Tema 13. Introducción al color (I)

Nos alejamos un poco del manejo de la cámara y empezamos hoy un tema algo más teórico (¡¡¿¿más todavía??!!). Bueno, que no cunda el pánico ;), veremos a nivel básico los fundamentos físicos del color.

Si trabajamos en RAW, este tema seguramente nos será más útil a la hora del procesado de nuestras fotos, mientras que si se elige JPEG, vamos a ver que se podrán elegir algunos parámetros para la generación de la imagen en la cámara.

De todos modos yo creo que viene bien tener algunas nociones sobre el color, que es la “materia prima” con la que vamos a producir nuestras fotos. Y que quede claro no soy ningún experto en teoría del color, así que si ves que digo alguna “burrada”, no dudes en incluir un comentario para corregirme. 😉

Allá vamos.

Naturaleza de la luz

La luz que vemos los seres humanos es un rango o margen de frecuencias (o longitudes de onda, si se prefiere) dentro del llamado “espectro” de ondas electromagnéticas:

Espectro de ondas electromagnéticas

Espectro de ondas electromagnéticas

En la imagen (tomada del tema de Color de la Wikipedia), se aprecia que aumenta la frecuencia de derecha a izquierda. Así vemos que al ir aumentando la frecuencia tenemos las ondas de radio, luego las de televisión, las microondas (utilizadas en comunicaciones y en el horno que tenemos en casa), el infrarrojo, el espectro visible que va desde el rojo al violeta, el ultravioleta (para ponernos morenitos, si no nos pasamos con el sol), Rayos X, Gamma, Cósmicos.

Veo que esto se está pareciendo más a una clase de Telecomunicaciones que de Fotografía… Un poco de paciencia 😉

Se llaman ondas electromagnéticas porque están formadas por un campo eléctrico y otro magnético que “vibran” perpendicularmente:

Onda electromagnética

Onda electromagnética


Se propagan a la velocidad de la luz (unos 300.000 km/seg. en el el aire o en el vacío). La longitud de onda es la distancia que recorre en un solo ciclo. Multiplicando la frecuencia por la longitud de onda, se obtiene la velocidad de la luz, que es constante. Así que, a mayor frecuencia, menor longitud de onda y viceversa (son inversamente proporcionales).

La frecuencia se mide en múltiplos de Hertzio (o ciclo/seg.) y la longitud de onda en submúltiplos de metro (por ejemplo, para el espectro visible se mide en nanometros, nm, que es 1 metro dividido por mil millones, 1 nm = 10-9m).

Percepción humana

Una apreciación importante es que los colores no existen. En la realidad solo existen ondas electromagnéticas de diferente frecuencia y el sistema de percepción visual humana (ojos, nervios ópticos y cerebro) convierte esas frecuencias, dentro del rango visible, en las sensaciones que denominamos colores. En definitiva, no es que la realidad sea así, sino que somos nosotros la vemos de esta manera.

Espectro visible

Espectro visible


Otras especies de animales (incluidos insectos) tienen muy diferentes perceciones: diferentes rangos de frecuecias (pueden ver ultraviolestas o infrarrojos), predomina la percepción de la intensidad de la luz respecto al color (ven en “blanco y negro”), etc.

El espectro de color visible

Una onda electromagnética visible de una única frecuencia o longitud de onda se verá como un color puro (fuerte, “chillón” o de máxima saturación). Corresponde a los colores más puros que podemos percibir.

Ondas del espectro visible

Ondas del espectro visible


Por otro lado la luz en la naturaleza no es pura, ya que normalmente se encuentran mezcladas ondas de todas las frecuencias del espectro visible. En el caso de que existan todas las frecuencias en una proporción similar, percibiremos esa mezcla como color blanco. O, lo que es lo mismo, un color saturado es el que menos mezclado con el blanco se encuentra.
Espectro de frecuencias para un mismo matiz (saturación)

Espectro de frecuencias para un mismo matiz (saturación)


Todo esto ya fue estudiado a finales de los años 20 del siglo pasado por W. David Wright y John Guild, y dio lugar al espacio de color CIE 1931. Definido en 1931 por la CIE (Comission Internationale de l’Éclairage, Comisión Internacional de Iluminación). Es un estándar que es utiliza en la actualidad. Ver Wikipedia: Espacio de color CIE_1931.
Diagrama de cromaticidad CIE 1931

Diagrama de cromaticidad CIE 1931


En el diagrama se ve la curva de los colores puros (desde los 420 nm del Violeta a los 680-700 nm del rojo). A medida de que nos alejamos de la curva y vamos hacia el centro, los colores son menos saturados, ya que nos acercamos al blanco.

¿Y qué pasa con los matices magenta?
Realmente los vemos como colores puros, pero no están asociados a una onda pura, en realidad son mezcla de rojo y azul (o violeta). En el diagrama CIE se cierra el espacio con una línea recta entre los colores extremos del espectro visible.

