Se visualizzata a grandezza naturale, questa immagine contiene circa 16 milioni di pixel, ciascuno corrispondente a un colore diverso sul set completo di colori RGB. L’occhio umano può distinguere circa 10 milioni di colori diversi.
Sviluppo delle teorie della visione dei colori
Sebbene Aristotele e altri scienziati antichi avessero già scritto sulla natura della luce e della visione dei colori, non fu fino a Newton che la luce fu identificata come la fonte della sensazione del colore., Nel 1810, Goethe pubblicò la sua Teoria completa dei colori in cui attribuiva effetti fisiologici al colore che ora sono intesi come psicologici.
Nel 1801 Thomas Young propose la sua teoria tricromatica, basata sull’osservazione che qualsiasi colore poteva essere abbinato a una combinazione di tre luci. Questa teoria fu poi perfezionata da James Clerk Maxwell e Hermann von Helmholtz. Come dice Helmholtz, ” i principi della legge di Newton della miscela sono stati confermati sperimentalmente da Maxwell nel 1856., La teoria di Young delle sensazioni cromatiche, come tante altre che questo meraviglioso investigatore ha ottenuto in anticipo sui tempi, è rimasta inosservata fino a quando Maxwell non ha indirizzato l’attenzione su di essa.”
Allo stesso tempo di Helmholtz, Ewald Hering sviluppò la teoria del processo avversario del colore, notando che il daltonismo e le afterimages tipicamente si presentano in coppie di avversari (rosso-verde, blu-arancio, giallo-viola e nero-bianco)., Alla fine queste due teorie furono sintetizzate nel 1957 da Hurvich e Jameson, che mostrarono che l’elaborazione retinica corrisponde alla teoria tricromatica, mentre l’elaborazione a livello del nucleo genicolato laterale corrisponde alla teoria avversaria.
Nel 1931, un gruppo internazionale di esperti noto come Commission internationale de l’éclairage (CIE) sviluppò un modello matematico di colore, che mappava lo spazio dei colori osservabili e assegnava un insieme di tre numeri a ciascuno.,
Colore negli occhi
Normalizzato tipicamente umano, cono le risposte delle cellule (S, M e L i tipi) al monocromatico spettrale stimoli
La capacità dell’occhio umano di distinguere i colori è basata sulla diversa sensibilità di diverse cellule della retina alla luce di diverse lunghezze d’onda. Gli esseri umani sono tricromatici-la retina contiene tre tipi di cellule del recettore del colore, o coni., Un tipo, relativamente distinto dagli altri due, è più sensibile alla luce che viene percepita come blu o blu-viola, con lunghezze d’onda intorno a 450 nm; coni di questo tipo sono talvolta chiamati coni a lunghezza d’onda corta o coni S (o fuorvianti, coni blu)., Gli altri due tipi sono strettamente correlati geneticamente e chimicamente: medio lunghezza d’onda coni, M coni, o verde coni sono più sensibili alla luce percepita come verde, con lunghezze d’onda intorno a 540 nm, mentre la lunghezza d’onda coni, L coni, o coni rossi, sono più sensibili alla luce che viene percepito come giallo verdastro, con lunghezze d’onda intorno a 570 nm.
La luce, non importa quanto sia complessa la sua composizione di lunghezze d’onda, è ridotta a tre componenti di colore dall’occhio., Ogni tipo di cono aderisce al principio di univarianza, che è che l’uscita di ogni cono è determinata dalla quantità di luce che cade su di esso su tutte le lunghezze d’onda. Per ogni posizione nel campo visivo, i tre tipi di coni producono tre segnali in base alla misura in cui ciascuno viene stimolato. Queste quantità di stimolazione sono talvolta chiamate valori tristimolo.
