Visão colorida

A visão de cor é a capacidade de um organismo ou máquina distinguir objetos com base nos comprimentos de onda (ou freqüências) da luz que eles refletem, emitam ou transmitem. As cores podem ser medidas e quantificadas de várias maneiras; de fato, a percepção de cores de uma pessoa é um processo subjetivo pelo qual o cérebro responde aos estímulos que são produzidos quando a luz entrante reage com os vários tipos de células do cone no olho. Em essência, diferentes pessoas vêem o mesmo objeto iluminado ou fonte de luz de maneiras diferentes.

Detecção de comprimento de onda e tonalidade
Isaac Newton descobriu que a luz branca, depois de ser dividida em suas cores componentes quando passava por um prisma dispersivo, poderia, passando-as através de um prisma diferente, ser recombinada para fazer luz branca.

As cores características são, de longos ou curtos comprimentos de onda (e, correspondentemente, de baixa a alta freqüência), vermelho, laranja, amarelo, verde, azul e violeta. Diferenças suficientes no comprimento de onda causam uma diferença na tonalidade percebida; a diferença apenas notável no comprimento de onda varia de cerca de 1 nm nos comprimentos de onda azul-verde e amarelo, a 10 nm e mais nos comprimentos de onda azul mais longos e vermelhos. Embora o olho humano possa distinguir até algumas centenas de matizes, quando essas cores espectrais puras são misturadas ou diluídas com luz branca, o número de cromatites distinguíveis pode ser bastante alto. [Ambíguo]

Em níveis de luz muito baixos, a visão é escotópica: a luz é detectada por células de haste da retina. As varas são maximamente sensíveis aos comprimentos de onda perto de 500 nm, e desempenham pouco, se houver, papel na visão de cor. Em luz mais brilhante, como a luz do dia, a visão é fotópica: a luz é detectada por células do cone que são responsáveis ​​pela visão de cores. Cones são sensíveis a uma gama de comprimentos de onda, mas são mais sensíveis a comprimentos de onda perto de 555 nm. Entre estas regiões, a visão mesópica entra em jogo e as varas e os cones fornecem sinais às células ganglionares da retina. A mudança na percepção de cor da luz fraca para o dia dá origem a diferenças conhecidas como efeito Purkinje

A percepção de “branco” é formada por todo o espectro de luz visível, ou misturando cores de apenas alguns comprimentos de onda em animais com poucos tipos de receptores de cor. Nos seres humanos, a luz branca pode ser percebida combinando comprimentos de onda como vermelho, verde e azul, ou apenas um par de cores complementares, como azul e amarelo.

Fisiologia da percepção de cor

A percepção da cor começa com células retinianas especializadas contendo pigmentos com diferentes sensibilidades espectrales, conhecidas como células de cone. Nos seres humanos, existem três tipos de cones sensíveis a três espectros diferentes, resultando em visão de cor tricromática.

Cada cone individual contém pigmentos compostos de apoproteína de opsina, que está ligada covalentemente a 11-cis-hidroretinal ou mais raramente 11-cis-desidroretinal.

Os cones são classicamente rotulados de acordo com a ordenação dos comprimentos de onda dos picos de suas sensibilidades espectrales: tipos de cone curto (S), médio (M) e longo (L). Esses três tipos não correspondem bem a cores particulares, como as conhecemos. Em vez disso, a percepção de cor é alcançada por um processo complexo que começa com a saída diferencial dessas células na retina e será finalizado no córtex visual e nas áreas associativas do cérebro.

Por exemplo, enquanto os cones L foram referidos simplesmente como receptores vermelhos, a microspectrofotometria mostrou que sua sensibilidade máxima está na região amarela esverdeada do espectro. Da mesma forma, os cones S e M não correspondem diretamente ao azul e ao verde, embora sejam frequentemente descritos como tais. O modelo de cores RGB, portanto, é um meio conveniente para representar a cor, mas não é diretamente baseado nos tipos de cones no olho humano.

A resposta máxima de células de cone humano varia, mesmo entre indivíduos com a chamada visão de cor normal; Em algumas espécies não humanas, esta variação polimórfica é ainda maior, e pode ser adaptável.

