tema 2 percepcion de bajo nivel color, tamaño, profundidad y movimiento

TEMA 2.1: LA PERCEPCIÓN DEL COLOR

SUMARIO

Cuestiones del color- Funciones de la visión- Características físicas asociadas al color- Cómo podemos describir la experiencia del color

Teorías de la percepción del color- Teoría tricromática del color (Young-Helmholtz)- Teoría de los procesos oponentes (Hering)

Constancia cromática- La constancia de la luz

CUESTIONES DEL COLOR

Las funciones de la visión cromática

Las funciones que desempeña el color son:

- FUNCIÓN SEÑALIZADORA: nos ayudan a identificar y clasificar cosas (sabemos que un plátano está maduro cuando se pone amarillo y que debo detenerme cuando la luz del semáforo se pone rojo).

- ORGANIZACIÓN PERCEPTIVA: posibilita sobremanera la capacidad de distinguir un objeto de otro y en especial de localizar objetos en escenas, una capacidad crucial para la supervivencia de muchas especies (un primate con buena visión cromática detecta fácilmente la fruta roja en un fondo verde, pero uno con ceguera al color encontraría difícil dar con ella) La visión cromática acentúa el contraste de objetos que, si no tuvieran color, lucirían más parecidos.


Características físicas asociadas al color

¿QUE COLORES PERCIBIMOS?

Podemos describir todos los colores que percibimos utilizando los términos: rojo, amarillo, verde y azul, y sus combinaciones. Los investigadores consideran que estos son los colores básicos. Variando la longitud de onda, la intensidad y la saturación se pueden crear hasta un millón de colores. Las personas pueden percibir hasta 200 colores. El blanco contiene cantidades iguales de todas las longitudes de onda del espectro y agregarlo disminuye la saturación de un color (si añadimos blanco al rojo oscuro se convierte en rosa que es una forma menos saturada o desaturada del rojo).

COLOR Y LONGITUD DE ONDA

¿Qué hace que percibamos rojo un tomate o amarillo un plátano? Nuestra primera respuesta es que estos colores están relacionados con la longitud de onda azul.

El primer paso entender la manera en que el sistema nervioso crea la percepción del color es considerar el espectro visible

La percepción del color está relacionada con la propiedad física de la longitud de onda. El espectro va de longitudes de onda corta (400 nm) a longitudes de onda larga (700 nm) y las bandas de longitudes de onda que se encuentran en este rango están relacionadas con distintos colores.

REFLECTANCIA Y TRANSMISION

Los colores de la luz en el espectro están relacionados con sus longitudes de onda pero, ¿Qué hay de los colores de los objetos? Tales colores son determinados en gran medida por las longitudes de onda de luz que se reflejan de los objetos a nuestros ojos.


Las curvas de reflectancia son gráficas del porcentaje de luz reflejada en comparación con la longitud de onda.

Cuando algunas longitudes de onda se reflejan más que otras, como las de las pinturas de colores o la del tomate, se les llama colores cromáticos o tonalidades. Esta propiedad de reflejar algunas longitudes de onda más que otras, que es una característica de los colores cromáticos se llama reflexión selectiva. Cuando la reflexión de la luz es similar a los largo del espectro (cuando no hay tonalidades) como en el blanco y el negro y todos los colores se llaman colores acromáticos.

En las cosas que son transparentes como los líquidos, los plásticos y el vidrio, el color cromático se crea mediante la transmisión selectiva, sólo algunas longitudes de onda pasan por el objeto o la sustancia.

La relación entre las longitudes de ondas predominantes reflejadas y el color percibido es:

LONGITUDES DE ONDA REFLECTADA COLOR PERCIBIDOCorta azulMedia VerdeLarga RojoLarga media AmarilloLarga media corta Blanco

MEZCLAS DE LUCES (ADITIVA)

La idea de que el color se percibe depende en gran medida de las longitudes de onda de la luz que se reflejan en nuestros ojos proporciona un modo de explicar qué sucede cuando mezclamos distintos colores.

