Categoria: Ottica

I colori delle cose…

Il modo in cui le tinte oggettivamente applicate su un supporto generano la percezione del colore è detto sintesi sottrattiva.
Ogni materia da noi conosciuto, ogni superficie, ogni oggetto, assorbono in maniera selettiva solo alcune lunghezze d’onda della luce e riflettono le restanti.
Il colore che vediamo cioè quello riflesso è quello che non viene assorbito dall’oggetto.
Il risultato della totale assorbimento dei colori di un oggetto restituisce a noi nessun colore quindi noi vedremo l’oggetto nero.
Più i pigmenti assorbono luce, più il colore è scuro, il nero corrisponde all’assorbimento dell’intero spettro luminoso.
Il bianco si origina dalla completa riflessione dello spettro e dunque non è un singolo colore bensì la sommatoria di tutti.
I colori base per generarli quasi tutti sono il Ciano (Cyan), Magenta (Magenta), Giallo (Yellow), deriva la sigla CMY.
La stampa si basa sull’uso degli inchiostri dei tre colori primari sottrattivi, a questi si aggiunge il nero (black K) per migliorare la profondità dei toni trasformandola in CMYK.
L’espediente grafico per farlo è rappresentato dai retini da stampa.
Nella sintesi sottrattiva sommando più colori si ottiene un colore più scuro.
Con tutti i colori al massimo della luminosità si ottiene appunto il bianco (Valore 0).
Ponendo viceversa la luminosità a zero si ha il nero (Valore 100).

I colori della luce…

I colori fondamentali per la sintesi additiva sono i tre a cui sono sensibili i coni dell’occhio umano, Rosso (Red), Verde (Green), Blu (Blue), da cui appunto l’acronimo RGB.
L’RGB è un modello adatto nella rappresentazione e visualizzazione di immagini in apparecchiature elettroniche è quindi usato dai dispositivi come le fotocamere digitali, le telecamere, monitor, gli scanner che sintetizzano i colori affiancando punti colorati.
Un’immagine digitale è scomposta attraverso filtri in tanti puntini (pixel) in questi tre colori base che miscelati tra loro danno come visione quasi tutto lo spettro dei colori visibili.
Si ha sintesi additiva quando si sovrappongono le luci provenienti da diversi fari luminosi.
Storicamente il primo dispositivo per la sintesi additiva è stato il disco di Newton, disco composto da sette settori colorati secondo i colori dell’arcobaleno, facendo ruotare velocemente il disco i colori vengono mescolati e si ottiene un colore simile a un bianco.
Nella sintesi additiva sommando più colori si ottiene un colore più chiaro.
Con tutti i colori al massimo della luminosità (FF esadecimale = 255) si ottiene appunto il bianco.
Ponendo viceversa la luminosità a zero (FF esadecimale = 000) si ha il nero.

La visione binoculare, anche detta visione stereoscopica o stereopsi o stereopsia, è una caratteristica del sistema visivo, propria di alcune specie animali, quali l’essere umano.
Questa avviene in genere per un campo ristretto rispetto alla normale visione bioculare, e proprio quando entrambi gli occhi partecipano alla visione dello stesso soggetto o della stessa area di campo. Ovvero, quando la parte del singolo campo visivo monoculare dell’occhio destro, può andarsi a sommare alla stessa parte visibile anche dal singolo campo visivo monoculare dell’occhio sinistro, formando appunto una immagine binoculare.

La visione binoculare, è la parte utilizzata per la maggior parte del tempo durante l’osservazione attenta, aprossimabile mediamente una finestra di forma ellittica.
Il campo visivo si estende per ogni occhio per oltre 90° dal lato temporale, 60° dal lato nasale e circa 70° tra la parte superiore e inferiore.
L’acutezza visiva totale della visione binoculare, risulta decisamente maggiore rispetto alla visione monoculare, ovvero più del doppio.

