A COR E A LUZ

COR:

O conceito de cor está associado à percepção, pelo sistema de visão do ser humano, da luz emitida, difundida ou reflectida pelos objectos.

A cor de um objecto depende das características das fontes de luz que o iluminam, da reflexão da luz produzida pela sua superfície e, das características sensoriais do sistema de visão humano (os olhos) ou de câmaras digitais.

LUZ:

A luz contém uma variedade de ondas electromagnéticas com diferentes comprimentos de onda.

Para que uma onda electromagnética seja detectada e interpretada pelo sistema de visão do ser humano, esta deve pertencer ao intervalo de 380 a 780 nm (1 manómetro = 10-9 m).

Estes diferentes comprimentos de onda constituem o espectro de luz visível do ser humano e estão associados a diferentes cores.

A interpretação das cores é feita pelo cérebro humano depois de a luz atravessar a íris e ser projectada na retina. Desta forma, os olhos são os sensores de toda a visão e esta pode ser do tipo escotópica e fotópica.

VISÃO ESCOTÓPICA E FOTÓPICA

VISÃO ESCOTÓPICA:

A visão escotópica é assegurada por um único tipo de bastonetes existentes na retina. Estes são sensíveis ao brilho e não detectam a cor. Isto quer dizer que são sensíveis a alterações da luminosidade, mas não aos comprimentos de onda da luz visível.

   VISÃO FOTÓPICA:

A visão fotópica é assegurada por um conjunto de três tipos diferentes de cones existentes na retina. Estes são sensíveis à cor e, portanto, aos comprimentos de onda da luz visível. O número de cones da retina distribuem-se da seguinte forma:

- 64% são do tipo vermelha (Red),

- 32% do tipo verde (Green),

- 2% do tipo azul (Blue).

Como os bastonetes e os cones constituem dois tipos de sensores diferentes que apreendem a intensidade da luz e as diferenças de cor, é usual associá-los, respectivamente, aos conceitos de luminância e crominância. Estes conceitos estão, por sua vez, relacionados com as diferentes formas de representar as cores.

LUMINÂNCIA E COMINÂNCIA:

A crominância e a luminância são dos dois elementos que conformam um sinal de vídeo.

A crominância refere-se ao valor das cores, enquanto a luminância se refere às luzes (branco e preto).

MODELO ADITIVO E MODELO SUBTRATIVO

Para se compreender como são geradas, armazenadas, manipuladas e reproduzidas as imagens, pelos diferentes dispositivos físicos que utilizam a cor, é necessário representar as cores através de modelos que se aplicam a diferentes situações reais.

Os modelos de cor fornecem métodos que permitem especificar uma determinada cor. Por outro lado, quando se utiliza um sistema de coordenadas para determinar os componentes do modelo de cor, está-se a criar o seu espaço de cor. Neste espaço cada ponto representa uma cor diferente.

Existem dois tipos de modelos:

- Modelo Aditivo,

- Modelo Substractivo.

O modelo aditivo é conciderado para descrever as cores emitidas ou projectadas e, o modelo substractivo é conciderado para as cores impressas.

Num modelo aditivo a ausência de luz ou de cor corresponde à cor preta, enquanto que a mistura dos comprimentos de onda ou das cores vermelha (Red), verde (Green) e azul (Blue) indicam a presença da luz ou a cor branca.

Este modelo explica a mistura dos comprimentos de onda de qualquer luz emitida.

 

Num modelo subtractivo, ao contrário do modelo aditivo, a mistura de cores cria uma cor mais escura, porque são absorvidos mais comprimentos de onda, subtraindo-os à luz. A ausência de cor corresponde ao branco e significa que nenhum comprimento de onda é absorvido, mas sim todos reflectidos.

Este modelo explica a mistura de pinturas e tintas para criarem cores que absorvem alguns comprimentos de onda da luz e reflectem outros. Assim, a cor de um objecto corresponde à luz reflectida por ele e que os olhos recebem.

MODELO RGB

O modelo RGB é um modelo aditivo, descrevendo as cores como uma combinação das três cores primárias: vermelha (Red), verde (Green) e azul (Blue). Em termos técnicos, as cores primárias de um modelo são cores que não resultam da mistura de nenhuma outra cor.

Qualquer cor no sistema digital é representada por um conjunto de valores numéricos. Por exemplo, cada uma das cores do modelo RGB pode ser representada por um dos seguintes valores: decimal (de 0 a 1), inteiro (de 0 a 255), percentagem (de 0% a 100%) e hexadecimal (de 00 a FF).

