Cor primária

Um conjunto de cores primárias é, de forma mais tangível, um conjunto de mídia física real pigmentada ou luzes coloridas que podem ser combinadas em quantidades variáveis ​​para produzir uma “gama” de cores. Este é o método essencial usado em aplicações que se destinam a induzir a percepção de diversos conjuntos de cores, e. displays eletrônicos, impressão a cores e pinturas. As percepções associadas a uma determinada combinação de cores primárias são previstas aplicando o modelo de mistura apropriado (aditivo, subtrativo, média aditiva, etc.) que incorpora a física subjacente de como a luz interage com a mídia e, finalmente, a retina.

As cores primárias também podem ser conceituais, como elementos matemáticos aditivos de um espaço de cores ou como categorias fenomenológicas irredutíveis em domínios como a psicologia e a filosofia. As primárias do espaço de cores são definidas com precisão e empiricamente enraizadas em experiências de correspondência de cores psicofísicas que são fundamentais para a compreensão da visão colorida. Os primários de alguns espaços de cores estão completos (ou seja, todas as cores visíveis são descritas em termos de suas somas ponderadas com pesos não negativos), mas necessariamente imaginárias (ou seja, não existe uma maneira plausível de que essas cores primárias possam ser representadas fisicamente ou percebidas) . Descrever as cores primárias a partir de uma perspectiva fenomenológica é difícil de fazer sucintamente, mas as contas fenomenológicas, como as primárias psicológicas, levaram a insights praticamente úteis.

Todos os conjuntos de primárias de espaço real e colorido são arbitrários, no sentido de que não existe um conjunto de primárias que possa ser considerado o conjunto canônico. Pigmentos primários ou fontes de luz selecionados para uma determinada aplicação com base em preferências subjetivas, bem como fatores práticos, tais como custo, estabilidade, disponibilidade, etc. As primárias de espaço de cores podem ser submetidas a transformações one-to-one significativas para que o espaço transformado ainda está completo e cada cor é especificada com uma soma única.

Os materiais de ensino de arte primário, os dicionários e os motores de busca eletrônicos geralmente definem as cores primárias de forma eficaz como cores conceituais (geralmente vermelhas, amarelas e azuis, ou vermelhas, verdes e azuis) que podem ser usadas para misturar “todas” outras cores e freqüentemente vão Além disso, sugerem que essas cores conceituais correspondem a matizes específicos e comprimentos de onda precisos. Tais fontes não apresentam uma definição coerente e consistente de cores primárias, já que as primárias reais não podem ser concluídas.

Mistura aditiva de luz
A percepção provocada por múltiplas fontes de luz que estimulam a mesma área da retina é aditiva, isto é, predita através da soma das distribuições de potência espectral ou dos valores tristimulus das fontes de luz individuais (assumindo um contexto de correspondência de cores). Por exemplo, um holofote roxo em um fundo escuro pode ser combinado com holofotes azuis e vermelhos coincidentes que são ambos mais fracos do que os holofotes roxos. Se a intensidade do foco púrpura fosse duplicada, poderia ser combinada ao duplicar as intensidades dos holofotes vermelhos e azuis que combinavam com o roxo original. Os princípios da mistura de cores aditivas são incorporados nas leis da Grassmann.

A mistura aditiva de luzes de pontos coincidentes foi aplicada nos experimentos utilizados para derivar o espaço de cores CIE 1931. As primárias monocromáticas originais dos comprimentos de onda (arbitrários) de 435,8 nm (violeta), 546,1 nm (verde) e 700 nm (vermelho) foram utilizadas nesta aplicação devido à conveniência que proporcionaram ao trabalho experimental.

A luz vermelha, verde e azul são as primárias ideais para a mistura de cores aditivas, uma vez que as luzes primárias com esses matizes fornecem as maiores gamas de cromaticidade triangular. Pequenos elementos vermelhos, verdes e azuis em monitores eletrônicos se misturam aditivamente a partir de uma distância de visualização apropriada para sintetizar imagens coloridas convincentes.

As cores exatas escolhidas para primárias aditivas são um compromisso tecnológico entre os fósforos disponíveis (incluindo considerações como custo e uso de energia) e a necessidade de grande gama de cromaticidade. As primárias ITU-R BT.709-5 / sRGB são típicas.