Teorias
Duas teorias complementares de visão de cor são a teoria tricromática e a teoria do processo oponente. A teoria tricromática, ou a teoria de Young-Helmholtz, proposta no século 19 por Thomas Young e Hermann von Helmholtz, como mencionado acima, afirma que os três tipos de cones da retina são preferencialmente sensíveis ao azul, ao verde e ao vermelho. Ewald Hering propôs a teoria do processo oponente em 1872. Ele afirma que o sistema visual interpreta a cor de forma antagônica: vermelho vs. verde, azul vs. amarelo, preto vs. branco. Ambas as teorias são agora aceitas como válidas, descrevendo diferentes estágios da fisiologia visual, visualizados no diagrama à direita. Verde ← → Magenta e Azul ← → Amarelo são escalas com limites mutuamente exclusivos. Da mesma forma que não pode existir um número positivo “ligeiramente negativo”, um único olho não pode perceber um amarelo azulado ou um verde avermelhado. (Mas tais cores impossíveis podem ser percebidas devido à rivalidade binocular.)

Células de cone no olho humano
Tipo de cone Nome Alcance Comprimento de onda máxima
S β 400-500 nm 420-440 nm
M γ 450-630 nm 534-555 nm
eu ρ 500-700 nm 564-580 nm
Uma gama de comprimentos de onda de luz estimula cada um desses tipos de receptores em diferentes graus. A luz verde-amarelada, por exemplo, estimula os cones L e M de forma igualmente forte, mas apenas estimula os cones S de forma fraca. A luz vermelha, por outro lado, estimula L cones muito mais do que M cones, e S cones dificilmente; A luz azul-verde estimula os cones M mais do que os cones L, e os cones S um pouco mais fortemente, e também é o estimulante máximo para as células da haste; e a luz azul estimula os cones S mais fortemente do que a luz vermelha ou verde, mas L e M cones mais fracamente. O cérebro combina a informação de cada tipo de receptor para dar origem a percepções diferentes de diferentes comprimentos de onda da luz.

As opsins (photopigments) presentes nos cones L e M são codificadas no cromossomo X; A codificação defeituosa destes conduz às duas formas mais comuns de cegueira de cor. O gene OPN1LW, que codifica o opsin presente nos cones L, é altamente polimórfico (um estudo recente de Verrelli e Tishkoff encontrou 85 variantes em uma amostra de 236 homens). Uma porcentagem muito pequena de mulheres pode ter um tipo extra de receptor de cor porque eles têm alelos diferentes para o gene para a L opsin em cada cromossomo X. A inativação do cromossomo X significa que enquanto apenas uma opsina é expressa em cada célula do cone, ambos os tipos ocorrem em geral, e algumas mulheres podem, portanto, mostrar um grau de visão de cores tetra-cromática. As variações no OPN1MW, que codifica o opsin expresso em cones M, parecem raras e as variantes observadas não têm efeito sobre a sensibilidade espectral.

Cor no cérebro humano
O processamento de cores começa em um nível muito precoce no sistema visual (mesmo dentro da retina) através de mecanismos de oponentes de cores iniciais. Tanto a teoria tricromática de Helmholtz como a teoria do processo oponente de Hering estão corretas, mas o tricromato surge ao nível dos receptores, e os processos adversos surgem ao nível das células ganglionares da retina e além. Na teoria de Hering, os mecanismos adversários referem-se ao efeito de cor oposta de vermelho-verde, azul-amarelo e escuro-escuro. No entanto, no sistema visual, é a atividade dos diferentes tipos de receptores opostos. Algumas células ganglionares retinianas anãs opõem-se à atividade do cone L e M, que corresponde vagamente ao oponente vermelho-verde, mas corre de um eixo de azul-verde para magenta. Pequenas células ganglionares retinianas bistratificadas opõem-se à entrada dos cones S para a entrada dos cones L e M. Isso costuma corresponder a oponente azul-amarelo, mas corre de um eixo de cor de amarelo-verde a violeta.

A informação visual é então enviada para o cérebro a partir de células ganglionares da retina através do nervo óptico para o quiasma óptico: um ponto onde os dois nervos ópticos se encontram e a informação do campo visual temporal (contralateral) cruza para o outro lado do cérebro. Após o quiasma óptico, os traços visuais são referidos como os traços ópticos, que entram no tálamo para sinapse no núcleo geniculado lateral (LGN).

