ELEMENTOS DA COR (MÉTRICA DA COR)

Toda cor possui três características principais responsáveis por medi-las e identifica-las:
Matiz – É a própria cor na sua máxima intensidade. Vermelho, verde ou azul, por exemplo, são matizes. As mudanças nos matizes são obtidas pelo acréscimo de outros matizes;
Saturação – Grau de pureza de um matiz, ou seja, a capacidade de preservação da sua intensidade máxima. Uma cor tem a máxima saturação quando corresponde ao seu próprio comprimento de onda no espectro. A dessaturação de uma cor pode-se dar pela proporção de um matiz em relação ao preto, branco, cinza ou pela sua cor complementar;
Luminosidade – Trata-se da capacidade da cor de refletir a luz branca, tornando o matiz mais claro ou mais escuro, independente da sua saturação.

SÍNTESES CROMÁTICAS

Introdução

Chamamos sínteses cromáticas aos tipos de sistemas com os quais conseguimos gerar o espectro de cores, a fim de possibilitar reproduzi-las.
A mistura dos tons cião, magenta e amarelo, em diferentes intensidades, resulta numa enorme variedade de cores. Essa variedade de tons alcançada por esse sistema (CMYK) é menor do que a variedade do sistema RGB de TVs e monitores, por isso é que é preciso tomar cuidado ao se trabalhar com cores em materiais que serão impressos. O que é exibido no monitor não é aquilo que será impresso. Na imagem abaixo, são mostrados o alcance de cor dos sistemas RGB e CMYK dentro do espectro visível de luz (a região colorida).

Síntese aditiva
É formada pelas cores obtidas através de feixes luminosos, chamadas cores-luz. Essas cores não possuem corpo material, existindo apenas quando as projetamos sobre uma superfície com o auxílio de alguma fonte luminosa, como um refletor.
Nesta síntese partimos da ausência total de luz, caracterizada pelo preto, e vamos adicionando luminosidade até obtermos ponto máximo, ou seja, a luz branca.
A síntese aditiva é aplicada em televisão, cinema, iluminação cênica, na fotografia…
Podemos formar qualquer cor, inclusive o branco, partindo de três cores fundamentais:
o VERMELHO, o VERDE e o AZUL. (Red, Green, Blue - RGB)
Essas cores, misturadas entre si ou duas a duas, em proporções diferentes ou iguais vão resultar em todas as cores possíveis. Contudo estamos a falar de LUZ, isto é, comprimentos de onda. As tintas não se comportam dessa maneira, porque os pigmentos que as formam não são perfeitos.
Assim:
Azul + Verde + Vermelho = BRANCO
Esta é a SINTESE ADITIVA, assim chamada porque formamos as cores e o branco pela adição das cores básicas, também chamadas primárias ou fundamentais, ou seja, o vermelho,verde e azul. As cores formadas pela combinação das cores básicas chamam-se complementares ou secundárias, que, como vimos no caso da síntese aditiva, são o amarelo, o magenta e o cião.
Uma cor é complementar (ou oposta) à outra quando se anulam reciprocamente, ou seja, quando as juntamos e se neutralizam.

Para exemplificar, tomemos uma cor qualquer, o vermelho.
Basta que juntemos as outras duas cores fundamentais da síntese aditiva, ou seja, o azul e o verde, para obtermos a cor complementar do vermelho, que é o cião. Um filtro cião não deixará passar nenhum comprimento de onda vermelho, deixando-o preto, e vice-versa.
Assim, temos:
COR OPOSTA e sua SÍNTESE
Vermelho
Verde
Azul
Cião (Azul + Verde)
Magenta (Azul + Vermelho)
Amarelo (Vermelho + Verde)

Síntese Aditiva: o Vermelho, Verde
e Azul formam o Ciano, magenta e
amarelo, e ao centro o Branco

