E5 Óptica de cores e percepção cromática

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Conforme descrito pelo modelo de fotorrecepção, cada um dos três tipos de cones na retina — cones S, cones M e cones L — responde com uma intensidade diferente à mesma luz, de acordo com sua sensibilidade espectral específica. A cor que é percebida não depende da composição espectral completa dessa luz, mas apenas da combinação dessas três respostas: a resposta do cone S, a resposta do cone M e a resposta do cone L, consideradas em conjunto. Portanto, esse modelo trata a percepção de cores como um modelo triestímulo: ele reduz qualquer luz, por mais complexa que seja sua composição espectral, a apenas três números, um para cada tipo de cone, e é esse conjunto de três números que determina qual cor é percebida.

Quanto mais semelhantes forem os conjuntos de respostas produzidos por duas luzes diferentes nos três tipos de cones, mais semelhantes serão as cores que essas duas luzes produzem, a ponto de serem percebidas como exatamente a mesma cor quando os dois conjuntos de respostas são idênticos. Essa coincidência é chamada de metamerismo e ocorre mesmo quando as duas luzes têm composições espectrais completamente diferentes, porque o sistema visual nunca compara essas composições espectrais diretamente: ele compara apenas a tríade de respostas que cada uma produz nos cones S, M e L. Duas luzes metaméricas, portanto, enganam o olho igualmente, fazendo-o perceber uma única cor onde, fisicamente, existem duas combinações distintas de luz.

Como a cor percebida é determinada por apenas três números, essa cor pode ser representada como um ponto dentro de um espaço de cores: um espaço tridimensional onde cada eixo corresponde a uma das três respostas dos cones. Ao separar a informação de brilho da tríade de respostas e reter apenas a proporção entre elas, esse espaço de cores é reduzido a um plano bidimensional, e a posição de uma cor dentro desse plano são suas coordenadas cromáticas. Para garantir que diferentes instituições e fabricantes possam descrever a mesma cor da mesma maneira, este modelo se baseia em um modelo triestímulo padrão, definido internacionalmente com base na resposta média dos três tipos de cones em um observador humano típico. Isso garante que o trio de três números e as coordenadas de cromaticidade calculadas a partir dele sejam consistentes, independentemente de quem realize a medição.

Quando duas ou mais luzes se combinam e chegam ao olho simultaneamente, o trio de três respostas que elas produzem nos cones S, M e L é a soma dos trios que cada luz produziria separadamente. Graças a essa soma, este modelo nos permite prever qual cor será percebida quando várias luzes são misturadas, sem a necessidade de conhecer a composição espectral completa da mistura, e assim simular misturas de cores: basta somar, resposta por resposta, os trios das luzes que estão sendo combinadas. Esse mesmo princípio é o que uma tela usa para reproduzir praticamente qualquer cor percebida usando apenas três luzes primárias, em diferentes proporções, em vez de reproduzir a composição espectral exata da luz real que essa cor teria no mundo real.

Quando um dos três tipos de cones em um olho está ausente, ou sua sensibilidade espectral está comprometida, a tríade de três respostas que esse olho produz para a mesma luz não corresponde mais à tríade que um olho com os três cones intactos produziria. Duas luzes que antes eram distinguidas como cores diferentes passam a ser percebidas como a mesma cor: essa perda de distinção é precisamente o que o modelo de visão de cores detecta e classifica. Pelo mesmo motivo, qualquer instrumento que precise medir ou reproduzir cores com precisão — de uma tela a um colorímetro — é calibrado de acordo com esse modelo triestímulo, ajustando seus sensores ou luzes primárias até que a tríade de três respostas que eles produzem corresponda à tríade que a luz real produziria em um olho com os três tipos de cones — S, M e L — funcionando normalmente.

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