Experiência fundamental da colorimetria

Para fazer-se uma experiência fundamental da colorimetria são escolhidos vários observadores médios* que têm como objectivo criar uma tabela em que se vê o comprimento de luz em nanômetros e assim construir-se um diagrama cromático.

Exº : 300 nm seja x para 3 cores 400 nm seja y.

X	A	B	C
300	─	─	─
400	─	─	─
600	─	─	─

*Obervador médio - é uma pessoa ideal resultante de uma estatística feita sobre observações de espectro visivel levados a efeito por muitas pessoas reais.

Diagrama cromático

A teoria tricromática

O olho humano possui dois tipos de células sensíveis à luz: os bastonetes e os cones. Os bastonetes têm a função de formar a imagem com precisão e trabalhar com diferentes intensidades de luz. Os cones são as células cromáticas, que possuem sensibilidades diferentes para diversos comprimentos de onda da luz. São eles, portanto, que nos permitem distinguir as cores.
Thomas Young propôs uma teoria simples baseada na existência de três tipos de cores primárias. James Clerk Maxwell e Herman von Helmholtz estudaram profundamente esta questão da visão em cores. Maxwell realizou importantes experimentos relativamente à sensibilidade das células cromáticas. Esta teoria é até hoje uma base para a compreensão da visão colorida, embora não leve em conta determinados aspectos subtis da visão, tanto no que se refere ao funcionamento das células cromáticas quanto ao processamento da informação sobre as cores no cérebro humano.
De qualquer forma, grande parte dos fenómenos cromáticos podem ser compreendidos de forma bastante adequada com a teoria simples de Maxwell. Podemos considerar, de acordo com esta teoria, que os três cones existentes na retina são sensíveis respectivamente ao vermelho (red), ao verde (green) e ao azul (blue), que designaremos pelas iniciais em inglês R, G e B. Estas são as chamadas cores primárias de luz.
Todas as cores que podem ser vistas pelo olho humano são então uma combinação de R, G e B em diferentes proporções. Podemos quantificar estas proporções de 0 a 100% de acordo com a intensidade de cada uma das três cores primárias. O valor 100% corresponde à máxima intensidade luminosa daquela cor numa dada circunstância.

Sendo assim defendida por 4 leis por Hermann Grassmann :

Lei 1 - Qualquer cor x é soma de 3 cores primárias A, B e C, ou seja:

x = aA + bB + cC

Lei 2 - Dadas duas cores x ou y tais que x = a1A + b1B + c1C e y = a2A + b2B + c2C, posso conhecer a sua mistura:

x + y = (a1 + a2)A + (b1 + b2)B + (c1 + c2)C

Lei 3 - Dada uma cor x = aA + bB + cC, então a cor nx = ( na)A + (nb)B + (nc)C, em que n é um número.

Lei 4 - Dada uma cor x = aA + bB + cC, então a luminosidade total da cor em unidades fotométricas será Lx = a + b + c.

O olho humano - Anatomia 3

 

Como os olhos focalizam

Para entender como se forma uma imagem no fundo do olho é necessário saber como funciona o cristalino.

Os raios de luz entram pela frente do olho e passam através do cristalino transparente. Numa lente que é mais grossa no centro do que nas bordas, como o cristalino do olho, esta luz converge em direcção ao centro da lente. Este tipo de lente é chamado de lente convexa e, no olho, é arredondada na frente e atrás.

Os raios de luz convergem em direcção ao centro do cristalino atravessando-o e assim produzem uma imagem, que é então gravada na retina. Num olho normal, quando olhamos para um objecto distante, o cristalino envia uma imagem nítida e focalizada sobre a retina estando os músculos ciliares relaxados e o cristalino achatado a imagem produzida é invertida, mas isso é ajustado no cérebro de modo que temos uma imagem mental correcta.

Quando olhamos pela primeira vez para um objecto mais próximo, a luz atinge o olho num ângulo diferente, de modo que, quando passa através do cristalino, não produz de forma imediata uma imagem nítida sobre a retina. Os raios de luz não convergem directamente para o olho, e a imagem é borrada. Para corrigir isto, a forma do cristalino é alterada pelos músculos ciliares, e se torna muito mais arredondada. Isto faz com que a luz que passa pelo cristalino sofra maior distribuição e restaure a imagem nítida. Esse processo de visão nítida nos objectos próximos ou distantes é chamado de acomodação, e ocorre muito rapidamente. Pode-se testar isso, observando alternadamente objectos distantes e próximos; observa-se uma breve deslocalização dos objectos.

Visão tridimensional

Quando olhamos para um objecto, os nossos olhos movem-se juntos, de maneira que apontam directamente para aquilo que estamos a ver. Se o objecto estiver muito distante, os olhos apontam exactamente na mesma direcção. Os raios de luz vindos do objecto distante são quase paralelos, e assim entrarão no olho e encontrarão a retina no ponto em que produzirão a imagem mais nítida.

