Processo de formação das cores dos objetos
Processo de formação das cores dos objetos
Formation process of the colors of objects
Galvão, Alexandre; Especialista; Instituto de Estudos Superiores da Amazônia
[email protected]
Resumo
O presente trabalho tem como objetivo investigar o processo de gênese das cores dos
objetos de nosso cotidiano através de experimentos com incidência de luz monocromática.
Criou-se um protocolo experimental para submeter objetos à luz em câmara escura,
posteriormente realizou-se o registro fotográfico e a interpretação dos resultados. Constatouse, que as cores que enxergamos não pode ter um vínculo absoluto com a identidade do objeto
observado, pois o processo de percepção das cores além de ser um fenômeno subjetivo
depende de variáveis externas ao objeto como natureza da radiação incidente e estrutura dos
receptores que irão decodificar a informação visual.
Palavras chave: Cor, percepção cromática, luz, fotografia.
Abstract
This study aims to investigate the process of genesis of the colors of the objects of
our everyday life through experiments with incident monochromatic light. We have created an
experimental protocol to submit objects to light in the darkroom, then held the photographic
record and interpretation of results. It was found that the colors we see can not have an
absolute link with the identity of the object observed, because the process of color perception
as well as being a subjective phenomenon depends on variables external to the object and
nature of the incident radiation and structure of receptors that will decode the visual
information.
Keywords: Color, color perception, light, photography
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Esp. Alexandre Galvão – www.alexandregalvao.com
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1. Introdução
O processo da percepção visual das cores é um fenômeno complexo e multidisciplinar,
envolvendo vários ramos do conhecimento que se estendem deste a física atômica, química,
biologia, neurofisiologia e psicologia. Não é surpresa que vários autores como Newton,
Goethe, Young, Helmholtz dentre muitos outros se dedicaram ao longo dos séculos para
racionalizar e compreender este processo.
Através de um olhar analítico podemos perceber que a cor é na realidade uma
categoria de sensação que nos temos do mundo que nos cerca. Para a efetivação do processo
perceptivo da cor são necessários três elementos básicos: luz, o objeto e o observador. Três
variáveis independentes entre si que quando interagem resultam em um significado.
A luz, depende da natureza da fonte luminosa que a originou, existem vários tipos de
radiações no espectro eletromagnético visível, como veremos mais adiante, a luz branca do
Sol é composta de todos os comprimentos de onda presente no espectro visível, contudo, uma
lâmpada de sódio apresente uma radiação com apenas um pico de comprimento de onda na
região do amarelo. O objeto ira efetuar a reflexão difusa desta luz incidente, reflexão esta
dependente das características íntimas de sua superfície a nível molecular de cada objeto
especifico. O observador ira captar esta reflexão difusa proveniente dos objetos e, através de
receptores visuais, irá converter radiações eletromagnéticas dotadas de comprimentos de
ondas específicos em potenciais de ação (informação eletroquímica) nas sinapses nervosas
com destino as áreas visuais do córtex cerebral.
Desta forma podemos entender que a cor é uma informação visual, causada por um
estímulo físico, percebida pelos olhos e decodificada pelo cérebro (Guimarães, 2004). Diante
de tantas variáveis, podemos perceber a dificuldade em se estabelecer um norte homogêneo
para o estudo da Teoria das Cores. Ainda temos os aspectos psicológicos, sociais e culturais
envolvidos no processo. Mas antes de darmos continuidade neste trabalho cabe uma singela
pergunta.
O que é cor?
Na Doutrina das Cores, publicada em 1810, Goethe afirma que além do objeto e da
luz existem dois outros elementos que fazem parte da constituição do conceito de cor: o
“sentido da visão” e a “sensibilidade” (ou nosso “estado de espírito”).
