La percepció visual

L’ull és un òrgan compost, bàsicament, per tres membranes:

• l’escleròtica
• la coroide
• la retina

El funcionament de l’ull, és a dir, el procés fisiològic de la visió, és el següent (vegeu la figura):

1. L’escleròtica conté la còrnia, part frontal transparent que permet el pas de la llum a l’interior.
2. En el centre de la còrnia, trobem la pupil·la, obertura variable que deixa passar la llum.
3. La pupil·la, al seu torn, és regulada per l’iris, que actua com un diafragma per regular el pas de la llum.
4. La coroide s’encarrega de nodrir la retina, que és la membrana interna fotosensible sobre la qual es formen les imatges a partir de la llum rebuda a través de la pupil·la i de l’iris.
5. La imatge és enfocada mitjançant el cristal·lí, lent dilatant i refrigerant responsable de l’acomodació de la visió a la distància.
6. El nervi òptic actua com a receptor del conjunt d’estímuls de la retina i transmissor de tota la informació al cervell.
7. Finalment, els músculs oculars s’encarreguen de la mobilitat del conjunt de l’aparell.

“L’ull equival òpticament a la càmera fotogràfica normal, té un sistema de lents, un sistema d’obertura variable (la pupil·la) i una retina que correspon a la placa fotogràfica sobre la qual s’impressionen les imatges. El sistema de lents de l’ull està format per:

1. la interfase entre aire i superfície anterior de la còrnia;
2. la interfase entre superfície posterior de la còrnia i humor aquós;
3. la interfase entre humor aquós i superfície anterior del cristal·lí;
4. la interfase entre superfície posterior del cristal·lí i l’humor vitri […]

De la mateixa manera que una lent de vidre pot enfocar una imatge sobre un paper, el sistema de lents de l’ull també pot enfocar una imatge sobre la retina; aquesta imatge està invertida pel que fa a l’objecte.”

A. C. Guyton (1997). Tratado de fisiología médica (pàg. 867-868).

La neurofisiologia és la branca de la fisiologia i la psicologia que estudia el sistema nerviós. El sistema nerviós està present en qualsevol acció o conducta d’un organisme. La neurofisiologia de la visió s’ocupa de revelar com funciona aquest sistema nerviós amb relació al procés de la percepció visual.

Per entendre-ho, haurem de tenir en compte diversos conceptes, com ara:

• el sistema nerviós humà
• el cervell
• el procés de la percepció visual
• les àrees del còrtex visual

El sistema nerviós, del qual forma part el cervell, està format principalment per dos tipus de cèl·lules: les neurones i les cèl·lules glies. Les neurones transmeten la informació pel sistema mitjançant impulsos elèctrics i estan compostes pel cos neuronal, les dendrites i l’axó. L’impuls elèctric es transmet a través de l’axó, que s’adhereix a les espines dendrítiques d’una altra neurona per mitjà d’un acabament sinàptic. L’impuls elèctric passa d’una neurona a una altra, gràcies a les molècules neurotransmissors (vegeu la figura).

El cervell humà està dividit per dos hemisferis (esquerre i dret) connectats pel cos callós, compost per un feix d’axons. Hi destaquen una part interna i una d’externa (vegeu la figura):

• En la part externa trobem el còrtex cerebral, format per unes agrupacions neuronals que es poden dividir en diferents àrees o lòbuls, destinats a funcions específiques: lòbul frontal, lòbul parietal, lòbul occipital i lòbul temporal. Per exemple, a cada sentit (vista, oïda, gust, olfacte i tacte) correspon una àrea de l’escorça diferent.
• En la part interna trobem el tàlem, els nuclis basals, l’hipotàlem, l’hipocamp i l’amígdala. El tàlem és una mena de centre de control i distribució que rep informació sensorial (visió, oïda i sensacions somàtiques) i motora que després envia a la zona corresponent del còrtex cerebral.

El processament de la informació es fa en dues zones:

• La zona sensitiva primària, on es rep la informació procedent del tàlem i té lloc la primera etapa de processament.
• Les àrees d’associació, on té lloc la part més complexa del processament, en la qual intervé l’experiència, el raonament, la identitat, la presa de decisions…

Aquest procés es pot resumir en tres fases (vegeu la figura):

1. Recepció de la informació. La llum arriba a l’ull i estimula els òrgans receptors –les cèl·lules fotoreceptores– de la retina, que transformen l’estímul lluminós en impuls elèctric i el transmeten com a senyal del nervi òptic cap al tàlem, i aquest cap al còrtex cerebral.
2. Processament. Dins del tàlem la informació es troba amb la connexió cerebral anomenada quiasma, que és l’encreuament on la informació procedent de l’ull dret és enviada a la part del còrtex visual, situat al lòbul occipital de l’hemisferi esquerre, i viceversa. Dins del còrtex cerebral es processa la informació i es fa perceptible.
3. Percepció de la informació. Dintre del lòbul occipital, a l’àrea primària i a la zona d’associació visual, es pren consciència de la imatge visual.