La fovea è una regione centrale della retina di massima acutezza visiva.
È un avvallamento di forma circolare nella retina, di circa 1,5 mm di diametro.
Qui c’è la massima concentrazione dei coni (ma soltanto quelli che permettono la visione del rosso e del verde), mentre sono del tutto assenti i bastoncelli.
La fovea è l’unico elemento retinico che ha il potere di localizzare gli oggetti al centro del campo visivo. I punti fuori dalla fovea localizzano gli oggetti a destra, a sinistra, in alto e in basso rispetto al centro del campo visivo.
La percezione binoculare si verifica perché le due fovee fissano nel medesimo istante un oggetto, così le immagini vengono fuse in un’unica impressione sensoriale a livello corticale.

La luce è una radiazione elettromagnetica all’interno di una determinata porzione dello spettro elettromagnetico.
Il termine di solito si riferisce alla luce visibile, che è la porzione dello spettro che può essere percepita dall’occhio umano.
La luce visibile è generalmente definita come avente lunghezze d’ onda nell’intervallo 400–700 nanometri (nm), tra l’ infrarosso (con lunghezze d’onda più lunghe) e l’ ultravioletto (con lunghezze d’onda più brevi).

Le proprietà primarie della luce visibile sono intensità, direzione di propagazione, spettro di frequenza o lunghezza d’onda e polarizzazione, mentre la sua velocità nel vuoto, 299.792.458 metri al secondo, è una delle costanti fondamentali della natura.

In fisica, il termine luce a volte si riferisce alla radiazione elettromagnetica di qualsiasi lunghezza d’onda, sia visibile che no.
Come tutti i tipi di radiazione EM o EMR, la luce visibile si propaga come onde.
Generalmente, la radiazione EM, è classificata in base alla lunghezza d’onda in onde radio , microonde , infrarossi , lo spettro visibile che percepiamo come luce, raggi ultravioletti , raggi X e raggi gamma.
L’EM nella regione della luce visibile è costituito da quanti (chiamati fotoni).

Al di sopra della gamma di luce visibile, la luce ultravioletta diventa invisibile agli esseri umani, principalmente perché viene assorbita dalla cornea al di sotto di 360 nm.
Inoltre, le aste e i coni situati nella retina dell’occhio umano non sono in grado di rilevare le lunghezze d’onda ultraviolette molto brevi (inferiori a 360 nm) e sono infatti danneggiate dall’ultravioletto.

Varie fonti definiscono la luce visibile da 420-680 nm a 380-800 nm. In condizioni ideali di laboratorio, le persone possono vedere gli infrarossi fino ad almeno 1050 nm; bambini e giovani adulti possono percepire lunghezze d’onda ultraviolette fino a circa 310–313 nm.

La retina è lo strato più interno e sensibile alla luce del tessuto dell’occhio della maggior parte dei vertebrati . L’ottica dell’occhio crea un’immagine bidimensionale focalizzata del mondo visivo sulla retina, che traduce quell’immagine in impulsi neurali elettrici al cervello per creare percezione visiva, la retina che serve una funzione analoga a quella del film o del sensore di immagine in una macchina fotografica .

La retina neurale è costituita da diversi strati di neuroni collegati tra loro da sinapsi ed è supportato da uno strato esterno di cellule epiteliali pigmentate. Le cellule primarie sensibili alla luce nella retina sono le cellule dei fotorecettori , che sono di due tipi: bastoncelli e coni . I bastoncelli funzionano principalmente in condizioni di scarsa illuminazione e offrono una visione in bianco e nero. I coni funzionano in condizioni ben illuminate e sono responsabili della percezione del colore, nonché della visione ad alta acutezza visiva.

La luce che colpisce la retina avvia una cascata di eventi chimici ed elettrici che alla fine innescano impulsi nervosi che vengono inviati a vari centri visivi del cervello attraverso le fibre del nervo ottico . I segnali neurali provenienti da coni e bastoncelli subiscono l’elaborazione da parte di altri neuroni, la cui produzione assume la forma di potenziali d’azione nelle cellule gangliari della retina i cui assoni formano il nervo ottico.

