3. To, saturació i lluminositat

 

Índex

 

Necessitat d'alternatives a les descripcions RGB

El sistema RGB es basa en les intensitats lluminoses corresponents als tres colors primaris necessàries per a obtenir un determinat color. És un sistema proper a les característiques físiques dels colors.

Però com ja hem dit, entre els aspectes perceptuals i els físics no hi ha una relació senzilla. Cal, doncs, arbitrar sistemes de mesura alternatius més afins als aspectes perceptuals, i per tant d'ús més intuïtiu.

Per a la descripció de la sensació produïda per qualsevol font lluminosa es fan servir tres conceptes: longitud d'ona dominant, saturació i lluminositat. El color queda, com abans, definit per tres paràmetres, però ara aquests s'acosten més a la percepció.

 

Longitud d'ona dominant

Quan observem la majoria dels colors - llevat de l'escala de grisos, que pròpiament no són colors, i dels colors no espectrals de què parlarem a continuació - immediatament tendim a associar-los amb un dels colors de l'espectre. Per exemple, tendim a associar el color rosa amb el vermell, no pas amb el groc ni amb el verd ni amb el blau. D'aquesta fet neix un nou concepte, el de longitud d'ona dominant, que és la longitud d'ona del color de l'espectre que més s'acosta perceptualment al color donat.

Donades les característques de la mescla additiva, no cal que la longitud d'ona dominant hi sigui realment present; ni ha prou de dir que el resultat és com si hi fos predominant. Però no hem d'oblidar que podem fer llum groga barrejant-ne de vermella i de verda, sense la presència de cap radiació de la zona del groc.

A continuació presentem una gradació que conté colors semblants als de l'espectre (i alguns més), dins les possibilitats de la mescla additiva amb els tres colors primaris de la pantalla amb què observem aquest document.

Els colors formen un continu, de manera que qualsevol interval dels presentats en la mostra anterior pot ésser subdividit d'una manera gairebé il·limitada, com veiem a continuació:

Recordem-ho: la pregunta quants colors hi ha? no té resposta: n'hi ha infinits.

 

Colors no espectrals

En la combinació dels primaris R, G i B veiem immediatament que hi ha combinacions on predominen el R i el B que de cap manera poden associar-se a un color de l'espectre. És el cas de la zona situada gairebé a l'extrem dret de la primera figura.

Aquests colors s'han de definir per via negativa. Hem de parlar colors amb una longitud d'ona menys dominant, de colors menys verds o, simplement, de colors no espectrals.

 

To

En comptes de parlar de longitud d'ona dominant parlem de to (en anglès hue), ja que aquest terme permet englobar-hi també els colors no espectrals.

 

El blanc

La llum blanca és la del Sol, formada per una mescla de totes les longituds d'ona de l'espectre visible. Com que la llum que ens arriba no és exactament la mateixa segons l'estat de l'atmosfera i segons l'hora del dia, s'han estblert diversos patrons fixos fàcilment reproduïbles per a definir la llum blanca.

Com que en la llum blanca hi ha un equilibri entre les diverses radiacions, el concepte de longitud d'ona dominant hi desapareix: la llum blanca no té cap longitud d'ona dominant.

Això ens porta al concepte de saturació.

 

Saturació

Si tenim dos focus, un que emet llum monocromàtica d'una determinada longitud d'ona i un altre que emet llum blanca i els enfoquem conjuntament sobre una pantalla, i donem més o menys intensitat a l'un o l'altre dels dos llums, obtindrem tota una sèrie de colors en la pantalla; aquest colors formen un continu.

De la llum monocromàtica en diem saturada. Del blanc diem que té saturació nul·la (cap color no predomina sobre un altre). Per a tots els casos intermedis construïm una escala de nivells de saturació, que en general va del 100% al 0%. El 100% de saturació correspon als colors de l'espectre; com que aquests no es poden assolir per mescla additiva, establim una escala relativa, en que el 100% cal interpretar-lo amb l'afegitó dins les possibilitats.

A continuació en presentem un exemple, en què la saturació és més petita com més a la dreta. Començant per l'esquerra, passem del 100% de saturació relativa i en arribar a la dreta tenim una saturació del 0%.

 

Lluminositat decreixent i el negre

Suposem un color obtingut seleccionant-ne un de l'espectre i aplicant-hi en major o menor grau la pèrdua de saturació. Aquest color encara pot ésser modificat segons un tercer paràmetre: davant el focus que el produeix posem un obturador graduable, de manera que la quantitat de llum que arriba a la pantalla és més gran o més petita segons la posició de l'obturador. D'aquesta manera obtenim diferències de lluminositat, que també poden donar lloc a una escala.

En el límit tenim el negre. El negre és l'absència de llum, i per tant només impròpiament podem dir que és un color.

A continuació en presentem un exemple, en què la lluminositat és més petita com més a la dreta.

En el llenguatge habitual parlem de colors brillants, de colors lluminosos o de colors clars, però aquí les imprecisions es fan més grans, ja que amb aquests adjectius i altres d'anàlegs no queda mai clar si ens referim a la intensitat o a la saturació: la neu sota el sol és brillant?

Parlem de lluminositat i no d'intensitat ni de flux lluminós perquè aquests dos darrers termes tenen a veure amb l'energia, mentre que la lluminositat és perceptual, i entre els factors físics i el perceptual no hi ha una relació senzilla: unes ones necessiten més flux que unes altres per a provocar estímuls equivalents.

 

Escala de grisos

Entre el blanc i el negre tenim l'escala de grisos. En tots els grisos la saturació és del 0% i la lluminositat varia entre el màxim, que és el blanc, i el 0, que és el negre.

 

Els colors més saturats i els més lluminosos

A la vista de la descripció rgb(a,b,c) ja podem determinar qualitativament la saturació del color corresponent

Comencem amb el color rgb(255,0,0). Sense abaixar la intensitat del vermell, anem incrementant la del verd, fins arribar a rgb(255,255,0). Ara disminuïm el vermell, fins arribar a rgb(0,205,0). I així successivament. Situem els colors obtinguts en un gràfic, que mostrem a continuació:

combinacions de colors primaris

Aquests són els colors que tenen alhora la màxima saturació i la màxima lluminositat dins de les limitacions del sistema de tres colors primaris.

La lluminositat es perd fent que el component màxim no arribi a 255: rgb(255,63,0) és més lluminós que rgb(128,31,0).

La saturació es perd fent que cap component sigui 0: rgb(255,0,0) és més saturat que rgb(255,63,63).

 

Relació entre el to i la longitud d'ona

Entre el to i la longitud d'ona hi ha una relació regular, però no lineal. La regularitat es perd en els dos extrems, Ho mostra el gràfic següent, variant de l'anterior, i que mostra les millors combinacions per a imitar les diverses longituds d'ona dels colors de l'espectre. Els colors no espectrals no hi són representats.

to i longitud d'ona

(Quadre elaborat a partir de les dades subministrades per academo.org/demos/wavelength-to-colour-relationship/)