Como o modelo RGB é aditivo, a cor branca corresponde à representação simultânea das três cores primárias (1,1,1), enquanto que a cor preta corresponde à ausência das mesmas (0,0,0).

A escala de cinzentos é criada quando se adicionam quantidades iguais de cada cor primária, permanecendo na linha que junta os vértices preto e branco.

O monitor CRT é essencialmente um tubo de raios catódicos (CRT - Catodic Ray Tube) que aloja um canhão de electrões e que é fechado na frente por um vidro - o ecrã, revestido internamente por três camadas de fósforo. Para gerar uma cor, os monitores coloridos precisam de três sinais separados que vão sensibilizar os respectivos pontos de fósforos das três cores primárias.

    RESOLUCÃO E TAMANHO:

Uma imagem digital é uma representação discreta, isto é, constituída por píxeis (Picture Element).

O píxel, normalmente um quadrado, é a unidade elementar de brilho e cor que constitui uma imagem digital.

Assim, a definição de resolução de uma imagem é entendida como a quantidade de informação que a imagem contém por unidade de comprimento, isto é, o número de píxeis por polegada, ppi (pixels per inch). A resolução da imagem pode também ser definida, de forma imprópria, pelo seu tamanho, ou seja, pelo número de píxeis por linha e por coluna.

A resolução de uma imagem digital determina não só o nível de detalhe como os requisitos de armazenamento da mesma. Quanto maior a resolução de uma imagem, maior será o tamanho do ficheiro de armazenamento.

O nível de detalhe de uma imagem depende da informação de cada píxel. Cada píxel é codificado de acordo com a cor e o brilho que representa, isto é, ocupa em memória um número de bits que varia de acordo com o número de cores, tons de cinza e brilho definido para uma determinada imagem.

   PROFUNDIDADE DA COR:

A profundidade da cor indica o número de bits usados para representar a cor de um píxel numa imagem. Este valor é também conhecido por profundidade do píxel e é definido por bits por píxel (bpp).

Esta profundidade varia como número de cores presentes na imagem. No modelo RGB, com a profundidade de 24 bits existe a possibilidade de escolher 16,7 milhões de combinações de cor.

Embora o olho humano não possa identificar estes 16,7 milhões de cores, este número de combinações permite variações ténues que dão a impressão de imagens com aspectos muito reais.

    INDEXAÇÃO DA COR:

A indexação da cor consiste em representar as cores dos píxeis por meio de índices de uma tabela (Lookup Table) e que, em alguns formatos de imagem, é armazenada juntamente com a mesma num único ficheiro.

As cores desta tabela são conhecidas como cores indexadas, porque estão referenciadas pelos números de índice que são usados pelo computador para identificar cada cor.

Enquanto uma imagem RGB é definida separadamente por valores de vermelho, verde e azul para cada píxel numa imagem, uma imagem de cor indexada cria uma tabela que define um número de cores predefinidas e cada píxel é definido por um índice de cor dessa tabela.

As cores indexadas reduzem o tamanho dos ficheiros de imagens.

No entanto, se a imagem for uma fotografia, esta pode originar um ficheiro de cores indexadas de tamanho grande. Estas cores estão limitadas a 256 cores, podendo ser qualquer conjunto de 256 cores de 16,7 milhões de 24 bits de cor.

Se tivermos um gráfico a preto e branco e se este for guardado com um formato de cor indexada, a tabela contém apenas as cores preta e branca necessárias para a imagem e não precisa de conter 256 cores ou menos. Assim, o ficheiro torna-se mais pequeno, não necessitando de guardar informação a mais.

  PALETA DE CORES:

Uma paleta de cores é um subconjunto de cores do total suportado pelo sistema gráfico do computador, que pode também ser chamade de mapa de cor, mapa de índice, tabela de cor, tabela indexada ou tabela de procura de cores (LUT - Lookup Table). Cada cor dentro da paleta é identificada por um número (índice).

Como foi visto no ponto anterior, a utilização de paletaspermite diminuir o tamanho dos ficheiros de imagens, porque apenas são armazenadasem memória as cores utilizadas.

   COMPLEMENTARIDADE DAS CORES:

Uma cor complementar de uma determinada cor primária é a cor que se encontra quando é efectuada uma rotação de 180 graus num anel de cor. No modelo RGB, estas cores complementares são também chamadas cores secundárias ou cores primárias de impressão.