La informació d’impulsos electroquímics simples és transmesa pel nervi òptic i es diversifica en formes més complexes cap al còrtex cerebral.

L’àrea visual general és la primera de rebre l’estímul visual, que posteriorment es distribueix a les altres àrees i forma un mapa de les zones destinades a la visió (camp visual del cervell). És a dir, en el còrtex cerebral comença un procés de fraccionament dels estímuls, que es relacionen i s’estructuren per processos mentals –intel·lectuals– i organitzen i configuren l’escenificació de les dades perceptives.

A partir de l’experimentació, es coneixen sis àrees diferents del còrtex visual primari que intervenen en la detecció visual d’un objecte (Vegeu la figura):

• V1. Visió general de l’objecte
• V2. Visió estereoscòpica de l’objecte
• V3. Visió de la profunditat i distància de l’objecte
• V4. Visió del color de l’objecte
• V5. Visió del moviment de l’objecte
• V6. Visió de la posició absoluta de l’objecte

Una vegada feta la detecció visual, la informació obtinguda és enviada al còrtex d’associació visual, on s’interrelaciona amb informació subjectiva i emocional –no intel·lectual–, de manera que s’obté una percepció conscient de l’objecte i se li dona significat. És el que es coneix com a reconeixement de l’escena visual.

La psicologia de la percepció és l’anàlisi de la percepció visual humana i intenta explicar com es produeix el procés perceptiu. El principi d’organització i coherència de la percepció va ser estudiat per l’escola de la Gestalt. Aquesta escola investiga com la nostra percepció determina i condiciona el nostre pensament i l’atenció. Fonamentalment estudia el grau de coneixement ja present en el simple acte de percebre.

Per aquesta escola, la visió consisteix en un procés de percepció activa en el qual, més enllà de la recepció passiva dels rajos lluminosos, apareixen implicats una sèrie bàsica de processos que organitzen i estructuren els estímuls. Per exemple, només cal que apareguin elements junts en una àrea perquè l’ull els relacioni entre si.

En conseqüència, cap objecte es percep per si mateix aïllat.

Els teòrics de la Gestalt han utilitzat una sèrie de principis clau per descriure els processos de la percepció visual. Aquests principis han sigut qüestionats per altres corrents psicològics perquè no expliquen el procés en si mateix de la percepció visual. Malgrat això, encara que no hi hagi una teoria que doni una explicació del mecanisme del sistema perceptiu, la descripció ens serveix per poder aplicar-los en el món gràfic.

Aquests són els quatre principis clau per descriure els processos de percepció visual. Els hem d’entendre com a mecanismes que funcionen conjuntament com aspectes diferents d’un mateix sistema perceptiu:

• Emergència: fa referència al reconeixement de les formes de manera simultània i global, no per la suma de les seves parts. Per exemple, a la figura podeu veure una imatge experimental que mostra l’emergència perceptiva: la identificació del gos emergeix identificant les taques de manera global.

Font: R.C. James. Utilitzada per D. Marr, Lindsay i Norman i R.L. Gregory

• Reïficació: generació de noves formes a partir de formes prèvies gràcies a l’experiència visual, que conté més informació espacial explícita que l’estímul sensitiu en què es basa; és a dir, veiem contorns il·lusoris com contorns reals. A la figura podeu apreciar un tancament de contorns il·lusoris de la forma de la cara, tractats com si fossin contorns reals.

• Multiestabilitat: ambivalència de la percepció entre fons i figura d’algunes formes que es poden interpretar de manera ambigua. Per exemple, el cub de Necker o el vas de Rubin. A la figura podeu veure la tendència d’imatges ambigües que alternen més d’una interpretació.

Font: Alan de Smet

• Invariància: reconeixement i percepció de les formes i contorns per sobre d’altres qualitats, com el color o les textures. Per exemple, a la figura, malgrat les variacions i les distorsions, podem identificar i reconèixer el mateix objecte en perspectives, deformacions o estils gràfics diferents.