Si una luz se proyecta en una superficie blanca y en dicha luz se superpone otra amarilla, el área que queda superpuesta se percibe blanca. Esto ocurre porque como los dos haces luminosos se proyectan en una superficie blanca, todas las longitudes de onda que chocan con la superficie se reflejan en el ojo del


observador. El haz azul consta de una banda de longitudes de onda corta; se refleja en los ojos del observador. De la misma manera, el haz amarillo consta de longitudes de onda media y larga, así que al proyectarlo solo, estas longitudes de onda se reflejan en los ojos del observador.

Azul = onda corta

Amarillo = onda media + larga

RESULTADO DE AMBOS COLORES

Azul + amarillo = blanco

Onda corta + onda media + onda larga = BLANCO

La clave para entender qué sucede cuando se superponen luces de colores es que toda la luz que se refleja desde la superficie por cada luz al proyectarla sola también se refleja cuando se superponen las luces. De este modo donde se superponen los dos haces luminosos, la luz del haz azul y la luz del haz amarillo aún se reflejan en los ojos del observador. Por consiguiente, la luz mezclada contiene longitudes de onda corta, media y larga, lo que da como resultado la percepción del blanco. Como la mezcla de luces implica añadir las longitudes de onda de cada luz que hay en la mezcla, esta última se llama mezcla aditiva de colores.

MEZCLA DE PINTURAS (SUTRACTIVA)

La plasta azul absorbe luz con longitud de onda larga y refleja algo de luz con longitud de onda media. La plasta amarilla absorbe luz con longitud de onda corta y refleja algo de luz con longitudes de onda media larga.

La clave para entender qué sucede cuando se mezclan pinturas de colores es que al mezclarlas ambas pinturas siguen absorbiendo las mismas longitudes de onda que cuando estaban solas, por lo que las únicas longitudes de onda reflejadas son aquellas que ambas pinturas reflejan en común. Como las longitudes de onda media son las únicas que ambas pinturas reflejan en común, una mezcla de pinturas azul y amarilla resulta verde. Como cada plasta de pintura absorbe longitudes de onda y mezcla sigue absorbiéndolas, esta mezcla de pinturas se llama mezcla sustractiva de colores. La plasta azul y amarilla sustraen todas las longitudes de onda excepto algunas que están relacionadas con el color verde.

La razón de que la mezcla se azul y amarillo sea verde es porque ambas reflejan algo de verde. Si la pintura azul sólo reflejara longitudes de onda corta y la amarilla solo longitudes de onda media y larga, estas pinturas no reflejarían un color en común, por lo que mezclarla daría como resultado poca o ninguna reflexión a lo largo del espectro y la mezcla resultaría negra. La mayoría de las pinturas reflejan una gama amplia de las longitudes de onda.


La conexión entre la longitud de onda y el color es:

- Los colores de la luz están relacionados con las longitudes de onda que reflejan (para objetos opacos) o se transmiten( para los transparentes)

- Los colores de la luz están relacionados con las longitudes de onda que contiene el espectro.

- Los colores que resultan al mezclar otros colores también están relacionados con las longitudes de onda que se reflejan en el ojo. Mezclar luces hace que se reflejen más longitudes de onda (cada uno agrega longitudes de onda a la mezcla) mezclar pinturas hace que se reflejen menos longitudes de onda (cada pintura resta longitudes de onda a la mezcla).

LAS LONGITUDES DE ONDA NO TIENEN COLOR

Los colores que vemos como respuesta a distintas longitudes de onda en realidad no están contenidos en los rayos luminosos. Estos colores son creados por nuestro sistema perceptual. Aunque podemos relacionar colores específicos con longitudes de onda determinadas, la conexión entre la longitud de onda y la experiencia que llamamos “color” es arbitraria. Los rayos de luz son solo energía y no hay nada inherentemente “azul” a cerca de las longitudes de onda corta o “rojo” a cerca de las longitudes de onda larga. El color no es una propiedad de la longitud de onda sino el medio de que se vale el cerebro para informarnos qué longitudes de onda hay.

