LA PERCEPCIÓN DEL COLOR

 La óptica del Color

Para entender el color como una sensación interpretada por el cerebro a partir de la recepción de un estímulo externo. Debemos comprender el proceso de conversión de una onda electromagnética (Luz visible) en un impulso eléctrico.

Antes de explicar el proceso de conversión les comparto algunas definiciones de conceptos implicados en él:

Onda electromagnética 

Las ondas electromagnéticas nacen cuando un campo eléctrico entra en contacto con un campo magnético. De ahí que se conozcan como ondas electromagnéticas. El campo eléctrico y el campo magnético de una onda electromagnética son perpendiculares (en ángulo recto) entre sí. También son perpendiculares a la dirección de la onda.

Figura 1
Imagen de Ondas electromagnéticas

Nota. Ondas electromagnéticas [Imagen], por Ingeniería Topográfica y Fotogramétrica Wiki. https://ingenieriatopografica.fandom.com/es/wiki/Onda_Electromagn%C3%A9tica 

Existen diferentes tipos de ondas electromagnéticas que se caracterizan por su energía y longitud de onda (distancia existente entre dos crestas o valles consecutivos), representada por la letra griega lambda: λ. Un ejemplo es lo que llamamos “luz visible” que en realidad es un conjunto de ondas electromagnéticas de diferentes energías y longitudes de onda que van de los 380 a 780 nanómetros.

Otros ejemplos de ondas electromagnéticas (que son invisibles, por cierto) son las ondas de radio y televisión, telefonía móvil, radiación infrarroja, radar, rayos ultravioletas, microondas, rayos X y rayos gamma, entre otros. Una característica que tienen todas las ondas electromagnéticas del espectro es que viajan a la velocidad de la luz.

Figura 2
Imagen Longitudes de Onda

Nota. Espectro electromagnético [Imagen], por Conceptos, 2023, https://concepto.de/espectro-electromagnetico/ 

Cuanto

En física, el término cuanto o quantum denotaba en la física cuántica primitiva tanto el valor mínimo que puede tomar una determinada magnitud en un sistema físico, como la mínima variación posible de este parámetro al pasar de un estado discreto a otro. Se hablaba de que una determinada magnitud estaba cuantizada según el valor de cuanto. O sea que cuanto es una proporción hecha por la magnitud dada.

Impulso eléctrico

Es una señal que se transmite de neurona en neurona y que tiene como finalidad pasar la información sensitiva o motora hasta llegar a la estructura del cuerpo donde se generó el estímulo desencadenante.

Figura 3

Imagen Impulso Nervioso

Nota. Impulso Nervioso [GIF], por mEdurance Estudio, 2022, https://blog.mdurance.eu/academia/el-potencial-de-accion/

Bastones 

Son fotorreceptores en forma cilíndrica, más abundantes que los conos, con un número estimado de 92 millones ubicados en la retina. Funcionan mejor con luz de baja intensidad (escotópico) y son responsables de la visión en entornos con poca luz como el atardecer.

Conos 

Son células con forma de cono como su nombre lo indica, que funcionan mejor en iluminación de alta intensidad (fotópico) y son responsables de la percepción de los colores. Existe una cantidad mucho menor de conos en la retina en comparación con los bastones, aproximadamente 4,6 millones.

Figura 4

Imagen Estructura Fotorreceptores

Nota. Bastón y Cono [Imagen], por curiosoando, 2018, https://curiosoando.com/conos-bastones-y-iprgcs-los-fotorreceptores-del-ojo-humano

El proceso de traducción del Estimulo 

La luz viaja a través del espacio en forma de ondas. Estas ondas están compuestas por pequeñas unidades llamadas cuantos. Cuando un cuanto ingresa al globo ocular, atraviesa la córnea, y su camino continua a través de los lentes, hasta llegar a una sustancia con viscosa llamada humor vítreo, y lo atraviesa para finalmente al fondo del globo ocular donde se encuentra la retina. Allí el cuanto alcanza un receptor visual, que es estimulado.

Los receptores visuales son unas células con dos polos que se encargan de traducir la luz blanca en señales eléctricas para enviar al cerebro a través del nervio óptico. Estas células suman 120 millones de bastones que traducen la luz y 6 millones de conos que traducen los colores.

Los conos y los bastones tienen un polo de contacto con la retina. Cuando llega la luz, la parte exterior de los conos y de los bastones, se llena de una sustancia que llega al otro polo transformando la información en una descarga eléctrica.

Figura 5

Imagen estructuras del Ojo

Nota. Estructuras del Ojo Vista Lateral [Imagen], por cigna Healthwise, 2022, https://www.cigna.com/es-us/knowledge-center/hw/estructuras-del-ojo-tp9807

Sensación del Color

Los seres humanos percibimos el color gracias a los 6 millones de conos que tenemos en la retina. Existen tres tipos de conos, y cada uno de ellos es capaz de recibir una determinada longitud de onda:

Conos tipo S (del inglés «short wavelength receptor», receptor de longitud de onda corta): este receptor es sensible a la longitud de onda azul del espectro visible para el ser humano, por eso también se le denomina receptor azul. Son los menos numerosos.

Conos tipo M (del inglés «medium wavelength receptor», receptor de longitud de onda media): Los conos tipo M también se denominan receptores verdes. Son especialmente sensibles a la longitud de onda verde, es decir, la que se encuentra entre la luz azul y la naranja. Estos receptores son los segundos más numerosos en la retina del ojo.

