Se considera color primario, antes llamado color primitivo, al color que no se puede obtener mediante la mezcla de ningún otro color. Este es un modelo idealizado, basado en la respuesta biológica de las células receptoras del ojo humano (conos) ante la presencia de ciertas frecuencias de luz y sus interferencias.
Los colores primarios no son una propiedad fundamental de la luz, sino un concepto biológico, basado en la respuesta fisiológica del ojo humano. Fundamentalmente, la luz blanca es un espectro continuo de longitudes de onda, lo que significa que en realidad puede existir un número indefinido de colores, solamente limitado por la sensibilidad del ojo. Sin embargo, un ojo humano normal solo contiene tres tipos de receptores, llamados conos L, M y S. Estos responden a longitudes de onda específicas de luz roja, verde y azul. Las personas y los miembros de otras especies que tienen estos tres tipos de receptores se llaman tricrómatas. Aunque la sensibilidad máxima de los conos no se produce exactamente en las frecuencias RVA, se eligen estos colores como primarios puesto que con ellos es posible estimular los tres receptores de color de manera casi independiente, proporcionando una gama especialmente amplia.
Para generar rangos de color óptimos para otras especies distintas a los seres humanos se tendrían que usar colores primarios aditivos diferentes. Por ejemplo, para las especies conocidas como tetracrómatas, con cuatro receptores de color distintos, se utilizarían cuatro colores primarios (como los humanos solo pueden ver hasta 400 nanómetros (violeta), pero los tetracrómatas pueden ver parte del ultravioleta, hasta los 300 nanómetros aproximadamente; este cuarto color primario estaría situado en este rango y probablemente sería visto como un magenta espectral puro, en lugar del magenta que vemos, correspondiente a una interferencia entre las longitudes de onda del rojo y el azul). Muchas aves, insectos y marsupiales son tetracrómatas, y según algunos estudios se ha sugerido que algunas mujeres también heredan esta capacidad de visión, puesto que poseen receptores adicionales para el amarillo. Por otro lado, la mayoría de los mamíferos poseen solo dos tipos de conos receptores de color, y por lo tanto son dicrómatas; para ellos, solo hay dos colores primarios, de la misma manera que sucede con las personas que tienen el defecto genético que ocasiona el daltonismo en sus distintos grados, en el cual los conos L y M se desarrollan de manera incorrecta e impiden la percepción de matices de rojo y verde.
Un sistema de color aditivo implica que se emita luz de distintos colores. Los televisores, los monitores y pantallas son las aplicaciones prácticas más comunes de la síntesis aditiva. La tríada rojo-amarillo-azul, conocida también como RBY (Red, Blue, Yellow) se considera idealmente como el conjunto de colores primarios de la luz, ya que con ella se pueden representar una gama muy amplia de colores visibles y la mezcla de los tres en iguales intensidades (adición) resulta en grises claros, que tienden idealmente al blanco.
En la síntesis aditiva, la mezcla de los colores primarios ideales da los siguientes resultados:
La síntesis sustractiva explica la teoría de la mezcla de pigmentos (pinturas, tintes, tintas y colorantes naturales) para crear colores que absorben ciertas longitudes de onda y reflejan otras. El color que parece que tiene un determinado objeto depende de qué partes del espectro electromagnético son reflejadas por él, o dicho a la inversa, qué partes del espectro no son absorbidas.
En la síntesis sustractiva, los tres colores primarios son la tríada cian - magenta - amarillo, conocidas igualmente por sus siglas CMYK (del inglés Cyan, Magenta, Yellow y BlacK); su mezcla en partes iguales (sustracción) da origen a tonalidades grises oscuras, las cuales tienden -en el modelo ideal- al negro. La mezcla de los colores primarios da los siguientes resultados ideales en la síntesis sustractiva:
Según los dos modelos ideales, ambos esquemas de color tienen una clara correspondencia: los colores secundarios del modelo RGB son los colores primarios de CMYK, y viceversa. Si bien esto es cierto en el plano teórico y puede considerarse válido hasta cierto punto, en la práctica es imposible de conseguir, ya que la percepción del color es una función biológica y no una propiedad física de la luz; además, es prácticamente imposible en la realidad obtener pigmentos y luces totalmente puros, y cualquier mezcla, sin importar que sea sustractiva o aditiva, es realmente un fenómeno de interferencia percibida como una falsa tonalidad por el ojo, y no un cambio real en la frecuencia de la luz. Por esta razón, es muy poco probable obtener una correspondencia absoluta para cada color entre ambos modelos, y si esto se hace necesario se debe hacer uso de métodos que simulan la percepción visual para aproximar una respuesta entre ambos modelos, lo cual es el campo de estudio de la colorimetría.