As cores são ações e paixões da luz. Nesse sentido, podemos esperar delas alguma
indicação sobre a luz. Na verdade, luz e cores se relacionam perfeitamente, embora
devamos pensá-las como pertencendo à natureza em seu todo: é ela inteira que assim
quer se revelar ao sentido da visão. (Goethe, Doutrina das Cores, 1810, p. 35)
Já para Schopenhauser, discípulo de Goethe, a definição de core estaria mais vinculada
a idéia de “consciência” onde a cor seria o resultado de um fenômeno da cognição e
percepção humana. Segundo ele,
O fato de concebermos a cor como inerente a um corpo não modifica em nada a
percepção imediata da cor, que precede o corpo [...]: a cor não é outro que o efeito, a
condição determinada pelo olho e, como tal, existe independente do objeto, somente
pelo intelecto. (Schopenhauser, La vista e i colori, p. 36-7)
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O pensamento de Schopenhauser influenciou a construção da moderna definição de
cor. Jacques Aumont e Michel Pastoureau defendem que a cor não está vinculado aos objetos,
mas sim em nossa percepção.
A cor não é nem uma substância, nem uma fração da luz. É uma sensação, a
sensação de um elemento colorido por uma luz de o ilumina, recebida pelo olho e
comunicada ao cérebro. (Pastoureau, Dicionário das cores do nosso tempo, p. 6)
Se formos nos ater a definição conceitual da cor iremos ventilar várias teorias de
inúmeros autores, contudo perderemos a objetividade do trabalho. A seguir discutiremos
resumidamente os princípios fundamentais da gênese da luz, a organização do espectro
eletromagnético, síntese aditiva e subtrativa, posteriormente será definido a metodologia do
experimento executado e a interpretação dos resultados á luz da teoria discutida.
2. A luz antes da cor: seus aspectos físicos
Os objetos do mundo aguardam inertes e latentes a sua manifestação, que só será
possível, quando levados por feixes luminosos até os nossos olhos (Farina, 2006). Este feixe
luminoso, por sua vez, tem sua origem na intimidade do átomo.
Sempre que um elétron é excitado ocorre um salto quântico onde o elétron se
posiciona em um orbital de maior energia e se afastando do núcleo. Este distanciamento
acontece aos saltos, ou seja, saltando do nível 1 para o 2 no primeiro salto e de 2 para o 4 no
segundo salto. Elétrons nas últimas camadas necessitam de pouca energia e ao retornarem ao
seu orbital de origem liberam uma radiação com um longo comprimento de onda (λ) (Figura
1). O oposto ocorre com elétrons nas primeiras camadas, como a força de atração entre a
carga negativa do elétron e a carga positiva do núcleo é mais intensa, ocorre a necessidade de
uma maior quantidade de energia para deslocar o elétron de sua camada. Ao retornar, libera
radiação com um curto comprimento de onda.
Figura 1. Radiação emitida pelo salto quântico do elétron em camadas próxima do núcleo e distante do núcleo
resultando em λ diferentes
Esta radiação originada do átomo se organiza no espectro eletromagnético que é o
conjunto de todas as freqüências da radiação eletromagnética. Este espectro se propaga tanto
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em meios materiais como no vácuo.
É importante notar que os nossos olhos apenas são sensíveis a uma pequena porção do
espectro eletromagnético (Figura 2). Todas as outras radiações que nos rodeiam são invisíveis
e, portanto, passam-nos completamente despercebidas.
Figura 2. Espectro eletromagnético solar, escala de λ em metros (m) e espectro visível em nanômetros (nm)
As diferentes sensações que a luz produz no olho humano, dependem da freqüência,
ou comprimento de onda. Correspondem ao intervalo, mostrado na tabela 1, para uma pessoa
com uma visão normal, isto é, sem problemas visuais.
Tabela 1.Comparativo do comprimento de onda e freqüência da cores presentes no espectro visível.