Como curiosidad, en algunos entornos se considera a los magentas como colores puros y se les asigna una longitud de onda negativa.

Parámetros básicos del color

Se puede definir cualquier color a través de tres parámetros básicos tal como vemos en el esquema simplificado en forma de cono:

Esquema matiz-saturación-brillo

Esquema matiz-saturación-brillo

  • Matiz o tinte (Hue): valor de color puro desde el rojo, pasando por los colores del arco iris más los magentas para volver al rojo.
  • Saturación (Saturation): “pureza” de color: más saturado implica menos mezclado con el blanco (o grises neutros) y viceversa (menos saturado, más “pastel”)
  • Brillo (Brightness) / Luminosidad (Lightness): se refieren al nivel de intensidad luminosa desde el negro al blanco. En realidad sé que brillo y luminosidad son diferentes, pero sinceramente desconozco cuál es la diferencia a nivel cualitativo.

El diagrama de brillo se representa como un cono, mientras que el de luminosidad suele hacerse como un “huso” o doble cono, ya que no solo todos los tonos convergen en el negro cuando la luminosidad desciende sino que todos tienden al blanco a medida de que aumenta (los colores se desaturan al aumentar la luminosidad: al sobreexponer, por ejemplo).

Esquema matiz-saturación-luminosidad

Esquema matiz-saturación-luminosidad

Colores complementarios, primarios y secundarios

Los colores complementarios son aquellos que se encuentran opuestos respecto al centro (blanco).

Colores complementarios

Colores complementarios


Su mezcla, como veremos a continuación, produce un color neutro (blanco, gris o negro).

Las parejas destacadas de colores complementarios son:

  • Rojo (R) – Cian (C)
  • Verde (G, green) – Magenta (M)
  • Azul (B, blue) – Amarillo (Y, yellow)

Se les considera colores primarios a Rojo-Verde-Azul y se utilizan en mezclas aditivas, mientras que Cian-Magenta-Amarillo son los secundarios, usados en mezclas sustractivas.

Nota: en pintura se consideran primarios los colores rojo, azul y amarillo.

Mezclas de color

Un color se puede formar mezclando otros colores, por ejemplo, a partir de los colores básicos podemos generar prácticamente todos los colores visibles.

Mezcla aditiva

Se denomina mezcla aditiva porque se suman las energías luminosas de los colores mezclados. Se parte de la oscuridad (negro) y se van añadiendo colores. Por ejemplo, imaginemos que tenemos varias linternas con filtros de colores y con todas ellas iluminamos sobre un mismo punto de una pared. La luz de cada linterna se suma a la del resto.

Mezcla aditiva de colores

Mezcla aditiva de colores


Es lo que ocurre con las pantallas electrónicas de visualización (TV, monitores, pantalla de teléfono móvil, de cámara digital, etc). Cada punto de la imagen (pixel) está formado por fuentes de luz de los colores básicos cuyas energías se suman.

Algunas características que podemos observar en la mezcla de colores son:

  • Mezclando dos colores en diferentes proporciones podemos conseguir todos los colores que se encuentren en la línea que los une. En realidad esto es cierto en cuanto a saturación y tinte, ya que al sumar los colores, la luminosidad que se obtiene es mayor.
  • Mezclando tres colores (no alienados) en diferentes proporciones de cada uno de ellos, se pueden conseguir los colores situados dentro del triángulo que los une (también con mayor luminosidad, como hemos visto en el punto anterior).

Por tanto, se puede conseguir un mismo color de infinitas formas, o lo que es lo mismo, diferentes emisiones de ondas dentro del espectro visible pueden producir el mismo color (la misma percepción).

Combinaciones que producen el mismo color

Combinaciones que producen el mismo color


Todo esto se estudió en los años 20 y 39 del siglo pasado y, aunque cada persona con una percepción normal lo puede requerir proporciones en la mezcla colores oorigen algo distintas para formar el mismo color final, se establecieron valores medios de forma estadística.

Así se establecieron los tres colores óptimos cuya mezcla permitía componer la práctica mayoría de los colores visibles. Estos colores son los denominados colores primarios: rojo, verde y azul.

Espacio de colores primarios

Espacio de colores primarios

Mezcla sustractiva

La mezcla sustractiva se utiliza en impresión, donde se parte del color blanco del papel y al que se le van restando colores por superposición de tintas de color.

Mezcla sustractiva de colores

Mezcla sustractiva de colores


Normalmente se utilizan las tintas de colores secundarios (cian, magenta y amarillo).

Es lo opuesto a la mezcla aditiva: se parte del blanco y se van restando colores: el cian resta rojo (o lo que es lo mismo, deja pasar verde+azul), el magenta resta verde y el amarillo resta azul.

Análogamente a la mezcla aditiva, la combinación sustractiva de dos colores produce un color que está situado en el espacio en la línea que une los colores origen y la mezcla de tres colores puede crear aquellos que se encuentran dentro del triángulo que forman. En este caso lo que ocurre es que la luminosidad del color resultante va a ser menor, ya que al añadir más tintas se oculta más el balnco del papel.