Esistono tre tipi di Coni, quelli L (Long), sensibili al Rosso, coni M (Medium) per il Verde e coni S (Short) per il Blu.

I coni sensibili al colore Rosso hanno un’alta densità, quelli sensibili al colore Verde una media densità, quelli sensibili al colore Blu hanno una bassa densità e sono totalmente assenti dal centro della fovea.
I tre tipi di coni non contribuiscono ugualmente alla sensazione di intensità luminosa: ha questa contribuiscono prevalentemente i coni sensibili al Rosso e al Verde, mentre i coni sensibili al Blu hanno solo una forte valenza cromatica.

I bastoncelli hanno una funzione complementare hai coni, sono sensibili solo alla luminosità e non al colore, operano in situazioni di scarsa visibilità (per esempio in una stanza poco illuminata) e garantiscono la cosiddetta visione scotopica (notturna).

Gli occhi forniscono agli organismi la visione, la capacità di elaborare dettaglio visivo.
Gli occhi rilevano la luce e la convertono in impulsi elettrochimici nei neuroni.
L’occhio è un sistema ottico complesso che raccoglie la luce dall’ambiente circostante, ne regola l’intensità attraverso un diaframma, si concentra attraverso un assieme di lenti per formare un’immagine, converte l’immagine in una serie di segnali elettrici, e trasmette questi segnali al cervello che collegano l’occhio attraverso il nervo ottico alla corteccia visiva.

L’occhio funziona consentendo alla luce di entrare su un pannello sensibile alla luce noto come Retina nella parte posteriore dell’occhio.
Nella retina si distinguono una zona centrale e una zona periferica.
La zona centrale è approssimativamente circolare e collocata inferiormente al disco ottico, è rappresentata dalla macula lutea.
Tutto ciò che vi è all’esterno della macula lutea è la retina periferica.
Malgrado la retina sia sottile, si distinguono 10 strati sovrapposti.
In generale gli strati 2 e 5 sono occupati dai fotorecettori della retina, cioè i Coni e i Bastoncelli.
I coni si concentrano nella zona centrale della retina (la fovea) e sono deputati alla visione dei colori e alla visione distinta; ne esistono almeno tre tipi diversi, rispettivamente per il rosso, il verde e il blu (sono circa 6 milioni per occhio).
I bastoncelli, invece, sono più sensibili al movimento, sono impiegati per la visione al buio (scotopica) e si concentrano nella zona periferica della retina.
Il lavoro dei coni è individuale nel senso che ciascuno di essi genera un impulso che è avviato al cervello indipendentemente.
Nel caso dei bastoncelli, invece, diverse migliaia di elementi convergono su un singolo interneurone e l’impulso che viene avviato al cervello emerge dalla somma di tutti i singoli impulsi.
I bastoncelli risultano così circa 4000 volte più sensibili alla luce rispetto ai coni.

L’occhio umano è in grado di captare esclusivamente la radiazione elettromagnetica con frequenze all’interno di una banda specifica, limitata tra i colori rosso e viola, e chiamata spettro visibile.
Queste vengono percepite come blu/viola con una lunghezza d’ onda è di circa 400 nm, per passare al verde fino al rosso con una lunghezza di circa 700 nm.
Radiazioni con frequenze inferiori al rosso (infrarosse) e superiori al viola (ultraviolette) non sono quindi percepibili, nonostante appartengano ancora alle “onde luminose” visibili da altri esseri viventi.
La capacità di risoluzione dell’occhio umano è talmente elevata da rimanere tuttora ineguagliata con i sistemi artificiali comuni, come i sensori delle macchine fotografiche, ma è già stata ampiamente superata da alcuni telescopi spaziali.
Si stima che l’occhio umano medio abbia una risoluzione pari a 576 megapixel.