Cor
Vermelho
Laranja
Amarelo
Verde
Ciano
Azul
Violeta
Comp. de onda (nm)
625-740
590-625
565-590
500-565
485-500
440-485
380-440
Frequência (THz)
480-405
510-480
530-510
600-530
620-600
680-620
790-680
As cores espectrais correspondem aos comprimentos de onda discretos presente no
espectro visível. Entretanto, sua observação atenta mostra claramente que nele não se
encontram todas as cores visíveis que o olho humano pode captar. Com efeito, podemos
observar uma gama de cores que habitualmente colocamos entre o azul e o vermelho e que
inclui a cor magenta. Esta gama está ausente do espectro visível pois equivaleria a ligar cores
antípodas do espectro, como comprimentos de onda menores (tons de azul) com os maiores
(tons de vermelho).
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A cor branca também não e uma cor espectral porque não corresponde a nenhum
comprimento de onda específico, mas sim compreende um conjunto de muitos comprimentos
de onda com intensidades aproximadamente uniformes.
Objetos reais presentes na natureza demonstram que existem mais cores visíveis do
que cores espectrais. Enquanto as cores espectrais são originadas por radiações com um
comprimento de onda específico, as cores não espectrais são devidas à mistura de luzes com
diferentes comprimentos ou gamas de comprimentos de onda.
A cor magenta é uma das misturas de cor mais simples que resulta da adição de duas
cores do espectro, o azul e o vermelho. Para produzi-la basta combinar a luz proveniente de
dois focos em que cada um deles emite luz de cada uma daquelas cores. Neste caso a cor
resultante é produzida por adição. Todavia a cor magenta pode também ser produzida por
subtração.
Se um feixe de luz branca incidir sobre uma superfície que absorve os comprimentos
de onda visíveis intermédios (correspondentes aos verdes), a luz refletida pela superfície
ficará reduzida às componentes com comprimentos de onda nas zonas do azul e do vermelho.
O cérebro humano interpretará então a superfície como sendo de cor magenta. Este é um
processo subtrativo de composição da cor.
3. Absorção & Reflexão: A interação da luz com o corpo
O escopo básico deste trabalho se revela na seguinte hipótese:
“A cor que nos percebemos, sentimos e interpretamos de objetos iluminados não é
uma característica intrínseca dos mesmos. É uma variável, e com tal depende de inúmeros
fatores como características químicas superficiais, natureza da luz, estrutura visual do
observador e do conjunto de vivencias, experiências e convenções necessárias para construir
um significado específico para ela.”
Montou-se uma estrutura metodológica para tentar provar a veracidade desta hipótese,
como veremos mais adiante. Contudo ainda existem alguns conceitos importantes que devem
ser consolidados antes tentarmos interpretar o fenômeno cromático.
A cor apresentada por um objeto, ao ser iluminado por uma luz branca, depende do
tipo de luz que ele reflete difusamente. A luz branca, na região do espectro visível, é
constituída por sete cores básicas: vermelha, alaranjada, amarela, verde, azul, anil e violeta.
Um observador vê cada objeto com uma determinada cor, da seguinte maneira: se a
luz incidente é branca (composta de todas as cores) e o objeto absorve toda a gama de cores,
refletindo difusamente apenas a azul, o corpo é de cor azul.
Então, um objeto branco é aquele que reflete difusamente toda a luz branca incidente e
um objeto negro é aquele que absorve todas as cores, não refletindo difusamente nenhuma cor
(Figura 3).
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Figura 3. A cor do objeto depende dos comprimentos de onda absorvidos pela sua superfície. Se um objeto
absorver todas as cores, não emitira cor nenhuma resultando no preto.
Como vimos, no processo de formação das cores em pigmentos podemos perceber um
fenômeno de absorção ou reflexão da luz incidente sobre o objeto. Assim, quando um feixe
luminoso incide na superfície de um objeto pigmentado há um espalhamento da luz que
determinam a cor refletida por aquela superfície. Um tomate é visto como vermelho, porque,
quando a luz penetra em sua camada de pigmentos, todas as radiações complementares à cor
que observamos são absorvidas. Isto é, ele absorve todas as cores, mas com um máximo de
absorção no verde, que é a cor complementar do vermelho (processo subtrativo).