Muchos animales no perciben el color o perciben una gama mucho más reducida de colores que los seres humanos. Esto no ocurre porque perciban tipos de energía luminosa distinta de lo que captamos los seres humanos, sino porque su sistema nervioso procesa la información sobre la longitud de onda de manera diferente y no transforma dicha información en la percepción del color.

¿QUE SIGNIFICA CUANDO DECIMOS QUE EN UNA MEZCLA DE PINTURAS (ejemplo: plasta azul) ABSORBE LUZ CON LONGITUD DE ONDA LARGA Y REFLEJA ALGO DE LUZ DE ONDA MEDIA?

TEORÍAS DE LA PERCEPCIÓN DEL COLOR


Teoría tricromática del color de Young & Helmholtz

Esta teoría establece que la visión cromática depende de la actividad de tres mecanismos de receptores diferentes. Está basada en los resultados de un procedimiento psicofísico llamado igualación de colores

EVIDENCIAS A FAVOR DE LA TEORÍA

La igualación de colores

Ajustando correctamente las proporciones de las tres longitudes de onda en el campo de comparación, era posible igualar cualquier longitud de prueba del campo de prueba.

Las personas con visión cromática normal no pueden igualar todas las longitudes de onda que hay en el espectro con sólo dos longitudes de onda. Las personas con problemas para percibir el color (no pueden percibir todos los colores del espectro) pueden igualar los colores de todas las longitudes de onda que hay en este último mezclando sólo otras dos longitudes de onda

Las personas con visión cromática normal precisan al menos de tres longitudes de onda para igualar cualquier longitud de onda en el campo de prueba (primero lo investigó Young y luego Helmholtz la apoyó).

La idea central es que la visión cromática depende de tres mecanismos receptores donde cada uno de ellos tiene una sensibilidad espectral distinta.

Según esta teoría, la longitud de una onda en particular estimula los tres mecanismos receptores a distintas intensidades, y el patrón de actividad de los tres mecanismos da como resultado la percepción del color. Por consiguiente cada longitud de onda es representada en el sistema nervioso por su propio patrón de actividad en los tres mecanismos receptores.´

En un experimento de igualación de colores, el observador ajusta la cantidad de tres longitudes de onda de un campo (derecho) hasta que coindice con el color de la longitud de onda sola que está en otro campo.

Evidencia fisiológica de la teoría tricromática


TRES PIGMENTOS DE CONOS: onda corta, onda media, onda larga

La pregunta que se hicieron los investigadores fisiológicos que trabajaron en la identificación de los mecanismos receptores propuestos por la teoría tricromática fue ¿Hay tres mecanismos y, so los hay, cuáles son sus propiedades fisiológicas? Para su respuesta los investigadores midieron el espectro de absorción de tres pigmentos visuales de los conos con una absorción máxima en las regiones de longitud de onda corta, media y larga. Todos los pigmentos visuales están constituidos por un componente proteínico largo llamado opsina y uno pequeño sensible a la luz llamado retinal. Las diferencias en la estructura de la opsina de los pigmentos son las responsables de los tres espectros de absorción.

PATRONES DE RESPUESTA DE LOS TRES TIPOS DE CONOS A CADA COLOR nos ayuda a predecir el color percibido al combinar diferentes colores (luces)

Si la percepción del color se basa en el patrón de actividad de estos tres mecanismos receptores, deberíamos ser capaces de determinar qué colores percibiremos si conocemos las respuestas de cada uno de los mecanismos receptores.

En la imagen de arriba podemos observar las respuestas en los receptores S, M, L. Por ejemplo en el caso del Azul se representa con una respuesta grande en el receptor S, una respuesta más pequeña en el receptor M y la aún más pequeña en el receptor L. El receptor S del azul representa un cono de sensibilidad a la onda corta.

Si tuviéramos que explicar el patrón de actividad de los conos en el blanco diríamos que todos los receptores tienen la misma actividad.