Demostració gràfica de Steven Lehar

Mitjançant l’estudi i l’experimentació dels principis descriptius sobre els processos de la percepció visual, els autors de l’escola de la Gestalt van arribar a determinar un conjunt de lleis. Aquestes lleis descriuen que la nostra experiència perceptiva està organitzada, és a dir, que percebem els elements com una estructura que tendeix a unificar i relacionar en grups els estímuls percebuts. Dit d’una altra manera, tenim tendència a veure un conjunt d’elements i no parts aïllades desconnectades entre si. Aquests elements els agrupem de manera que el resultat o conjunt sigui el més senzill, ordenat i cohesionat possible. A partir d’aquest principi es va extreure la llei de la pregnància o la bona forma i després van sorgir les altres lleis condicionades per aquesta premissa de senzillesa.

Les principals lleis de la Gestalt són aquestes:

1. Llei de la pregnància
2. Llei de la proximitat
3. Llei de la semblança
4. Llei del tancament
5. Llei del destí comú
6. Llei de la continuïtat
7. Llei de la simetria
8. Llei de l’experiència

Els elements i objectes es perceben sempre de la forma més senzilla possible. És a dir, com una representació breu, clara i precisa del contingut. Una figura senzilla té més pregnància i és més fàcil de memoritzar.

Per exemple, a la figura a (vegeu la figura) veiem els quatre quadrants per la seva interdistància regular, mentre que difícilment establirem el quadrat extern com a figura comuna respecte a la resta a causa de la interdistància irregular. A la figura b les franges blanques amb formes més regulars fan el paper de figura respecte a les franges negres, que fan el paper de fons.

Percebem els elements agrupats, és a dir, les parts amb menor distància entre elles respecte a altres elements del mateix conjunt. Per exemple, els textos es divideixen en paraules mitjançant els espais, llavors, les lletres individuals formen una unitat com a resultat de la seva proximitat; també les línies en blanc, en les seccions dels textos, estructuren connexions en termes de significat. En tots dos casos, la proximitat és un factor unificador. O bé, com podeu comprovar a la figura, en aquest cas, tenim la tendència dominant de veure dos grups de punts perquè veiem els elements més propers com una unitat.

Els objectes o elements que són semblants o iguals entre si, per la forma o el color, són percebuts per l’ull com una unitat. Per exemple, (vegeu la figura) percebem les línies vermelles com un grup a causa de la semblança de color, tot i la proximitat de les línies negres.

Les figures tancades es perceben millor que les figures obertes, perquè les obertes produeixen certa inestabilitat. La percepció hi afegeix parts absents i, així, les figures incompletes es veuen de forma coherent –tancades–. Per exemple, a la figura, tenim tendència a veure un quadrat blanc per les delimitacions de les cantonades dels cercles incomplets (les figures negres).

Els elements que formen una figura completa semblen coherents i es perceben com una unitat. Si les lleis de la proximitat i del tancament entren en conflicte, preval aquesta última, per la tensió que genera. Ho podem comprovar a la figura: tenim tendència a veure més fàcilment uns rectangles verticals com a figura tancada; obviem, doncs, la proximitat de les línies verticals dels laterals.

Il·lustració basada en la demostració de David Katz (1967)

Si els mateixos elements comparteixen una destinació comuna o, en altres paraules, es mouen en una mateixa direcció o canvien de forma uniforme, es perceben com una unitat. Així, per exemple, els objectes en moviment dins d’un entorn estàtic es perceben com una unitat. Tal com es pot veure a la figura, les figures compostes per cercles i quadrats negres es perceben com a línies perquè comparteixen una posició relativa en una mateixa direcció.

Els elements que estan vinculats de forma contínua en l’espai o en el temps semblen iguals i l’ull els percep com una unitat. Aquí la percepció es basa en l’experiència i s’accepta la continuïtat aparent. Es creen ritmes o direccions mitjançant les repeticions de les formes. Per exemple, podem identificar les línies subjacents de les branques d’un arbre resseguint-ne l’estructura interna gràcies a la bona continuïtat, tal com podeu comprovar a la figura.

Font: David Gómez CC

Els elements simètrics semblen iguals, a diferència dels elements asimètrics. La simetria entorn de l’eix vertical central té un efecte més potent que entorn de qualsevol altre eix. Podeu comprovar-ho a l’exemple de la figura: els cercles blancs es perceben més fàcilment que els cercles negres.

