Cor

A cor é a característica da percepção visual humana descrita por categorias de cores, com nomes como vermelho, laranja, amarelo, verde, azul ou roxo. Essa percepção de cor deriva da estimulação de células de cone no olho humano por radiação eletromagnética no espectro visível. As categorias de cores e as especificações físicas da cor são associadas a objetos através do comprimento de onda da luz que é refletida a partir deles. Essa reflexão é regida pelas propriedades físicas do objeto, como absorção de luz, espectros de emissão, etc.

Ao definir um espaço de cores, as cores podem ser identificadas numericamente por coordenadas. O espaço de cores RGB, por exemplo, é um espaço de cores correspondente ao tricromato humano e aos três tipos de células de cone que respondem a três bandas de luz: longos comprimentos de onda, atingindo um pico próximo de 564-580 nm (vermelho); comprimento médio de onda, atingindo um pico próximo de 534-545 nm (verde); e luz de comprimento de onda curto, perto de 420-440 nm (azul). Também pode haver mais de três dimensões de cores em outros espaços de cores, como no modelo de cores CMYK, em que uma das dimensões se relaciona com a coloração de uma cor).

A foto-receptividade dos “olhos” de outras espécies também varia consideravelmente do que a dos seres humanos e, portanto, resulta em percepções de cores correspondentemente diferentes que não podem ser facilmente comparadas entre si. As abelhas e os zangões, por exemplo, têm uma visão de cor tricromática sensível ao ultravioleta, mas é insensível ao vermelho. Papilas Papilio possuem seis tipos de fotorreceptores e podem ter visão pentacromática. O sistema de visão colorida mais complexo no reino animal foi encontrado em estomatópodes (como o camarão mantis) com até 12 tipos de receptores espectrales pensados ​​para funcionar como unidades dicromáticas múltiplas.

A ciência da cor às vezes é chamada de cromática, colorimetria ou simplesmente de ciência colorida. Inclui o estudo da percepção da cor pelo olho humano e cérebro, a origem da cor nos materiais, a teoria das cores na arte e a física da radiação eletromagnética na faixa visível (isto é, o que comumente se refere simplesmente como luz ).

Física da cor

A radiação eletromagnética caracteriza-se por seu comprimento de onda (ou freqüência) e sua intensidade. Quando o comprimento de onda está dentro do espectro visível (a amplitude dos comprimentos de onda que os seres humanos podem perceber, aproximadamente de 390 nm a 700 nm), é conhecida como “luz visível”.

A maioria das fontes de luz emitem luz em muitos comprimentos de onda diferentes; o espectro de uma fonte é uma distribuição que dá sua intensidade em cada comprimento de onda. Embora o espectro de luz que chega no olho de uma determinada direção determina a sensação de cor nessa direção, existem muitas combinações espectrais possíveis do que sensações de cores. De fato, pode-se definir formalmente uma cor como uma classe de espectros que dão origem à mesma sensação de cor, embora tais classes variem amplamente entre as diferentes espécies e, em menor grau, entre indivíduos da mesma espécie. Em cada uma dessas classes, os membros são chamados metamers da cor em questão.

Cores espectrais
As cores familiares do arco-íris no nome do espectro usando a palavra latina para aparência ou aparição de Isaac Newton em 1671 incluem todas as cores que podem ser produzidas por luz visível de um único comprimento de onda, as cores puramente espectrométricas ou monocromáticas. A tabela à direita mostra frequências aproximadas (em terahertz) e comprimentos de onda (em nanômetros) para várias cores espectrais puras. Os comprimentos de onda listados são medidos no ar ou no vácuo (ver índice de refração).

