Divariância - Trivariância

Como menino bem aplicado, toca de passar a limpo e organizar os apontamentos de Óptica e Teoria da Cor. E eis se não quando, inda, a procissão ia no adro, já eu estava a parar de quatro em duas definições básicas que tinha deixado em branco: Trivariancia e Dupla Oposição.Para que conste, e resumidamente:
- Trivariancia: Sistema de cor do ser humano. Necessidade de misturar três cores aditivas, através dos cones S;M;L (ou RGB), para reproduzir outra qualquer cor.
Divariância: Sistema de visão encontrado em seres não-humanos em que existem apenas dois tipos de cones S e L. Estudos indicam que dois por cento dos seres humanos são afectados por este fenómeno. Como em seres humanos este fenómeno é considerado, não uma característica, mas antes, uma "anomalia", é chamado de Daltonismo (um dos tipos de). É em seres com este tipo de visão que podemos encontrar o fenómeno da Dupla Oposição.
A Dupla Oposição são células que resolvem a necessidade de criar contraste entre objectos com tons parecidos para os distinguir entre eles. As imagens abaixo, mostram, como são facilmente distinguidos, os tons verdes e vermelhos no sistema Trivariante (fig1), e como se mostram indistintos os tons, no sistema Divariante (fig2).

fig1

fig2

L*a*b* Color

O espaço de cor LAB, surgiu, também, dos estudos da já nossa conhecida CIE. Refira-se que, na verdade, existem dois espaços de cor LAB; o Hunter LAB e o CIE L*a*b* (CIE1976L*a*b). Ambos têm os mesmos propósitos, a forma de os atingir, graças à intervenção da nossa mui querida e útil matemática é que varia. Ou seja, o espaço de cor Hunter Lab faz cálculos baseados no sistema de Valores Tristímulus XYZ (valores baseados no Observador Padrão) e raiz quadrada, enquanto o espaço de cor CIE L*a*b utiliza os mesmos valores XYZ e raiz cúbica. Quer isto dizer que, ambos os espaços de cor levam em consideração, no seu desenvolvimento, a teoria das cores opostas (ou complementares), em que, basicamente, os olhos percepcionam a cor de acordo com os pares opostos claro/escuro, vermelho/verde e amarelo/azul. Hoje em dia, em linguagem comum, quando se fala em LAB, é subentendido que se está a referir ao espaço CIE L*a*b 1976. Por curiosidade e se quisermos ser rigorosos, quando em algum contexto a palavra L*a*b* aparecer com asteriscos, isto quer dizer que os valores estão apresentados segundo as normas CIE 1976. Quando não existem asteriscos, o espaço indicado será o da ultima revisão do sistema Hunter Lab. A designação LAB representa L* para a Luminusidade; e as coordenadas a* e b* para a representação das cores opostas: a* para as cores opostas vermelho/verde; e b* para as cores opostas amarelo/azul. Os valores de Luminosidade variam de 0(zero) para ausência de luminosidade (preto) a 100 (branco). Quanto aos valores de a* e b*, variam conforme o espaço de cor que se pretende converter a L*a*b* (por ex. de RGB para LAB).

Representação gráfica das cores

Depois de termos matematizado sobre composição de cores, avançámos, e tentamos agora representar graficamente as cores obtidas através da representação em aula do Triângulo de Maxwell; onde as cores são representadas em três eixos que formam ângulos rectos entre si. Cada qual correspondendo a uma cor primária. Um quarto eixo de referência denota o local geométrico dos pontos correspondentes ao branco, ou eixo acromático.

Este sistema, contudo, acaba por ser limitado pois é impossível representar, neste triângulo, todas as cores RGB pois não contém a informação de luminosidade intrínseca a uma determinada cor em estudo. Para resolver este problema foi criado o sistema LAB color.

Cores Primárias e Secundárias. Aditivas e Subtractivas.