Aquesta llei té tanta transcendència que sobrepassa el camp de la percepció de les formes i arriba a constituir un dels fenòmens fonamentals de la natura, fet que fa que es tingui en compte en altres camps, com la biologia, la matemàtica o la física.

L’experiència prèvia del subjecte intervé en la construcció de les formes percebudes. És a dir, el coneixement previ –per factors culturals, socials o educatius– ens ajuda a determinar i organitzar les nostres percepcions. Per exemple, si mirem la figura podem reconèixer ràpidament la lletra E respecte a l’altra figura, que és la mateixa però invertida. La nostra experiència d’alfabetització occidental fa que puguem reconèixer la figura ràpidament.

El llegat que ens ha deixat l’escola de la Gestalt és entendre la percepció visual no només com un fenomen fisiològic sinó com una activitat cognitiva en què els processos de la visió impliquen processos de raonament. Aquests processos estructuren els esdeveniments de què deriven les idees i el llenguatge.

Els estudis dels límits de la visió (itineraris oculars, retentiva visual, agudesa visual, preferències de la mirada…) determinen la formació de conceptes, és a dir, condicionen el nostre pensament. Aquests límits són fixats pels factors següents:

• Retentiva visual: fa referència a la capacitat de captació i processament visual, que és d’una velocitat màxima d’1/15 part de segon. És a dir, el cervell no pot retenir les imatges de manera aïllada i, per tant, és a partir d’aquesta velocitat que es produeix la sensació de moviment.
• Agudesa visual: fa referència a la capacitat d’escala; és a dir, el cervell no pot precisar per sota d’un llindar determinat. Per tant, fon els estímuls rebuts i no pot apreciar els detalls a certa distància (és com si veiés una imatge desenfocada).
• Preferències de la mirada: fa referència a les jerarquies visuals davant de les mateixes circumstàncies, com la claredat respecte a la foscor, els colors més saturats davant els més apagats o les figures més simples davant les més complexes.
• Perversions de la mirada: fa referència a les anomalies en la visió respecte als trastorns del reconeixement visual. Dit d’una altra manera: la persona que mira pateix una discrepància entre el percepte i la realitat objectiva que la provoca; és a dir, una distorsió subjectiva (percepte) d’un estímul objectivament present (realitat).

D’aquestes característiques s’extreuen moltes de les il·lusions òptiques que han derivat en el moviment artístic ‘art òptic’ o op art (art cinemàtic).

Aquestes característiques del nostre sistema perceptiu són determinades no només per l’adaptació a un entorn al llarg de l’evolució humana, sinó també per l’adaptació cultural (fet que qüestiona les lleis de la Gestalt com a lleis universals de la percepció).

La percepció no és més que un subsistema dins d’un sistema cognitiu més complex, que inclou percepció sensorial, memòria, atenció, coneixement, reconeixement, enteniment, consciència, representació, interpretació…

La forma que percep la vista és com una síntesi total d’una sèrie d’elements; com ara l’orientació espacial, els límits, l’estructura de forces visuals… I no com una suma aïllada d’aquestes parts a partir dels estímuls que ens arriben en l’experiència visual.

Segons Rudolf Arnheim, la forma perceptiva és el resultat del joc recíproc entre l’objecte material, el mitjà lluminós transmissor d’informació i les condicions del sistema nerviós de l’observador. Dit d’una altra manera, el cervell s’encarrega de fer un processament de les formes en unes àrees específiques, i sense aquest procés no podríem entendre les formes com a contorns, tal com solem representar-les. Podem percebre el contorn dels objectes mitjançant els canvis de color o el contrast lumínic, tal com ens mostra la figura.

La complexitat de les formes la determinen els seus trets estructurals, com poden ser la relació entre les parts, la distància o l’angle. Si la forma manté la mateixa regularitat en el conjunt, que les parts augmentin no significa necessàriament que n’augmenti la complexitat. A la figura podem veure que un nombre de divisions regulars d’un rectangle no implica, necessàriament, més complexitat formal.

Seguint les lleis de la Gestalt, l’agrupació perceptiva pot ser segons (vegeu la figura):

1. La mida: canvis d’escala de la mateixa forma
2. La forma: canvis de forma (geomètriques, orgàniques, irregulars, gestuals)
3. El color: canvis de variacions tonals o cromàtiques
4. La posició: canvis de posició amb relació a altres elements
5. L’orientació: canvis d’orientació amb relació a altres elements
6. La direcció: canvis de direcció amb relació a altres elements
7. La velocitat: canvis de moviment

Hi ha jerarquies d’agrupament; per exemple, si comparem l’agrupació per forma respecte a l’agrupació per color, aquesta última preval respecte a la primera.