La idea de la mezcla de colores existía desde la antigua Grecia; sin embargo, la teoría de la existencia de colores primarios y sus derivados fue desarrollada por Isaac Newton y publicada en su libro Opticks de 1704. Newton planteaba que —al igual que las notas musicales— existían siete colores básicos en la luz, dándole total relevancia a los tonos que más resaltaban en el espectro de un prisma, lo cual idealizaba el modelo sin tener en cuenta que en el fenómeno de la dispersión de la luz existe una gradación tonal, correspondiente a una distribución uniforme de rangos de frecuencia.
Posteriormente, la Escuela Francesa de pintura en el siglo XVIII, apoyada en el modelo -más romántico que científico- estudiado por Johann Wolfgang von Goethe y descrita en su libro Teoría de los colores de 1810, creó el Modelo RYB. Para Goethe, los colores debían representar las sensaciones básicas, y por ello representó una carta de seis colores, entre primarios y secundarios.
Posteriormente, tras el desarrollo del impresionismo en el siglo XIX, las investigaciones sobre la naturaleza ondulatoria de la luz y la percepción visual humana, estudiados durante los siglos XIX y XX, se encontraron las pistas para determinar con mayor precisión un grupo más cercano al ideal de colores primarios, encontrando que en la mezcla sustractiva el azul y el rojo son aproximaciones bastante imprecisas, puesto que estos pueden obtenerse a través de la mezcla de varios tintes y sus mezclas generan tonos de poca luminosidad, considerados como impuros o sucios. De esta manera, el cian se determinó como un mejor sustituto para el azul, y el magenta reemplazando al rojo, dando origen al modelo de síntesis sustractiva de color actual, la cual reemplaza al modelo RYB. Además de ello, con las investigaciones de James Clerk Maxwell acerca de la síntesis de color se perfecciona el conocimiento acerca de la síntesis aditiva de color, y se descubre que los modelos de mezcla sustractiva y aditiva son aproximadamente recíprocos, dando paso a la plena adopción de ambos en el entorno industrial, en la cual se siguen aprovechando hasta la actualidad para todas las técnicas que exijan representación de color, entre las cuales figuran la televisión, la fotografía, la impresión, litografía ófset y en general la industria de las artes gráficas.
Finalmente, y por razones prácticas (entre las cuales figura la economía de tintas) en la mezcla sustractiva (cian-magenta-amarillo) se añade el pigmento negro, normalmente más barato de producir e ideal para la impresión de texto, llegando al modelo de color CMYK. Adicionalmente, para proveer un registro más fiel del color en algunas tonalidades críticas (como el cielo azul claro en algunas imágenes), se añaden además variaciones de las tintas cian y magenta de menor intensidad, compuestos directamente en la tinta, lo cual permite hacer gradaciones tonales más delicadas de estos dos colores; esta variación es conocida como CcMmYK, y se utiliza en impresoras de calidad fotográfica y en algunos procesos litográficos previo a la separación por semitonos.
El concepto de colores secundarios y terciarios tiene su origen en la teoría del arte. Un color secundario es el obtenido mediante la mezcla de dos colores primarios en proporciones iguales. De la misma forma, al mezclar un primario con su secundario se produce un color terciario. Si un primario se mezcla con su complementario secundario se forma un color que está formado por los tres primarios en proporciones de 50+25+25, y debido a su aspecto sucio o apagado se les llama comúnmente tierras.
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