O núcleo geniculado lateral é dividido em lâminas (zonas), das quais existem três tipos: as lâminas M, consistindo principalmente de células M, as lâminas P, constituídas principalmente por células P e as lâminas koniocelulares. As células M e P recebem uma entrada relativamente equilibrada dos cones L e M durante a maior parte da retina, embora isso não pareça ser o caso na fóvea, com as células anãs que se sinem nas lâminas P. As lâminas koniocelulares recebem axônios das pequenas células ganglionares bistratificadas.

Após a sinapsulação na LGN, o trato visual continua de volta ao córtex visual primário (V1) localizado na parte de trás do cérebro dentro do lobo occipital. Dentro de V1 há uma banda distinta (striation). Isso também é referido como “córtex esparal”, com outras regiões visuais corticais referidas coletivamente como “córtex extrastriado”. É nesta fase que o processamento de cores torna-se muito mais complicado.

Na V1, a segregação simples de três cores começa a quebrar. Muitas células na V1 respondem a algumas partes do espectro melhor do que outras, mas essa “afinação de cores” é muitas vezes diferente dependendo do estado de adaptação do sistema visual. Uma determinada célula que pode responder melhor à luz de comprimento de onda longa se a luz for relativamente brilhante pode tornar-se sensível a todos os comprimentos de onda se o estímulo for relativamente fraco. Como a sintonização de cores dessas células não é estável, alguns acreditam que uma população de neurônios diferente, relativamente pequena, na V1 é responsável pela visão de cores. Essas “células de cores” especializadas geralmente possuem campos receptivos que podem calcular as relações do cone local. Essas células de “duplo oponente” foram inicialmente descritas na retina do peixinho dourado de Nigel Daw; Sua existência em primatas foi sugerida por David H. Hubel e Torsten Wiesel e posteriormente comprovada pela Bevil Conway. Como Margaret Livingstone e David Hubel mostraram, as células duplas do adversário são agrupadas em regiões localizadas de V1 chamado blobs e são pensadas para vir em dois sabores, vermelho-verde e azul-amarelo. As células vermelho-verdes comparam as quantidades relativas de vermelho-verde em uma parte de uma cena com a quantidade de vermelho-verde em uma parte adjacente da cena, respondendo melhor ao contraste de cor local (vermelho próximo ao verde). Estudos de modelagem mostraram que as células de dupla oponente são candidatos ideais para a maquinaria neural da constância da cor explicada por Edwin H. Land em sua teoria de retinex.

A partir das bolhas V1, as informações de cores são enviadas para células na segunda área visual, V2. As células em V2 que são mais fortemente sintonizadas são agrupadas nas “listras finas” que, como as bolhas em V1, mancha para a enzima citocromo oxidase (separar as listras finas são interstripes e listras grossas, que parecem estar preocupadas com outras informação visual, como movimento e forma de alta resolução). Neurônios em V2 então sinapse nas células no V4 estendido. Esta área inclui não apenas o V4, mas duas outras áreas no córtex temporal posterior inferior, anterior à área V3, o córtex temporal posterior posterior e a TEO posterior. A Área V4 foi inicialmente sugerida por Semir Zeki para ser exclusivamente dedicada à cor, mas agora isso é considerado incorreto. Em particular, a presença no V4 de células seletivas de orientação levou à visão de que o V4 está envolvido no processamento de cores e formas associadas à cor. O processamento de cores no V4 estendido ocorre em módulos de cores de tamanho milimétrico chamados globs. Esta é a primeira parte do cérebro em que a cor é processada em termos da gama completa de matizes encontrados no espaço de cores.

Estudos anatômicos mostraram que os neurônios no V4 estendido fornecem entrada para o lobo temporal inferior. O “corte de TI” é pensado para integrar informações de cores com forma e forma, embora tenha sido difícil definir os critérios apropriados para essa reivindicação. Apesar desta obscuridade, tem sido útil caracterizar esta via (V1> V2> V4> IT) como o fluxo ventral ou o “caminho”, distinto do fluxo dorsal (“onde caminho”) que se pensa analisar o movimento, entre muitos outros recursos.