Chegou a altura de deitar contas às cores. Depois de, em aula, nos debruçarmos sobre a composição do olho humano, e de começarmos a matematizar sobre as leis de Grassmann, talvez chegue o momento de voltar aos básicos e perceber sobre o que matematizamos quando matematizamos as leis de Grassmann.
Para perceber do que trata as Leis de Grassmann, é melhor perceber primeiro o que são as Cores Primárias, pois é a partir de cálculos destas três cores que se quantificam os fenómenos de natureza cromática em que estas Leis assentam.
As Cores Primárias são conjuntos de cores que não podem ser decompostas noutras cores, mas que, quando misturadas umas com outras, criam uma outra cor. É a chamada cor secundária, nasce a partir da mistura de duas primárias. Existem dois tipos de cores primárias: subtractivas e aditivas.
Falamos de cores primarias aditivas quando falamos de cores RGB, que resultam da emissão de luz e quando somadas na sua intensidade máxima dão origem à cor branca, por isso se diz aditivo, precisamente porque, quando somado, dá branco. Quando há ausência de luz temos, portanto, o preto.
O sistema de luz RGB é, por isso, o sistema usado para reproduzir cor em todos os dispositivos que emitam luz (ex: monitores). O espectro de cores RGB é baseado na teoria de cor tricromática de Young-Helmholtz e no triângulo de cores de Maxwell.
O sistema de cores RGB é impossível de materializar, de se tornar físico, palpável. Não é possível imprimir em RGB. Não existem tintas, pigmentos, desse sistema de cor.
Na industria gráfica, é usado outro sistema de cores primárias, designadas de cores primárias subtractivas, porque quando somadas nas sua densidade máxima, resultam na ausência de cor.
O preto (K). São elas o Cyan, Magenta, Yellow. Quando misturadas, quaisquer uma destas cores, dão origem, também, a cores secundárias. Em conclusão, a combinação de duas cores primárias, cria uma cor secundária. Como se pode observar nas imagens em baixo, as cores primárias aditivas, são as cores secundárias das cores subtractivas primárias e vice versa.

Metamerismo.

Até agora temos falado, nas aulas e aqui no blog, de vermos a sensação de cor alterada, consoante os diferentes tipo de iluminante a que expomos determinado objecto.

Mas...e se tivermos dois objectos de cor diferente, que iluminados sob determinada fonte luz produzam uma sensação de cor igual, e expostos a outro tipo de luz, produzem uma sensação de cor diferente ao olho humano?

A esse fenómeno dá-se o nome de metamerismo.

É o fenómeno que faz coincidir objectos de cor aparentemente igual, mas que de facto, têm uma distribuição espectral diferente. Existem vários tipos de metamerismos:

Metamerismo de iluminante: quando dois objectos coincidem quando observados por um tipo de luz, mas divergem quando vistas com uma fonte de luz diferente. Metamerismo geométrico: ocorre quando os objectos são vistos a um determinado angulo de visão com cores iguais, mas ficam com sensações de cor diferentes quando observadas noutro angulo.

Metamerismo de obseravdor: acontece quando dois observadores, têm sobre dois objectos diferentes, também sensações de luz diferentes; para um observador os dois objectos podem ter sensações de luz iguais, e para outro, sob as mesmas condições de observação, transmitem sensações de cor diferentes.
Metamerismo de campo (de visão): quando perante um observador, um mesmo objecto transmite sensações de cor diferentes, conforme o tamanho, ou a distancia, com que é apresentado ao observador. Se estivermos a ver uma pequena amostra de um objecto constatamos uma cor, onde podem não existir cones receptores de determinado comprimento de onda, se iluminarmos o objecto todo, ficamos com a sensação de que este mudou de cor, porque vamos despertar na retina os cones sensíveis a outros comprimentos de onda.

Metamerismo, é por isso um conceito que está, também, estreitamente ligado à constituição do olho humano, e por consequência à observação que cada pessoa faz dos objectos. Isto deriva do facto de, cada ser humano, ter dentro da retina, diferentes proporções de cones, sensíveis a determinados tipos de amplitude de onda, mais curta ou mais longa. Estes cones, são basicamente, de três tipos: receptores de onda curta, designação S de short, ou mais usual mas incorrecto R de red; receptores de onda media, designação M (medium) ou G (green); e receptores de onda longa com a designação L (long) ou B (blue). Conclui-se portanto que, a proporção de cones varia não só no mesmo observador (uma pessoa com maior proporção de R's e menor de G's e B's), como também de observador para observador (uma com maior proporção de R's e outra de B's, por exemplo), o que leva a que a sensação de cor, de um mesmo objecto varie de indivíduo para indivíduo.Tanto pode, um objecto com o mesmo espectro de cor, transmitir sensações de cor diferentes para diferentes pessoas, como dois objectos com espectros de cor diferentes podem, à mesma pessoa, transmitir igual sensação de cor.

