Capitolo I

Luce e colore

Diversi sono i modi che abbiamo per percepire, utilizzare, sfruttare le onde elettromagnetiche. Solo una piccola parte di queste, infatti, può considerarsi luce perché capaci di suscitare al nostro occhio una sensazione di brillanza.

La caratteristica che le discrimina dalle altre è la lunghezza d’onda: la lunghezza, cioè, di un’intera oscillazione di campo elettrico e magnetico.

Il campo del visibile inizia dopo le radiazioni U.V. a circa 380 nm e arriva a circa 780 nm (DIN 5033), oltre le radiazioni I.R. Le diverse lunghezze d’onda identificano diverse percezioni cromatiche dello stimolo luminoso. La somma di tutte queste oscillazioni viene percepita dall’occhio umano come luce bianca.

Schema dello spettro delle onde elettromagnetiche (in evidenzia il campo della luce visibile).

La visione cromatica

Uno stimolo luminoso viene descritto da una distribuzione spettrale di potenza misurabile con uno spettrofotometro, ma il nostro occhio non interpreta lo stimolo di colore analizzandolo lunghezza d’onda per lunghezza d’onda.

Nell’apparato visivo umano la visione deriva dalla risposta allo stimolo data da fotorecettori contenuti nella retina.
La retina è una sottile membrana nervosa che riveste internamente il globo oculare.

In questo spessore sono ordinati tre tipi di cellule:
- i fotorecettori: coni e bastoncelli
- le cellule mediane
- le cellule gangliari

Anatomicamente i fotorecettori (coni e bastoncelli) costituiscono lo strato più lontano dal centro all’occhio e le cellule gangliari quello più vicino. La successione dei segnali avviene invece al contrario: la luce colpisce i fotorecettori, il segnale passa alle cellule mediane e poi alle cellule gangliari.

I fotorecettori contengono un pigmento (quello dei bastoncelli si chiama rodopsina) che consente loro di assorbire la luce.

I bastoncelli consentono la visione in condizioni di scarsa luminosità (visione notturna o scotopica). Hanno tutti la stessa sensibilità spettrale con un picco a 510 nm.

I coni richiedono un livello di illuminazione abbastanza alto; vengono attivati durante la visione diurna (visione fotopica).
Sono di tre tipi e ogni tipo risponde diversamente alle lunghezze d’onda, le sensibilità spettrali hanno picchi rispettivamente a 564, 533 e 437 nm. Il fatto che ci siano tre tipi di coni è all’origine del meccanismo della visione a colori.

Per la loro capacità di assorbire la luce i tre tipi coni sono chiamati impropriamente “rossi”, “verdi” e “blu” (anche se 564, 533 e 437 nm corrispondono più precisamente a giallo-verde, azzurro-verde, violetto). Nomi più appropriati sono L, M e S (lungo, medio e corto, short).

La sensitività spettrale dei tre coni si sovrappone, il che migliora la discriminazione del colore: se non si sovrapponessero distingueremmo solo tre tinte nello spettro.

Non si conosce esattamente il numero di bastocelli e coni presenti nella retina: i primi sono probabilmente attorno ai 100 milioni e i coni tra 5 e 7 milioni: 60% di coni L, 30% di coni M, 10% di coni S. L’energia radiante (segnale elettromagnetico) è uno stimolo se produce una risposta da parte dei fotorecettori retinici (coni e bastoncelli) presenti nella retina dell’occhio, dove si verificano i processi fotochimici ed elettrici che realizzano una prima codifica dell’informazione visiva (si può dire che lo stimolo viene misurato).

Successivamente l’informazione viene trasformata in segnale nervoso (elettrico) che viene trasmesso al cervello attraverso il nervo ottico in qualche forma organizzata. Il cervello lo interpreta e crea la risposta sensoriale, cioè la percezione visiva, in particolare quella di colore.

I diversi stimoli colorati possono essere descritti secondo tre parametri che ne permettono una loro univoca identificazione.