Grafica: Il colore, il bianco e il nero

Definizione di colore
Il colore è ciò che percepisce l’uomo quando il suo cervello elabora le luci visibili che arrivano al suo occhio. Per definire il colore bisogna quindi definire cosa sono le luci visibili. La luce è un’onda elettromagnetica, ovvero un’entità fisica caratterizzata da parametri scientifici che ne definiscono le caratteristiche. Uno di questi parametri è la lunghezza d’onda detta landa (λ). Per come è strutturato l’uomo tutte le onde elettromagnetiche comprese tra circa λ = 400 nm e λ = 700 nm risultano visibili mentre tutte le altre (onde Ultraviolette, l’Infrarosso, Raggi X, Raggi Gamma, ecc.) risultano non visibili a occhio nudo.
Scrivere in merito al colore non è semplice perché si tratta di materia che interessa tanti e differenti ambiti quali le tecniche di riproduzione del colore stesso, la scienza, l’estetica, la psicologia, l’anatomia e la fisiologia dell’occhio, del cervello e delle parti tra loro connesse.

La percezione dei colori da parte dell’uomo
Nella parte posteriore della retina dell’occhio umano vi sono delle cellule chiamate fotoricettori che sono in grado di trasformare le luci visibili in impulsi elettrici da inviare al cervello per mezzo di un processo detto di fototrasduzione. I fotoricettori in base alle loro differenze strutturali e funzionali si suddividono in bastoncelli e coni. Questi permettono all’uomo di vedere in diverse condizioni ambientali di illuminazione.

I bastoncelli sono attivi in condizioni di scarsa luminosità (visione scotopica o crepuscolare), sono molto sensibili alla luce non partecipano alla percezione del colore e contengono tutti una stessa sostanza detta rodopsina. Sono fondamentali per la visione notturna e periferica. Possono essere di importanza vitale perché in condizioni di scarsissima luce permettono la percezione di forme e movimenti.

I coni sono attivi in condizioni di alta luminosità (visione fotopica o diurna) e partecipano alla vista dei colori. Non sono tutti uguali in quanto contengono una sostanza detta iodopsina che (a seguito di sperimentazioni scientifiche) risulta essere maggiormente sensibile ad alcune lunghezze d’onda e meno ad altre. I coni per convenzione vengono suddivisi e raggruppati in base ai loro picchi di sensibilità alla luce visibile (ovvero in base ai loro picchi di sensibilità a una determinata lunghezza d’onda dello spettro visibile):
– i coni S (short, circa il 12% del totale dei coni) sensibili alle lunghezze d’onda più brevi con picco di sensibilità a circa 420 nm che per convenzione si dice che l’uomo percepisce come blu;
– i coni M (circa il 55% del totale dei coni) sensibili alle lunghezze d’onda medie con picco di sensibilità a circa 534 nm che per convenzione si dice che l’uomo percepisce come verde;
– i coni L (circa il 33% del totale dei coni) sensibili alle lunghezze d’onda lunghe con picco di sensibilità a circa 564 nm che per convenzione si dice che l’uomo percepisce come rosso.

La percezione del blu, del verde e del rosso da parte dei coni è una convenzione generalmente accettata (probabilmente per avere una perfetta corrispondenza con i colori primari della sintesi additiva) che non corrisponde alla realtà in quanto le lunghezze d’onda, dei picchi di sensibilità, delle tre differenti tipologie di coni non corrispondono esattamente alle lunghezze d’onda dei colori individuati e soprattutto il picco di sensibilità dei coni L corrisponde alla lunghezza d’onda del giallo e non del rosso.

Oggi si ritiene che la percezione dei colori non sia dovuta solo all’azione dei coni ma sia il risultato di un processo che ha inizio nell’occhio e si conclude nel cervello in una parte che viene definita corteccia visiva.
In questo modo troverebbero conferma differenti intuizioni e ricerche di studiosi che si sono dedicati alla percezione del colore e che hanno elaborato nel corso dei secoli differenti teorie:
– la cosiddetta “Teoria Tricromatica” di Young-Helmholtz che prende forma nel 1802 a partire dalla presentazione degli studi di Thomas Young;
– la cosiddetta “Teoria dei colori opponenti” di Ewald Hering del 1872 che presenta e descrive la teoria dell’opponenza cromatica;
– la teoria “Retinex” di Hedwin Herbert Land del 1977.

Per quanto scritto si può affermare che i colori in natura non esistono ovvero essi non sono dovuti a una caratteristica fisica oggettiva di ciò che si osserva ma sono il risultato di un processo soggettivo del sistema di percezione di chi osserva. I colori sono il risultato di quello che l’occhio dell’uomo vede e il suo cervello elabora. Proprio per questo non tutte le persone vedono i colori nella stessa maniera. Persone diverse possono vedere lo stesso oggetto illuminato (o la stessa sorgente di luce) in maniera diversa in base alle proprie caratteristiche fisiche e personali (al di là della presenza di possibili patologie come il daltonismo). I colori inoltre agiscono sul vissuto emotivo suscitano ricordi, emozioni e associazioni mentali personali proprio come certi profumi o suoni.