Síntese subtrativa
Aqui as cores são obtidas por corantes que têm maior ou menor capacidade de absorver luminosidade, obtendo as cores-pigmento.
Quando temos uma superfície branca, o ponto inicial desta síntese, significa que ela é capaz de refletir 100% dos raios luminosos. Ao aplicar um pigmento sobre esta superfície, ele subtrai luminosidade até conseguir um índice máximo de absorção, caracterizado, teoricamente, pelo preto. Na prática, a impureza dos pigmentos faz com que cheguemos até um cinza neutro, sendo necessário o reforço do preto nos processos gráficos.
A síntese subtrativa é largamente usada na indústria gráfica, indústria química, indústria têxtil, nas artes plásticas, entre outros.
Na SÍNTESE SUBTRATIVA, as cores básicas são exatamente o amarelo, magenta e cião, sendo as suas complementares, respectivamente, o azul, verde e vermelho. Como na síntese aditiva, as cores básicas podem ser combinadas duas a duas ou todas entre si, em proporções iguais ou diferentes, para se formar todas as cores possíveis.
COR BÁSICA COR COMPLEMENTAR
Amarelo - Azul (Magenta + Ciano)
Magenta - Verde (Ciano + Amarelo)
Ciano - Vermelho (Amarelo + Magenta)
Estes conceitos de cores básicas e complementares são fundamentais para a compreensão de vários temas em fotografia, pois suas aplicações são importantes quando se deseja corrigir ou acentuar
determinados aspectos do assunto fotografado, seja a cores ou Preto-e-branco. No campo do laboratório a cores, é essencial o domínio dos conceitos da síntese subtrativa. Em inglês, esses sistemas são conhecidos como RGB (Red, Green Blue, síntese aditiva)

Síntese Subtrativa: na figura podemos ver
as 3 cores complementares unidas, o cião, o magenta e
amarelo que formam novamente o vermelho, verde e o
azul, sendo que no centro temos o preto.

Síntese partitiva
É a soma fisiológica das sínteses aditivas e subtrativas, resultando na cor-óptica. Neste caso, as cores não são misturadas materialmente, mas através da impressão que causam ao se agruparem numa maior ou menor proporção sobre uma superfície.
Um bom exemplo desta síntese são os trabalhos dos pintores impressionistas. A ilusão de uma vasta combinação de cores se dá não pela mistura das tintas, mas pela sensação que a justaposição de cores puras causa, como neste quadro do pintor Georges Seurat

Por que é que vermelho não é sempre vermelho?

O olho humano pode diferenciar algo entre milhões de tons de cor. Especialistas em pré-impressão e impressão estão a ser confrontados com a tarefa de reproduzir fielmente alguns desses milhões de tons. Seria isso impossível ou uma questão de gerenciamento de cor?

A qualidade de um produto impresso é sempre medida verificando-se quanto da cor desejada pelo cliente é realmente atingida. Na maioria dos casos, o cliente só visualiza uma versão digital ou no máximo recebe uma amostra. Especialistas em pré-impressão e impressão têm a tarefa de transformar perfeitamente essas especificações em realidade. Mas quando se trata de cores, os problemas aparecem nos detalhes. Há factores demais a influenciar o resultado da impressão para que se possa atingir o objetivo corretamente apenas com instruções simples. "Um tom um pouco mais amigável, por favor" ou "um azul mais frio" não ajudam a definir as cores da impressão. No artigo "Color and Quality" da série Expert Guide da Heidelberg, os passos de como se preparar para esse desafio são explicados.

Síntese aditiva das cores: As luzes de diferentes cores sobrepõem-se. A junção de todas as cores resulta no branco.

Acessórios opcionais
Por que um livro vermelho não é sempre vermelho? A cor não é característica de um objeto como seu peso ou formato específico. A cor tem origem nos nossos cérebros. O objecto absorve ou reflete luz com certos comprimentos de onda. Se um raio de luz atinge um livro vermelho, parte da luz branca é absorvida e o resto é refletido. O comprimento de onda determina qual cor que nós vemos. Logicamente, a luz de iluminação do ambiente tem papel essencial. O livro vermelho apresenta tons diferentes sob a luz de um escritório ou a céu aberto. Síntese subtrativa das cores: Partes da luz branca são removidas. A remoção de todas as cores resulta no preto.