É importante notar que a mistura de aditivos fornece previsões muito fracas da percepção de cores fora do contexto de correspondência de cores. Demonstrações bem conhecidas como O vestido e outros exemplos mostram como o modelo de mistura de aditivos sozinho não é suficiente para prever cor percebida em muitos casos de imagens reais. Em geral, não podemos prever completamente todas as cores percebidas possíveis a partir de combinações de luzes primárias no contexto de imagens do mundo real e condições de visualização. Os exemplos citados sugerem quão notadamente pobres essas previsões podem ser.

Mistura subtrativa de camadas de tinta
O modelo de mistura de cores subtractivas prediz as distribuições de energia espectral da luz filtrada através de materiais absorventes parcialmente sobrepostos em uma superfície reflectora ou transparente. Cada camada absorve parcialmente alguns comprimentos de onda da luz do espectro de iluminação enquanto permite que outros passem através de várias vezes, resultando em aparência colorida. Sobreposição de camadas de tinta na mistura de impressão subtractivamente sobre o papel branco refletindo desta forma para gerar imagens de cores fotorrealistas. O número típico de tintas em tal processo de impressão varia de 3 a 6 (por exemplo, processo CMYK, Pantone hexachrome). Em geral, usar menos tintas como primárias resulta em impressão mais econômica, mas usar mais pode resultar em melhor reprodução de cores.

Ciano, magenta e amarelo são boas primárias subtrativas, na medida em que as distribuições de potência espectral da luz refletidas a partir de tintas idealizadas podem ser combinadas para as maiores gamas de cromaticidade. Uma tinta de chave adicional (taquigrafia para a placa de impressão de chave que impressionou o detalhe artístico de uma imagem, geralmente preta) também é geralmente usada, pois é difícil misturar uma tinta preta escura com as outras três tintas. Antes que os nomes de cores cianos e magentas fossem de uso comum, essas primárias eram freqüentemente conhecidas como azul e vermelho, respectivamente, e sua cor exata mudou ao longo do tempo com o acesso a novos pigmentos e tecnologias.

Mistura de tintas em paletas limitadas
A cor da luz (isto é, a distribuição de energia espectral) refletida a partir de superfícies iluminadas revestidas em misturas de tinta, partículas de partículas de pigmento, não é bem aproximada por um modelo de mistura substrativo ou aditivo. As previsões de cores que incorporam efeitos de dispersão da luz das partículas de pigmento e a espessura da camada de tinta requerem abordagens com base nas equações de Kubleka-Munk. Mesmo tais abordagens não podem prever a cor das misturas de tinta, precisamente, uma vez que pequenas variações na distribuição de tamanho de partícula, concentrações de impurezas etc. podem ser difíceis de medir, mas conferem efeitos perceptíveis sobre a forma como a luz é refletida a partir da tinta. Os artistas normalmente dependem de experiências de mixagem e “receitas” para misturar as cores desejadas de um pequeno conjunto inicial de primárias e não usam modelagem matemática.

Existem centenas de pigmentos comercialmente disponíveis para artistas visuais para usar e misturar (em vários meios de comunicação, como óleo, aquarela, acrílico e pastel). Uma abordagem comum é usar apenas uma paleta limitada de pigmentos primários (muitas vezes entre quatro e oito) que podem ser fisicamente misturados a qualquer cor que o artista deseja no trabalho final. Não existe um conjunto específico de pigmentos que são cores primárias, a escolha de pigmentos depende inteiramente da preferência subjetiva do objeto sobre o assunto e estilo de arte, bem como considerações materiais como a heurística de resistência à luz e mistura. Os realistas clássicos contemporâneos muitas vezes defendiam que uma paleta limitada de pigmento branco, vermelho, amarelo e preto (muitas vezes descrito como “paleta Zorn”) é suficiente para o trabalho convincente.

Um diagrama de cromaticidade pode ilustrar a gama de diferentes opções de primárias, por exemplo, mostrando quais cores são perdidas (e ganhas) se você usar o RGB para a mistura de cores subtractivas (em vez de CMY).

Primárias do espaço de cores
Uma descrição contemporânea do sistema de visão colorida fornece uma compreensão das cores primárias que é consistente com a ciência da cor moderna. O olho humano normalmente contém apenas três tipos de fotorreceptores a cores, conhecidos como células de cone de longo comprimento de onda (S) de comprimento de onda longo (L), comprimento médio de onda (M) e de onda curta (S). Esses tipos de fotorreceptores respondem a diferentes graus em todo o espectro eletromagnético visível. Normalmente, a resposta do cone S é negligenciável em longos comprimentos de onda superiores a 560 nm enquanto os cones L e M respondem em todo o espectro visível. As primárias LMS são imaginárias uma vez que não existe um comprimento de onda visível que estimula apenas um tipo de cone (ou seja, os seres humanos normalmente não podem ver uma cor que corresponde a uma estimulação L, M ou S). As primárias LMS estão completas, uma vez que todas as cores visíveis podem ser mapeadas para um triplete especificando as coordenadas no espaço de cores LMS.