A tabela de cores não deve ser interpretada como uma lista definitiva – as cores espectrales puras formam um espectro contínuo, e como ela é dividida em cores distintas linguisticamente é uma questão de cultura e contingência histórica (embora as pessoas em todos os lugares tenham percebido cores nas do mesmo jeito). Uma lista comum identifica seis bandas principais: vermelho, laranja, amarelo, verde, azul e violeta. Newton A concepção incluía uma sétima cor, índigo, entre azul e violeta. É possível que o que Newton referido como azul está mais próximo do que hoje é conhecido como ciano, e esse índigo era simplesmente o azul escuro do tintura índigo que estava sendo importado na época.

A intensidade de uma cor espectral, em relação ao contexto em que é vista, pode alterar consideravelmente sua percepção; por exemplo, um amarelo laranja de baixa intensidade é marrom e um amarelo-verde de baixa intensidade é verde-oliva.

Cor dos objetos
A cor de um objeto depende da física do objeto em seu ambiente e das características do olho e do cérebro que percebem. Fisicamente, pode-se dizer que os objetos têm a cor da luz deixando suas superfícies, que normalmente depende do espectro da iluminação incidente e das propriedades de reflectância da superfície, bem como potencialmente nos ângulos de iluminação e visualização. Alguns objetos não apenas refletem luz, mas também transmitem luz ou emitem luz, o que também contribui para a cor. A percepção do espectador sobre a cor do objeto depende não só do espectro da luz deixando sua superfície, mas também de uma série de pistas contextuais, de modo que as diferenças de cores entre os objetos podem ser discernidas principalmente independentes do espectro de iluminação, ângulo de visão, etc. Este efeito é conhecido como constância da cor.

Algumas generalizações da física podem ser desenhadas, negligenciando os efeitos perceptivos por enquanto:

A luz que chega a uma superfície opaca é refletida “especularmente” (isto é, à maneira de um espelho), espalhada (ou seja, refletida com espalhamento difuso) ou absorvida – ou alguma combinação destes.
Objetos opacos que não refletem especularmente (que tendem a ter superfícies ásperas) têm sua cor determinada pelo qual os comprimentos de onda da luz dispersam fortemente (com a luz que não está espalhada sendo absorvida). Se os objetos espalham todos os comprimentos de onda com força aproximadamente igual, eles aparecem brancos. Se eles absorvem todos os comprimentos de onda, eles aparecem em preto.
Objetos opacos que refletem especularmente a luz de diferentes comprimentos de onda com diferentes eficiências aparecem como espelhos matizados com cores determinadas por essas diferenças. Um objeto que reflete alguma fração de luz impassível e absorve o resto pode parecer preto, mas também ser levemente reflexivo; Os exemplos são objetos negros revestidos com camadas de esmalte ou laca.
Os objetos que transmitem luz são translúcidos (espalhando a luz transmitida) ou transparentes (não espalhando a luz transmitida). Se eles também absorvem (ou refletem) luz de vários comprimentos de onda diferencialmente, eles aparecem matizados com uma cor determinada pela natureza dessa absorção (ou aquela reflectância).
Os objetos podem emitir luz que eles geram ao ter elétrons excitados, ao invés de simplesmente refletir ou transmitir luz. Os elétrons podem ser excitados devido à temperatura elevada (incandescência), como resultado de reações químicas (quimioluminiscência), após absorver a luz de outras freqüências (“fluorescência” ou “fosforescência”) ou de contatos elétricos como em diodos emissores de luz ou outros fontes de luz.
Para resumir, a cor de um objeto é um resultado complexo de suas propriedades de superfície, suas propriedades de transmissão e suas propriedades de emissão, o que contribui para a mistura de comprimentos de onda na luz deixando a superfície do objeto. A cor percebida é ainda mais condicionada pela natureza da iluminação ambiente e pelas propriedades de cor de outros objetos próximos e por outras características do olho e do cérebro que percebem.

Percepção

Desenvolvimento de teorias de visão de cor

Embora Aristóteles e outros cientistas antigos já tenham escrito sobre a natureza da visão de luz e cor, não foi até Newton Essa luz foi identificada como a fonte da sensação de cor. Em 1810, Goethe publicou sua abrangente Teoria das Cores em que atribuiu efeitos fisiológicos à cor que agora são entendidos como psicológicos.