Por que nós percebemos as cores de modo diferente?
Quando o cliente e o impressor olham para o produto impresso, eles podem perceber tons diferentes. Isso porque a cor que nós vemos depende do grau de estímulo dos receptores dos nossos olhos; especificamente os três tipos de cones na retina que reagem a diferentes comprimentos de ondas da luz: para luz vermelha, verde e azul. De acordo com a percepção individual de cores, algumas pessoas vêem o vermelho bordeaux por exemplo, como violeta.

A figura mostra a posição dos eixos a* e b* dos espaço de cor CIELAB na tabela de cor x-y.

Como se pode medir as cores?
Como as cores não são características físicas de um objeto, mas dependentes da percepção visual de cada um, a "Commission Internationale d'Eclairage" (Comissão Internacional de Iluminação) desenvolveu um espaço de cores padronizadas,o CIELab. Esse espaço de cor é baseado em testes com pessoas que percebem as cores normalmente, a fim de criar um sistema de descrição de cores que reflete a sensibilidade dos receptores das três cores no olho humano. Assim, o espaço CIELab é feito de três coordenadas em linha com os cones de cor no olho humano: vermelho, verde e azul, suplementados com uma terceira dimensão, o eixo de luminosidade. Com ajuda dessas coordenadas, a localização da cor e todos os tons que podem ser criados com uma mistura aditiva de cores espectrais podem ser definidos. O especialista de pré-impressão ou impressão sabe onde o seu trabalho impresso está localizado no espaço de cor (valor real), e o quanto ele está longe do valor desejado.

Por que um densitómetro sempre atesta a qualidade das cores?
Um densitômetro determina a densidade da diferença de luminosidade entre a luz absorvida e a luz refletida. Assim, ele diferencia apenas entre claro e escuro e só é aplicável para determinação da densidade do preto. Para que a técnica funcione também para o processo padronizado de cores cião, magenta e amarelo, os densitómetros apresentam filtros de cor para as cores complementares: filtros vermelhos para medir cião, filtros verdes para o magenta e filtros azuis para o amarelo. Uma vez que as densidades se comportam essencialmente como a espessura das camadas de tinta, o impressor pode usar esses valores para iniciar uma mudança de cor. Entretanto, o mesmo valor de densidade não significa que a impressão da cor é a mesma para o visualizador. Devido à diversidade de cores especiais, não há filtros definidos para todas. Nesse caso, deve-se escolher o flitro de cor mais distante da amostra teste - por exemplo, um filtro azul para medir luz verde ou laranja. Neste processo podem ocorrer casos em que valores idênticos de densidade são mostrados por ambas as cores.

Por que o espectrofotómetro garante melhor qualidade de cor?
Um espectrofotómetro separa a luz refletida da amostra em espectros. Por um lado são calculados os valores L*a*b*, e por outro a densidade correspondente e os valores dos tons. Sistemas de medição espectrofotométrica de cor em impressoras também apresentam um propósito a mais. O seu calculador de cores usa a diferença entre o valor desejado (por exemplo, uma prova ou de uma amostra de cor) e o valor real na folha impressa para determinar as modificações necessárias nas zonas de tinta e encaminha para a impressora de forma online. O número de tentativas ou reimpressões necessárias depende inteiramente da diferença entre os valores desejados e os reais. O objetivo dos processos de gerenciamento de cores é atingir em uma primeira tentativa o valor mais próximo possível. Então um único passo é geralmente necessário para alcançar o resultado certo. Para tanto, uma amostra é impressa de acordo com os padrões e medida com o espectrofotômetro. Os valores determinados são usados para criar um perfil de cor ICC. Esse perfil garante que quando recolocado na tela, a cor estará correta e o teste mostra um resultado de impressão confiável.