A Tabela 2 apresenta as faixas de absorção de comprimentos de ondas das principais
cores do espectro eletromagnético e suas respectivas cores complementares.
Tabela 2. Faixas de cores da luz absorvidas (Abs.) e de cores observadas (Obs.) no espectro do visível.
λ(nm) 400
Cor
Abs.
Cor
Obs.
450
500
570
590
620
750
Viol.
Azul
Verde
Amar.
Lar.
Verm.
Amar.
Lar.
Verm.
Viol.
Azul
Verde
Viol. (Violeta); Amar. (Amarelo); Lar. (Laranja); Verm. (Vermelho)
Vamos nos ater um pouco mais no processo de formação das cores associadas aos
pigmentos, que são substâncias capazes de colorir os objetos. Os pigmentos podem ser
orgânicos ou não, uma substância que se comporta como um pigmento é capaz de absorver
uma determinada região do espectro visível (processo subtrativo), refletindo difusamente a
faixa de luz complementar, ou seja, a cor que será vista.
Retomando o exemplo do tomate, podemos ainda dizer que sua cor vermelha se deve
principalmente à presença de um pigmento chamado licopeno (Figura 4) (Caserio, 1977).
Na figura 4 podemos observar, além da estrutura do licopeno, seu valor λmax. Este
valor refere-se a máxima intensidade de absorção da faixa de luz absorvida por uma
substância. Sua representação gráfica pode ser vista na Figura 5.
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λmax 505 nm
Figura 4. Estrutura do licopeno
λmax
Absorção
400
500
600
800
λnm
Figura 5. Absorção máxima de uma substância colorida na região do espectro visível.
A cor que observamos de um objeto está associada intrinsecamente às transições
eletrônicas presentes nos compostos. As principais causas destas transições eletrônicas são:
conjugações por ligações múltiplas, transições eletrônicas intermoleculares e intramoleculares
em complexos com transferências de carga, transições de campo ligante em cristais e
transições de bandas em materiais semicondutores (Orna, 1978)
Observando a estrutura do licopeno, vemos que são as ligações duplas conjugadas ao
longo da estrutura que causam um λmax de absorção na região do visível (505 nm). Como a
substância absorve radiação na região da cor verde, a cor observada será, portanto, a cor
complementar, que é a vermelha (Tabela 2).
4. Método de investigação: Montagem fotográfica
Até o momento discorremos sobre os fundamentos teóricos do processo de incidência
da luz em uma superfície. Agora vamos nos ater um pouco mais sobre o experimento em si, a
consolidação do protocolo de investigação, a montagem experimental sua execução e
resultados obtidos.
Em uma primeira análise o experimento realizado parece um tanto ingênuo, conduto a
racionalização dos resultados indicam que a real relação entre o objeto e sua cor vai contra
nosso senso comum da realidade.
A metodologia de pesquisa consiste em incidir três feixes de luz monocromática e um
feixe de luz branca em objetos de nosso cotidiano e fotografar sem correção automática estes
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objetos. Realizou-se 4 exposições de 6 objetos totalizando 24 exposições fotográficas (Tabela
3-A e 3-B).
A montagem do experimento se deu no Laboratório de Fotografia do Instituto de
Ensino Superior da Amazônia (IESAM) onde utilizou-se três filtros (vermelho, verde e azul)
com 4 camadas de papel celofane cada um, Flash Speed Light 580 EX II, mesa de suporte,
uma máquina fotográfica Canon REBEL T1i D3000 e objetos em close (carro de controle
remoto, bola de fisioterapia, toalha verde, toalha azul, estojo de game e um chuchu).