Em 1801, Thomas Young propôs sua teoria tricromática, com base na observação de que qualquer cor poderia ser combinada com uma combinação de três luzes. Esta teoria foi mais tarde refinada por James Clerk Maxwell e Hermann von Helmholtz. Como afirma Helmholtz, “os princípios de Newton A lei da mistura foi confirmada experimentalmente por Maxwell em 1856. A teoria de Young sobre as sensações de cores, como muito mais que este investigador maravilhoso conseguiu antes do seu tempo, permaneceu despercebida até Maxwell dirigir a atenção para ela “.

Ao mesmo tempo que Helmholtz, Ewald Hering desenvolveu a teoria da cor do processo oponente, observando que a cegueira de cores e as imagens secundárias geralmente vêm em pares adversários (vermelho-verde, azul-laranja, amarelo-violeta e preto-branco). Em última análise, essas duas teorias foram sintetizadas em 1957 por Hurvich e Jameson, que mostraram que o processamento da retina corresponde à teoria tricromática, enquanto o processamento ao nível do núcleo geniculado lateral corresponde à teoria adversária.

Em 1931, um grupo internacional de especialistas conhecido como Comissão Internacional de Iluminação (CIE) desenvolveu um modelo matemático de cores, que traçou o espaço de cores observáveis ​​e atribuiu um conjunto de três números a cada um.

Cor nos olhos
A capacidade do olho humano para distinguir cores é baseada na sensibilidade variável de diferentes células na retina à luz de diferentes comprimentos de onda. Os seres humanos são tricromáticos – a retina contém três tipos de células receptoras de cor, ou cones. Um tipo, relativamente diferente dos outros dois, é mais sensível à luz que é percebida como azul ou azul-violeta, com comprimentos de onda em torno de 450 nm; Cones desse tipo são às vezes chamados cones de onda curta, cones S ou cones azuis. Os outros dois tipos estão intimamente relacionados genéticamente e quimicamente: cones de comprimento médio de onda, cones M ou cones verdes são mais sensíveis à luz percebida como verde, com comprimentos de onda em torno de 540 nm, enquanto os cones de longo comprimento de onda, cones L ou cones vermelhos , são mais sensíveis à luz é percebida como amarelo esverdeado, com comprimentos de onda em torno de 570 nm.

A luz, por mais complexa que seja sua composição de comprimentos de onda, é reduzida a três componentes de cor pelo olho. Cada tipo de cone adere ao princípio da univariância, que é que a saída de cada cone é determinada pela quantidade de luz que cai sobre ele em todos os comprimentos de onda. Para cada localização no campo visual, os três tipos de cones produzem três sinais com base na extensão em que cada um é estimulado. Essas quantidades de estimulação às vezes são chamadas de valores tristimulus.

A curva de resposta em função do comprimento de onda varia para cada tipo de cone. Como as curvas se sobrepõem, alguns valores tristimulus não ocorrem para qualquer combinação de luz entrante. Por exemplo, não é possível estimular apenas os cones do meio de onda (os chamados “verdes”); os outros cones serão inevitavelmente estimulados até certo ponto ao mesmo tempo. O conjunto de todos os possíveis valores tristimulus determina o espaço de cor humana. Estima-se que os seres humanos possam distinguir cerca de 10 milhões de cores diferentes.

O outro tipo de célula sensível à luz no olho, a haste, tem uma curva de resposta diferente. Em situações normais, quando a luz é suficientemente brilhante para estimular fortemente os cones, as hastes não desempenham praticamente nenhum papel na visão. Por outro lado, em luz fraca, os cones são pouco estimulados deixando apenas o sinal das hastes, resultando em uma resposta incolor. (Além disso, as hastes são apenas sensíveis à luz na faixa “vermelha”). Em certas condições de iluminação intermediária, a resposta da haste e uma resposta do cone fraco podem resultar em discriminações de cores não representadas apenas pelas respostas do cone. Esses efeitos, combinados, são resumidos também na curva de Kruithof, que descreve a mudança de percepção de cor e agradabilidade da luz como função de temperatura e intensidade.