O objetivo do gerenciamento de cores como um todo é saber com antecedência o que será impresso posteriormente. Isso previne o consumo de tempo, diminui os custos, reduz o desperdício, e assim o livro vermelho será tão vermelho quanto o cliente deseja.

http://www.heidelberg.com/br/www/pt/content/articles/heidelberg_online/edition5/vermelho

CIE 1931

A colorimetria tornou-se tecnicamente viável quando foram apresentadas as Recommendations offi cielles de la Comission Internationale de l’Eclairage (1931) (Schanda, 1998) determinadas pela sistematização das funções de misturas de cores necessárias para um observador padrão dentro de um campo visual de 2o, em condições específicas de iluminação.
A retina humana possui três tipos de cones, com sensibilidade máxima em diferentes regiões do espectro visível, mas com grande sobreposição entre as faixas espectrais de absorção de luz. As diferentes misturas das três primárias possibilitam a formação de todas as cores possíveis de serem percebidas pelo homem. Dessa forma, as cores podem ser obtidas quando se têm as proporções
adequadas para cada primária. Essa mistura ocorre quando cores-luzes coincidem no espaço e no tempo de modo a serem vistas como uma única cor-luz (Rodrigues, 2003).

O sistema de cores CIE 1931 (XYZ) é conhecido pelo seu diagrama
de cromaticidade . A forma tridimensional do sistema pode ser obtida calculando-se as coordenadas do terceiro eixo (Y), o eixo de luminância, às coordenas dos dois eixos de cromaticidade (x e y).
No diagrama estão representadas não apenas as cores puras ou monocromáticas como, também, as misturas delas para cada coordenada cromática. As coordenadas para as cores puras são representadas no locus espectral, o qual ocupa mais de dois terços da borda do diagrama, correspondendo aos comprimentos de onda entre 380 nm e 780 nm. O branco, por sua vez, está localizado na sua porção mais central (x = 0,33; y = 0,33) e a sua determinação resulta da
combinação dos três comprimentos de onda adoptados como primárias, 700 nm, 546,1 nm e 435,8 nm. Esses valores foram obtidos por Guild (1931, citado por Wright, 1996/1998) em um de seus experimentos e estão bem próximos dos encontrados por Wright (1929) (Wright, 1969/1998; Simões, 2004). Diagrama de cromaticidade x,y do CIE 1931.
As linhas tracejadas apresentam dados do experimento de Werner e Walraven (1982) citados por Werner (1998) (Backhaus, Kliegl & Werner (Eds.). 1998. Color Vision: Perspectives from different disciplines. Berlin: de Gruyter).

No sistema, X, Y e Z representam cada um dos valores absolutos da
mistura de cores das três primárias necessárias para a equiparação com cada uma das cores espectrais. Os valores de x, y e z representam as coordenadas de cromaticidade e são obtidas pelas fórmulas: x = X/(X+Y+Z), y = Y/(X+Y+Z) e z = Z/(X+Y+Z).

Na representação gráfica do diagrama, as informações são
representadas em x, y e Y. As coordenadas x e y são os coeficientes correspondentes às quantidades relativas de dois das três primárias e a da terceira, z, é obtida por diferença, uma vez que x + y + z = 1, ou seja, z = 1 – x – y. Estas três coordenadas correspondem às proporções de cada uma das três primárias para constituir cada cor espectral. Desta forma, as cores têm informações nas três dimensões, enquanto o branco e o preto estão apenas no eixo Y que representa o nível de luminância expresso em cd/m2 (Kaiser & Boynton, 1996).
O CIE 1931 vem sendo utilizado sem alterações substanciais desde a
sua concepção. Alguns pontos foram interpolados ou aprimorados, seus valores numéricos foram expressos com aproximação de sete dígitos, mas os fundamentos continuam os mesmos (Schanda, 1998).
Há muitas limitações que hoje são mais conhecidas. Uma delas é a situação hipotética de iluminação que não representa as situações quotidianas de percepção das cores. Outra limitação é o facto de não representar fielmente o sistema da visão de cores humana (Kaiser & Boynton, 1996). Como não se tem, ainda, um sistema que reproduza fielmente a percepção de cores humana e sua respectiva
representação, o diagrama de cromaticidade CIE 1931 e suas modificações ainda são muito utilizados em métodos psicofísicos de avaliação da visão de cores.