Subjetividade da percepção de cor

Nada distingue categoricamente o espectro visível da radiação eletromagnética de porções invisíveis do espectro mais amplo. Neste sentido, a cor não é uma propriedade da radiação eletromagnética, mas uma característica da percepção visual por um observador. Além disso, há um mapeamento arbitrário entre os comprimentos de onda da luz no espectro visual e as experiências humanas de cor. Embora a maioria das pessoas tenha assumido o mesmo mapeamento, o filósofo John Locke reconheceu que alternativas são possíveis e descreveu um caso tão hipotético com o experimento de pensamento do “espectro invertido”. Por exemplo, alguém com um espectro invertido pode experimentar verde enquanto vê luz ‘vermelha’ (700 nm) e fica vermelha enquanto vê luz ‘verde’ (530 nm). A sinestesia (ou idéias) fornece alguns exemplos atípicos, mas iluminativos, de experiência de cor subjetiva desencadeada por entradas que nem sequer são leves, como sons ou formas. A possibilidade de uma clara dissociação entre a experiência de cor de propriedades do mundo revela que a cor é um fenômeno psicológico subjetivo.

O povo de Himba encontrou categorizar as cores de forma diferente da maioria dos euro-americanos e é capaz de distinguir facilmente tons próximos de verde, dificilmente discerníveis para a maioria das pessoas. O Himba criou um esquema de cores muito diferente que divide o espectro em tons escuros (zuzu in Himba), cores muito claras (vapa), vívidas azul e verde (buru) e secas como uma adaptação ao seu modo de vida específico.

A percepção de cor depende muito do contexto em que o objeto percebido é apresentado. Por exemplo, uma página branca sob luz azul, rosa ou púrpura refletirá principalmente luz azul, rosa ou púrpura para o olho, respectivamente; o cérebro, no entanto, compensa o efeito da iluminação (com base na mudança de cor dos objetos circundantes) e é mais provável que interprete a página como branca nas três condições, um fenômeno conhecido como constância de cor.

Em outras espécies animais
Muitas espécies podem ver a luz com freqüências fora do “espectro visível” humano. As abelhas e muitos outros insetos podem detectar a luz ultravioleta, o que os ajuda a encontrar o néctar nas flores. As espécies de plantas que dependem da polinização de insetos podem ter sucesso reprodutivo para “cores” e padrões ultravioleta, em vez de quão coloridos eles aparecem para os seres humanos. As aves também podem ver o ultravioleta (300-400 nm), e algumas têm marcas dependentes do sexo em sua plumagem que são visíveis somente na faixa ultravioleta. Muitos animais que podem ver na faixa ultravioleta, no entanto, não podem ver luz vermelha ou qualquer outro comprimento de onda avermelhado. Por exemplo, o espectro visível das abelhas termina em cerca de 590 nm, logo antes do início dos comprimentos de onda da laranja. Os pássaros, no entanto, podem ver alguns comprimentos de onda vermelhos, embora não tão longe no espectro de luz como os seres humanos. É uma crença popular incorreta de que o peixinho dourado comum é o único animal que pode ver luz infravermelha e ultravioleta, sua visão colorida se estende no ultravioleta, mas não no infravermelho.

A base para esta variação é o número de tipos de cone que diferem entre as espécies. Os mamíferos em geral têm visão de cor de um tipo limitado, e geralmente têm cegueira de cor vermelho-verde, com apenas dois tipos de cones. Os seres humanos, alguns primatas e alguns marsupiais vêem uma gama alargada de cores, mas apenas em comparação com outros mamíferos. A maioria das espécies de vertebrados não mamíferos distinguem diferentes cores, pelo menos, tanto quanto humanos, e muitas espécies de aves, peixes, répteis e anfíbios, e alguns invertebrados, têm mais de três tipos de cone e, provavelmente, uma visão de cor superior para humanos.

Na maioria dos Catarrhini ( Mundo antigo macacos e macacos-primatas estreitamente relacionados com os seres humanos) existem três tipos de receptores de cor (conhecidos como células de cone), resultando em visão de cor tricromática. Esses primatas, como humanos, são conhecidos como tricromatos. Muitos outros primatas (incluindo Novo Mundo macacos) e outros mamíferos são os dicromatos, que é o estado geral da visão da cor dos mamíferos ativos durante o dia (ou seja, felinos, caninos, ungulados). Os mamíferos noturnos podem ter pouca ou nenhuma visão de cor. Os mamíferos Trichromat não-primatas são raros.