Cor no cérebro
O fluxo dorsal visual (verde) e o fluxo ventral (roxo) são mostrados. O fluxo ventral é responsável pela percepção de cor.
Embora os mecanismos de visão de cor ao nível da retina estejam bem descritos em termos de valores tristimulus, o processamento de cores depois desse ponto é organizado de forma diferente. Uma teoria dominante da visão de cor propõe que a informação de cores é transmitida para fora do olho por três processos adversários, ou canais adversários, cada um construído a partir da saída bruta dos cones: um canal vermelho-verde, um canal azul-amarelo e um preto Canal branco de “luminância”. Esta teoria foi apoiada pela neurobiologia e explica a estrutura de nossa experiência de cor subjetiva. Especificamente, explica por que os seres humanos não conseguem perceber um “verde avermelhado” ou “azul amarelado”, e prevê a roda de cores: é a coleção de cores para as quais pelo menos um dos dois canais de cor mede um valor em um dos seus extremos .

A natureza exata da percepção de cores além do processamento já descrito e, de fato, o status da cor como característica do mundo percebido ou, antes, como característica de nossa percepção do mundo – um tipo de qualia – é uma questão de filosofia complexa e contínua disputa.

Percepção de cor não padrão

Deficiência de cor
Se um ou mais tipos de cones de detecção de cor de uma pessoa estiverem faltando ou menos sensíveis do que o normal à luz entrante, essa pessoa pode distinguir menos cores e é dito ser deficiente em cor ou cor cega (embora este último termo possa ser enganador, quase todos indivíduos com deficiência de cor podem distinguir pelo menos algumas cores). Alguns tipos de deficiência de cor são causados ​​por anomalias no número ou na natureza dos cones na retina. Outros (como achromatopsia central ou cortical) são causados ​​por anomalias neurais nas partes do cérebro onde o processamento visual ocorre.

Tetrachromacy
Enquanto a maioria dos seres humanos é tricromática (com três tipos de receptores de cor), muitos animais, conhecidos como tetrachromats, têm quatro tipos. Estas incluem algumas espécies de aranhas, a maioria dos marsupiais, aves, répteis e muitas espécies de peixes. Outras espécies são sensíveis a apenas dois eixos de cor ou não percebem cor; Estes são chamados dicromatos e monocromáticos, respectivamente. É feita uma distinção entre a tetracromacia da retina (com quatro pigmentos em células de cone na retina, em comparação com três em tricromatos) e tetracromacia funcional (tendo a capacidade de fazer descrições de cores melhoradas com base na diferença de retina). Cerca de metade de todas as mulheres são tetrachromats da retina.: P.256 O fenômeno surge quando um indivíduo recebe duas cópias ligeiramente diferentes do gene para os cones de comprimento de onda médio ou longo, que são carregados no cromossomo X. Para ter dois genes diferentes, uma pessoa deve ter dois cromossomos X, razão pela qual o fenômeno só ocorre em mulheres. Há um relatório acadêmico que confirma a existência de um tetrachromat funcional.

Sinestesia
Em certas formas de sinestesia / ideias, perceber letras e números (sinestesia de grafema) e ouvir sons musicais (sinestesia de música-cor) levará a experiências adicionais incomuns de ver cores. As experiências de neuroimagem comportamental e funcional demonstraram que essas experiências de cores levam a mudanças nas tarefas comportamentais e conduzem a uma maior ativação de regiões cerebrais envolvidas na percepção de cores, demonstrando sua realidade e semelhança com percepções de cores reais, embora evocadas através de uma rota não padrão .