As curvas de resposta L, M e S (fundamentos do cone) foram deduzidas das funções de correspondência de cores obtidas a partir de experiências de correspondência de cores controladas (por exemplo, CIE 1931), onde os observadores combinavam com a cor de uma superfície iluminada por luz monocromática com misturas de três luzes monocromáticas primárias iluminando uma superfície justaposição. As aplicações práticas geralmente utilizam uma transformação linear canônica do espaço LMS conhecido como CIEXYZ. As primárias X, Y e Z são tipicamente mais úteis uma vez que a luminância (Y) é especificada separadamente da cromaticidade de uma cor. Todas as primárias do espaço de cores que podem ser mapeadas para primárias LMS fisiologicamente relevantes por uma transformação linear são necessariamente imaginárias ou incompletas ou ambas. O contexto de correspondência de cores é sempre tridimensional (uma vez que o espaço LMS é tridimensional), mas os modelos de aparência de cores mais gerais como CIECAM02 descrevem a cor em seis dimensões e podem ser usados ​​para prever como as cores aparecem sob diferentes condições de visualização.

Assim, para trichromats como humanos, usamos três (ou mais) primárias para a maioria dos propósitos gerais. Duas primárias não conseguiriam produzir algumas das mais comuns entre as cores mencionadas. Adicionar uma escolha razoável do terceiro primário pode aumentar drasticamente a gama disponível, enquanto a adição de um quarto ou quinto pode aumentar a gama, mas geralmente não por tanto.

A maioria dos mamíferos placentários, além dos primatas, tem apenas dois tipos de fotorreceptor a cores e, portanto, são dicromatos, por isso é possível que certas combinações de apenas duas primárias possam abranger algumas variáveis ​​significativas em relação ao alcance de sua percepção de cor. Enquanto isso, aves e marsupiais têm quatro fotorreceptores a cores nos olhos e, portanto, são tetrachromats. Há um relatório acadêmico de um tetrachromat humano funcional.

A presença de tipos de células fotorreceptores nos olhos de um organismo não implica diretamente que eles estejam sendo utilizados para perceber a cor funcionalmente. A medição da discriminação espectral funcional em animais não humanos é desafiadora devido à dificuldade em realizar experimentos psicofísicos em criaturas com repertórios comportamentais limitados que não podem responder usando linguagem. As limitações na capacidade discriminativa do camarão com doze fotorreceptores de cores distintos demonstraram que ter mais tipos de células em si não precisa sempre se correlacionar com uma melhor visão de cor funcional.

Primárias psicológicas
O processo oponente é uma teoria da cor que afirma que o sistema visual humano interpreta informações sobre cores processando sinais de cones e varas de forma antagônica. A teoria afirma que cada cor pode ser descrita como uma mistura ao longo dos três eixos de vermelho contra verde, azul vs. amarelo e branco vs. preto. As seis cores dos pares podem ser chamadas de “cores primárias psicológicas”, pois qualquer outra cor pode ser descrita em termos de alguma combinação desses pares. Embora haja uma grande evidência de oponentes na forma de mecanismos neurais, atualmente não existe um mapeamento claro das primárias psicológicas para os substratos neurais.

Os três eixos das primárias psicológicas foram aplicados por Richard S. Hunter como as primárias para o espaço de cores conhecido como CIELAB. O Natural Color System também é inspirado diretamente pelas primárias psicológicas.

História
Existem inúmeros sistemas de cores primárias concorrentes ao longo da história. Estudiosos e cientistas envolvidos no debate sobre quais matizes melhor descrevem as sensações primárias de cor do olho. Thomas Young propôs vermelho, verde e violeta como as três cores primárias, enquanto James Clerk Maxwell preferia mudar a violeta ao azul. Hermann von Helmholtz propôs “um vermelho ligeiramente púrpura, uma vegetação verde-verde, ligeiramente amarelada e um azul ultramarino” como um trio. Na compreensão moderna, as células de cone humano não correspondem precisamente a um conjunto específico de cores primárias, pois cada tipo de cone responde a uma amplitude relativamente ampla de comprimentos de onda.

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