A constância da cor é um exemplo de constância subjetiva e uma característica do sistema de percepção de cor humana, que garante que a cor percebida de objetos permaneça relativamente constante sob diferentes condições de iluminação. Uma maçã verde, por exemplo, parece verde para o meio-dia, quando a iluminação principal é luz solar branca, e também ao pôr-do-sol, quando a iluminação principal é vermelha. Isso nos ajuda a identificar objetos.

Visão colorida
A visão colorida é um processo pelo qual organismos e máquinas são capazes de distinguir objetos com base em diferentes comprimentos de onda de luz refletida, transmitida ou emitida pelo objeto. Nos seres humanos, a luz é detectada pelo olho usando dois tipos de fotorreceptores, cones e varas, que enviam sinais para o córtex visual, que por sua vez processa essas sensações em uma percepção subjetiva de cor. A constância da cor é um processo que permite ao cérebro reconhecer um objeto familiar como sendo uma cor consistente, independentemente da quantidade ou comprimentos de onda da luz refletindo a partir dele em determinado momento.

Object Illuminance
O fenômeno de constância de cor ocorre quando a fonte de iluminação não é diretamente conhecida. É por esta razão que a constância da cor tem um efeito maior nos dias com sol e céu claro em oposição aos dias que estão cobertos. Mesmo quando o sol é visível, a constância da cor pode afetar a percepção das cores. Isto é devido a uma ignorância de todas as possíveis fontes de iluminação. Embora um objeto possa refletir múltiplas fontes de luz no olho, a constância da cor faz com que as identidades objetivas permaneçam constantes.

O Dr. DH Foster (2011) afirma: “no ambiente natural, a própria fonte pode não estar bem definida na medida em que a iluminação em um ponto particular de uma cena é geralmente uma mistura complexa de luz direta e indireta distribuída em uma faixa de ângulos de incidente, por sua vez, modificados por oclusão local e reflexão mútua, todos os quais podem variar com o tempo e a posição. “O amplo espectro de possíveis iluminâncias no ambiente natural e a habilidade limitada do olho humano a perceber cor significa que a constância da cor desempenha um papel funcional na percepção diária. A constância da cor permite que os seres humanos interajam com o mundo de forma consistente ou verídica e permite que um efetivamente faça julgamentos na hora do dia.

Base fisiológica
A base fisiológica para a constância da cor é pensada para envolver neurônios especializados no córtex visual primário que calculam as proporções locais da atividade do cone, que é o mesmo cálculo que o algoritmo Retinex da Terra usa para alcançar a constância da cor. Essas células especializadas são chamadas de células de dupla oponente porque compõem o oponente de cor e oponente espacial. As células de duplo oponente foram descritas pela primeira vez por Nigel Daw na retina do peixinho dourado. Houve um debate considerável sobre a existência dessas células no sistema visual de primatas; sua existência acabou sendo comprovada usando o mapeamento de campo receptivo de correlação reversa e estímulos especiais que ativam seletivamente classes de um cone ao mesmo tempo, os chamados estímulos de “isolação de cone”.

A constância da cor funciona apenas se a iluminação incidente contiver uma gama de comprimentos de onda. As diferentes células de cone do olho registram intervalos diferentes, mas sobrepostas, de comprimentos de onda da luz refletidos por cada objeto na cena. A partir desta informação, o sistema visual tenta determinar a composição aproximada da luz iluminante. Esta iluminação é então descontada para obter a “cor real” do objeto ou a reflexão: os comprimentos de onda da luz que o objeto reflete. Essa reflectância determina em grande parte a cor percebida.

Mecanismo Neural
Existem dois mecanismos possíveis para a constância da cor. O primeiro mecanismo é inferência inconsciente. A segunda visão leva esse fenômeno a ser causado pela adaptação sensorial. A pesquisa sugere que a constância da cor seja modificações relacionadas nas células da retina, bem como áreas corticais relacionadas à visão. Este fenômeno provavelmente é atribuído a mudanças em vários níveis do sistema visual.

