dell’occhio: i tre fotorecettori a colori nella retina (i coni) riducono le informazioni nello spettro luminoso fino a tre coordinate di attività. Pertanto, molti diversi spettri di luce fisica convergono psicologicamente allo stesso colore percepito. In effetti, per ogni singola percezione del colore, c’è un intero spazio parametrico nel dominio potenza / frequenza che si associa a quell’unico colore.

Per molte distribuzioni di potenza della luce naturale, l’insieme della mappatura degli spettri alla stessa percezione cromatica include anche uno stimolo che è una banda stretta a una singola frequenza; cioè una luce spettrale pura (di solito con una luce bianca a spettro piatto aggiunta alla desaturazione). La lunghezza d’onda di questa luce spettrale pura che evoca la stessa percezione cromatica della miscela di luce complicata data è la lunghezza d’onda dominante di questa miscela.

Si noti che poiché i viola (miscele di rosso e blu / viola) non possono essere puri colori spettrali, nessuna miscela di colore percepita come viola in tonalità può essere assegnata a una lunghezza d’onda dominante appropriata. Tuttavia, alle miscele viola può essere assegnata una lunghezza d’onda complementare adeguata nell’intervallo verdastro, sul lato opposto del punto bianco, e una “tonalità dominante” come una coordinata non spettrale lungo la linea dei viola. Vedi CIE per la rappresentazione standard dello spazio colore, dove il bordo è composto da una curva a ferro di cavallo che rappresenta i colori puri spettrali, con una linea retta che completa il perimetro lungo il fondo e rappresenta le miscele di rosso estremo e blu / viola che danno il puro viola. Lo stesso argomento vale per i colori complementari; per molte coordinate nell’area verde dello spazio colore CIE, esiste una lunghezza d’onda dominante appropriata ma nessuna lunghezza d’onda complementare appropriata, ma esiste una tonalità viola complementare.