SISTEMA DE CORES MUNSELL

O Sistema de Cores Munsell foi desenvolvido pelo artista e educador Albert Henry Munsell (1858-1918), tendo sido publicado como um sistema de ordenamento de cores em 1905. Nesse sistema, as cores são arranjadas cilindricamente com as coordenadas descritas a seguir: o eixo vertical representa value (V), uma dimensão associada ao brilho, entre preto (V = 0) e branco (V = 10), para as cores localizadas respectivamente nos extremos – inferior e superior – do eixo vertical. Perpendicularmente ao eixo vertical estão dispostas as outras dimensões representando os outros dois atributos das cores. O ângulo polar e a distância, representam, respectivamente, o hue ou matiz (H) e o chroma (C), dimensão associada à saturação. No caso do matiz, o círculo de cores
do sistema é dividido em 100 partes iguais, identificadas no círculo externo, H variando de 0 a 100. Por exemplo, os matizes vermelhos (R), encontram-se entre 0 ≤ H ≤ 10. A saturação, determinada pelo afastamento em relação ao eixo vertical, mostra que uma cor, quanto mais distante do eixo vertical, maior é o seu grau de saturação. Quando foi elaborado, esse sistema propunha
que as cores fossem arranjadas de forma que as duas cores vizinhas tivessem a mesma magnitude de diferença percentual. Tal finalidade não foi alcançada pelo sistema, mas sua a eficiência na de cores é comprovada devido ao facto de continuar a ser utilizada por diversas indústrias ao longo de mais de cem anos. As suas especificações também são utilizadas na elaboração de testes psicofísicos para avaliação de deficiências na visão de cores. A versão actual, a Renotation Munsell, é baseada num espaço visual um pouco mais abrangente, contendo 1928 pontos. Essa versão foi aprimorada e adoptada pelo Comitê de Colorimetria da Optical Society of America (Birch, 2001; Brainard, 2003; Indow, 1995).
Sistema de cores Munsell

Na parte superior, o círculo de matizes (hue) (com as 10 notações principais); à direita, a escala de brilho (value); no centro, a escala de saturação (chroma) e, na parte inferior, a representação do sistema em três dimensões (Brainard, 2003) (Shevell (Ed.). 2003. The Science of Color. Oxford: Optical Society of America)(cortesia de Munsell Color Services, uma divisão de GretagMacbeth).

Outros sistemas de cores
Existem vários outros sistemas de cores, sejam de aparência de cores ou de diferenças: o CIE 1931, de que falaremos a seguir, o Swedish Natural Colour System (NCS), o OSA Uniform Color Scale (OSA/UCS), o DIN Color System (DIN), RGB, Gerritsen, MacLeod-Boyton, DKL, CIELAB, CIE Rösch, CIE MacAdam, CIE Walter Stiles, CIE 1976, entre outros (Backhaus, Kliegl, & Werner, 1998; Gerritsen, 1974; Kaiser & Boyton, 1996; Shevell, 2003).