Adaptação do cone
Cones, células especializadas dentro da retina, ajustará em relação aos níveis de luz dentro do ambiente local. Isso ocorre ao nível dos neurônios individuais. No entanto, esta adaptação está incompleta. A adaptação cromática também é regulada por processos dentro do cérebro. A pesquisa em macacos sugere que as mudanças na sensibilidade cromática estão correlacionadas com a atividade em neurônios geniculados laterais parvocelulares. A constância da cor pode ser atribuída a alterações localizadas em células retinianas individuais ou a processos neurais de nível superior dentro do cérebro.

Metamerismo
O metamerismo, a percepção de cores dentro de duas cenas separadas, podem ajudar a informar pesquisas quanto à constância da cor. Pesquisas sugerem que quando os estímulos cromáticos concorrentes são apresentados, as comparações espaciais devem ser concluídas no início do sistema visual. Por exemplo, quando os indivíduos são apresentados estímulos de forma dicópica, uma série de cores e uma cor vazia, como cinza, e é dito que se concentre em uma cor específica da matriz, a cor do vazio aparece diferente do percebida em um binocular moda. Isso significa que os julgamentos de cores, como se relacionam com comparações espaciais, devem ser preenchidos em ou antes dos neurônios monoculares V1. Se as comparações espaciais ocorrerem mais tarde no sistema visual, como na área cortical V4, o cérebro poderia perceber a cor e a cor do vazio como se fossem vistos de forma binocular.

Teoria de Retinex
O efeito foi descrito em 1971 por Edwin H. Land, que formulou a “teoria retinex” para explicá-la. A palavra “retinex” é um portmanteau formado a partir de “retina” e “córtex”, sugerindo que tanto o olho quanto o cérebro estão envolvidos no processamento.

O efeito pode ser demonstrado experimentalmente da seguinte forma. Uma exibição chamada “Mondrian” (após Piet Mondrian, cujas pinturas são semelhantes), que consiste em numerosos remendos coloridos, é mostrado a uma pessoa. A tela é iluminada por três luzes brancas, uma projetada através de um filtro vermelho, uma projetada através de um filtro verde e uma projetada através de um filtro azul. A pessoa é convidada a ajustar a intensidade das luzes para que um patch particular no visor apareça branco. O experimentador mede as intensidades da luz vermelha, verde e azul refletida a partir deste patch de aparência branca. Em seguida, o experimentador pede a pessoa para identificar a cor de um patch vizinho, que, por exemplo, aparece verde. Em seguida, o experimentador ajusta as luzes para que as intensidades da luz vermelha, azul e verde refletidas a partir do patch verde sejam as mesmas que foram originalmente medidas a partir do patch branco. A pessoa mostra a constância da cor em que o patch verde continua a aparecer verde, o patch branco continua a aparecer branco e todos os caminhos restantes continuam a ter suas cores originais.

A constância da cor é uma característica desejável da visão por computador, e muitos algoritmos foram desenvolvidos para esse fim. Estes incluem vários algoritmos de retinex. Esses algoritmos recebem como entrada os valores vermelho / verde / azul de cada pixel da imagem e tentam estimar as reflectâncias de cada ponto. Um desses algoritmos funciona da seguinte maneira: o valor vermelho máximo rmax de todos os pixels é determinado, e também o valor verde máximo gmax e o valor azul máximo bmax. Supondo que a cena contém objetos que refletem toda a luz vermelha e (outros) objetos que refletem toda a luz verde e ainda outros que refletem toda a luz azul, pode-se deduzir que a fonte de luz iluminante é descrita por (rmax, gmax, bmax) . Para cada pixel com valores (r, g, b), sua reflectância é estimada como (r / rmax, g / gmax, b / bmax). O algoritmo original de retinex proposto por Land e McCann usa uma versão localizada deste princípio.

Embora os modelos de retinax ainda sejam amplamente utilizados na visão por computador, a percepção real de cor humana mostrou ser mais complexa.