Teoria del colore RICERCA SCIENTIFICA E PERCEZIONE DEL COLORE

Transcript

1 Teoria del colore RICERCA SCIENTIFICA E PERCEZIONE DEL COLORE Molti uomini di scienza e di cultura, negli ultimi secoli, hanno cercato di spiegare la percezione del colore. Già Leonardo ( ), nel Rinascimento, intuì che l apparato visivo doveva essere l artefice di questa percezione. In seguito, Descartes (Cartesio ) scrisse che la ricostruzione dell immagine doveva avvenire nel nostro cervello. Al contrario di ciò che pensava Newton ( ), cioè che la luce fosse formata da un fascio di corpuscoli che si muovevano ad altissima velocità, all inizio del milleottocento, il medico inglese Thomas Young ( ), sulla base di alcuni esperimenti, formulò la teoria ondulatoria che dimostra che la luce si diffonde con un onda che oscilla ad altissima frequenza. Lo scienziato concentrò la propria attenzione sulla percezione dei colori e non sulle proprietà della luce. I suoi studi furono orientati verso la conformazione della retina dell occhio umano: in essa esistono terminazioni nervose, i fotorecettori, sensibili alla luce, collegati al nostro cervello, luogo in cui si materializzano le immagini. L occhio umano è in grado di percepire alcune centinaia di sfumature di colore. Young pensò che i recettori non potessero essere così numerosi su una superficie tanto esigua quanto quella della retina. Ipotizzò che fossero solo di tre tipi, uno per ogni colore primario della luce, che aveva stabilito essere il verde, il rosso, il violetto. Le sue ipotesi furono confermate, in seguito, dalla dimostrazione della presenza sulla retina di due tipi di cellule nervose o fotorecettori: i coni e i bastoncelli. I tre tipi di coni, soprattutto diffusi nella parte centrale della retina, hanno un ruolo importante nella visione diurna e rendono possibile la percezione dei colori attraverso azioni combinate. I bastoncelli giocano un ruolo importante quando le condizioni di luce sono scarse, come al crepuscolo o di notte; essi sono localizzati prevalentemente nelle zone periferiche e, essendo ciechi ai colori, producono una sensazione di tinta indefinibile, grigio-verdastra, tanto più livida quanto maggiore è l oscurità. Il fisico tedesco Hermann Von Helmholtz ( ), nel suo libro Ottica fisiologica (1866), introdusse le tre caratteristiche del colore, tuttora valide: tono o tinta, saturazione, luminosità. Diagramma dei colori di Hermann Von Helmholtz 20

2 Tono o tinta definisce il colore secondo il nome con cui lo conosciamo. Saturazione definisce il grado di purezza del colore. Luminosità definisce quanto il colore è chiaro o scuro. Egli dimostrò inoltre che la miscela dei colori spettrali funziona secondo principi diversi dai miscugli di colore realizzati con i pigmenti usati in pittura. I colori primari dello spettro luminoso sono il verde, il rosso e il violetto. I colori primari dei pigmenti sono il giallo, il rosso e il blu. LUCE E COLORE Nell ottica, il giallo è un colore secondario e si forma dalla miscela della radiazione rossa con quella verde. A seguito delle scoperte di Young, Von Helmholtz dimostrò che, in ottica, si poteva ottenere il bianco attraverso una miscela calibrata delle tre radiazioni: verde, rossa e violetta (sintesi additiva). Quando un corpo opaco (non trasparente) assorbe tutti i colori contenuti nella luce, l oggetto ci appare nero; se invece riflette tutti i colori dello spettro, allora ci appare bianco. I colori che il nostro occhio percepisce sono quelli non assorbiti e quindi riflessi dal corpo. Il rosso della fragola risponde a un colore non assorbito dal frutto. Isaac Newton fu il primo che si accorse che la luce, pur essendo priva di colore, li conteneva tutti. Nel 1672 fece penetrare in una camera oscura un raggio di luce, il quale, colpendo un prisma di cristallo, produsse dalla parte opposta un ventaglio di colori, gli stessi dell arcobaleno (fig. 1). Newton suddivise così la luce in sette colori: rosso, arancio, giallo, verde, blu, indaco, violetto (spettro solare). Egli pensò di distinguere l indaco tra l azzurro e il violetto, forse influenzato dalla convinzione dell epoca che la natura si esprimesse attraverso il numero sette, considerato un numero perfetto. Fig. 1. Dispersione della luce bianca da parte di un prisma. 21

3 I raggi dei diversi colori sono deviati in maniera maggiore o minore secondo la loro lunghezza d onda, sia all entrata sia all uscita del prisma di vetro: il rosso devia molto meno del violetto, mentre gli altri colori hanno un comportamento intermedio. I sei colori principali dello spettro dell iride, suddivisi in tonalità intermedie. A destra è mostrata la loro luminosità per l occhio umano, espressa in percentuale del suo valore massimo che si ha a 555 nanometri. 22