Afterimages
Após a exposição a luz forte no seu intervalo de sensibilidade, os fotorreceptores de um dado tipo tornam-se dessensibilizados. Durante alguns segundos após a luz cessar, eles continuarão a assinalar menos fortemente do que de outra forma. As cores observadas durante esse período parecerão ter o componente de cor detectado pelos fotorreceptores dessensibilizados. Este efeito é responsável pelo fenômeno das imagens posteriores, em que o olho pode continuar a ver uma figura brilhante depois de se afastar dela, mas em uma cor complementar.

Afterimage efeitos também foram utilizados por artistas, incluindo Vincent van Gogh.

Constância de cor
Quando um artista usa uma paleta de cores limitada, o olho tende a compensar vendo qualquer cor cinza ou neutro como a cor que falta na roda de cores. Por exemplo, em uma paleta limitada composta de vermelho, amarelo, preto e branco, uma mistura de amarelo e preto aparecerá como uma variedade de verde, uma mistura de vermelho e preto aparecerá como uma variedade de roxo e cinza puro aparecem azuis.

A teoria tricromática é estritamente verdadeira quando o sistema visual está em um estado fixo de adaptação. Na realidade, o sistema visual está constantemente se adaptando às mudanças no ambiente e compara as várias cores de uma cena para reduzir os efeitos da iluminação. Se uma cena estiver iluminada com uma luz, e depois com outra, desde que a diferença entre as fontes de luz permaneça dentro de um alcance razoável, as cores na cena parecem relativamente constantes para nós. Isso foi estudado por Edwin Land na década de 1970 e levou à sua teoria retinax de constância de cores.

Ambos os fenômenos são prontamente explicados e modelados matematicamente com teorias modernas de adaptação cromática e aparência de cores (por exemplo, CIECAM02, iCAM). Não há necessidade de descartar a teoria tricromática da visão, mas sim pode ser aprimorado com uma compreensão de como o sistema visual se adapta às mudanças no ambiente de visualização.

Nomeação de cores
As cores variam de várias maneiras diferentes, incluindo tons (tons de vermelho, laranja, amarelo, verde, azul e violeta), saturação, brilho e brilho. Algumas palavras de cor derivam do nome de um objeto dessa cor, como “laranja” ou “salmão”, enquanto outros são abstratos, como “vermelho”.

No estudo de 1969, os Termos Básicos de Cor: Sua Universalidade e Evolução, Brent Berlin e Paul Kay descrevem um padrão de nomeação de cores “básicas” (como “vermelho”, mas não “vermelho-laranja” ou “vermelho escuro” ou “vermelho sangue” que são “tons” de vermelho). Todos os idiomas que têm dois nomes de cores “básicos” distinguem cores escuras / legais de cores brilhantes / quentes. As próximas cores a distinguir são geralmente vermelhas e depois amarelas ou verdes. Todas as línguas com seis cores “básicas” incluem preto, branco, vermelho, verde, azul e amarelo. O padrão mantém um conjunto de doze: preto, cinza, branco, rosa, vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, roxo, marrom e azul (distinto do azul em russo e italiano, mas não em inglês).

Associações
As cores individuais possuem uma variedade de associações culturais, como cores nacionais (em geral descritas em artigos de cores individuais e simbolismo de cores). O campo da psicologia da cor tenta identificar os efeitos da cor sobre a emoção e a atividade humana. A cromoterapia é uma forma de medicina alternativa atribuída a várias tradições orientais. As cores têm diferentes associações em diferentes países e culturas.

Diferentes cores demonstraram ter efeitos sobre a cognição. Por exemplo, pesquisadores da Universidade do Linz dentro Áustria demonstrou que a cor vermelha diminui significativamente o funcionamento cognitivo em homens.