La curva di risposta in funzione della lunghezza d’onda varia per ogni tipo di cono. Poiché le curve si sovrappongono, alcuni valori tristimolo non si verificano per qualsiasi combinazione di luce in entrata., Ad esempio, non è possibile stimolare solo i coni a media lunghezza d’onda (i cosiddetti “verdi”); gli altri coni saranno inevitabilmente stimolati in una certa misura allo stesso tempo. L’insieme di tutti i possibili valori tristimolo determina lo spazio colore umano. È stato stimato che gli esseri umani possono distinguere circa 10 milioni di colori diversi.
L’altro tipo di cella sensibile alla luce nell’occhio, l’asta, ha una curva di risposta diversa. In situazioni normali, quando la luce è abbastanza luminosa da stimolare fortemente i coni, le aste non svolgono praticamente alcun ruolo nella visione., D’altra parte, in penombra, i coni sono understimulated lasciando solo il segnale dalle aste, con conseguente risposta incolore. (Inoltre, le aste sono appena sensibili alla luce nella gamma “rossa”.) In determinate condizioni di illuminazione intermedia, la risposta dell’asta e una risposta debole del cono possono insieme provocare discriminazioni di colore non contabilizzate dalle sole risposte del cono. Questi effetti, combinati, sono riassunti anche nella curva Kruithof, che descrive il cambiamento della percezione del colore e la piacevolezza della luce in funzione della temperatura e dell’intensità.,
Colore nel cervello
Vengono mostrati il flusso dorsale visivo (verde) e il flusso ventrale (viola). Il flusso ventrale è responsabile della percezione del colore.
Mentre i meccanismi della visione dei colori a livello della retina sono ben descritti in termini di valori di tristimolo, l’elaborazione del colore dopo quel punto è organizzata in modo diverso., Una teoria dominante della visione dei colori propone che le informazioni sul colore siano trasmesse dall’occhio da tre processi avversari, o canali avversari, ciascuno costruito dall’uscita grezza dei coni: un canale rosso–verde, un canale blu–giallo e un canale di “luminanza” bianco-nero. Questa teoria è stata supportata dalla neurobiologia e rappresenta la struttura della nostra esperienza cromatica soggettiva., In particolare, spiega perché gli esseri umani non possono percepire un ” verde rossastro “o un” blu giallastro”, e predice la ruota dei colori: è la raccolta di colori per cui almeno uno dei due canali di colore misura un valore ad uno dei suoi estremi.
L’esatta natura della percezione del colore oltre l’elaborazione già descritta, e in effetti lo status del colore come caratteristica del mondo percepito o piuttosto come caratteristica della nostra percezione del mondo—un tipo di qualia—è una questione di disputa filosofica complessa e continua.,
non Standard percezione del colore
deficit di Colore
Se uno o più tipi di una persona di colore-sensing coni sono mancanti o meno reattiva rispetto alla normale alla luce in arrivo, che la persona può distinguere un minor numero di colori e si dice deficit di colore o di colore cieco (anche se quest’ultimo termine può essere fuorviante, quasi tutti di colore carenti gli individui possono distinguere almeno alcuni colori). Alcuni tipi di carenza di colore sono causati da anomalie nel numero o nella natura dei coni nella retina., Altri (come l’acromatopsia centrale o corticale) sono causati da anomalie neurali in quelle parti del cervello in cui avviene l’elaborazione visiva.
Tetrachromacy
Mentre la maggior parte degli esseri umani sono tricromatici (con tre tipi di recettori del colore), molti animali, noti come tetrachromats, hanno quattro tipi. Questi includono alcune specie di ragni, la maggior parte dei marsupiali, uccelli, rettili e molte specie di pesci. Altre specie sono sensibili solo a due assi di colore o non percepiscono affatto il colore; questi sono chiamati dicromati e monocromatici rispettivamente., Viene fatta una distinzione tra tetracromazia retinica (con quattro pigmenti nelle cellule del cono nella retina, rispetto a tre nei tricromati) e tetracromazia funzionale (con la capacità di fare discriminazioni cromatiche avanzate basate su quella differenza retinica). Ben la metà di tutte le donne sono tetracromati retinici.: p.256 Il fenomeno sorge quando un individuo riceve due copie leggermente diverse del gene per i coni di lunghezza d’onda media o lunga, che sono trasportati sul cromosoma X., Per avere due geni diversi, una persona deve avere due cromosomi X, motivo per cui il fenomeno si verifica solo nelle donne. C’è un rapporto scientifico che conferma l’esistenza di un tetracromat funzionale.