Podéis ver un poco más de información en Wikipedia (síntesis sustractiva de color).

Teóricamente mezclando tintas cian, magenta y amarillo se obtiene el color negro, pero no se consigue puro, por lo que en impresión se añade una cuarta tinta que es el negro. De ahí surge el sistema CMYK (Cyan, Magenta, Yellow y blacK o color clave, Key).

Algunas formas de representación numérica de los colores

Y ya para acabar por hoy, vemos las formas principales de representar numéricamente los colores, derivadas de las descomposiciones que ya hemos ido viendo.

Normalmente se utilizan tres valores (representación tridimensional).

  • HSL (Hue o tinte, Saturación y Luminosidad) y HSB (Hue o tinte, Saturación y Brillo): con estos sistemas (que son diferentes) se pueden representar todos los colores.
  • RGB (Rojo, Green o verde y Blue o azul): representación como mezcla de colores primarios. No se pueden obtener las versiones saturadas de los colores secundarios (cian, magenta y amarillo).
  • Colores representables mediante RGB y CMYK

    Colores representables mediante RGB y CMYK

  • CMYK (Cian, Magenta, Yellow o amarillo y blacK o negro): mezcla de los colores secundarios a los que se le añade el negro que permite obtener negros puros mediante tintas. En este caso son 3+1 valores, en lugar de los 3 habituales. En este caso no se pueden obtener los colores primarios saturados (rojo, verde y azul).
  • Existen otras muchas representaciones, entre la que destacamos LAB (Luminosidad y canales de color compuesto A y B), utilizada en Adobe Photoshop.

Y lo dejamos por hoy que, como suele ser habitual, ha quedado el tema algo más extenso de lo previsto. 😉

En la próxima entrega veremos la parte más práctica del tema, relacionada con los parámetros que podemos seleccionar en la cámara (como es el espacio de color, los parámetros de saturación, contraste, la elección del Picture Style/Control).

Siguiente: Tema 13. Introducción al color (II)
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6 pensamientos en “Tema 13. Introducción al color (I)

  1. Enhorabuena por tu blog que acabo de descubrir accidentalmente y que me he leído del tirón.Para mi perfecto no, pluscuamperfecto.Llevo tres años yendo a un taller de fotografía de mi pueblo, por lo que al leer tus temas, tan claros, tan bien organizados y clasificados, los he ido comprendiendo perfectamente. Es como estar en un país extranjero sin saber el idioma y de repente oír el tuyo. Los temas los desgranas a un nivel comprensible,con una redacción clara,progresiva, interesante y amena.No se puede pedir más.¡ Bueno si, que sigas en esa linea !
    Muchas gracias.

    • ¡Muchísimas gracias por tu comentario!
      ¡Madre mía! Vas a conseguir que me ponga “colorao” con tus palabras. Aunque reconozco que siempre vienen muy bien comentarios así, que le cargan a uno las pilas para continuar con los temas.
      Muchas gracias de nuevo, Rosario.
      Recibe un cordial saludo

    • Tienes razón: llevo ya sin publicar nada ¡más ocho meses!.
      Por temas laborales la fotografía ha ido quedando en un muy segundo plano, casi aparcada… ¡y esto no puede ser! Aunque me haya desinflado “un poco”, tengo pensado seguir donde lo dejamos 🙂
      ¡A ver si es en breve!

      Gracias por el toque de atención.

  2. Excelente explicación

    Estaba leyendo y llegué a éste tema pensando «que coñazo» y de verdad, logras que los temas más teóricos y aburridos, sean interactivos e interesantes.

    PD: en la composición para la visualización, existen diferencias entre las mezclas aditivas (RGB) y sustractivas (RYB, CMY, CMYK) básicamente en función si se crean en base emisión de luz en las aditivas o absorción en las sustractivas, viene dado por las diferencias físicas de la creación del espectro, bueno, a lo que iba que me lío, hay unas ventajas en trabajar en un formato u otro en función del acabado final, pues una imagen del monitor, en formato RGB, debe ser convertida a CMYK normalmente en la impresión, pero los programas de edición gráfica de calidad te dejan trabajar en ese espacio de color justamente para tener un mejor control de la impresión, tanto en la impresora que tenemos en casa (normalmente un cartucho de color para CMY) y otro negro, o en offset, que se hacen 4 placas, una para cada color.

    Así que si vamos a imprimir una imagen y queremos tener un control exhaustivo, trabajar en CMYK puede evitar en parte problemas de conversión entre RGB y CMYK, pero hay que tener en cuenta que si trabajamos en CMYK, nuestro monitor nos visualiza en RGB, así que siempre hay conversión visual pero con CMYK se puede controlar la saturación en la impresión analizando de forma numérica casa canal.

    Lo dicho, un gran curso, muy completo y ameno

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