Conos tipo L (del inglés «long wavelength receptor», receptor de longitud de onda larga): Los conos tipo L tienen su pico de percepción en la longitud de onda larga. También se denominan receptores rojos porque contribuyen significativamente a la percepción de este color con el amarillo verdoso. Los conos tipo L son los más comunes en la mayoría de las personas.

Figura 6

Conos Longitud de Onda

Nota. Longitud de Ondas Conos [Imagen], por Rodriguez Daniel, 2013, http://fisicaartistico.blogspot.com/2012/10/percepcion-del-color.html

Con estos conos nuestro cerebro puede computar o procesar un millón de colores diferentes al combinar las longitudes de ondas. Dato curioso es que la suma de las tres luces primaria nos da como resultado el efecto cromático blanco que es la base de la colorimetría.  

Figura 7

Longitudes de ondas azul, verde y rojo

Nota. Longitud de Ondas RGB [Imagen], por ERCO, 2023, http://fisicaartistico.blogspot.com/2012/10/percepcion-del-color.html

Absorción y reflexión

Los objetos y cuerpo transmiten la sensación de color debido a las propiedades químicas y físicas de su superficie. Según sea su naturaleza, un cuerpo se ve blanco cuando esta refleja toda la luz. Cuando una superficie esta coloreada de un color especifico, absorbe todas las longitudes de ondas excepto a la longitud de onda correspondiente. Finalmente se ve negro cuando la superficie del objeto absorbe todas las ondas.

Figura 8

Absorción y reflexión del color

Nota. Reflexión y absorción [Imagen], por AulaFacil, 2023, https://www.aulafacil.com/cursos/fisica-y-quimica/el-color/reflexion-y-absorcion-l37416

¿Sabias qué? 

- No todos los animales ven el color como nosotros. Los gatos poseen conos sensibles a los colores verde y azul, pero no pueden ver tonalidades de rojo, café y naranja. Los gatos ven con una predominancia de tonos amarillentos y azules pálidos. Aunque en la oscuridad, los gatos pierden la capacidad de ver los colores, por lo que su visión se vuelve de un tono sepia oscuro, casi blanco y negro.

Figura 9

Visión del Gato

Nota. Visión del perro y gato [Imagen], por Guau & Cat, 2022, https://guauandcat.com/blog/como-ven-el-mundo-nuestros-peludos/

- El daltonismo es una afección en la cual no se pueden ver los colores de manera normal. También se conoce como deficiencia de color. En el daltonismo generalmente la persona no puede distinguir entre ciertos colores. Con frecuencia no distinguen los verdes de los rojos y, a veces, los azules.

- Los genes que pueden causar el daltonismo rojo-verde se heredan a través del cromosoma X. Dado que se hereda a través del cromosoma X, el daltonismo rojo-verde es más común en los hombres.

Te invito a ver los siguientes videos llamados: No Puedo Ver los Colores

Darkx Z. (20 de julio de 2020). No Puedo Ver los Colores | Animación. Youtube. https://youtu.be/ZVVPpLyNKeY

Darkx Z. (15 de diciembre de 2020). No Puedo Ver los Colores # 2. Youtube. https://youtu.be/81w9nHaocd0

Para finalizar te invito a ver el siguiente video donde puedes ampliar más el tema del Color: La TEORÍA del COLOR: sobre física, psicología y arte

SizeMatters. (3 de marzo de 2021). La TEORÍA del COLOR: sobre física, psicología y arte. Youtube. https://youtu.be/oPwttnmM7zs

Bibliografía 

- Azucas, R. (2 de agosto de 2022). Fotorreceptores. Kenhun. https://www.kenhub.com/es/library/anatomia-es/fotorreceptores 

- Curiosoando.com (Actualizado el 27 marzo, 2018). "Conos, bastones y ipRGCs: los fotorreceptores del ojo humano". Disponible en https://curiosoando.com/conos-bastones-y-iprgcs-los-fotorreceptores-del-ojo-humano

- El color. (s.f). https://www.mheducation.es/bcv/guide/capitulo/8448169719.pdf 

- ERCO. (2023). Conos (ojo): fundamentales para ver los colores. https://www.erco.com/es/planificacion-de-iluminacion/conocimientos-luminotecnicos/el-ojo-humano/conos-7525/#:~:text=Los%20conos%20son%20fotorreceptores%2C%20es,para%20poder%20percibir%20los%20colores.

- Fisioonline. (2023). Impulso Nervioso o Eléctrico. https://www.fisioterapia-online.com/glosario/impulso-nervioso-o-electrico#:~:text=El%20impulso%20nervioso%20o%20el%C3%A9ctrico,se%20gener%C3%B3%20el%20est%C3%ADmulo%20desencadenante. 

- Instituto Nacional de Investigaciones Nucleares. (17 de mayo de 2022). El mapa invisible. https://www.gob.mx/inin/es/articulos/el-mapa-invisible?idiom=es#:~:text=Otros%20ejemplos%20de%20ondas%20electromagn%C3%A9ticas,y%20rayos%20gamma%2C%20entre%20otros. 

- National Institute Eyes. (26 de junio 2019). Causas del daltonismo. NEI. https://www.nei.nih.gov/espanol/aprenda-sobre-la-salud-ocular/enfermedades-y-afecciones-de-los-ojos/daltonismo/causas-del-daltonismo#:~:text=Los%20hombres%20tienen%20un%20cromosoma,m%C3%A1s%20com%C3%BAn%20en%20los%20hombres. 

- Pepeenergy. (2023). ¿Qué es una onda electromagnética?. https://www.pepeenergy.com/blog/glosario/definicion-onda-electromagnetica/

- Quimica.es. (2023). Cuanto. https://www.quimica.es/enciclopedia/Cuanto.html