Pensar que las longitudes de onda provocan ciertos patrones de respuesta en los receptores ayuda a predecir qué colores deben de resultar cuando se combinan luces de distintos colores.


La combinación de luces amarilla y azul produce una luz blanca. Los patrones de actividad por ejemplo que la luz verde provoca gran actividad en los receptores M y que la luz azul provoca gran actividad en los receptores S. En el caso de la combinación de luz azul y amarilla lo que ocurre es que el patrón de actividad provoca gran actividad en los receptores M y L por lo que sumados al patrón de actividad del azul da blanco ya que existe un patrón de actividad en los receptores S, M y L lo que da lugar al blanco.

Por lo que la percepción de los colores es determinada por el patrón de actividad en distintos tipos de receptores, es posible explicar la base psicológica de los resultados de igualación de colores que condujeron a la propuesta de teoría tricromática.

La situación donde dos estímulos físicamente distintos son perceptualmente idénticos se llama metamerismo y los dos campos idénticos de un experimento de igualación de colores se llama metámeros. La razón de que los metámeros se parezcan es que ambos generan el mismo patrón de respuesta en los tres receptores cónicos.

La imagen representa un metamerismo son dos estímulos físicamente distintos pero se perciben perceptualmente idénticos.

¿NECESITAMOS TRES MECANISMOS RECEPTORES DISTINTOS PARA VER LOS COLORES?

Según la teoría tricromática, la longitud de onda de una luz la indica el patrón de actividad de tres mecanismos receptores, pero ¿realmente necesitamos tres mecanismos para ver los colores? La respuesta es que la visión cromática es posible con dos tipos de receptores, pero no con uno.

Para explicar por qué la visión cromática no puede ocurrir con un solo receptor poniendo el ejemplo siguiente. Supongamos que una mujer tiene un solo tipo de receptor (mismo que contiene un solo pigmento visual) ella percibe los vestidos que dos mujeres llevan puestos. Ambas acaban de comprar esos dos vestidos en una tienda especializada en la fabricación de vestidos que reflejan sólo una


longitud de onda. El vestido de una de ellas refleja solo una luz de 550 nm. y el de la otra refleja solo una luz de 590 nm. Imaginemos que ambos vestidos son iluminados por reflectores que se ajustan de manera que cada vestido refleje 1000 fotones de luz en el ojo de Jay. Para determinar la manera en que esta luz afecta el pigmento del receptor de Jay. En el espectro de absorción nos indicará la fracción de luz en cada longitud de onda absorbida por el pigmento. Teniendo en cuenta la cantidad de luz presente (1000 fotones) y el espectro de absorción veremos que el pigmento visual de Jay absorbe 100 fotones de la luz de 550 nm. provenientes del vestido de Mary ( 1000 x 0.10 = 100) y 50 fotones de la luz de 590 nm del vestido de Bárbara (1000 x 0.05 = 50) Como cada fotón activa una molécula de pigmento visual, y cada molécula activada incrementa la respuesta eléctrica del receptor, el vestido de Mary genera una señal más grande en la retina de Jay que el vestido de Bárbara. En este experimento controlas la intensidad.

La absorción de un fotón por un pigmento es independiente a la longitud de onda (principio de univarianza): dos longitudes de onda a diferente intensidad producen la misma absorción. Se necesitan al menos dos receptores.

Un cono es capaz de discriminar 2 tipos de onda a la misma intensidad.

Si cambiamos la intensidad no podemos discriminar entre dos tipos de onda y es lo que demuestra que necesitamos dos tipos de conos. Lo que define el color es la longitud de onda.

EVIDENCIA EMPÍRICA QUE DEMUESTRE QUE ES NECESARIO MÁS DE UN CONO PARA PERCIBIR COLORES.


DEFICIENCIAS CROMÁTICAS

La deficiencia cromática es la pérdida parcial de la percepción del color y está relacionado con los receptores de la retina.