Mas os olhos estão separados entre eles 6 cm, assim, quando olhamos um objecto próximo, eles têm que se voltar para dentro para ver claramente e ainda permitir que a luz encontre a mesma parte sensível da retina. Este processo de virar os olhos para ver um objecto próximo é chamado de convergência. As crianças podem "cruzar" seus olhos para enxergar objectos tão próximos quanto 7,5 cm, mas, para adultos, a menor distância para uma visão clara é de 14 cm.

Os olhos ao estarem separados entre eles e a olhar na mesma direcção, dá a capacidade de dizer a que distância o objecto está de nós. Esta capacidade é chamada de visão estereoscópica e dá profundidade "3D". Ao estarem separados, cada olho vê uma figura ligeiramente diferente. Pode-se ver isso olhando um objecto próximo e fechando primeiro um olho e depois o outro.

Quanto mais perto o objecto, maior será as diferenças vistas por cada olho.

A retina

A retina é a camada interna do fundo do olho e a luz que entra no olho é focalizada pelo cristalino, para produzir uma imagem de cabeça para baixo (invertida) na retina. A retina pode detectar esta imagem e transformá-la numa série de sinais eléctricos codificados, que são passados ao longo dos nervos para o cérebro.

A retina contém um enorme número de células especiais chamadas bastonetes e cones. Estas células são sensíveis à luz e são chamadas de fotorreceptoras. A retina de cada olho contém cerca de 125 milhões de bastonetes e 7 milhões de cones.

Sobre os bastonetes e cones há um arranjo complicado de fibras nervosas, ou neurónios, chamados células ganglionares, cada uma delas em contacto com muitos outros bastonetes e cones. Esses neurónios ligam-se com outras fibras nervosas, que carregam os sinais do olho para o cérebro. Há apenas cerca de 800000 dessas fibras nervosas saindo do olho, pois os sinais dos bastonetes e cones são simplificados e seleccionados pelas fibras nervosas dentro da retina.

A luz alcança os sensíveis bastonetes e cones tem que passar através da massa de fibras nervosas e através do corpo dos bastonetes e cones antes de alcançar as partes sensíveis que provocam a produção de um sinal eléctrico. Os bastonetes e alguns cones estão espalhados por toda a retina, mas, na sua maioria, os cones estão agrupados na parte central chamada fóvea. Esta é a parte mais sensível da retina, onde a imagem é "vista" mais claramente.

Há uma pequena área da retina na qual não há bastonetes ou cones, e onde as fibras nervosas saem da retina para passar para o nervo óptico. Há urna cova na superfície da retina o qual esse ponto é chamado ponto cego.

Bastonetes e cones

Os bastonetes e cones são células minúsculas de cada uma das quais sai um cordão fino que vai para uma fibra nervosa. Os bastonetes são células finas e longas que contêm uma substância chamada púrpura visual, ou rodopsina. Quando a púrpura visual é exposta à luz, tem lugar uma mudança química e a cor dos bastonetes desaparece. Esta reacção provoca a produção de um sinal eléctrico, que é passado para a fibra nervosa.

Os bastonetes são muito sensíveis à luz e são importantes para a visão nocturna. Eles respondem à luz branca comum, desse modo tudo o que é "visto" com os bastonetes é visto em tons de cinza. Em luz muito brilhante, a púrpura visual toma-se inactiva. Ela retoma vagarosamente sua coloração púrpura usual no escuro, e isto pode levar 30 minutos ou mais. Um indivíduo pode ver os resultados estando num local iluminado e depois de seguida mover-se para a um local sem luz; pode levar quase uma hora para o olho acostumar-se com à pouca claridade.

Os cones são responsáveis pela visão das cores. Eles contêm um dos três produtos químicos diferentes que também são clareados pela luz. Eles respondem à luz vermelha, amarelo-verde, ou azul-violeta. Todas as outras cores são "vistas" como uma combinação destas. Os cones são estimulados apenas pela luz brilhante, e eles também podem determinar detalhes.

Na fóvea, onde uma imagem é vista mais claramente, os cones estão muito juntos. Aqui, cada fibra nervosa está em contacto com apenas um ou dois cones. Em todo o restante da retina, onde está posicionada a maioria dos bastonetes, há cerca de 300 bastonetes ligados a cada fibra nervosa. Isto significa que o cérebro recebe informações muito mais detalhadas dos cones da fóvea do que dos bastonetes do resto da retina.

Acuidade visual

A capacidade do olho de distinguir entre dois pontos próximos é chamada acuidade visual, a qual depende de diversos factores, em especial do espaçamento dos fotorreceptores na retina e da precisão da refracção do olho.

Os cones são encontrados principalmente na retina central, em um raio de 10 graus a partir da fóvea. Os bastonetes, ausentes na fóvea, são encontrados principalmente na retina periférica, porém transmitem informação directamente para as células ganglionares.

