Vol. 2° -  XXV.1.5.

Sintesi dei colori

Dal momento che l’occhio possiede solo tre tipi differenti di coni (i ricettori dei colori nella retina), non può rispondere in modo differente a tutte le miscele di lunghezze d’onda che lo raggiungono. Per esempio, in una luce relativamente pura, l’occhio avrà una sensazione di giallo se riceve una banda ristretta di lunghezze d’onda appartenenti alla parte gialla dello spettro. Ma risponderà nel medesimo modo a miscele di luce rossa e verde. La sensazione dei singoli colori non è necessariamente legata alla presenza di radiazioni di quella determinata lunghezza d’onda.

Così, la mescolanza di tutti i colori dello spettro, fuorché il blu, ci dà una sensazione di giallo, tanto che per lo più i fiori gialli non sono tali per il fatto di riflettere la specifica lunghezza d’onda, bensì secondo quanto poc’anzi esposto. Se a tale giallo togliamo il rosso, avremo una sensazione di verde, una mescolanza di rosso e giallo ci dà la stessa sensazione dell’arancio, per quanto le radiazioni corrispondenti a questo colore siano del tutto assenti. La luce bianca del sole è la somma di tutti i colori spettrali, ma la miscela di due lunghezze d’onda soltanto, una nella zona del rosso e l’altra nel blu-verde, possono dar origine ad un bel bianco: si tratta dei cosiddetti colori complementari; sono complementari anche il giallo e il violetto.

Solo i colori spettrali sono semplici, cioè composti da raggi aventi tutti una determinata e caratteristica lunghezza d’onda, ma il nostro occhio non è in grado di distinguere i colori spettrali semplici da quelli che risultano dalla somma di più radiazioni. L’unico colore spettrale che non ha il suo complementare è il verde; ma se noi mescoliamo in determinate proporzioni il rosso e il violetto tanto da ottenere il porpora o scarlatto, che non è spettrale, noi vedremo che questo colore, opportunamente mescolato con il verde può dare luce bianca. Per cui il porpora può essere considerato complementare al verde.

Non solo la percezione di un certo colore può corrispondere a un’ampia gamma di composizioni spettrali, ma una limitata gamma di luci colorate o di determinate lunghezze d’onda può essere sommata in proporzioni diverse, così da uguagliare quasi tutti i colori. Questo fatto è di importanza primaria per l’arte grafica e per i fotografi, perché rende virtualmente possibili tutte le forme moderne di riproduzione cromatica su pellicola e su carta.

Se una luce rossa, una blu e una verde vengono proiettate su uno schermo bianco in giuste proporzioni, esse produrranno il bianco dove si sovrappongono. Variando la loro luminosità relativa si possono ottenere quasi tutti i colori desiderati. Per esempio, un marrone potrebbe essere ottenuto da una miscela di una luce verde scura con una rossa leggermente più brillante, con poco o niente blu. Aumentando la brillanza di tutte e tre le lampade si potrebbe schiarire il marrone che si trasformerebbe in rosso giallastro.

Per questa sintesi additiva dei colori, il rosso, il blu e il verde vengono descritti come primari. Mescolando due primari qualsiasi, si ottiene un secondario. Per esempio, mescolando il rosso con quantità sempre maggiori di verde, verranno prodotti colori giallo-rossi fortemente saturi, gialli, giallo-verdi e verdi Quando il verde è mescolato con quantità crescenti di blu si ottengono vari tipi di blu-verde profondo. E quando il blu è sommato con quantità variabili di rosso, si ottiene una serie di colori porpora profondi.

Quando un terzo primario viene mescolato con questo secondario, la miscela incomincia a dirigersi verso il bianco, cioè verso il perno centrale dell’albero dei colori Munsell. Questi sono i colori desaturati, noti come colori terziari.

La sintesi additiva dei colori fu usata in fotografia dal fisico James Clerk Maxwell attorno al 1860. Egli registrò la quantità di rosso, verde e blu di una scena su negativi separati in bianco e nero, ciascuno dei quali riceveva la luce di un solo colore. Li trasformò quindi in trasparenze positive, proiettandole ciascuna su uno schermo con una luce di colore appropriato, assicurandosi che le immagini fossero accuratamente a registro. Gli occhi dell’osservatore rispondevano alla miscela di luce riflessa dallo schermo più o meno come avrebbero reagito dinanzi alla scena originale.