Muitos invertebrados têm visão de cor. As abelhas e os abelhas têm uma visão de cor tricromática que é insensível ao vermelho, mas é sensível ao ultravioleta. Osmia rufa, por exemplo, possuem um sistema de cor tricromático, que eles usam na busca de pólen por flores. Em vista da importância da visão de cor para as abelhas, pode-se esperar que essas sensibilidades dos receptores reflitam sua ecologia visual específica; por exemplo, os tipos de flores que eles visitam. No entanto, os principais grupos de insetos de himenópteros, excluindo formigas (isto é, abelhas, vespas e moscas), têm principalmente três tipos de fotoreceptor, com sensibilidade espectral semelhante à das abelhas. 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.

Os animais vertebrados, como peixes tropicais e aves, às vezes têm sistemas de visão de cor mais complexos do que os humanos; assim, muitas cores sutis que exibem geralmente servem como sinais diretos para outros peixes ou pássaros, e para não indicar mamíferos. Na visão do pássaro, a tetracromacia é conseguida através de até quatro tipos de cone, dependendo das espécies. Cada cone único contém um dos quatro tipos principais de photopigment do cone do vertebrado (LWS / MWS, RH2, SWS2 e SWS1) e tem uma gota de óleo colorida em seu segmento interno. As gotículas de óleo brilhantemente coloridas dentro dos cones mudam ou reduzem a sensibilidade espectral da célula. Sugeriu-se que é provável que os pombos sejam pentacromatos.

Reptiles e anfíbios também têm quatro tipos de cone (ocasionalmente cinco), e provavelmente vêem pelo menos o mesmo número de cores que os humanos fazem, ou talvez mais. Além disso, alguns geckos noturnos têm a capacidade de ver a cor na luz fraca.

Na evolução dos mamíferos, segmentos de visão de cor foram perdidos, então para algumas espécies de primatas, recuperados pela duplicação de genes. Os mamíferos eutherianos que não os primatas (por exemplo, cães, animais de fazenda de mamíferos) geralmente possuem sistemas de percepção de cores de dois receptores (dicromáticos) menos efetivos, que distinguem azul, verde e amarelo, mas não podem distinguir laranjas e vermelhos. Há alguma evidência de que alguns mamíferos, como os gatos, tenham reconstruído a capacidade de distinguir mais cores de comprimento de onda, pelo menos de forma limitada, através de mutações de um aminoácido nos genes opsin. A adaptação para ver os vermelhos é particularmente importante para os mamíferos primatas, uma vez que leva à identificação de frutas, e também folhas avermelhadas que são particularmente nutritivas.

No entanto, mesmo entre os primatas, a visão de cor completa difere entre o Novo Mundo e Mundo antigo macacos. Mundo antigo primatas, incluindo macacos e todos os macacos, têm visão semelhante aos humanos. Os macacos do Novo Mundo podem ou não ter sensibilidade de cor a este nível: na maioria das espécies, os machos são dicromatos, e cerca de 60% das fêmeas são tricromas, mas os macacos coruja são monocromáticos de cone, e ambos os sexos de macacos atril são tricromatos. As diferenças de sensibilidade visual entre machos e fêmeas em uma única espécie são devidas ao gene da proteína de opsina sensível ao amarelo-verde (que confere a habilidade de diferenciar o vermelho do verde) que reside no cromossomo sexual X.

Vários marsupiais, como o dunnart de cauda gorda (Sminthopsis crassicaudata), demonstraram ter uma visão de cor tricromática.

Os mamíferos marinhos, adaptados para visão de pouca luz, têm apenas um único tipo de cone e, portanto, são monocromáticos.