No fundo do olho está o ponto cego, insensível a luz. No ponto cego não há cones nem bastonetes. Do ponto cego, emergem o nervo óptico e os vasos sanguíneos da retina.

O olho humano - Anatomia 2

O globo ocular, com cerca de 25 milímetros de diâmetro, é o responsável pela captação da luz reflectida pelos objectos à nossa volta. Essa luz atinge em primeiro lugar nossa córnea, que é um tecido transparente que cobre nossa íris como o vidro de um relógio. No seu caminho, a luz passa através do humor aquoso, penetrando no globo ocular pela pupila, atingindo o cristalino que funciona como uma lente de focalização, convergindo então os raios luminosos para um ponto focal sobre a retina. Na retina, mais de cem milhões de células fotossensíveis transformam a luz em impulsos electroquímicos, que são enviados ao cérebro pelo nervo óptico. No cérebro, mais precisamente no córtex visual ocorre o processamento das imagens recebidas pelo olho direito e esquerdo completando então nossa sensação visual.

O olho humano é um órgão da visão, no qual uma imagem óptica do mundo externo é produzida e transformada em impulsos nervosos e conduzida ao cérebro.

Ele é formado pelo globo ocular e seus diversos componentes. Basicamente se restringe a uma lente positiva (convergente) de alto poder refractivo e é formado pela córnea, com +44,00 dioptrias e o cristalino com +14,00 dioptrias num total de +58,00 dioptrias. Seu comprimento, no sentido ântero posterior, é de 24 mm. Entende-se que estes dados são básicos e existem variações.

Os raios luminosos, paralelos, vindos do infinito, penetram no olho pela pupila, convergem-se (com o poder dióptrico positivo) encontrando-se na retina, mais precisamente na fóvea central, que é circundada pela mácula, proporcionando assim visão nítida, o que ocorre com os olhos de visão normal, conhecida como "emétropes".

 

Uma curiosidade: as imagens, que se projectam dentro do olho, são invertidas, ou seja, de cabeça para baixo. Isto é o que ocorre em todo sistema óptico, quando é disposto além da sua distância focal. O cérebro faz a inversão da imagem, colocando-a na posição correcta e dá-nos a sensação que estão na posição normal.

O propósito do olho humano, no processo da visão, é formar uma imagem, no fundo do olho, que é conhecida genericamente como "retina". Podemos considerar que o olho é um instrumento óptico, por tal performance. A necessidade de lentes e óculos, em frente do olho, é determinado pela inexactidão com que esta imagem é formada na retina. Nos casos em que a imagem, ou o encontro focal, acontece fora da fóvea central, provoca uma imagem borrada ou desfocada. Esta imagem é corrigida com lentes oftálmicas com poderes dióptricos, que compensam as deficiências visuais, desde que necessária para fazer a compensação e obtenção de boa visão.

PARTES DO OLHO

Córnea: É a parte saliente e anterior do globo ocular, protuberante e visível. É totalmente transparente e, juntamente com a esclerótica, forma o envoltório externo do globo ocular. Tem uma curvatura acentuada (cerca de 44,00 dioptrias, em média), sua espessura central é de 0,6mm e a espessura periférica é de 1,3mm, seu diâmetro médio é de 12mm., podendo variar de 11mm a 12,5mm.

A curvatura da córnea não é esférica. A grande maioria das córneas tem uma superfície tórica, ou seja, na direcção vertical tem uma curvatura ligeiramente mais acentuada do que na direcção horizontal. Estas diferenças de curvatura podem estar situadas em diversas direcções, originando-se daí a maior parte dos astigmatismos.

Por outro lado, esta curvatura vai se aplanando, à medida que se afasta da zona óptica central – com 6mm de diâmetro – tendo a córnea portanto uma superfície esférica. Por esta razão as lentes de contacto mantém-se centradas na córnea.

A córnea cobre ligeiramente a íris e a pupila, por onde a luz passa. Esta parte do olho tem a forma aproximada de uma lente negativa e seu raio interno é ligeiramente menor do que o raio externo. A sua espessura central é muito pequena. Tem ela 0,6mm., mas ela possui 6 camadas que são: Epitélio (a camada externa), Bowman (a meio externa), Estroma (a do meio), Descemet (a meio interna), Endotélio (a camada interna) e sua zona óptica central, opticamente pura, tem 6mm de diâmetro.

É portanto a córnea um elemento importante no sistema dióptrico do aparelho visual, pois com sua curva acentuada, é o principal meio que faz com que os raios paralelos, que vem do infinito, convergem e cheguem juntos à fóvea central.

Íris: É o colorido do olho. Trata-se de uma membrana de forma circular, com 12mm de diâmetro com uma abertura circular, no centro, chamada de "pupila", cujo diâmetro médio é de 4,4mm. (em ambiente interno). A pupila tem uma aparência preta mas é totalmente transparente e todas as imagens que vemos passam através dela.