Sinestesia
In alcune forme di sinestesia/ideastesia, percepire lettere e numeri (sinestesia grafema–colore) o ascoltare suoni musicali (sinestesia musica–colore) porterà alle insolite esperienze aggiuntive di vedere i colori., Gli esperimenti di neuroimaging comportamentale e funzionale hanno dimostrato che queste esperienze di colore portano a cambiamenti nei compiti comportamentali e portano ad una maggiore attivazione delle regioni cerebrali coinvolte nella percezione del colore, dimostrando così la loro realtà e somiglianza con le percezioni reali del colore, anche se evocate attraverso un percorso non standard.
Dopoimmagini
Dopo l’esposizione a luce intensa nella loro gamma di sensibilità, i fotorecettori di un determinato tipo diventano desensibilizzati. Per alcuni secondi dopo che la luce cessa, continueranno a segnalare meno fortemente di quanto altrimenti farebbero., I colori osservati durante quel periodo sembreranno mancare della componente di colore rilevata dai fotorecettori desensibilizzati. Questo effetto è responsabile del fenomeno del dopoimmagini, in cui l’occhio può continuare a vedere una figura luminosa dopo aver distolto lo sguardo, ma in un colore complementare.
Effetti Afterimage sono stati utilizzati anche da artisti, tra cui Vincent van Gogh.,
Costanza del colore
Quando un artista utilizza una tavolozza di colori limitata, l’occhio tende a compensare vedendo qualsiasi colore grigio o neutro come il colore che manca dalla ruota dei colori. Ad esempio, in una tavolozza limitata composta da rosso, giallo, nero e bianco, una miscela di giallo e nero apparirà come una varietà di verde, una miscela di rosso e nero apparirà come una varietà di viola e il grigio puro apparirà bluastro.
La teoria tricromatica è strettamente vera quando il sistema visivo è in uno stato fisso di adattamento., In realtà, il sistema visivo si adatta costantemente ai cambiamenti dell’ambiente e confronta i vari colori in una scena per ridurre gli effetti dell’illuminazione. Se una scena è illuminata con una luce e poi con un’altra, finché la differenza tra le sorgenti luminose rimane entro un intervallo ragionevole, i colori nella scena ci appaiono relativamente costanti. Questo è stato studiato da Edwin Land nel 1970 e ha portato alla sua teoria retinex della costanza del colore.,
Entrambi i fenomeni sono facilmente spiegabili e matematicamente modellati con le moderne teorie dell’adattamento cromatico e dell’aspetto del colore (ad esempio CIECAM02, iCAM). Non c’è bisogno di respingere la teoria tricromatica della visione, ma piuttosto può essere migliorata con una comprensione di come il sistema visivo si adatta ai cambiamenti nell’ambiente visivo.,
Colore di denominazione
Questa immagine contiene un milione di pixel ognuna di un colore diverso
Nel 1969 studio Colore di Base Termini: la Loro Universalità e l’Evoluzione, Brent Berlin e Paul Kay descrivere un modello di denominazione di “base” colori (come il “rosso”, ma non “arancio-rosso” o “rosso scuro” o “rosso sangue”, che sono “sfumature” di rosso). Tutte le lingue che hanno due nomi di colore” base ” distinguono i colori scuri/freddi dai colori brillanti / caldi., I prossimi colori da distinguere sono di solito rosso e poi giallo o verde. Tutte le lingue con sei colori “base” includono nero, bianco, rosso, verde, blu e giallo. Il modello può contenere fino a un set di dodici: nero, grigio, bianco, rosa, rosso, arancione, giallo, verde, blu, viola, marrone e azzurro (distinto dal blu in russo e italiano, ma non in inglese).