Mesa de visão colorida
Estado Tipos de células de cone Aprox. número de cores percebidas Transportadoras
Monocromática 1 100 mamíferos marinhos, macaco coruja, leão marinho australiano, primatas achromat
Dicromacia 2 10.000 mais mamíferos terrestres não-primatas, primatas cegos de cor
Tricromacia 3 10 milhões a maioria dos primatas, especialmente grandes macacos (como humanos), marsupiais, alguns insetos (como abelhas)
Tetrachromacy 4 100 milhões mais répteis, anfíbios, aves e insetos, raramente seres humanos
Pentacromia 5 10 bilhões alguns insetos (espécies específicas de borboletas), alguns pássaros (pombos, por exemplo)

Evolução
Os mecanismos de percepção de cores são altamente dependentes de fatores evolutivos, dos quais o mais proeminente é considerado um reconhecimento satisfatório das fontes de alimento. Em primatas herbívoros, a percepção de cor é essencial para encontrar folhas adequadas (imaturas). Em colibris, tipos de flores particulares são freqüentemente reconhecidos pela cor também. Por outro lado, os mamíferos noturnos têm visão de cor menos desenvolvida, uma vez que é necessária luz adequada para que os cones funcionem adequadamente. Há evidências de que a luz ultravioleta desempenha um papel na percepção de cor em muitos ramos do reino animal, especialmente insetos. Em geral, o espectro óptico abrange as transições eletrônicas mais comuns na matéria e, portanto, é o mais útil para coletar informações sobre o meio ambiente.

A evolução da visão de cor tricromática em primatas ocorreu quando os ancestrais de macacos modernos, macacos e humanos mudaram para a atividade diurna (diurna) e começaram a consumir frutas e folhas de plantas com flores. A visão de cor, com discriminação UV, também está presente em vários artrópodes – os únicos animais terrestres, além dos vertebrados, para possuir essa característica.

Alguns animais podem distinguir cores no espectro ultravioleta. O espectro UV cai fora do alcance humano visível, com exceção de alguns pacientes com cirurgia de catarata. Aves, tartarugas, lagartos, muitos peixes e alguns roedores têm receptores UV em suas retinas. Esses animais podem ver os padrões UV encontrados em flores e outros animais selvagens que de outra forma são invisíveis para o olho humano.

A visão ultravioleta é uma adaptação especialmente importante nas aves. Permite que as aves visem pequenas presas a distância, naveguem, evitem predadores e forrageiem enquanto voam em altas velocidades. As aves também utilizam sua visão de amplo espectro para reconhecer outras aves e na seleção sexual.

Matemática de percepção de cor

Uma “cor física” é uma combinação de cores espectrais puras (na faixa visível). Uma vez que existem, em princípio, infinitas cores espectrais distintas, o conjunto de todas as cores físicas pode ser pensado como um espaço vetorial de dimensão infinita, de fato um espaço de Hilbert. Chamamos esse espaço da Hcolor. Mais tecnicamente, o espaço de cores físicas pode ser considerado o cone (matemático) sobre o simplex, cujos vértices são as cores espectrales, com branco no centróide do simplex, preto no ápice do cone e a cor monocromática associada com qualquer vértice dado em algum lugar ao longo da linha do vértice até o ápice dependendo do seu brilho.

Um elemento C de Hcolor é uma função do intervalo de comprimentos de onda visíveis – considerado como um intervalo de números reais [Wmin, Wmax] – para os números reais, atribuindo a cada comprimento de onda w em [Wmin, Wmax] a intensidade C (w) .

Uma cor humana percebida pode ser modelada como três números: as extensões para as quais cada um dos 3 tipos de cones são estimulados. Assim, uma cor humana percebida pode ser pensada como um ponto no espaço euclidiano tridimensional. Chamamos esse espaço R3color.

Uma vez que cada comprimento de onda w estimula cada um dos 3 tipos de células de cone em uma extensão conhecida, estas extensões podem ser representadas por 3 funções s (w), m (w), l (w) correspondentes à resposta do S, M, e células de cone L, respectivamente.

Finalmente, uma vez que um feixe de luz pode ser composto de muitos comprimentos de onda diferentes, para determinar em que medida uma cor física C em Hcolor estimula cada célula cone, devemos calcular a integral (em relação a w), ao longo do intervalo [Wmin, Wmax], de C (w) · s (w), de C (w) · m (w) e de C (w) · l (w). O triplo dos números resultantes associa-se a cada cor física C (que é um elemento na Hcolor) uma determinada cor percebida (que é um único ponto no R3color). Esta associação é facilmente vista como linear. Também pode ser facilmente observado que muitos elementos diferentes no espaço físico “Hcolor” podem resultar na mesma cor única percebida no R3color, portanto, uma cor percebida não é exclusiva de uma cor física.

