O mundo das cores na era digital: dos pigmentos aos bits

No escuro não há cores. A cor é uma sensação perceptiva que ocorre quando um objeto é iluminado por uma fonte de luz natural ou artificial. Em essência, a cor é um fenômeno físico relacionado à luz e aos seus diferentes comprimentos de onda . A luz é uma onda eletromagnética, energia que se propaga no espaço, caracterizada por vários parâmetros, entre eles: a frequência, o número de ciclos completados em um segundo (medido em Hertz, Hz) e o comprimento de onda (medido em nanômetros – nm – um submúltiplo de o metro, correspondente a um bilionésimo de metro) que representa a distância percorrida pela onda na direção de propagação, mensurável entre dois pontos iguais, por exemplo os dois vértices de dois ciclos sucessivos.

Cor: um presente do Sol

A cor e sua percepção têm origem em nossa estrela, o Sol. Como todas as estrelas do universo, o Sol emite enormes quantidades de radiação na forma de luz e calor. Os primeiros estudos oficiais sobre a natureza da luz datam do século XVII, quando o grande físico e matemático inglês Isaac Newton conduziu as suas experiências pioneiras.

Newton e a decomposição da luz

No final do século XVII, Isaac Newton revolucionou a nossa compreensão das cores. Seu principal experimento envolveu a passagem de um raio de luz solar através de um buraco feito na porta de um quarto escuro. O raio atingiu um prisma de vidro e a partir deste Newton observou dois fenômenos fundamentais: a refração e a dispersão cromática ou da luz .

Refração e dispersão: os fenômenos subjacentes às cores

A refração é o fenômeno pelo qual um raio de luz muda de direção ao passar de um meio para outro (ar, água), como quando um canudo parece quebrado se imerso em um copo d'água. A dispersão cromática , por outro lado, é o fenômeno pelo qual a luz branca (uma mistura de radiações com diferentes comprimentos de onda) se decompõe em suas cores componentes (vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, índigo e violeta) quando passa por um prisma . Isto acontece porque cada cor tem um comprimento de onda diferente e, portanto, é desviada de forma diferente pelo prisma.

Você conhece um arco-íris? Aqui nada mais é do que a manifestação natural da dispersão da luz solar através de gotas de chuva, suspensas no ar, que funcionam como muitos pequenos prismas. Newton também descobriu que essas cores não podem mais ser divididas, mas podem ser recombinadas para obter novamente luz branca.

Espectro visual e objetos coloridos

No século 19, o cientista James Clerk Maxwell entendeu que a luz é radiação eletromagnética. As ondas eletromagnéticas, constituídas pela combinação de um campo elétrico e um campo magnético oscilando em dois planos perpendiculares entre si, incluem diferentes tipos de radiação, desde os raios gama, aos raios X, ao ultravioleta, à luz visível, ao infravermelho, até microondas e ondas de rádio. Essas ondas são caracterizadas por seu comprimento, que varia desde os raios gama mais curtos até as ondas de rádio mais longas.

A luz visível, perceptível ao olho humano, representa apenas uma pequena porção de todo o espectro eletromagnético, com comprimentos de onda que variam aproximadamente entre 380 e 750 nanômetros (nm). Somente essas frequências são capazes de excitar as células da retina presentes nos nossos olhos. Dentro desta faixa estreita estão as cores que percebemos: do violeta (com comprimento de onda mais curto) ao vermelho (com comprimento de onda mais longo), passando por todas as tonalidades intermediárias.

Luz e cores

Agora, sabendo que a luz branca é um arco-íris oculto, em que cada cor possui um comprimento de onda diferente, você pode perguntar: qual é o processo que nos faz distinguir cores diferentes? Quando a luz branca atinge a superfície de um objeto, parte dela é refletida. Dependendo da composição molecular da superfície do objeto, alguns comprimentos de onda são absorvidos, enquanto outros são refletidos.

São precisamente estas ondas refletidas que o nosso olho percebe como cores. Os responsáveis ​​por esta interação entre os comprimentos de onda da luz e as superfícies que os refletem são certos tipos de moléculas, os cromóforos .

Síntese subtrativa e síntese aditiva

Esse processo pode ser imaginado da seguinte forma: pensemos em um tecido de cor verde, ao ser atingido pela luz branca, o comprimento de onda que corresponde à cor verde é refletido, enquanto todos os outros comprimentos de onda são absorvidos pelos pigmentos presentes no tecido. . Este fenômeno de reflexão seletiva e absorção de ondas é denominado síntese subtrativa . Exemplos comuns de objetos que nos devolvem cores por meio de síntese subtrativa são folhas verdes, tintas e corantes. Porém, existe outro fenômeno, oposto à síntese subtrativa, denominado síntese aditiva .

Na síntese aditiva, diferentes comprimentos de onda de luz se somam para criar a percepção de uma cor. Por exemplo, ao incidir uma luz verde sobre um tecido branco, a luz verde é refletida no tecido sem qualquer alteração. Em outras palavras, nenhum comprimento de onda é absorvido. Este princípio (síntese aditiva) está subjacente ao funcionamento de tecnologias como os ecrãs de computador e de televisão, que utilizam uma combinação de luz vermelha, verde e azul para criar uma vasta gama de cores.

Modelo RGB e cores digitais

Olhando para o seu aparelho , você já se perguntou como esses dispositivos digitais reproduzem uma gama tão vasta de cores e tonalidades? Nos sistemas digitais, a gama, ou gama de cores, é diferente daquela utilizada, por exemplo, pela paleta de um pintor, na impressão ou na produção de imagens. Em sistemas digitais, o número possível de cores é superior a 15 milhões, dependendo da profundidade de cor utilizada. Por exemplo, sistemas que utilizam 24 bits por cor (8 bits por canal RGB) podem representar até 16,7 milhões de cores diferentes.

Em dispositivos como smartphones, notebooks, PCs ou câmeras, o sistema RGB é utilizado para formação de cores. Neste sistema, a formação da cor ocorre através da mistura aditiva de diferentes comprimentos de onda. Sempre que você quiser obter uma cor usando luz, em vez de misturar pigmentos, você mistura as próprias luzes. No sistema RGB , as cores primárias utilizadas são vermelho (vermelho), verde (verde) e azul (azul).

Misturados todos juntos, com intensidade máxima, devolvem luz branca. Pense na última vez que você tirou uma foto com seu telefone ou transmitiu um filme. As cores vibrantes e realistas que você viu são resultado direto do modelo RGB em funcionamento. Cada pixel na tela é composto por pequenas luzes vermelhas, verdes e azuis que se combinam para criar toda a gama de cores que percebemos.

Conhecer o modelo RGB é essencial para quem trabalha com gráficos digitais, fotografia ou produção de vídeos, pois representa a base sobre a qual se baseia a representação de cores em dispositivos modernos.

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