4 Il fisico scozzese James Clerk Maxwell ( ) dimostrò che la luce è un onda elettromagnetica le cui frequenze di oscillazione sono molto alte; inoltre osservò che i vari colori dello spettro corrispondono a differenti frequenze di oscillazione. Grazie alla costruzione di alcune macchine ottiche, come i cerchi rotanti, in cui erano fissate delle sagome di carta colorata di varia larghezza, Maxwell riuscì a miscelare i colori primari per ottenere le diverse sfumature dello spettro. Sia i diagrammi di Von Helmholtz che quelli di Maxwell dimostrarono che, per ottenere il bianco, non erano necessarie le stesse quantità di radiazione luminosa verde, rossa, violetta. Gli studi dei due scienziati costituirono la base della colorimetria moderna. Questi studi sulla luce e sulla percezione del colore indirizzarono molti scienziati e artisti a interessarsi, tra la fine dell ottocento e la metà del novecento, alla visione e alla classificazione dei colori ottenute con miscele di pigmenti. Cerchio rotante di Maxwell. SINTESI ADDITIVA E SOTTRATTIVA Le radiazioni luminose di varia lunghezza d onda dipingono tutto l universo con i loro colori primari, rosso, verde e violetto. La somma di queste radiazioni dà colorazioni sempre più luminose fino a raggiungere il bianco: questo fenomeno si chiama sintesi additiva. Sintesi additiva (luce). 23

5 Diverso, anzi opposto, è il comportamento dei colori primari dei pigmenti, giallo, rosso e blu; questi, mischiati tra loro, in teoria dovrebbero dare il nero (sintesi sottrattiva). Nella pratica producono un grigio scuro (tinta neutra). Questo avviene poiché i colori non sono mai saturi e puri; la stampa, ad esempio, utilizza la quadricromia aggiungendo ai primari il nero. Sintesi sottrattiva (pigmento). COLORI PRIMARI E SECONDARI NEI PIGMENTI I colori primari sono il giallo, il rosso e il blu; essi sono la base con la quale si ottengono tutti gli altri. Mischiandoli tra loro si forma la tinta neutra (grigio scuro, in teoria nero). I colori secondari sono ottenuti unendo due a due i colori primari: giallo + rosso arancione giallo + blu verde rosso + blu viola COLORI COMPLEMENTARI Due colori sono complementari quando, insieme, contengono i tre colori primari. Se prendiamo in esame il giallo, allora diremo che il suo complementare è il colore secondario formato dagli altri due primari, il rosso e il blu. giallo complementare viola rosso complementare verde blu complementare arancione 24

6 Approfondiamo l argomento relativo alla complementarietà dei colori, visualizzandola sul cerchio di Itten, che ci mostra come ogni colore abbia il proprio complementare esattamente dalla parte opposta (Fig. 2). Tracciamo una diagonale che dal verde chiaro, passando per il centro, giunga al rosso violaceo. Il primo di questi colori è formato da una forte quantità di giallo e un po di blu, il secondo da molto rosso e poco blu; come si può vedere contengono tutti e tre i colori primari. Un osservazione che possiamo fare sui colori contrapposti sul cerchio cromatico, e quindi sui complementari, è che sono formati da un colore caldo e uno freddo. Fig. 2. CONTRASTI SIMULTANEI E CONSECUTIVI L apparente differenza di luminosità si evidenzia in funzione dello sfondo: un oggetto appare più luminoso se lo sfondo è nero anziché bianco e un colore sembra più luminoso se accostato a un altro a esso complementare. Questo effetto si chiama contrasto simultaneo o spaziale. Contrasto simultaneo di luminosità: l anello appare più luminoso sulla superficie nera. Questa regola naturale è molto importante, sia in disegno sia in pittura, poiché aiuta a dare rilievo alle figure e ad accentuare la profondità. Il contrasto consecutivo o temporale invece è un effetto legato all affaticamento dei fotorecettori visivi. Le conseguenze di questo effetto sulle immagini in bianco e nero possono essere qui osservate e sperimentate (fig. 3) 25

7 Fig. 3. Contrasto consecutivo o temporale. Fissare per circa trenta secondi il punto posto nel centro della figura di sinistra, poi spostare lo sguardo sul punto di destra: si vedrà l immagine precedente a colori invertiti con un alone bianco molto luminoso (questo effetto è legato all affaticamento dei fotorecettori visivi). Per quanto riguarda il colore, le cose apparentemente cambiano, poiché l affaticamento dei recettori rende evidente, al posto delle tinte osservate, il loro colore complementare. Per ottenere questo effetto è importante avere come fondo un colore neutro come il grigio (fig. 4). Fig. 4. Contrasto consecutivo di colore. Fissare per circa trenta secondi la crocetta di sinistra posta tra i colori, poi spostare lo sguardo su quella di destra. L immagine che comparirà sarà uguale alla precedente, ma con i colori sostituiti dai rispettivi complementari (anche quest effetto è legato all affaticamento dei fotorecettori visivi). 26