A íris fica localizada entre a córnea e o cristalino. Ela funciona como uma espécie de diafragma de máquina fotográfica. Quando exposta a muita luminosidade, diminui a sua abertura central, e ao contrário, quando exposta a pouca luminosidade, dilata-se, aumentando o tamanho da pupila. Sua função é controlar a entrada de luz no olho e tem papel preponderante na acuidade visual.

Humor Aquoso: trata-se de uma substância semi-líquida, transparente, semelhante a uma gelatina incolor. Esta substância preenche a câmara anterior do olho e, pela sua pressão interna, faz com que a córnea se torne protuberante.

O humor aquoso é renovado lenta e constantemente e o seu excesso é escoado pelo canal de Schlemn. Quando este canal entope, o olho fica com excessiva pressão, sendo uma das causas do glaucoma, doença que danifica a fóvea central, podendo causar cegueira parcial.

Cristalino: Corpo aproximadamente biconvexo, em forma de lente, transparente, com um poder dióptrico de perto de +14,00 dioptrias, localizado logo atrás da íris, entre a câmara anterior e a câmara posterior do olho. A função principal do cristalino é permitir a visão nítida em todas as distâncias. Quando se olha para perto, o cristalino torna-se convergente, aumentando o seu poder de refracção e quando se olha para longe, torna-se menos convergente, diminuindo seu poder dióptrico. Isso faz com que a visão seja nítida em todas as distâncias. O cristalino é uma lente que, através da sua variação dióptrica, conhecida como acomodação, torna possível visão nítida, para perto, para longe e para todas as distâncias. Esta acomodação diminui, à medida que os anos passam, até que surge a presbiopia.

Músculo Ciliar: Quem promove a acomodação, feita pelo cristalino, é o músculo ciliar, que o circunda, através de pequenos ligamentos ciliares.

Corpo Vítreo: É também conhecido como " Humor Vítreo ". É uma substância totalmente transparente, semelhante ao humor aquoso, que preenche internamente o globo ocular, fazendo com que tome a forma aproximada de uma esfera, com a protuberância da córnea.

Esclerótica: Também conhecida como esclera. É o conhecido " Branco do Olho " e trata-se de uma camada que envolve externamente o globo ocular.

Coróide: Trata-se de uma membrana conjuntiva, localizada entre a esclerótica e a retina que liga o nervo óptico à ora serrata e nutre a retina. Também conhecida com "úvea" e é assim chamada porque é toda entrecortada de vasos sanguíneos, numa verdadeira trama de pequenas veias que envolvem o globo ocular, tornando a câmara posterior um local escuro, condição primordial para uma boa visão. Quando se observa a pupila, tem-se a impressão de ela ser preta mas é apenas a câmara posterior que é escurecida pela coróide, dando a falsa impressão da pupila ser preta.

Retina: É a camada que envolve internamente ¾ partes do globo ocular e tem papel importantíssimo na visão. É ela composta de milhares de células sensíveis à luz, conhecidas como foto sensores. Estas células são conhecidas como: Cones (pertinentes à visão a cores) e Bastonetes (são os que proporcionam a visão em preto e branco e visão nocturna).

A retina, na sua área periférica, oferece uma acuidade visual de apenas 1/10 ou 20/200 que é uma visão deficiente, obtida quando se vê a maior letra do quadro de tipos.

Fóvea Central: Fica localizada no fundo da retina, ligeiramente para o lado temporal e seu tamanho é de 3mm de largura por 2mm de altura. Como se nota muito pequena e é nela onde há o encontro focal dos raios paralelos que penetram no olho. A fóvea é de importante para a visão pois a acuidade visual, obtida, é de 10/10 ou 20/20 (um inteiro), ou 100%, ou seja, a visão normal de uma pessoa emétrope. Fora da fóvea a acuidade visual vai gradativamente perdendo a eficiência, à medida que a concentração de cones, vai reduzindo. Basicamente a fóvea é composta de três cones: um para a cor verde, outro para a amarela e outro para a vermelha.

Ponto cego: O ser humano tem um pequeno ponto cego no olho. Fica localizado no fundo da retina. Está situado ao lado da fóvea e é o ponto que liga a retina ao nervo óptico. Estranhamente é desprovido de visão. Na figura ao lado é representado pelo ponto amarelo

Nervo óptico: É um grupo de fibras nervosas, de forma tubular, com algumas artérias, que conduz as imagens captadas pela retina e fóvea, para o córtex cerebral. Seu ponto de ligação com a retina é o ponto cego do olho.
Músculos externos: Também conhecidos como "extrínsecos". Os globos oculares têm seus movimentos conduzidos pelos músculos externos. Quatro destes músculos são chamados de "reto" e são os seguintes: Reto superior (responsável pela movimentação do globo para cima), Reto inferior (responsável pela movimentação do globo para baixo), Reto interno (responsável pela movimentação do globo para o lado nasal) e Reto externo (responsável pela movimentação do globo para o lado temporal).
Outros dois músculos são conhecidos como oblíquos: Oblíquo superior e Oblíquo inferior, ambos responsáveis pelos movimentos rotativos do olho.