 APLICAÇÕES:

As aplicações do modelo RGB estão associadas à emissão de luz por equipamentos como monitores de computador e ecrãs de televisão.

Por exemplo, as cores emitidas pelo monitor de um computador baseiam-se no facto de o olho e o cérebro humano interpretarem os comprimentos de onda de luz das cores vermelha, verde e azul. Por isso, estas são emitidas pelo monitor, que combinadas podem criar milhões de cores.

MODELO CMYK

O modelo CMYK é constituído a partir do modelo CMY em que foi acrescentada a cor preta. O modelo CMY é um modelo subtractivo, descrevendo as cores como uma combinação das três cores primárias ciano, magenta e amarelo. A cor preta foi adicionada ao modelo por ser mais fácil a sua obtenção quando impressa em papel do que recorrendo á mistura de cores.

Este modelo baseia-se na forma como a Natureza cria as suas cores quando reflecte parte do espectro de luz e absorve outros, é considerado um modelo subtractivo, porque as cores são criadas para redução de outras á luz que incide na superfície de um objecto.

As cores primárias do modelo CMYK são as cores secundárias do modelo RGB e as cores primárias do modelo RGB são as cores secundárias do modelo CMY.

    APLICAÇÕES:

O modelo CMYK é utilizado na impressão em papel, empregando as cores do modelo CMY e a tinta preta para realçar melhor os tons de preto e cinza.

Este modelo utiliza-se em impressoras, fotocopiadoras, pintura e fotografia, onde os pigmentos de cor das superfícies dos objectos absorvem certas cores e reflectem outras.

MODELO HSV

O modelo HSV é definido pelas grandezas tonalidade, saturação e valor, onde este último representa a luminosidade ou o brilho de uma cor.

        TONALIDADE:

A tonalidade é a cor pura com saturação e luminosidade máximas, permitindo fazer a distinção das várias cores puras  Esta exprime-se num valor angular entre 0 e 360 graus.

  SATURAÇÃO:

A saturação indica a maior ou menor intensidade da tonalidade, isto é, se a cor é pura ou esbatida. Uma cor saturada ou pura não contém a cor preta nem a branca. Desta forma a saturação é utilizada para descrever quão viva ou pura +e a cor e em termos técnicos descreva a quantidade de cinzas numa cor.

   Pode então concluir-se que a tonalidade e a saturação são elementos de crominância, pois fornecem informação relativa à cor e, elementos de luminância, pois permitem a percepção da luminosidade e do brilho.

 VALOR:

O valor traduz a luminosidade ou o brilho de uma cor, isto é, se uma cor é mais clara ou mais escura, indicando a quantidade de luz que a mesma contém. O termo luminosidade está relacionado com a luz reflectida, enquanto que o termo brilho está relacionado com a luz emitida.

  APLICAÇÕES:

O modelo HSV baseia-se na percepção humana da cor do ponto de vista dos artistas plásticos, ou seja, estes para obterem as várias cores das suas pinturas combinam a tonalidade com elementos de brilho e saturação Para um artista plástico é mais fácil manusear as cores em função de tons e sombras do que apenas combinações de vermelho, verde e azul.

MODELO YUV

O modelo YUV tem em conta a característica que nenhum dos modelos RGB, CMYK e HSV têm. Esta caracteristica é  uma propriedade da visão humana que é mais sensível ás mudanças de intensidade da luz do que da cor.

Este modelo foi criado a par do desenvolvimento da transmissão de sinais de cor de televisão, baseado na luminância, permite transmitir componentes de cor em menos tempo do que seria necessário se fosse utilizado o modelo RGB.

 

            Ao mesmo tempo, o modelo YUV permite transmitir imagens a preto e branco e a cores de forma independente. O modelo YUV guarda a informação de luminância separada da informação de crominância ou cor.

Graças a este modelo é possível representar uma imagem a preto e branco utilizando apenas a luminância e reduzindo bastante a informação que seria necessária no outro modelo.

Este modelo é adequando a sinais de vídeo e às televisões a cores, porque permite enviar a informação da cor separada da informação de luminância. Permite também uma boa compressão dos dados, porque alguma informação de crominância pode ser retirada sem implicar grandes perdas na qualidade da imagem.

 

     APLICAÇÕES:

O modelo YUV é adequando às televisões a cores, porque permite enviar a informação da cor separada da informação de luminância, é também adequado para sinais de vídeo.

Este modelo permite uma boa compressão dos dados, pois alguma informação de crominância pode ser retirada sem implicar grandes perdas na qualidade da imagem.