Són conceptes oposats: l’anivellament consisteix a igualar la forma (treure diferències de rang, condició, caràcter…); mentre que l’agudització consisteix a exagerar els trets sortints de les formes. Tots dos serveixen, en cada cas, per simplificar, reduir ambigüitats i clarificar una estructura. Tenim tendència a exagerar els elements dels objectes per simplificar-ne la forma. Per exemple, la figura a de la figura és percebuda com la figura b de manera simètrica o com la figura c molt asimètrica.

L’anivellament és propi de l’art clàssic i s’efectua mitjançant:

• La unificació
• Ressaltant la simetria
• La reducció de les característiques estructurals
• La repetició
• L’eliminació de detalls superflus
• L’eliminació de l’obliqüitat
• Reduint la tensió

L’agudització és pròpia de l’art expressionista i s’aconsegueix mitjançant:

• El realçament de les diferències
• Forçant la diagonalitat
• L’augment de la irregularitat
• L’asimetria
• La presència d’allò inusual o complex
• Augmentant la tensió

Els psicòlegs han intentat conèixer la causa de les il·lusions òptiques al llarg de segles. El psicòleg Werner Fröhlich defineix les il·lusions òptiques en el seu llibre Diccionari de la psicologia, com “la manca d’acord entre els estímuls físics, o objectius, i les sensacions, o judicis perceptius, en valorar l’estat, […] grandària, posició i direcció a l’espai d’un estímul o de determinades parts d’aquest”.

Barbara Gilliam, professora de psicologia a la Universitat de Nova Gal·les del Sud, resumeix el concepte d’il·lusió en tres punts:

1. La il·lusió no és producte del pensament, sinó de la percepció. Encara que un mateix sàpiga que la seva impressió és errònia, la il·lusió òptica no desapareix (encara que pot veure’s afeblida si s’observa amb atenció i durant un breu període de temps).
2. La il·lusió no es produeix en la retina.
3. Els moviments de l’ull no estan implicats en la creació de la il·lusió.

A la figura podeu veure alguns dels exemples més coneguts:

• a) Les fletxes de F.C. Müller-Lyer: els segments centrals de les fletxes es perceben diferents tot i que són de la mateixa llargada.
• b) Els cercles de Edward Bradford Titchener: el cercle interior de l’esquerra sembla més petit que el cercle interior de la dreta, tot i que són de la mateixa mida.
• c) Les línies de Zöllner: sembla que les línies paral·leles s’inclinin unes respecte a les altres.
• d) Les línies de Mario Ponzo: les línies rectes semblen de mides diferents quan són a l’interior de dues rectes convergents.
• e) El cub de Necker, com a figura reversible que permet alternar les cares al davant o al darrere.
• f) El triangle de Penrose confon el centre de la mirada utilitzant una combinació hàbil: ens fa creure que els elements bidimensionals situats sobre el paper com una figura reclinada siguin tridimensionals.

Per veure més il·lusions òptiques, podeu adreçar-vos a la pàgina web www.ilusionario-blog.blogspot.com.es.

El nostre cervell té tendència a organitzar la percepció de manera més simple fent servir un esquelet estructural. Aquest esquelet consisteix en la utilització d’unes línies imaginàries, normalment donades per la simetria de la figura o els eixos ortogonals (horitzontal-vertical). Per exemple, a la figura podem esquematitzar el triangle a través de línies seguint la seva simetria o buscant els eixos que el divideixen.

També ens podem trobar amb el cas que diverses figures amb formes diferents estiguin organitzades pel mateix esquelet estructural. Per exemple, a la figura podem observar l’eix vertical i horitzontal que organitzen les formes dels diferents tipus de creus.

La forma percebuda és la suma dels límits reals de la forma material (perceptibles gràcies als processos de percepció) i l’esquelet estructural creat per la percepció (bàsicament per mitjà d’eixos visuals, els mateixos que s’utilitzen en el dibuix).

La subdivisió de les formes es produeix sempre que les parts són més simples perceptivament i menys complexes que la totalitat de la forma; també es pot produir per agrupació d’elements segons la seva semblança.

Així, la subdivisió permet comprendre la figura gràcies a la simplicitat de les parts davant de la complexitat de la totalitat de les formes (com una massa compacta). Per exemple, a la figura la subdivisió permet veure elements geomètrics (imatge b) més senzills que tot el conjunt de formes (imatge a).