Composição do olho humano e as cores

O olho humano é uma esfera com cerca de 2,5 cm de diâmetro e 7 g de peso. É constituído pela Íris e pela retina, no entanto a retina é a parte fundamental que permite a sensação das cores. Como é de salientar, a luz tem uma interferência directa na forma como vemos as coisas e obviamente as suas cores.

No olho humano, a luz atravessa, em primeiro lugar, a córnea, passa pela íris, que é a responsável por regular a quantidade de luz que está a ser recebida, através da pupila (conhecida como menina dos olhos). Seguidamente é focada pelo cristalino e projectada na retina. Esta última, por sua vez, é composta pelos Bastonetes (visão escotópica) e pelos cones (visão fotópica). Tanto os cones como os bastonetes estão distribuídos de forma diferente pela retina.

 

 

 

Os cones e os bastonetes, não são mais do que as células fotorreceptoras, que compõem a retina, sendo que as primeiras são as responsáveis pela visão das cores, nomeadamente do azul, vermelho e verde.

O que acontece é que existem grupos de cones que apenas distinguem o azul, outros o vermelho e outros o verde, e é através da interacção entre estes diferentes grupos de cones que, o ser humano consegue distinguir toda a vasta série de cores que, ao nossos olhos, existem.

De salientar que, a falta de um destes grupos de cones leva à tão conhecida doença de Daltonismo.

Os bastonetes não conseguem distinguir as cores e como requerem pouca luminosidade, têm maior acção à noite.

Olho humano

O olho humano é o órgão responsável pela visão no ser humano. Tem diâmetro antero-posterior de aproximadamente 24,15 milímetros, diâmetros horizontal e vertical ao nível do equador de aproximadamente 23,48 milímetros, circunferência ao equador de 75 milímetros, pesa 7,5 gramas e tem volume de 6,5cc.

Diagrama esquemático do olho humano.

Anatomia

Figura mostrando o olho humano em sua órbita.

O globo ocular recebe este nome por ter a forma de um globo, que por sua vez fica acondicionado dentro de uma cavidade óssea e protegido pelas pálpebras. Possui em seu exterior seis músculos que são responsáveis pelos movimentos oculares, e também três camadas concêntricas ligadas entre si com a função de visão, nutrição e protecção. A camada externa é constituída pela córnea e a esclera e serve para protecção. A camada média ou vascular é formada pela íris, a coróide, o cório ou uvea, e o corpo ciliar. A camada interna é constituída pela retina que é a parte nervosa.

Existe ainda o humor aquoso que é um líquido incolor e que existe entre a córnea e o cristalino. O humor vítreo é uma substância gelatinosa que preenche todo o espaço interno do globo ocular também entre a córnea e o cristalino. Tudo isso funciona para manter a forma esférica do olho.

Figura mostrando os músculos da órbita, que movimentam o olho.

 

 

 

Anatomia do olho humano.

Membrana conjuntiva é uma membrana que reveste internamente duas dobras da pele que são as pálpebras. São responsáveis pela protecção dos olhos e para espalhar o líquido que conhecemos como lágrima.

O líquido que conhecemos como lágrimas são produzidos nas glândulas lacrimais, sua função é espalhar esse líquido através dos movimentos das pálpebras lavando e lubrificando o olho.

O ponto cego é o lugar de onde o nervo óptico sai do olho. É assim chamada porque não existem, no local, receptores sensoriais, não havendo, portanto, resposta à estimulação.

O cristalino é uma espécie de lente que fica dentro de nossos olhos. Está situado atrás da pupila e orienta a passagem da luz até a retina. A retina é composta de células nervosas que leva a imagem através do nervo óptico para que o cérebro as interprete.

Não importa se o cristalino fica mais delgado ou espesso, estas mudanças ocorrem de modo a desviar a passagem dos raios luminosos na direcção da mancha amarela. À medida que os objectos ficam mais próximos o cristalino fica mais espesso, e para objectos a distância fica mais delgado a isso chamamos de acomodação visual.

O olho ainda apresenta, as pálpebras, as sobrancelhas, as glândulas lacrimais, os cílios e os músculos oculares. A função dos cílios ou pestanas é impedir a entrada de poeira e o excesso da luz. As sobrancelhas também têm a função de não permitir que o suor da testa entre em contacto com os olhos.