Come (con quali strumenti) l’uomo riproduce i colori
L’uomo può produrre i colori in due modi differenti che vengono definiti Sintesi Additiva e Sintesi Sottrattiva. La distinzione tra i due tipi di sintesi risulta fondamentale per la definizione dei colori primari ovvero quelli dai quali si possono ricavare tutti gli altri. Questi colori vengono anche detti unici o assoluti perché non possono essere ottenuti dagli altri ma anzi è la loro combinazione (mescolanza o assorbimento) che determina tutti gli altri.

 Si definiscono colori primari della Sintesi Additiva indicata anche con la sigla RGB:
– il rosso indicato con la lettera R che sta per Red
– il verde indicato con la lettera G che sta per Green
– il blu indicato con la lettera B che sta per Blue

Si definiscono colori primari della Sintesi Sottrattiva indicata anche con la sigla CMY:
– il ciano indicato con la lettera C che sta per Cyan
– il magenta indicato con la lettera M che sta per Magenta
– il giallo indicato con la lettera Y che sta per Yellow

Sintesi Additiva RGB
Si parla di Sintesi Additiva quando il colore percepito è una luce (un’onda elettromagnetica visibile) proiettata direttamente da una fonte luminosa. E’ propria dei mezzi che producono luce come lampade e schermi (televisori, computer, tablet, cellulari) o che “catturano” luce come la macchina fotografica. Nella Sintesi Additiva il colore della luce è il risultato della somma (mescolanza) dei singoli fasci di luce. La somma in parti uguali dei tre colori primari produce il bianco.
Uno schermo a colori é composto da punti (pixel) tra loro molto vicini (tanto più vicini all’aumentare della risoluzione) che contengono al loro interno 3 minuscoli elementi (sub pixel) che opportunamente sollecitati emettono luce colorata in rosso, verde e blu. I sub pixel illuminati con differente intensità generano i colori che si vedono sullo schermo. Nonostante che l’immagine dello schermo sia composta da puntini luminosi colorati l’uomo (grazie alle sue proprietà fisiologiche) non percepisce i singoli puntini ma riesce a vedere un’immagine a colori unica e completa.

Sintesi sottrattiva CMY
Si parla di Sintesi Sottrattiva quando il colore percepito è un’onda elettromagnetica visibile che viene riflessa da un oggetto come ad esempio un quadro, una stampa,  o un make up. Quando un oggetto viene illuminato una parte di questa luce viene assorbita e una parte viene riflessa. La lunghezza d’onda della parte riflessa definisce il colore dell’oggetto illuminato: cosa ben diversa da quella prodotta dall’addizionarsi di fasci di luce come nel caso della sintesi additiva.
La somma dei tre colori primari (ad esempio di colori acrilici o di colori di una stampante) in parti uguali produce il nero. In realtà nella produzione di un’immagine (ad esempio nella stampa di un’immagine) la somma dei tre colori primari della Sintesi Sottrattiva non riesce a fornire il nero puro ma un colore scuro definito nero teorico. Per tale motivo viene aggiunto il nero puro permettendo di aumentare la profondità dei toni scuri e la leggibilità dei testi. Senza questa aggiunta si otterrebero stampe di scarsa qualità a basso contrasto. La stampa con l’utilizzo dei tre colori primari più il nero viene detta stampa in quadricromia CMYK. Il nero viene indicato con la lettera K di Black e non con la sua iniziale B perché questa è anche l’iniziale del colore blu e potrebbe generare confusione. Esistono stampe con un numero di colori superiori a 4 e questo permette di realizzare stampe dalla qualità migliore.

Il bianco e il nero
Per quanto sopra descritto la Sintesi Additiva è anche detta quella del “colore luce”, mentre la Sintesi Sottrattiva, quella del “colore pigmento”.
Si potrebbe affermare, come alcuni suggeriscono, che il bianco e il nero non sono colori perché non compaiono nello spettro visibile delle singole onde elettromagnetiche. Se il bianco e il nero non sono colori come è possibile che l’uomo riesca comunque a percepirli? Il bianco e il nero si possono ottenere mescolando i colori in questa maniera:
– il bianco: si ottiene nella Sintesi Addittiva con la somma dei tre fasci di luce primaria (rosso, verde e blu) in parti uguali, nella Sintesi Sottrattiva non si può ottenere mescolando i colori ma lo si può percepire quando un oggetto (o ad esempio un colore acrilico o un foglio di carta) illuminato non assorbe nessuna onda elettromagnetica e le riflette tutte;
– Il nero: si ottiene nella Sintesi Sottrattiva con la somma dei tre pigmenti di colori primari (ciano, magenta e giallo) in parti uguali, nella Sintesi Addittiva non si può ottenere mischiando insieme fasci di luce colorata ma lo si può vedere, percepire, quando vi è assenza di di luce ovvero nelle condizioni di fonte luminosa spenta o completamente schermata.

Per quanto descritto sebbene per alcuni il bianco e il nero non sono da considerarsi colori essi vengono utilizzati come tali risultando spesso indispensabili per la resa cromatica ed emozionale ricercata. Sarebbe quindi interessante parlare con un pittore o un artista digitale del fatto che il bianco e il nero non siano da considerarsi colori.