La capacitat de subdividir les formes té un valor biològic especial: permet diferenciar els objectes. El camuflatge es basa, precisament, a evitar aquesta capacitat de distinció. Per exemple, a la imatge de la figura podem veure una aranya camuflada al tronc d’un arbre per evitar que els seus depredadors la percebin.

Font: Papa Pic (Flickr)

L’esquelet estructural és condicionat pel camp visual. El camp visual determina el conjunt de formes que percebem com si fos un marc visual. De la mateixa manera, organitzem els elements formals d’una imatge mitjançant un esquelet visual segons els eixos ortogonals o simetries amb relació a aquest marc compositiu. A partir d’aquí, s’estableixen diverses relacions i altres forces perceptives de les formes i els seus elements, com ara:

• el camp visual
• el camp de forces
• l’equilibri visual
• la direcció

El camp visual humà és aproximadament d’uns 180º; la zona central es veu nítida i la zona perifèrica desenfocada, segons el moviment de l’ull. A la figura, podem observar els diferents tipus de visions segons la distància i l’angle d’enfocament del nostre camp visual.

Les forces visuals són el que denominem punts d’atracció i la nostra percepció els organitza per crear una composició. Es creen a partir de la interacció entre els elements visuals durant el procés de percepció. A la figura podem veure com les línies representen les forces visuals i les direccions, i els cercles representen les àrees d’atracció d’interès visual.

La causa de la necessitat d’equilibri en les composicions visuals es troba en l’experiència del propi equilibri en el nostre cos, així com en la força de la gravetat. Això es tradueix en el pes visual dels elements compositius en la base respecte a la part superior de la composició.

El pes relatiu d’un element visual en la composició depèn de la mida, el color, la textura i, sobretot, de la posició en l’espai respecte a la resta d’elements. L’equilibri dels elements depèn molt de la relació amb el marc contextual. Com podem veure a la figura, el rectangle de dalt sembla que pesa més que el de baix. Aquest últim sembla desequilibrat respecte a l’horitzontalitat de la composició a causa de la seva orientació espacial.

Les forces visuals també es donen segons si l’orientació de la composició és vertical o apaïsada. L’orientació defineix la posició dels elements i la seva relació amb l’espai. Per exemple, a la figura podem observar les forces visuals segons les diferents orientacions espacials dels marcs compositius. Observem que en la composició vertical (a) es detecta millor la simetria de la seva figura que en l’horitzontal (b), que genera més tensió visual.

Aquestes forces visuals són influenciades per la relació bilateral sobre l‘eix horitzontal (esquerra-dreta) respecte a l’altre eix. Això és determinat per la nostra evolució biològica.

Malgrat aquest condicionament biològic, preval la direcció de les forces visuals en el sentit d’esquerra a dreta a causa de la influència cultural determinada per l’escriptura. Per exemple, observant la composició invertida de l’obra de Miquel Àngel (vegeu la figura) podem percebre la tensió generada per l’asimetria compositiva que fa predominar un costat respecte a l’altre.

Font: César Ojeda (Flickr)

La qualitat perceptiva del color és, potser, l’experiència més subjectiva de la percepció visual. No obstant això, si parlem objectivament, el color no existeix com a tal, sinó que existeix físicament com a variabilitat de les longituds d’ona de la llum visible. L’ull com a òrgan receptor té la capacitat de captar aquestes longituds gràcies a una sèrie de cèl·lules fotoreceptores que hi ha a la retina. Els principis de la teoria del color que dominen avui en dia parteixen del descobriment de la descomposició de la llum, fet per Isaac Newton. A partir d’aquest model s’extreu la teoria del color i les seves combinacions. Per entendre-ho millor, haurem de tenir en compte aquests conceptes:

• La llum
• La retina
• El color
  • Teoria del color
  • Interacció del color
  • Contrastos del color

La llum és un fenomen físic de radiacions d’ones electromagnètiques, les quals podem classificar segons (vegeu la figura):

• L’amplitud, que determina la intensitat.
• La longitud, que defineix el tipus d’ona.
• La direccionalitat, que determina cap a on es propaga.

L’ull humà només és sensible a una franja petita d’aquest espectre electromagnètic. La llum blanca (part que estimula la retina humana) comprèn una franja d’entre 380 i 770 nanòmetres (magnitud molt petita que correspon a una milionèsima part d’un mil·límetre).

Les ones curtes de ràdio arriben a mesurar metres, i les ones mitjanes de ràdio, quilòmetres. Quan totes les ones de la llum visible estimulen la retina es perceben com a llum blanca (vegeu la figura).