 

Mecanismo de visão

Os raios luminosos atravessam a córnea, o cristalino, o humor aquoso e o humor vítreo e atingem a retina. O mecanismo da visão pode ser melhor entendido, se compararmos o globo ocular a uma câmara fotográfica: o cristalino seria a objetiva; a Íris, o diafragma, e a retina seria a placa ou película. Desta maneira os raios luminosos, ao penetrarem na córnea e no humor aquoso, passando pela pupila, chegam ao cristalino, que leva a imagem mais para trás ou para frente, permitindo que ela se projete sobre a retina.

Na máquina fotográfica, o meio transparente é a lente e a superfície sensível à luz, o filme. No olho, a luz atravessa a córnea, o humor aquoso, o cristalino e o humor vítreo e se dirige para a retina, que funciona como o filme fotográfico; a imagem formada na retina também é invertida, como na máquina fotográfica.

O nervo óptico conduz os impulsos nervosos para o centro da visão, no cérebro, que o interpreta e nos permite ver os objectos nas posições em que realmente se encontram.

Adaptação no escuro

A transição da visão diurna - baseada nos cones - para a visão noturna - baseada nos bastonetes - não é instantânea. Tal fenômeno é denominado adaptação no escuro e depende de diversos factores, entre eles: dilatação das pupilas, regeneração da rodopsina e ajuste funcional da retina, de forma que os bastonetes estejam mais disponíveis para as células ganglionares, uma vez que os bastonetes não são encontrados na fóvea, mas apenas na retina periférica.

Iluminantes padrão

Fontes luminosas e o IRC

Os primeiros modelos matemáticos para especificação numérica de cores surgiram em 1931, e, a partir deles, a Comissão Internacional de Iluminação, CIE (Commission International de I’Eclairage) criou o Índice de Reprodução de Cores (IRC) ou do inglês Color Rendering Index (CRI). A finalidade desse índice é classificar as fontes iluminantes de acordo com sua capacidade de reproduzir com fidelidade as cores quando comparadas com um iluminante padrão CIE.

É importante entender, entretanto, a diferença entre fonte e iluminante de acordo com a terminologia adoptada pela CIE. Fonte é uma luz que depende de uma fonte energética para gerar a iluminação, ou seja, uma fonte física. Iluminante, por sua vez, é uma luz definida por sua energia espectral, porém, pode originar de uma fonte física ou natural.

A luz de uma lâmpada em seu ambiente de trabalho ou casa, origina então de uma fonte iluminante, manipulável, que pode ter sua energia espectral medida com equipamento adequado. O CIE estabelece o padrão dessa energia espectral que cada modelo de iluminante deve ter para sua comercialização. Um iluminante natural porém, nem sempre pode ter sua energia espectral medida. O CRI ideal da fonte luminosa deve ser acima de 90%, medidos por um espectro radiômetro ou um Kelvinômetro.

Classificação dos iluminantes:

A	Incandescente
C	Luz do dia Filtrada (sem UV)
D50	Luz do dia (9horas)
D65	Luz do dia (12 horas)
D75	Luz do dia (Linha do Equador)
F2	Fluorescente Cool White (Branca Fria)
F7	Fluorescente Broad Band White
F11	Fluorescente TL84 (Comercial)
F12	Fluorescente Ultralume 3000

 

Como os iluminantes afectam as cores?

 

A luz emitida pelas fontes luminosas, portanto, possuem cor, e influenciam directamente a cor do objecto de observação sob este. Podemos medir a curva espectral de iluminantes com o auxílio de um espectro radiômetro e descobrir qual a principal cor emitida pelo iluminante.

Muitas cores podem ter em comum um fenômeno de cores conhecido como metamerismo, quando vistos sob diferentes fontes de luz. Duas cores podem parecer idênticas sob uma fonte, mas parecer completamente diferente sob outra fonte. Esse pode ser potencialmente um grande problema se a cor do produto muda quando chega á prateleira. Por isso as cabines de luz de aprovação, geralmente possuem vários iluminantes diferentes, a fim de comparar amostra e padrão sob vários iluminantes, ajudando a evitar assim, o metamerismo.

Mas não é só a cor do iluminante que influencia a cor do objecto. A cor do ambiente, no nosso caso, da cabine, também deve ser a mais neutra possível. As superfícies devem ser foscas, pois o brilho do ambiente sob o objecto deve ser evitado, para um resultado mais neutro. A cor da roupa também pode ser reflectida sobre o objecto, e apesar de parecer perfeccionismo, também faz parte do ambiente. A cor padrão utilizada no mercado a fim de se atingir essa neutralidade é o cinza Munsell N8 Fosco. A iluminação pode ser directa, através do uso de difusores para evitar que o brilho sobre a amostra reflecte directamente nos olhos e atrapalhe a visão do observador, ou com os iluminantes posicionados à um angulo maior que 30º em relação ao objecto.

Tolerâncias para aprovação de cores

Tolerâncias de variação para aprovações de cores levam em consideração o facto de que até um certo limite de variação o olho humano é incapaz de perceber a diferença. Não há sentido, no entanto, em querer ou tentar a perfeição na aprovação, exigindo números exactos entre padrão e amostra.