Cores espectrais e reprodução de cores

O diagrama de cromaticidade do espaço de cores CIE 1931. O limite externo curvo é o locus espectral (ou monocromático), com comprimentos de onda mostrados em nanômetros. As cores representadas dependem do espaço de cores do dispositivo no qual você está visualizando a imagem e, portanto, pode não ser uma representação estritamente precisa da cor em uma posição específica, e especialmente não para cores monocromáticas.
A maioria das fontes de luz são misturas de vários comprimentos de onda de luz. Muitas dessas fontes ainda podem efetivamente produzir uma cor espectral, pois o olho não pode distingui-las de fontes de um único comprimento de onda. Por exemplo, a maioria das telas de computador reproduz a cor espectral laranja como uma combinação de luz vermelha e verde; parece laranja porque o vermelho e o verde são misturados nas proporções certas para permitir que os cones do olho respondam da maneira como eles fazem na cor espectral laranja.

Um conceito útil na compreensão da cor percebida de uma fonte de luz não-monocromática é o comprimento de onda dominante, que identifica o único comprimento de onda da luz que produz uma sensação mais parecida com a fonte de luz. O comprimento de onda dominante é aproximadamente semelhante ao da tonalidade.

Existem muitas percepções de cores que, por definição, não podem ser cores espectrais puras devido à dessaturação ou porque são roxas (misturas de luz vermelha e violeta, de extremidades opostas do espectro). Alguns exemplos de cores necessariamente não espectrales são as cores acromáticas (preto, cinza e branco) e cores como rosa, bronzeado e magenta.

Dois diferentes espectros de luz que têm o mesmo efeito nos três receptores de cor no olho humano serão percebidos como a mesma cor. Eles são metamers dessa cor. Isso é exemplificado pela luz branca emitida por lâmpadas fluorescentes, que normalmente possui um espectro de algumas faixas estreitas, enquanto a luz do dia tem um espectro contínuo. O olho humano não pode distinguir a diferença entre esses espectros de luz apenas olhando para a fonte de luz, embora as cores refletidas dos objetos possam parecer diferentes. (Isso é muitas vezes explorado, por exemplo, para fazer frutos ou tomates parecerem mais intensamente vermelhos).

Da mesma forma, a maioria das percepções de cores humanas podem ser geradas por uma mistura de três cores chamadas primárias. Isso é usado para reproduzir cenas de cores na fotografia, impressão, televisão e outras mídias. Há uma série de métodos ou espaços de cores para especificar uma cor em termos de três cores primárias particulares. Cada método tem suas vantagens e desvantagens dependendo da aplicação específica.

Nenhuma mistura de cores, no entanto, pode produzir uma resposta verdadeiramente idêntica à de uma cor espectral, embora se possa fechar, especialmente para os comprimentos de onda mais longos, onde o diagrama de cromaticidade do espaço de cores CIE 1931 tem uma borda quase reta. Por exemplo, a mistura de luz verde (530 nm) e luz azul (460 nm) produz luz ciana ligeiramente desaturada, porque a resposta do receptor de cor vermelha seria maior para a luz verde e azul na mistura do que seria a luz ciana pura a 485 nm que tem a mesma intensidade que a mistura de azul e verde.

Devido a isso, e porque as primárias em sistemas de impressão a cores geralmente não são puras, as cores reproduzidas nunca são cores espectrales perfeitamente saturadas, e as cores espectrais não podem ser exatamente correspondidas. No entanto, cenas naturais raramente contêm cores totalmente saturadas, portanto, essas cenas geralmente podem ser bem avaliadas por esses sistemas. A gama de cores que podem ser reproduzidas com um determinado sistema de reprodução de cores é chamada de gama. O diagrama de cromaticidade CIE pode ser usado para descrever a gama.

Outro problema com os sistemas de reprodução de cores está conectado aos dispositivos de aquisição, como câmeras ou scanners. As características dos sensores de cor nos dispositivos são muitas vezes muito distantes das características dos receptores no olho humano. Com efeito, a aquisição de cores pode ser relativamente pobre se tiverem espectros especiais, muitas vezes muito “irregulares”, causados, por exemplo, por iluminação incomum da cena fotografada. Um sistema de reprodução de cores “sintonizado” para um humano com visão de cor normal pode dar resultados muito imprecisos para outros observadores.