TIPOS DE DEFICIENCIAS CROMÁTICAS

Monocrómata: las personas con esta deficiencia pueden igualar cualquier longitud de onda del espectro pero ajustando la intensidad de cualquier otra longitud de onda. Por lo que sólo necesita una longitud de onda para igualar cualquier color del espectro y sólo ve matices grises.

Dicrómatas: solo necesita dos longitudes de onda para igualar todas las demás del espectro.

Tricrómatas anómalos: necesita tres longitudes de onda para igualar cualquier longitud de onda, como lo hacen los tricrómatas normales. Sin embargo el tricrómata anómalo las mezcla en proporciones distintas a las del tricrómata normal y no es tan bueno como éste para diferenciar entre aquellas que se parecen mucho.

MONOCROMATISMO

Rara enfermedad hereditaria de ceguera al color. No tienen conos funcionales, por lo que su visión tiene las características de la visión con bastones tanto con luz tenue como con luz intensa. Los monocrómatas ven todo en blanco, negro, gris, por lo que son considerados ciegos al color. Estas personas suelen tener poca agudeza visual y son tan sensibles a las luces intensas que deben protegerse con gafas oscuras durante el día. El sistema de bastones no está diseñado para funcionar en la luz intensa por que se sobrecarga con una fuerte iluminación y crea una percepción de deslumbramiento.


DICROMATISMO

Estas personas experimentan algunos colores, aunque en menor grado que los tricrómatas. Hay tres formas principales de dicromatismo: protanopia, deuteranopia y tritanopia. Las más comunes son la protanopia y la deuteranopia.

- Protanopes: estas personas son sensibles a la longitud de onda larga. Predominan el azul y amarillo. Deficiencia con el rojo

- Deuteranopia: estas personas son sensibles a la longitud de onda media. Deficiencias con el verde

- Tritanopia: estas personas son sensibles a la longitud de onda corta. Predomina mucho el rojo. Deficiencias con el azul.

Visión Tricromática Visión Dicromática

(normal) (protanope; C,M, )

Visión Dicromática Visión Dicromática

(deuteranope; C, ,L) (tritanope; ,M,L)


TEORÍA DE LOS PROCESOS OPONENTES DE LA VISIÓN DEL COLOR

Esta teoría establece que la visión cromática es ocasionada a veces por respuestas antagónicas generadas por el azul y el amarillo y por el rojo y verde. Está basada en las descripciones de los observadores de sus experimentos, Hering propone la teoría de los procesos oponentes. Parece contraria a la anterior. La visión de los colores está causada por respuestas oponentes generales por azul y amarillo, rojo y verde.

Fenomenología en la teoría de los procesos oponentes

LA POSTIMAGENES OPUESTAS

Hering observó que ver un campo verde genera una imagen persistente roja, y ver un campo amarillo crea una imagen persistente azul. También observó lo opuesto (ver un campo verde provoca una imagen persistente roja y ver un campo azul genera una imagen persistente amarilla) Para comprobar como funciona en ambos sentidos coger la figura siguiente y mirarla durante 30 segundos, después mirar una figura blanca y se observa que en azul cambia de lugar y el amarillo también. Lo que Hering propuso después de sus observaciones que el rojo y el verde se aparean y que el azul y amarillo también.

POSTIMAGEN

POSTIMAGEN


La mayoría de las personas encuentran fácil visualizar un verde azulado o un amarillo rojizo, pero difícil (o imposible) hacerlo con el verde rojizo o el amarillo azulado

Las personas que no ven el color rojo tampoco ven el verde. Quienes no ven el azul tampoco ven el amarillo. Estas dos afirmaciones llevaron a la conclusión de que el rojo y el verde están apareados y que el azul y el amarillo también lo están. En base a esto Hering propuso la teoría del proceso oponente de la visión cromática.

¿QUE COLOR SE VE?

La gente de onda corta tiene una respuesta baja al amarillo y viceversa. Muy alta al verde muy baja al rojo y viceversa.

LA TEORÍA: LA VISION ES UN PROCESO OPONENTE

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