Corpo negro

Um corpo negro é, no âmbito da física, um objecto idealizado que absorve a totalidade da radiação electromagnética que incide sobre si e reemite a energia absorvida num espectro contínuo. O facto de nenhuma luz (radiação electromagnética visível) ser reflectida ou transmitida faz com que dito objecto surja a negro quando está frio. Emite no entanto um espectro de luz dependente da temperatura.

 

Radiação de corpo negro A referida radiação térmica emitida por corpos negros é designada por radiação de corpo negro. No espectro electromagnético quanto mais curto for o comprimento de onda maior é a frequência, encontrando-se os valores mais altos desta última associados a temperaturas mais elevadas. A cor de um objecto mais quente está assim mais próxima da zona azul do espectro, e a de um objecto mais frio mais próxima da zona vermelha do espectro.
Os corpos negros à temperatura ambiente emitem sobretudo radiações com comprimentos de onda no espectro dos infravermelhos mas, à medida a sua temperatura ultrapassa algumas centenas de graus Celsius, começam igualmente a emitir no espectro da luz visível: Inicialmente vermelho, e depois respectivamente laranja, amarelo, branco, e por fim azul, à medida que a temperatura vai aumentando. Na altura em que o objecto está a emitir luz branca emite também uma quantidade substancial de radiação ultravioleta.
As emissões de corpo negro permitem apurar o estado de equilíbrio térmico de um campo contínuo. Na física clássica cada função da série de Fourier em equilíbrio térmico deve ter a mesma energia. Esta abordagem dá origem a um paradoxo designado por catástrofe dos ultravioletas, segundo o qual há uma quantidade infinita de energia em qualquer campo contínuo. Os corpos negros podem testar as propriedades de equilíbrio térmico pelo facto de emitirem radiação que é distribuída termicamente.

À medida que a temperatura aumenta o pico da radiação de corpo negro curva em direcção a comprimentos de onda mais longos

A temperatura da lava pode ser estimada pela observação da sua cor

História
O termo “corpo negro” foi introduzido pelo físico alemão Gustav Kirchhoff em 1860. O estudo das leis de corpo negro conduziu historicamente ao desenvolvimento da disciplina da mecânica quântica no início do século XX.
Foram as questões levantadas pela catástrofe dos ultravioletas que levaram Max Planck a introduzir a noção de quanta.

Explicação
A radiação de corpo negro manifesta-se sob a forma de luz quando aquele se encontra em equilíbrio térmico a uma determinada temperatura, sendo assim a referência para a luz em estado de equilíbrio termodinâmico. Está estabelecido experimentalmente que a radiação em estado de equilíbrio é aquela presente numa cavidade de limites rígidos com um corpo negro no seu interior. Não existem corpos negros em sentido restrito na natureza, embora a grafite seja material mais aproximado e uma caixa fechada com paredes de grafite num estado de equilíbrio térmico permita uma boa noção da radiação ideal de corpo negro. Já uma cavidade que não contenha qualquer material negro emite radiação de corpo negro quando em equilíbrio, um facto que foi descoberto experimentalmente por Kirchhoff.
Pelo facto da luz constituir a oscilação de um campo electromagnético contínuo, o estudo da radiação de corpo negro revela a forma como os campos contínuos podem possuir uma temperatura (algo que contradiz a física clássica). O facto do estado térmico da luz ser tão confuso antes do advento da mecãnica quântica deu origem a que os postulados feitos no século XIX de que a luz era um equilíbrio térmico fossem feitos com muito cuidado.
Um objecto a uma temperatura fixa T (como um forno) regista uma certa incandescência. O seu ponto de Draper é o nome atribuído ao ponto no qual todos os sólidos apresentam uma ténue incandescência vermelha (a cerca de 798º K). A 1000º K o forno aparenta ser vermelho, e a 6000º K aparenta ser branco. Independentemente da forma como forno em questão é construído, a cor da luz depende apenas da temperatura (desde que o material não seja demasiado brilhante). O facto da cor constituir uma medida directamente visível do comprimento de onda faz com que a luz a diferentes temperaturas possua também uma diferente distribuição de energia entre os vários comprimentos de onda. A quantidade de energia E por unidade de volume ao comprimento de onda λ e a uma temperatura T é a designada curva de corpo negro. Experiências pormenorizadas revelaram que a curva de corpo negro depende apenas da temperatura e não do corpo emissor. Isto sugere que a luz deriva de facto do equilíbrio térmico, e que o conceito de luz à temperatura T faz sentido.
Dois objectos que se encontram à mesma temperatura mantêm-se em equilíbrio, pelo que um corpo à temperatura T rodeada por uma nuvem de luz também à temperatura T vai em média emitir tanta luz para a nuvem quanta a que absorve da mesma.
O princípio do equilíbrio detalhado afirma que não existem correlações estranhas entre o processo de emissão e o de absorção. O primeiro não é afectado pelo segundo mas apenas pelo astado térmico do corpo emissor. Isto significa que a luz total emitida por um corpo à temperatura T (seja ou não negro) é sempre igual ao total de luz que o mesmo corpo iria absorver se estivesse rodeado de luz à temperatura T. Quando o corpo é negro a absorção é contudo óbvia: a quantidade de luz absorvida é toda a luz que incide sobre a superfície do mesmo. Para um corpo negro muito maior do que o comprimento de onda, a energia luminosa absorvida a qualquer comprimento de onda λ por unidade de tempo é somente proporcional à curva de corpo negro. Esta última é assim a quantidade de luz emitida por um corpo negro, justificando o seu nome.
A lei da radiação térmica de Kirchhoff postula assim que se a curva de emissões de corpo negro for uma característica térmica da luz (a qual depende somente da temperatura das paredes da cavidade) desde que a cavidade possua algum material perfeito de corpo negro e se encontre em equilíbrio radiativo.