Si només arriba una part d’aquesta radiació, és quan podem arribar a veure el color (vegeu la figura); segons la franja, podem veure el vermell (620 nanòmetres), el verd (540 nanòmetres) o el blau (436 nanòmetres).

Hi ha tota una franja que correspon a una part de l’espectre anomenada llum negra, que no és visible per l’ull humà, com la llum ultraviolada o la llum infraroja.

La retina és l’òrgan encarregat de rebre l’estímul de la llum. Consisteix en moltes capes interconnectades de cèl·lules nervioses. Hi ha dos tipus de cèl·lules fotoreceptores: els bastons i els cons. Aquestes cèl·lules estan recobertes d’un pigment anomenat rodopsina o porpra visual, que reacciona químicament quan la llum incideix i es forma una descàrrega elèctrica inicial que va cap al cervell. Podeu veure l’estructura del con a la figura. Hi ha aproximadament 7 milions de cons a la retina molt menys que els bastons. Són sensibles a la intensitat de la llum alta i mitjana.

Els bastons reaccionen a la baixa intensitat de llum (són els que ens permeten veure-hi a la nit) i els cons reaccionen a la intensitat mitjana i alta, distingint entre longituds d’ona (són els que permeten veure els diferents colors). Podeu veure l’estructura d’un bastó a la figura. A la retina n’hi ha aproximadament 120 milions. Són sensibles a la baixa intensitat de la llum.

Segons la teoria actual de Helmholtz-Hering, els estímuls que reben els cons es transmeten a través de les cèl·lules bipolars a les ganglionars, i allà es processen en funció de tres canals oposats: vermell-verd, blau-groc i negre-blanc.

D’altra banda, hi ha tres tipus de cons, segons com reaccionen a la longitud d’ona: si és una ona curta, es percep com a blau; si és una ona mitjana, com a verd; i si és una ona llarga, com a vermell. Quan hi ha la mateixa intensitat de llum simultàniament en dos tipus de cons, es percep com un sol color.

El color és un concepte perceptiu que fem servir per distingir entre els diferents estímuls rebuts. Els objectes no tenen un color propi com a tal, sinó que la superfície reflecteix o absorbeix la llum, en funció dels diferents tipus d’ones electromagnètiques, i ens fa percebre la sensació de color. Així, veiem el blanc quan un objecte ha reflectit totes les ones electromagnètiques, i el negre quan la superfície de l’objecte ha absorbit les ones. Segons la llum reflectida, percebem un color o un altre (vegeu la figura).

Els objectes absorbeixen una part de la llum que reben en funció del material de què estan fets; i en reflecteixen una altra, que és el color que nosaltres percebem. Si aquest material és transparent o semitransparent, una part de la llum es refracta. Segons la superfície que tingui, si és molt polida, es reflecteix tota la llum incident i no podem veure el color de l’objecte, sinó una imatge del seu entorn (com un mirall).

La refracció de la llum s’estableix quan la llum passa d’un medi, com l’aire, a un altre, com pot ser l’aigua o el vidre, i canvia de direcció.

Isaac Newton va demostrar la descomposició de la llum. Si un raig de llum blanca incideix sobre un prisma transparent, la llum es descompon en els diferents colors de l’espectre cromàtic a causa de la refracció inicial, i mostra la seva reflexió a l’altra cara del prisma. També podem filtrar la llum a través d’objectes semitransparents acolorits amb algun tipus de pigment, això permet absorbir part de la llum i fer que no totes les longituds d’ona l’arribin a traspassar.

La percepció del color va lligada a la percepció de la forma i el moviment, que, alhora, estan basats en els estímuls lluminosos processats pel cervell per reconèixer i interpretar el nostre entorn. La teoria del color estableix diferents models d’entendre el color com un sistema basat en l’emissió o la reflexió de la llum en els materials. S’ha de distingir entre:

• Colors additius. El principi dels colors additius es basa en la descomposició de la llum blanca en tres colors primaris: vermell, verd i blau; RGB (de l’anglès: red, green, blue). En teoria, tots els colors visibles es poden formar a partir d’aquests colors. L’absència de tots tres produeix el negre (vegeu la figura).

• Colors subtractius. La barreja de dos colors primaris en la mateixa proporció produeix els tres colors secundaris: cian, magenta i groc; CMYK (acrònim de cian, magenta, yellow, black). Aquest sistema de colors descriu el comportament dels colors de les tintes, segons el procés subtractiu d’absorció de la llum (vegeu la figura).

