¿Qué es la luz? ¿qué es el color? El espectro visible

Como ya decía en mi artículo previo, lo primero que quería recoger sobre teoría básica para entender imágenes digitales era una definición de la luz y del color. Espero llegar a hacerlo con este artículo.

¿Qué es la luz?

Para hablar del color primero hay que entender qué es o a qué llamamos luz. Curiosa pregunta, ¿verdad?, intenta pensar tu respuesta antes de seguir leyendo, ¿cómo explicarías qué es la luz?.

La luz no es más que la radiación electromagnética que emite un objeto, bien porque la genera (sol, fuego, filamento incandescente, cuerpo fluorescente o cualquier otro elemento similar o derivado), o bien porque la refleja.

Los cuerpos incandescentes generan luz

Ya creo que es llegar mucho más allá, pero por no dejarlo sin respuesta, la explicación básica de por qué el sol, el fuego, las bombillas, y en general cualquier cuerpo incandescente genera nuestra querida luz, además de generar radiación térmica, es que la alta temperatura provoca reacciones en las partículas de los átomos de dichos cuerpos y dicha reacción termina liberando una radiación electromagnética que se emite tanto en ondas visibles como no visibles por nuestros ojos. De esto justo vamos a hablar a continuación. Así que estos cuerpos nos dan calor y nos iluminan (qué poético).

Para los aún más curiosos sobre temas de física, hablando de ondas visibles y no visibles y del espectro que comento a continuación pero generado por una estrella diferente a nuestro sol, echad un vistazo a “Las líneas de Pickering-Fowler” que José Manuel Morales, mi compi de trabajo y antiguamente de la Universidad de Granada, comenta en su blog de física El zombi de Schrödinger.

Espectro visible

Siguiendo con los tecnicismos, la radiación electromagnética es una combinación de campos magnéticos y eléctricos que se propagan a través del espacio, transportando energía de un lugar a otro. Es decir, lo que vemos no es más que energía que nos llega de un objeto que la irradia. Y nuestros ojos actúan como receptores de movimientos de cargas eléctricas que llegan a ellos mediante ondas.

La radicación se emite pues mediante ondas, y una onda tiene una determinada longitud. De toda radiación electromagnética que emiten los objetos, denominamos luz a la que es visible, es decir, la que pueden captar nuestros ojos y nuestra mente traduce a información. Aquí es donde entra en juego el espectro visible, que no es más que la radiación electromagnética que nuestro ojo es capaz de percibir por tener una longitud de onda en un rango o espectro concreto.

Por tanto, aunque nos llega radiación con cualquier longitud de onda, la que nuestro ojo es capaz de ver es la que denominamos luz. El rango de longitudes de onda que somos capaces de ver es lo que llamamos espectro visible, más concretamente, espectro electromagnético visible.

¿Qué es el color?

El color no es más es la percepción en nuestro ojo de una radiación electromagnética con una determinada longitud de onda y cómo la interpreta nuestro cerebro traduciéndola a un color u otro.

Como vimos antes, el espectro visible es el rango de radiación electromagnética que podemos ver y que incluye la radiación emitida con una longitud de onda que va desde 400nm a 700nm (aproximadamente, ya que algunos perciben longitudes con un espectro algo más amplio tanto arriba como abajo).

La longitud de onda más baja corresponde al violeta, y la longitud de onda más larga corresponde al rojo. La longitud de onda junto a su velocidad determina la frecuencia de cada onda y cuando más longitud tenga una onda, menor será su frecuencia. De ahí que si hablamos en términos de frecuencia de onda en el espectro visible, el rojo es la radiación electromagnética que menor frecuencia tiene (baja frecuencia), y el violeta es la radiación que más frecuencia tiene (alta frecuencia).

Por tanto, en estos términos, la radiación que hay con menor frecuencia que el rojo (más baja que el rojo, es decir, radiación más abajo que el rojo en el espectro medido en frecuencias) recibe el nombre de luz infrarroja. Y la radiación que hay más allá (más alta) que la violeta recibe el nombre de ultra violeta. Estas radiaciones son las que nuestro ojo no es capaz de captar.

Los seis colores del espectro visible

Si nos centramos en el espectro visible, tenemos radiación con longitud de onda que representa los siguientes seis colores, mejor llamados matices o croma (de menor a mayor longitud de onda, de mayor a menor frecuencia de onda): violeta, azul, verde, amarillo, naranja y rojo. Y entre cada uno sus transiciones o mezclas.

Espectro visible

Espectro visible

Sobre si los colores básicos del espectro visible son seis o siete hay mucha literatura. En origen, Newton incluía un séptimo color entre el azul y el violeta llamado “índigo”, también denominado añil. Las teorías más modernas dejan el espectro en los seis colores que comentaba antes. De la clasificación de siete colores, relacionada con el arcoíris, viene su representación y la famosa bandera.