A temperatura de cor de uma fonte de luz altera se esta for filtrada?

Colocada a questão, sobre se uma fonte de luz com determinada temperatura de cor veria, essa mesma temperatura, alterada perante a existência de um filtro que absorvesse determinados comprimentos de onda e transmitisse outros, a turma dividiu-se e uns acharam que a temperatura de cor se manteria e outros que se alteraria.

De facto, a temperatura de cor de uma fonte de luz não é algo intrínseco a ela, pode ser alterado conforme o filtro que lhe pusermos à frente. Se à frente de uma luz branca lhe colocarmos um celofane vermelho, o celofane absorverá toda a luz de alta frequência (brancos azulados) e transmitirá todo um espectro de luz de baixa frequência (avermelhados), logo a qualidade de cor percepcionada por nós muda, conforme muda a sensação de cor que nós vimos transmitida por essa fonte. Os candeeiros em baixo têm as mesmas fontes de luz (lâmpadas iguais, temperaturas de cor idênticas), mas com abajures diferentes, a sensação de cor por si transmitida altera (filtros diferentes, as mesmas lâmpadas, temperatura de cor diferente).

Iluminantes Padrão

Muitas dúvidas me assolaram a cabeça, na revisão de fim-de-semana, da matéria de Iluminantes Padrão. O que são, para que servem e qual, ou quais, as suas aplicações práticas são questões que não ficaram muito esclarecidas na minha cabeça. Para tentar assentar arraiais sobre a matéria aqui fica uma sumula do que compreendi sobre o tema. Antes de mais, no post sobre temperatura de cor, e depois de ter lido sobre iluminantes, penso que acabei por me referir, sem saber, ao lado prático desta história e com isso comecei a perceber para quê a definição de iluminante padrão servia. Contextualizando. A C.I.E. (Commission Internationale de l'Eclairage) tem vindo desde da década de trinta do século passado a "catalogar" ou "padronizar" as fontes físicas de luz, ou seja as lâmpadas. Estes padrões de luz são determinados a partir da radiação do chamado corpo negro a uma determinada temperatura. Temos assim que a designação técnica e cientifica destas padronizações de luz a determinada temperatura é chamada de iluminante. Os iluminantes padrão definidos pela CIE são os seguintes; iluminante A: representado por uma lâmpada de filamentos de tungsténio com a temperatura de cor de 2854 k. iluminante B: representado por um dia de sol com a temperatura de cor de 4874 k. iluminante C: representado por um dia de sol com a temperatura de cor de 6774 k iluminante D: representado por uma série de iluminantes que simulam a luz do dia de vários modos. Os mais adoptados são o D50 e o D65 com temperaturas de cor de 5000 k e 6504 k, respectivamente. Por fim, deixo a informação que omiti, no post de temperatura de cor: as lâmpadas colocadas nas instalações da empresa são do tipo iluminante D65.

Kelvin

A escala de Kelvin, foi inicialmente criada por um lorde inglês (William thomson, primeiro lorde de Kelvin) que se tornou conhecido por desenvolver esta escala de temperatura absoluta. A escala de temperatura de cor começa a 1200 k, porque foi definido que só a esta temperatura, um corpo negro, modifica a sua cor para um tom vermelho e que, aumentando a temperatura, esse mesmo corpo vai simultaneamente modificando a sua cor. É comum referirmo-nos a tons de cor como tons quentes e tons frios. No entanto não nos podemos esquecer que essas definições do senso comum, nada têm a ver com esta escala de temperatura de cor. Pelo contrario. É exactamente o oposto, ou seja; aquilo a que chamamos, na gíria comum, cores quentes (laranjas, vermelhos e amarelos) porque as associamos a sensações de calor, ao verão, ao sol, ao fogo, são cores de menor temperatura na escala kelvin do que aquelas que designamos de frias e nos transmitem a sensação de frio e estão associadas ao gelo, água, céu e inverno.

escala de temperatura de cor kelvin

cores quentes, Parque das Nações, Lisboa.

cores frias, Arco da rua Augusta, Lisboa.