D’altra banda, des de la tradició pictòrica, els colors bàsics són el blau, el groc i el vermell. Aquest sistema respon a l’opacitat del pigment respecte a les transparències de les tintes (vegeu la figura).

Els paràmetres fonamentals que caracteritzen el color són (vegeu la figura):

• La lluminositat (brillantor): defineix les diferències de quantitat de llum d’un color, que va de més clar a més fosc.
• La saturació: defineix el nivell d’intensitat o puresa d’un color, que va dels grisos als tons més purs.
• El to (matís o hue): defineix la diferència que hi ha entre un color i un altre, és a dir, representaria una longitud de l’ona electromagnètica.

La percepció dels colors depèn del context en què es troba amb altres colors i, per tant, el mateix color pot canviar de to o brillantor en funció del color juxtaposat. Per exemple, el color d’un objecte vermell es pot percebre diferent en funció del color de fons que tingui. A la figura podeu observar que el mateix color del quadrat es percep més clar o més fosc en funció del quadrat de fons. També varia la mida amb relació al color: si és més clar respecte al fons, es percep més petit, i viceversa.

D’altra banda, el color d’un objecte es manté perceptivament estable, canviant la il·luminació, si manté la mateixa relació amb el seu entorn.

El contrast entre colors és determinat per la nostra percepció del color quan s’aguditzen o es llimen les diferències.

Podem fer una classificació del contrast en funció dels següents factors (vegeu la figura):

• a) Colors: crea contrast en funció de dos colors diferents.
• b) Clar-fosc: crea contrast en funció del valor lumínic, el màxim seria la relació entre blanc i negre.
• c) Qualitat: es relaciona amb la qualitat cromàtica o grau acromàtic del color (valor de grisos), per exemple, la saturació del color respecte als colors apagats (més acromàtics).
• d) Càlid-fred: crea contrast entre la gamma càlida (la banda de l’espectre cromàtic que va des dels grocs fins als vermells) i la gamma freda (la banda que va des del blau al groc passant pel violeta i el verd).
• e) Complementaris: crea contrast entre dos colors complementaris.
• f) Simultani: percepció dels colors més clars o més foscos o amb un dominant del color que hi estigui juxtaposat.
• g) Quantitat: es basa en àrees de colors juxtaposats a mides diferents perquè siguin harmònics. Segons Johann Wolfgang von Goethe (1749-1832), les relacions proporcionals dels colors haurien de ser:
  • groc-violeta 1:3
  • taronja-blau 1:2
  • vermell-verd 1:1
  • vermell-groc-blau 6:3:8

El contrast simultani fa referència a la persistència del color complementari en el color que veiem quan el mirem intensament. Podem experimentar-ho a la figura: si mirem el quadrat blau un parell de minuts i després mirem el petit podem observar que el quadrat gris es torna ataronjat.

El contrast complementari es produeix quan coincideixen dos colors complementaris que es troben en el lloc oposat en l’espectre cromàtic; quan es barregen, produeixen un color acromàtic (gris). Quan dos colors són complementaris, accentuen mútuament la seva qualitat lluminosa (vegeu la figura).

En aquest exemple podem comprovar que els números de sota són més intensos i més vibrants, però que la lectura és més inestable comparada amb els números de la fila de dalt.

La percepció del moviment es basa en el reconeixement de la trajectòria d’un objecte que es desplaça de manera previsible. Si canvia abruptament de direcció, i en segons quin context, podem tenir dificultats per distingir-lo d’altres entorns. Aquí també funcionen les lleis d’agrupació dels elements visuals –pel color, la mida, la forma, la posició o l’orientació en l’espai–, que permeten veure un conjunt d’elements si segueixen la mateixa direcció o porten la mateixa velocitat.

Segons aquesta teoria, formulada pel metge Peter Mark Roget el 1824, els estímuls visuals deixen una empremta a la retina un cop ha desaparegut l’estímul. La fusió del primer estímul amb el següent donaria la sensació de continuïtat òptica, malgrat que els estímuls són discontinus.

El psicòleg Max Wertheimer, el 1912, parla de la teoria del moviment aparent, que planteja que la fusió de les imatges és deguda a un processament neuronal del cervell, segons la freqüència amb què arriben els estímuls discontinus. El cervell els transforma en estímuls continus i estables.

Aquesta teoria explicaria la percepció del moviment en imatges estàtiques seqüenciades una darrere l’altra, com passa en les animacions i en el cinema.