Blanco y negro

Además de estos seis colores, también tenemos que incluir el blanco y el negro, que aunque comúnmente los denominamos colores, en realidad no son colores que se correspondan con radiación con una determinada longitud de onda. El negro no es luz, sino su ausencia, por tanto, si vemos un objeto de color negro, estaríamos hablando de un objeto que no refleja la luz que se proyecta sobre él.

Y sobre el blanco, tampoco sería exactamente un color, de hecho, es acromático, y al contario que el negro, es la máxima claridad. Estaríamos hablando de la combinación de los seis colores anteriores, es decir, la combinación de todas las radiaciones de longitud de onda pertenecientes al espectro visible.

Por qué vemos los objetos de color

El sol, como todas las estrellas, emite luz blanca. Cuando la luz blanca choca en los objetos que vemos, una parte se absorbe y otra se refleja. Un objeto que vemos de un color concreto, por ejemplo azul, no es más que un objeto que refleja sólo las radiaciones con longitud de onda que vemos como azul y absorbe todas las radiaciones con longitud de onda correspondientes a los cinco colores restantes. Es decir, el objeto refleja las ondas con longitud correspondiente al azul, nuestro ojo capta esas longitudes y nuestro cerebro la convierte en lo que interpretamos como azul.

El resto de colores puros seguirían el mismo patrón de absorción y reflexión, y las mezclas o matices intermedios consistirían en varias longitudes de onda reflejadas con diferentes intensidades.

Grises

La gama de grises sería una escala situada entre el negro (ausencia de luz) y el blanco (máxima luminosidad). Es acromático y está compuesto, al igual que el blanco, de todas las longitudes de onda.

Los objetos que percibimos como grises absorben cierta cantidad de luz blanca y reflejan radiaciones de todas las longitudes de onda y no sólo de unas en concreto, por eso, la luz que reflejan deja de ser blanca pero no toma un matiz o croma determinado, sigue siendo blanca pero con menor luminosidad, es decir, gris. Los objetos que vemos más grises absorben más luz, y los que vemos menos grises, absorben menos luz.

En fotografía, el gris medio es aquel en el que el objeto de dicho “color” absorbe el 82% de la luz que recibe y sólo refleja el 18% restante.

Rueda de color o círculo cromático

Partiendo de estos seis colores del espectro visible vamos a llegar a la rueda de color o círculo cromático que vemos más frecuentemente en fotografía y al concepto de los colores adyacentes y complementarios.

Si estas radiaciones o colores los llevamos a una rueda juntando los extremos de este espectro o banda, tendremos lo siguiente:

Rueda de color

Rueda de color

Con esta rueda ahora podemos ver lo que significan e implican los colores adyacentes y los opuestos o complementarios. Los adyacentes de un color son los colores que están a uno y otro de sus lados en la rueda. Y ¿qué significan para nosotros en fotografía estos adyacentes? Son los matices a los que puede virar un color dado si lo mezclamos con el siguiente adyacente (podemos denominarlos adyacentes secundarios). Por ejemplo, el rojo puro tiene como adyacentes secundarios el amarillo y el azul. Si lo mezclamos con amarillo, su matiz va virando del rojo puro al adyacente inmediato, es decir, el naranja. Si lo mezclamos con el azul, su matiz va virando al violeta, que es su adyacente inmediato. Esto es lo que obtenemos con los controles de matiz que suelen venir incorporados en los reveladores RAW.

Como podemos ver en la rueda y en la banda del espectro visible, los adyacentes de cada color del espectro son:

  • Violeta: rojo en un lado y azul en el otro
  • Azul: violeta a un lado y verde al otro
  • Verde: azul a un lado y amarillo al otro
  • Amarillo: verde a un lado y rojo al otro
  • Naranja: amarillo a un lado y rojo al otro
  • Rojo: amarillo a un lado y violeta al otro

Utilizando estos adyacentes, los matices a los que virarían los colores son (intentaré utilizar unos nombres de colores intermedios más o menos estándar, si es que existen o los conozco):

  • Violeta: magenta si mezclamos con rojo, añil o índigo si mezclamos con azul.
  • Azul: añil o índigo si mezclamos con violeta, cian si mezclamos con verde.
  • Verde: cian si mezclamos con verde, lima si mezclamos con amarillo.
  • Amarillo: lima si mezclamos con verde, ocre amarillento o bien ocre anaranjado o amarillo anaranjado (no hay un nombre que sepa exactamente para este color intermedio) si mezclamos con naranja.
  • Naranja: el antes comentado si mezclamos con amarillo, rojo anaranjado o naranja rojizo (tampoco existe o conozco un nombre para este color intermedio) si lo mezclamos con rojo.
  • Rojo: idem si lo mezclamos con naranja, magenta si lo mezclamos con violeta.

