El color: Tono, saturación y brillo

El color. Tono, saturación y brillo

• El color es una sensación percibida por los órganos visuales, producida por la luz y dependiente de su longitud de onda.
• El color es un fenómeno físico-químico que, como sensación, facilita la diferenciación de objetos.
• La percepción del color se describe usualmente en términos de tono, saturación y brillo.
• El tono se refiere a los colores espectrales del rojo, con una gran diversidad de colores subjetivos.
• La saturación se refiere a la "pureza" del color, un color es saturado cuando tiene sólo un matiz.
• Un color es insaturado cuando contiene blanco, los colores insaturados incluyen más luz blanca que los colores vivos.
• El brillo es la percepción de lo claro u oscuro.
• En representaciones en blanco y negro, el brillo se representa mediante escalas de grises.

Mezcla de colores

• La percepción visual humana se basa en la teoría tricromática del color.
• Es posible obtener cualquier color mezclando los colores primarios rojo, verde y azul.
• Las mezclas iguales de dos colores primarios producen colores complementarios.
• La luz directa es la que proviene del foco emisor, presentando longitudes de onda de naturaleza aditiva.
• En el mundo real, la luz percibida es el resultado de la incidencia de luz directa sobre los objetos.
• La superficie de los objetos reflejan o absorben diferentes longitudes de onda.
• La luz reflejada opera bajo el principio del color sustractivo.
• El rojo, verde y azul son colores complementarios en la combinación equilibrada de dos colores sustractivos.

Los espacios de color

• Para trabajar con colores, es necesario definirlos matemáticamente en función de: tono, saturación y brillo.
• Existen distintos modelos de color.

Modelos de color RGB / CMY

• En el modelo RGB, los colores se obtienen por la adición de los colores primarios rojo, verde y azul.
• Cada color primario contribuye individualmente para producir el color final.
• La diagonal principal del cubo, con cantidades iguales de cada color primario, representa la escala de grises.
• El modelo RGB se usa en monitores y pantallas.
• En el modelo CMY, los colores se obtienen por la sustracción de los colores primarios cian, magenta y amarillo.
• Los colores primarios del modelo CMY son los complementarios del modelo RGB.
• La ecuación que relaciona ambos modelos es: [CMY] = [1,1,1] - [RGB].
• El modelo CMY se utiliza en impresión de documentos.
• En ocasiones, se añade el negro (black), resultando el modelo CMYK.

Modelos de color HSV / HLS

• El modelo HSV (Hue, Saturation, Value) fue propuesto en 1978 para el diseño basado en tintes, sombras y tonos.
• En el modelo HSV se utiliza un sistema de coordenadas polares, donde:
  • El tono, se representa como ángulo alrededor del eje vertical, con el rojo a 0° y el verde a 120°.
  • La saturación, se representa como la distancia al eje del cono.
  • El brillo, como la altura del cono.
• Los colores se representan en un hexágono de revolución, donde los complementarios están a 180°.
• El modelo HLS es un esquema matemático con dos conos unidos, con el blanco en el vértice superior y el negro en el vértice inferior.
• En modelo HLS las coordenadas son:
  • Tono, es el ángulo alrededor del eje vertical, con el rojo a 0º y el verde a 120º.
  • Saturación, es la distancia al eje del cono.
  • Brillo, es la altura doble del cono.

Modelo de color CIE

• Basado en la teoría tristímulo del ojo humano
• CIE representó todos los colores puros como suma de tres primarios.
• Los colores primarios son:
  • Rojo (700 nm)
  • Verde (546,1 nm)
  • Azul (435,8 nm)
• El modelo se consigue como observación múltiple ante estímulos, representando cualquier color percibido.
• Algunos colores requieren una aportación negativa de un primario.
• Cada color se define por las coordenadas [X,Y,Z].
• En el plano de brillo unidad, la representación se simplifica a coeficientes [x,y,z], donde x+y+z=1.
• En el diagrama de coeficientes, se puede representar en [x,y] y calcular z como z=1-x-y.
• Los colores puros (monocromáticos) se encuentran en el perímetro del cono:
  • Violeta a 380nm
  • Rojo a 780nm
• Los colores púrpuras no son monocromáticos, y sólo se consiguen combinando otros colores.

Propiedades del diagrama CIE

• El punto de igual energía es el color blanco balanceado.
• Los tonos puros (saturados) se encuentran en la periferia del diagrama de cromaticidad.
• Los colores menos saturados de un tono se consiguen desplazándose hacia el blanco energético balanceado.
• Cualquier color del área se consigue como suma de dos colores primarios en distintas proporciones.
• El color resultante estará en la línea que une ambos puntos.
• Los colores complementarios están unidos por una recta que pasa por el blanco energético balanceado (x = y = z = 1/3), con puntos a la misma distancia.
• Existe un conjunto de colores no representables desde un color puro con mezcla de blanco, que se corresponden con los situados en la parte inferior del diagrama de cromaticidad.
• En el diagrama también se representan los colores relacionados con las temperaturas de color.