Assim, a percepção de cor humana é determinada por um mapeamento linear específico e não exclusivo do espaço híbrido de dimensões infinitas Hcolor ao espaço Euclidiano tridimensional R3color.

Tecnicamente, a imagem do cone (matemático) sobre o simplex cujos vértices são as cores espectrales, por este mapeamento linear, é também um cone (matemático) em R3color. Mover-se diretamente do vértice deste cone representa manter a mesma cromaticidade enquanto aumenta sua intensidade. Tirar uma seção transversal desse cone produz um espaço de cromaticidade 2D. Tanto o cone 3D quanto a sua projeção ou seção transversal são conjuntos convexos; ou seja, qualquer mistura de cores espectrais também é uma cor.

Na prática, seria bastante difícil medir fisiologicamente as respostas de três cone do indivíduo a vários estímulos físicos de cor. Em vez disso, uma abordagem psicofísica é tomada. Três luzes específicas de teste de referência são tipicamente usadas; Deixe-nos chamá-los S, M e L. Para calibrar o espaço perceptual humano, os cientistas permitiram que os sujeitos humanos tentassem combinar qualquer cor física girando os mostradores para criar combinações específicas de intensidades (IS, IM, IL) para o S, M, e L acende-se, resp., até encontrar uma partida. Isso precisava apenas ser feito para cores físicas que são espectrales, uma vez que uma combinação linear de cores espectrais será combinada pela mesma combinação linear de suas correspondências (IS, IM, IL). Note-se que na prática, muitas vezes pelo menos um de S, M, L teria que ser adicionado com alguma intensidade à cor de teste físico, e essa combinação combinada por uma combinação linear das 2 luzes restantes. Através de diferentes indivíduos (sem cegueira de cores), as combinações acabaram por ser quase idênticas.

Ao considerar todas as combinações de intensidades resultantes (IS, EU ESTOU , IL ) como um subconjunto de 3 espaços, é formado um modelo para espaço de cor perceptual humano. (Note-se que quando um de S, M, L teve que ser adicionado à cor do teste, sua intensidade foi contada como negativa.) Novamente, isso acaba por ser um cone (matemático), não uma quadricidade, mas sim todos os raios através de O origem em 3 espaços que atravessam um certo conjunto convexo. Novamente, esse cone tem a propriedade de que se afastar diretamente da origem corresponde ao aumento da intensidade das luzes S, M, L proporcionalmente. Mais uma vez, uma seção transversal desse cone é uma forma planar que é (por definição) o espaço das “cromatrizes” (informalmente: cores distintas); uma determinada seção transversal, correspondente a constante X + Y + Z do espaço de cores CIE 1931, fornece o diagrama de cromaticidade CIE.

Este sistema implica que, para qualquer matiz ou cor não espectral, não no limite do diagrama de cromaticidade, existem infinitamente diversos espectros físicos distintos que são todos percebidos como essa cor ou matiz. Então, em geral, não há tal coisa como a combinação de cores espectrales que percebemos como (digamos) uma versão específica de bronzeado; Em vez disso, existem infinitas possibilidades que produzem essa cor exata. As cores de limite que são cores espectrales puras podem ser percebidas apenas em resposta a luz que é puramente no comprimento de onda associado, enquanto as cores de limite na “linha de púrpuras” podem ser geradas somente por uma proporção específica do violeta puro e a puro vermelho nas extremidades das cores espectrais visíveis.

O diagrama de cromaticidade CIE é em forma de ferradura, com a sua borda curva correspondente a todas as cores espectrales (o locus espectral) e a retagem reta correspondente aos roxos mais saturados, misturas de vermelho e violeta.

Adaptação cromática
Na ciência da cor, a adaptação cromática é a estimativa da representação de um objeto sob uma fonte de luz diferente daquela em que foi gravada. Uma aplicação comum é encontrar uma transformação de adaptação cromática (CAT) que fará com que a gravação de um objeto neutro pareça neutra (equilíbrio de cores), mantendo outras cores também parecidas com a realista. Por exemplo, transformações de adaptação cromática são usadas ao converter imagens entre perfis ICC com diferentes pontos brancos. Adobe Photoshop, por exemplo, usa o Bradford CAT.

Na visão colorida, a adaptação cromática refere-se à constância da cor; a capacidade do sistema visual para preservar a aparência de um objeto sob uma ampla gama de fontes de luz.