Temperatura de cor.

Estas imagens abaixo mostram o reflexo do candeeiro da minha sala de trabalho, uma normal sala de paginação numa empresa de impressão digital. As fotos distam quatro anos de entre elas. Quando inauguramos as instalações, os candeeiros desta sala tinham uma luz amarela, uma luz que eu sempre gostei, porque à vista era mais acolhedora e, como é usual dizer, mais quente e aconchegante. Pelo menos é essa a sensação que transmite. Por questões relacionadas com a actividade da empresa, e como é uma empresa que lida com cor, resolveu a pessoa responsável pelo departamento de cor e controlo de qualidade, mudar as lâmpadas dos candeeiros para uma luz mais "fria", uma luz mais branca. Esta luz, não foi escolhida por acaso, foi escolhida para respeitar uma norma ISO, a norma ISO 3664:2009, que pretende padronizar o tipo de luz usada na industria gráfica para que se minimize o problema recorrente de ter um trabalho aprovado num determinado ambiente de luz e depois reprovado quando levado para ambientes com outro tipo de luz. O tipo de luz aconselhado por esta norma é um tipo de luz que se aproxime tanto quanto possível dos 5500 k (kelvin, é a unidade para a grandeza temperatura termodinâmica em homenagem ao criador desta escala que associa cada cor a determinada temperatura). A temperatura de 5500 k é a que se aproxima mais da luz natural do sol. Este tipo de lâmpadas emitem um tipo de luz mais neutro que as lâmpadas com temperaturas de luz mais baixa, como as lâmpadas incandescentes comuns que emitem uma temperatura de cor 3200 k. Quer isto dizer que enquanto a nossa sala esteve com luz de temperatura mais baixa, e no caso amarela, todas as cores que via-mos em originais impressos, provas de cor, provas de máquina e mesmo as cores de monitor, estava-mos a vê-las com uma influencia amarelada. Ao mudarmos para luzes que seguiam a norma ISO, conseguiu-se que, não só na sala, mas na empresa toda, todas as cores fossem observadas sob a mesma influencia de luz e assim julgar as cores dos trabalhos impressos sempre pela mesma bitola.

AM e FM

Falou-se em Amplitude Modelada (AM) e Frequência Modelada (FM), na disciplina de Processos e Tecnologias Gráficas, a propósito do tipo de processo que se podia escolher em impressão offset: trama convencional ou trama estocástica. Na disciplina de Óptica e Teoria da Cor começou-se, também, a falar de Amplitude e Frequência como parte da definição de Luz. Compreender a definição de Luz ajudará a perceber como os conceitos de AM e FM são aplicados aos diferentes métodos de impressão. A luz tem propriedades de partícula e de onda. Enquanto onda, é definida quanto á sua frequência, amplitude, velocidade e período. A frequência é a taxa de repetição em que a onda atinge o seu pico, numa determinada unidade de tempo; normalmente medida em hertz (hz). A amplitude é a força com que é produzida a onda. É a distancia entre o ponto mais alto e o ponto mais baixo da onda. Mede-se em metros. Posto isto, temos que a trama convencional é designada de trama de amplitude modelada (AM), ou seja os pontos mantêm a mesma distancia, a mesma amplitude, mas tamanhos diferentes. Quanto maior é o ponto, maior é a intensidade de tom. A trama estocástica é, por exclusão de razões, a trama de frequência modelada (FM). Esta pode ser dividida em duas ordens: 1ª ordem (os pontos são iguais com distancias diferentes) e 2ª ordem (pontos diferentes com distancias diferentes), ou seja a taxa de repetição (nas duas ordens) do ponto não é igual e a olho nu apresenta-se espalhado aleatoriamente.