 Questo genere di riproduzione additiva dei colori non viene più usata a causa dell’inconveniente di produrre immagini separate e proiettarle facendole coincidere esattamente. Ma la riproduzione partitiva dei colori, che dipende in parte da una forma di sintesi additiva, fu alla base per le prime fotografie commerciali a colori e ancora in uso nella televisione a colori e nella pellicola cinematografica istantanea Polavision. Quando un’immagine costituita da tanti punti policromi viene osservata a una certa distanza, l’occhio non può distinguere i singoli punti che pertanto paiono fondersi. Il colore percepito in una piccola zona dell’immagine dipende dalle relative quantità, brillanza e dimensioni di ogni colore in quella certa zona. Cosi, un insieme di punti rossi e verdi di dimensioni e numero uguale, visto da una certa distanza, darà un’impressione di giallo.

Il processo Autochrome, lanciato sul mercato dai fratelli Louis-Jean e Auguste Lumière sin dal 1907, utilizzava questo principio partitivo. Le immagini erano costituite da una trasparenza fotografica in bianco e nero ricoperta da granuli trasparenti d’amido, colorati in rosso, verde e blu, più o meno in ugual numero. Essi costituivano un mosaico di punti la cui brillanza dipendeva dalla densità dell’immagine fotografica. La pellicola cinematografica Polavision è costituita da un’immagine in bianco e nero di fronte alla quale vi è un reticolo costituito da linee rosse, verdi e blu. E le moderne immagini a colori della televisione sono costituite da punti luminosi o linee rosse, verdi e blu (l’acronimo è RGB).

La stampa grafica a colori utilizza un insieme di tanti puntini disposti secondo allineamenti leggermente diversi, in modo che alcuni si trovano sovrapposti, mentre altri rimangono affiancati. Questi punti vengono stampati in tre colori - giallo (che riflette la luce rossa e verde), magenta (rosso e blu) e cyan (blu e verde) - e in nero. Per comprendere la ragione di questa scelta di colori, si deve capire il principio della riproduzione a colori sottrattiva.

Il colore di tutti gli oggetti è dovuto alla sottrazione di altri colori dalla sorgente di luce impiegata. Così un colore rosso invia all’occhio in prevalenza luce rossa, perché la maggior parte delle componenti blu e verdi della luce incidente vengono assorbite. Quando questo colore viene mescolato con un altro, ciascuno continua a sottrarre la sua parte di radiazioni e così la miscela riflette ancora meno luce. Quando i colori rosso e verde sono mescolati, il pigmento rosso assorbe una gran quantità di luce rossa e blu, mentre il pigmento verde sottrae ancora più luce blu e la maggior parte della luce rossa. Il risultato sarà un colore rosso scuro, ma è improbabile che si tratti di un grigio.

Questo perché i color riflessi separatamente dal rosso e dal verde sono lontani dall’essere puri. Essi consistono in bande colorate che verosimilmente in parte si sovrappongono. Il rosso probabilmente rifletterà notevoli quantità di luce gialla e il verde probabilmente rifletterà notevoli quantità sia di giallo, sia di blu. Così i due componenti riflettono entrambi del giallo e il colore della miscela sarà giallo scuro e cioè un marrone. Questa viene chiamata sintesi sottrattiva dei colori.

Quando un colore rosso viene mescolato con il giallo, il risultato sarà probabilmente un arancione, dal momento che questa è la sola lunghezza d’onda che viene relativamente riflessa in maggior misura da entrambi i componenti. I colori giallo e blu in generale quando vengono miscelati forniscono un verde scuro (nello stesso modo si comportano i filtri giallo e blu, sebbene teoricamente questi due colori sottraggano tutti i colori primari della luce).

I colori ottenuti dalla sintesi sottrattiva sono sempre più scuri perché la miscela necessariamente contiene meno luce rispetto a qualsiasi suo componente. Questa è stata la ragione per la quale gli Impressionisti dipingevano i colori in punti e sfumature dalle vivaci tonalità spettrali, piuttosto che usare colori mescolati.

I coloranti sovrapposti che formano i colori nella pellicola devono contenere i primari rosso, verde e blu, ma non devono essere troppo scuri. Per questo motivo, nelle pellicole e nelle carte fotografiche vengono impiegati i coloranti trasparenti cyan, magenta e giallo. Il cyan assorbe la luce rossa e trasmette il blu e il verde; il magenta assorbe il verde e trasmette il rosso e il blu; il giallo assorbe il blu e trasmette il rosso e il verde.

Quando il cyan e il magenta si sovrappongono, la miscela ottenuta sarà il blu e così via. Il giallo, il cyan e il magenta sono i colori secondari principali, perché ciascuno di essi contiene uguali componenti di due colori primari della luce e può sottrarre il colore primario rimanente.