Además de que los adyacentes determinan los matices a los que puede variar un color cuando lo mezclamos con su siguiente adyacente, el uso en fotografía de una paleta de colores adyacentes se traduce en una armonía visual, una fotografía que no tiene tensión visual.

Los opuestos los podemos ver mejor en la rueda con las flechas que he incluido, son los que caen en el lado contrario, y en este caso coinciden con el modelo de color RYB:

  • Violeta – amarillo
  • Azul – Naranja
  • Verde – Rojo

Y que sean opuestos implica, fotográfica y visualmente, que van a contrastar más cuando los veamos juntos en una fotografía o en una ilustración, creando dinamismo y tensión visual.

Tono y saturación

Hasta ahora hemos visto lo que es el matiz o croma. Nos queda ver qué son las otras variables relacionadas con el color que utilizamos en fotografía. Los tres conceptos (matiz, tono y saturación) son los que en otro artículo utilizaremos para explicar los modelos de color, y en especial el modelo HSL (hue – matriz, saturation – saturación, lightness – luminosidad, luminancia o tono), donde la saturación la expresaremos entre matiz puro en un extremo y gris medio en el otro.

El tono es un concepto que depende del modelo en el que se representa. En fotografía lo entendemos mejor como una escala entre el negro y el blanco, que es la que sigue el modelo HSL, por eso he escogido ese modelo para un futuro artículo.

La saturación también depende del modelo, de nuevo, es en el modelo HSL donde mejor encaja con el entendimiento general en fotografía, que es una escala de valores comprendidos entre el matiz o croma puro (el color puro) y el gris medio.

Sobre el tono, hay una explicación muy curiosa que me encontré en el libro “El fotógrafo completo” de Tom Ang y que me costó entender. En la introducción da una definición de lo que llama “las dimensiones de la fotografía”, indicando que nuestro estilo visual está basado en, al menos, siete dimensiones. Esas dimensiones yo las entiendo más como variables a las que damos un valor u otro para hacer una fotografía con nuestro propio estilo. Una de esas dimensiones indica que es la tonalidad. Y aquí viene lo curioso, lo explica indicando que en un extremo de la tonalidad tenemos el blanco y negro y en el otro un solo tono y no millones de tonos. En realidad está hablando del contraste. Según nuestro estilo y la foto que queremos obtener, podemos llegar en un extremo a jugar con el contraste hasta el máximo, obteniendo una fotografía donde las sombras y negros se irían hasta el negro profundo, y los blancos y altas luces se irían al blanco. Obtendríamos una imagen en dos “colores”, blanco y negro (que no grises, es decir, no habría grises ni colores más o menos saturados, sólo píxeles o puntos blancos y negros). Si os imagináis el ying y el yang, esa sería una fotografía (o mejor dicho ilustración) que sólo emplea blanco y negro. Os comento que esos máximos y mínimos serían teóricos, con esto me refiero a que no vais a encontrar escalas o controles de contraste en los reveladores o editores que jueguen con esos dos extremos. Hablando de imagen digital, teóricamente aplicaríamos un algoritmo que, a partir de un valor pivote o un umbral, tome todos los píxeles por debajo de ese umbral y los lleve al negro, y los píxeles con valor igual o por encima de ese umbral los lleve a blanco.

Por otra parte, en el extremo opuesto de la dimensión que explica Tom Ang, si reducimos el contraste al mínimo, estamos transformando todos los píxeles, tanto negros y sombras como blancos y altas luces a un solo valor, bien un gris medio, un blanco o un negro. La única imagen posible entonces es un lienzo completamente gris, blanco o negro.

Si tenéis oportunidad de haceros con el libro, os comento que para mí fue interesante ver cómo muestra la forma en que trabajan profesionales de cada una de las temáticas de fotografía.

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2 comments

  1. buenas explicaciones Antonio;aunque yo para los colores tengo ciertas dificultades,sobre todo con los verdes,pero muchas ventajas con los grises,tengo mucha facilidad para ver en la espesura y penumbra objetos o individuos que se mueven ,no recuerdo el nombre de mi carencia,pero me consiguieron un articulo comentado que individuos con estas caracteristicas nos empleaban en la guerra como avanzadilla para descubrir al enemigo,no se si tu seras conocedor del tema,no es exactamente daltonismo,pero ahora no recuerdo el nombre.

    1. Gracias Víctor. Entonces quizá te llame más la fotografía en blanco y negro. Además, esperemos que no haya más guerras donde se necesiten esas ventajas ;-)
      Saludos

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