Absorção e reflexão de luz

A Luz e a superfície:

Quando a luz incide sobre uma superfície, muda de direcção e a qualidade da mesma, esta pode ser: Refletida, absorvida, difundida ou a mistura das três.

A luz absorvida:
É quando a luz que incide sobre uma superfície escura (negra), é absorvida totalmente. Os elementos escuros transformam a energia luminosa em calor. Um exemplo disso, seria a cor escura à hora de fabricar ou desenhar a roupa de inverno, para captar mais calor através da luz solar.

Luz refletida:
É quando a luz incide sobre uma superfície muito clara e brilhante, por exemplo a que se produz num espelho. Toda a luz é refletida numa direcção quase única, não em todas as direcções como estabelecia a lei de Lambert. Para a reflexão especular, a luz chega a atingir a superfície.

Transmissão directa ou difusa:

Por transmissão Directa entende-se quando a luz penetra num plástico ou qualquer corpo, sem ser dispersada ou difusa pelas irregularidades na superfície.

Transmissão Difusa é quando uma verdadeira quantidade de luz que é dispersada ou difusa pelas irregularidades da superfície. Alguma classe de materiais como os cristais difundem a luz dura que os penetra, transformando-a em luz mais macia.

Fontes de Luz

Nos meios de comunicação a iluminação pode fazer-se com fontes de luz natural (luz do dia- sol ) ou luz artificial (lâmpadas e reflectores)

Se considerarmos que a luz branca é um conjunto de uma grande variedade da radiações monocromáticas mais ou menos equilibradas em número e intensidade, deveríamos admitir também que as proporções entre as distintas radiações poderiam variar, podendo considerar espectros que contenham maior ou menor proporção de uns ou outros tipos de radiações.

Sendo assim a proporção das radiações vermelhas, verdes, azuis, etc., das fontes de produção de luz, pode ser diferente para cada destas fontes.

A Luz solar apresenta uma distribuição bastante equilibrada nas suas radiações. A Lâmpada de tipo doméstico tem maior conteúdo de vermelho.

Luz natural

Proveniente do sol, directa ou dispersa pelas nuvens, é muito utilizada na tomada das imagens em vídeo. Entre os problemas que podem surgir na utilização desta fonte de luz podemos contar os seguintes:

1.- Uma certa imprevisibilidade em quanto ao carácter da luz solar. O céu com nuvens produz uma luz difusa e dispersa enquanto que o sol ao meio dia produzirá uma luz dura e com fortes contrastes.

2.- Mudança rápida na temperatura de cor ao longo do dia, o que origina reproduções cromáticas incorrectas .

3.- A constante mudança da direcção da luz que acaba por afectar a situação das sombras n os objectos imóveis

4.- A diferença da duração da luz diurna no inverno e no verão.

5.- A distinta angulação do sol em relação à terra segundo as estações do ano.

6.- A necessidade de recorrer à utilização de superfícies pouco reflectoras que ajudem a diminuir o contraste entre luzes e sombras.

7.- Ter de recorrer a fontes de iluminação artificial para corrigir os efeitos da luz natural ou para criar efeitos, provocando algumas inconpatibiliades que obrigam a utilização de filtros nos projectores de iluminação.

Luz artificial

A principal desvantagem deste tipo de luz prende-se com a dificuldade de iluminar grandes espaços que exigem um enorme potencial eléctrico. Um outro problema é a incompatibilidade com as diversas fontes de luz pelas diferenças de temperatura de cor. Mesmo com estas dificuldades os operadores de imagem muitas vezes preferem a luz artificial , conseguem controlar melhor todos os parâmetros que intervém na iluminação de um objecto: a potência luminosa, a suavidade ou dureza da luz, o controlo da luz e das sombras, a direcção do foco luminoso, temperatura de cor e a filtragem.