As especificações utilizadas da Canon foram a lentes 18 x 200 com ISO 200 no
sistema RAW + L, a velocidade do obturador foi 1/30 com abertura do diafragma de F 8.0. Na
luz direta utilizou-se flash rebatido em 45° com temperatura de cor de aproximadamente
5700k e filtros fixados na saída (Figura 6).
Figura 6. Montagem da câmera fotográfica, flash e filtro.
A técnica consistiu em posicionar o objeto no centro da mesa e incidir primeiramente
um feixe de luz branca, sem filtro, e fotografar em close o objeto. Posteriormente o processo
se repetiria com um filtro vermelho, verde e azul de forma a se obter quatro fotos do mesmo
objeto com quatro iluminações diferentes. Estes resultados foram organizados na Tabela 3.
5. Resultados obtidos
Depois de realizada a montagem do equipamento e dos testes de configuração e
calibração da máquina fotográfica, do flash e filtros, realizou-se a tomada fotográfica dos
objetos em close.
Os resultados foram tabelados nas tabelas 3-A e 3-B onde suas linhas foram
organizadas por categorias de filtros utilizados e as colunas os objetos.
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Tabela 3-A. Resultado fotográfico da incidência dos quatro tipos de luz nos objetos
Carro de controle remoto
Bola fisioterápica
Estojo de game
A
B
C
D
A – Captação com luz branca; B – Captação com filtro vermelho; C – Captação com filtro verde; D – Captação
com filtro azul.
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Tabela 3-B. Resultado fotográfico da incidência dos quatro tipos de luz nos objetos
Toalha verde
Toalha azul
Chuchu
A
B
C
D
A – Captação com luz branca; B – Captação com filtro vermelho; C – Captação com filtro verde; D – Captação
com filtro azul.
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6. Conclusão
De fato, os resultados indicam claramente que a cor percebida de objetos varia com a
natureza da luz incidente, ora tendendo para a saturação ora se revelando pouco saturada
chegando perto do cinza. Observamos que em objetos verdes como a toalha verde e o chuchu
quando submetidos à luz com filtro vermelho e azul, se revelaram pouco saturados quase
cinzentos, o oposto ocorreu com o filtro verde onde as cores ficaram mais realçadas.
Observamos algo semelhante em objetos vermelhos como o carro de controle remoto, onde
sua cor ficou mais saturada com o filtro vermelho e pouco saturada com os filtros verde e
azul. Este padrão foi observado em todos os objetos, onde houve uma saturação na cor
submetida à luz monocromática de comprimento de onda similar ao comprimento de onda do
pigmento da superfície do objeto.
Este fenômeno ocorre porque a cor que observamos é na realidade uma soma dos
vários comprimentos de ondas provenientes das cores complementares dos diversos
pigmentos presentes nas superfícies dos objetos, logo, se uma luz monocromática incidir
sobre o mesmo ou veremos sua complementar (a cor do pigmento) ou teremos uma ausências
de luz. Este pensamento se aplica à objetos com cores discretas e bem definidas. Contudo os
objetos de nosso cotidiano apresentam cores contínuas, deste modo podemos perceber
visualmente perturbações nas características cromáticas originais com alterações na saturação
da cor.
Este experimento deixa claro que nossa percepção das cores da natureza não depende
exclusivamente do objeto observado, mas sim de suas propriedades químicas e da luz
incidente. Desta forma fica provado que um objeto azul, dependendo da luz, pode se revelar
cinza ou de outra tonalidade, quebrando assim com paradigmas cromáticos pelo qual estamos
tão habituados.
Figura 7. O mesmo objeto pode ter sua aparência alterada apenas mudando-se o filtro de iluminação.
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7. Referências Bibliográficas
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LOPES, João Manuel Brisson. Cor e luz, Lisboa, Instituto Superior Técnico, Universidade
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CSILLAG, Paula. Comunicação com Cores: um Teste Empírico de Estudo Científico da
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SOUZA, NELSON ANGELO DE. Entendimento da mistura de cores facilitado pela
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– 15 de agosto de 2008