A resposta de cores diferente de diferentes dispositivos pode ser problemática se não for devidamente gerenciada. Para informações de cores armazenadas e transferidas em formato digital, as técnicas de gerenciamento de cores, como as baseadas em perfis ICC, podem ajudar a evitar distorções das cores reproduzidas. O gerenciamento de cores não contorna as limitações da gama de dispositivos de saída específicos, mas pode ajudar a encontrar um bom mapeamento de cores de entrada na gama que pode ser reproduzida.

Coloração aditiva
A cor aditiva é a luz criada misturando a luz de duas ou mais cores diferentes. Vermelho, verde e azul são as cores primárias aditivas usadas normalmente em sistemas de cores de aditivos, como projetores e terminais de computadores.

Coloração subtractiva
A coloração subtrativa usa corantes, tintas, pigmentos ou filtros para absorver alguns comprimentos de onda da luz e não outros. A cor que uma superfície exibe vem das partes do espectro visível que não são absorvidas e, portanto, permanecem visíveis. Sem pigmentos ou tintas, fibras de tecido, base de tinta e papel são geralmente feitas de partículas que espalham a luz branca (todas as cores) bem em todas as direções. Quando um pigmento ou tinta é adicionada, os comprimentos de onda são absorvidos ou “subtraídos” da luz branca, de modo que a luz de outra cor chega ao olho.

Se a luz não é uma fonte branca pura (o caso de quase todas as formas de iluminação artificial), o espectro resultante aparecerá uma cor ligeiramente diferente. A tinta vermelha, vista sob luz azul, pode parecer preta. A tinta vermelha é vermelha porque dispersa apenas os componentes vermelhos do espectro. Se a tinta vermelha é iluminada por luz azul, ela será absorvida pela tinta vermelha, criando a aparência de um objeto preto.

Cor estrutural
As cores estruturais são cores causadas por efeitos de interferência e não por pigmentos. Os efeitos de cor são produzidos quando um material é marcado com linhas paralelas finas, formadas por uma ou mais camadas finas paralelas, ou de outra forma compostas por microestruturas na escala do comprimento de onda da cor. Se as microestruturas são espaçadas aleatoriamente, a luz de comprimentos de onda mais curtos será dispersa preferencialmente para produzir cores de efeito Tyndall: o azul do céu (dispersão de Rayleigh, causada por estruturas muito menores que o comprimento de onda da luz, neste caso moléculas de ar), o brilho de opals, e o azul de íris humanas. Se as microestruturas estiverem alinhadas em arrays, por exemplo, a matriz de poços em um CD, eles se comportam como uma grade de difração: a grade reflete diferentes comprimentos de onda em diferentes direções devido a fenômenos de interferência, separando a luz “branca” mista em luz de diferentes comprimentos de onda. Se a estrutura for uma ou mais camadas finas, ela refletirá alguns comprimentos de onda e transmitirá outros, dependendo da espessura das camadas.

A cor estrutural é estudada no campo da ótica de filme fino. Um termo de leigo que descreve particularmente as cores estruturais mais ordenadas ou as mais variáveis ​​é a iridescência. A cor estrutural é responsável pelos azuis e verdes das penas de muitos pássaros (o jay azul, por exemplo), bem como certas asas de borboleta e conchas de besouros. As variações no espaçamento do padrão muitas vezes dão origem a um efeito iridescente, como visto em penas de pavão, bolhas de sabão, filmes de óleo e madrepérola, porque a cor refletida depende do ângulo de visão. Numerosos cientistas realizaram pesquisas em asas de borboleta e conchas de besouro, incluindo Isaac Newton e Robert Hooke. Desde 1942, a micrografia eletrônica tem sido usada, promovendo o desenvolvimento de produtos que exploram a cor estrutural, como cosméticos “fotônicos”.