TEORIA DA MISTURA DE CORES

Retrospectiva Histórica
Em meados do século XIX (1853), o matemático polonês Hermann
Gunter Grassmann (1809-1877) publicou uma teoria da mistura de cores que incluía um conceito fundamental para os futuros sistemas a serem concebidos:
a complementaridade das cores, por meio da qual cada ponto em um círculo de cores tem, dentro deste, um complementar (Mollon, 2003). Nesse mesmo período, emergiram os fundamentos básicos para a hipótese de que, uma vez que a luz chega aos olhos, existem três classes de fotorreceptores cones responsáveis pela visão de cores. Essa hipótese foi formulada claramente por Hermann von Helmholtz (1821-1894) e James Clerk Maxwell (1831-1879). Helmholtz, que contribuiu imensamente para a oftalmologia, neurologia e físico-química, foi o introdutor de um conceito fundamental para os espaços de cores criados no século XX: a demonstração das diferenças nas misturas de cores provenientes de luz (cores-luzes) e de cores provenientes de pigmentos (cores-pigmentos) o que originou a terminologia:
mistura aditiva para as cores-luzes e mistura subtractiva para as cores pigmentos.
Helmholtz também é o precursor dos diagramas de cromaticidade.
O seu espaço de cores foi considerado o primeiro diagrama de cromaticidade e exerceu forte influência na construção do diagrama de cromaticidade CIE 1931. O espaço de Helmholtz diferencia-se dos anteriores também pelo facto de apresentar a gama de púrpuras originada perceptualmente pela combinação das cores situadas nas extremidades do espectro.
Espaço de cores de Hermann von Helmholtz (www.colorsystem.com/)

Maxwell, por sua vez, foi o responsável pelas primeiras curvas empíricas de misturas de cores-luzes. O seu modelo era baseado num sistema prismático com 3 fendas, cujas aberturas podiam ser variadas, utilizando várias combinações de comprimentos de onda para a aquisição do branco e, dessa forma, poder obter as curvas de misturas de cores para a reprodução dos comprimentos de onda do vermelho ao violeta. Baseado nessas curvas, Maxwell criou um diagrama de cromaticidade no qual o locus espectral foi determinado pelas proporções das primárias obtidas por seu método psicofísico. Esse método para estimar a sensibilidade espectral dos fotorreceptores da retina foi reproduzido por Helmholtz e Arthur König (1856-1901). O experimento de König, juntamente com Dieterici, foi feito com a participação de indivíduos tricromatas,
protanopes e deuteranopes e, a partir desses dados, foram apresentadas as curvas de sensibilidade espectral dos fotorreceptores de um indivíduo tricromata normal: as três curvas de absorção das opsinas dos cones (1886) e a curva de absorção da rodopsina dos bastonetes (1894) (Fisher, 1999; Mollon, 2003).
No fi nal do século XIX, o fisiologista alemão Ewald Hering (1834-
1918) desenvolveu a teoria de oponência das cores contrapondo-se a Helmholtz e Maxwell.

Com a teoria das oponências, Hering propôs que a experiência da
cor resulta da análise, pelo sistema nervoso, das cores em pares opostos. O verde opondo-se ao vermelho. O azul ao amarelo. Assim, explicou o porquê de não sermos capazes de ver “verdes avermelhados” ou “azuis amarelados” e também as pós-imagens negativas que vemos. Mais tarde, adicionou aos canais verde-vermelho e azul-amarelo, o canal branco-preto. A sua teoria de processos oponentes e a teoria tricromática de Young-Newton foram consideradas antagônicas por um longo período. Num de seus ensaios, Hering indica, numa nota de rodapé, a co-existência desses dois modelos, a oponência de cores e a tricromacia, no sistema visual humano (Kaiser & Boyton, 1996).
Em conferência informal realizada no dia 5 de fevereiro de 1969, para o Colour Group of Great Britain, W. David Wright (Kaiser & Boyton, 1996), acrescentou algumas contribuições das pesquisas realizadas na área de visão de cores que foram essenciais para a concepção de espaços que possibilitassem a utilização padronizada de medições e especificações de estímulos cromáticos em suas diversas aplicações. Dentre essas contribuições estão as citadas nos parágrafos anteriores desenvolvidas por Grassmannn, Helmholtz,
Maxwell, König e Dieterici e, de acordo com Wright, os experimentos, ajustes e deduções das curvas de sensibilidade espectral, realizados nas três primeiras décadas do século XX, pelo físico inglês William Abney, seu colega no Imperial College, e os americanos R. E. Ives e E. A. Weaver.
Todas essas descobertas científicas contribuíram para a consolidação dos conceitos básicos da visão de cores e da representação dos mesmos nos espaços a serem concebidos ao longo do século XX. Esses espaços tiveram como referência, em sua grande maioria, o Sistema de Cores Munsell, para os sistemas de aparência de cores e o CIE 1931, para os sistemas de diferenças de cores.
Alguns anos mais tarde, com a utilização da microespectrofotometria, George Wald (1906-1997) – Prêmio Nobel em Fisiologia ou Medicina (1967) – juntamente com Paul K. Brown, apresentaram as curvas de sensibilidade espectral dos fotoreceptores humanos (Brown & Wald, 1964), simultaneamente a Marks, Dobelle e MacNichol (1964) – em dois artigos da Science. Esses dados impulsionaram diversos cientistas da visão de cores a proporem modificações com a intenção de actualizar os diversos sistemas de cores construídos antes dessa data. Ainda assim, os mais utilizados continuam sendo:

- o Sistema de Cores Munsell e o CIE 1931

TEORIA TRICROMÁTICA

Retrospectiva Histórica
Ao longo do século XVIII, principalmente na sua segunda metade, muitos investigadores deram contribuições importantes para esse campo de conhecimento o que permitiu que Thomas Young pudesse sintetizar a teoria tricromática do sistema visual humano e, assim, reflectir nas elaborações dos espaços de cores que teriam por finalidade reproduzir a percepção cromática humana. No ano de 1755, Charles Bonnet (1720-1793) mencionou a existência de ressoadores de luz na retina. Curiosamente, em 1760, Bonnet descreveu um quadro de alucinações de seu pai, que possuía, aos 87 anos, problemas visuais em decorrência, provavelmente, de catarata e que hoje é conhecida
como Síndrome Charles Bonnet. Em 1756, Mikhail Vasilevich Lomonosov sugeriu, como complemento da tricromacia física da luz, a tricromacia fisiológica:
três tipos de partículas presentes na membrana escura do fundo do olho.
Em 1775, anos depois da morte do matemático e astrónomo alemão Tobias Mayer (1723-1762), Georg Christoph Lichtenberg publicou uma aula na qual Mayer apresentou as três cores-luzes primárias que o olho humano seria capaz de perceber: vermelho, amarelo e azul (Mollon, 2003). No último quarto do século XVIII ocorreram as duas últimas contribuições fundamentais. George Palmer (1740-1795), um especialista na fabricação de vidros coloridos, no ano de 1777, propôs a existência de três tipos de luzes que corresponderiam, respectivamente, a três tipos de partículas, às vezes nomeadas por ele como moléculas ou membranas, na retina. Também em Londres, a menos de um quilómetro de distância, John Elliot (1747-1787),
em 1780, aventou que os órgãos sensoriais humanos, através de ressoadores, poderiam ser activados mecanicamente na presença de estímulos apropriados. Elliot também teve a capacidade de intuir que o sistema visual humano não possuiria ressoadores para todas as frequências existentes (Mollon, 2003). Dessa forma, todos os conceitos fundamentais para a elaboração da teoria tricromática já estavam disponíveis no final do Século XVIII, mas a sua elaboração só foi alcançada em 1801-02 – mesmo ainda não tendo adquirido o nome de tricromacia – por Thomas Young (1773-1829), numa palestra na Royal Society de Londres. Com os conhecimentos adquiridos nas suas pesquisas no campo da acústica, a sua teoria sobre as cores foi ganhando firmeza e apresentou-se de forma sólida, em 1817, num artigo de sua autoria:
Chromatics, elaborado para a Encyclopaedia Britannica. Young concluiu que diferentes comprimentos de onda correspondiam a diferentes matrizes; os mais curtos apresentavam-se em violeta e os mais longos em vermelho. Demonstrou, ainda, com bastante precisão, um mapa de distribuição dos matrizes do espectro visível e, quando convertemos as frações de polegadas para nanómetros, vemos que suas estimativas eram próximas das reais dimensões que hoje conhecemos(Mollon, 2003).
De acordo com Mollon (2003), alguns autores atribuem a Young a
compreensão e descrição do fenómeno da constância de cores, comumente utilizada na língua inglesa como color constancy. Young realmente descreveu esse fenómeno, além de interligá-lo ao contraste simultâneo das cores, mas o primeiro relato de que se tem conhecimento data de 1694, tendo sido feito por Philippe De La Hire (1640-1718), que afirmou o facto de não percebermos que as cores são diferentes sob a luz do dia ou sob a luz de velas. Ainda de
acordo com Mollon (2003), o artigo mais brilhante a respeito da constância de cores foi feito em 1789, poucas semanas antes da revolução francesa, na Academia Real de Ciências de Paris, por Gaspard Monge (1746-1818). Na sua conferência, vestindo uma malha vermelha, Monge pediu a seus colegas que a observassem através de uma lente vermelha. Surpresos, os presentes tiveram a sensação de que a malha tinha um vermelho esbranquiçado, praticamente branco6. Monge tinha consciência de que essa sensação era mais forte nas cenas com brilho mais intenso e relacionou tal observação a um segundo fenómeno, o das Sombras Coloridas:

Se um ambiente for iluminado pela luz do sol que
passa através de uma cortina vermelha que tem um
buraco, o feixe de luz que passar pelo buraco e cair
sobre um pedaço de papel não irá parecer vermelho
e sim “bastante verde”.

Pouco tempo depois das contribuições de Young e das suas observações a respeito do contraste simultâneo de cores, o químico francês Michel Eugène Chevreul (1786-1889) publicou, aos 53 anos, De la loi du contraste simultané des couleurs (Paris, 1839) que teve sua versão na língua inglesa publicada em 1854. Com essa obra Chevreul estabeleceu, definitivamente, a lei do contraste
simultâneo que havia sido mencionada por Leonardo da Vinci (1452-1519) e, posteriormente, por Johann Wolfgang Goethe (1749-1832). Trabalhando desde 1824 na fábrica real de tapetes Manufacture Royal Gobelins (Paris)8, Chevreul teve sua primeira observação do fenómeno do contraste simultâneo com os questionamentos do director da fábrica no ano de 1825. O director perguntou a Chevreul por que o preto perdia seu vigor quando em contacto com sombras circundantes em azul ou violeta (Chevreul, 1854/1987).

Círculo cromático de Michel Eugène Chevreul (www.colorsystem.com)

Baseado nos seus estudos de contraste e harmonia de cores, Chevreul criou um sistema de cores, figura anterior, para a fábrica que teve como principal contribuição para os próximos sistemas a serem construídos o facto de respeitar os limites de cada matriz, variando as suas distâncias ao centro do sistema. O seu
sistema tem como base um círculo cromático com 72 matrizes distribuídos radialmente.
Para cada matriz pode haver variação da saturação (eixo x), e variação do brilho (eixo y). Os níveis de saturação e brilho podem ter até 22 variações, que variam de acordo com os limites dos matizes (Chevreul, 1854/1987). Esse sistema influenciou directamente a pintura neo-impressionista de muitos artistas e foi utilizado por mais de 150 anos e só foi reorganizado em 1982, devido à introdução de lãs e linhas sintéticas no mercado têxtil (Fischer, 1999; Werner, 1998).
Chevreul foi casado com Sophie Davallet, com quem teve um único
fi lho, Henri, e ficou viúvo aos 76 anos de idade. No seu jubileu centenário, em 1886, o governo francês decidiu reeditar sua obra clássica de 1839. O resultado foi um livro de 586 páginas com as 40 paletas de cores em litografia de alta qualidade, que ainda não era viável na época da primeira edição. O seu filho morreu em 27 de Março de 1889. Treze dias depois, em 9 de abril de 1889, Chevreul
também morreu. Aos quase 103 anos de idade (Chevreul, 1854/1987).
Ernst Mach (1886-1959), médico, físico e filósofo, além de ser conhecido pela descoberta da velocidade do som, explicou quantitativamente o contraste simultâneo estudado por Chevreul através de apresentações de cartões em preto e branco de forma independente e justaposta: o branco parecia ser mais brilhante e o preto mais escuro em relação à sensação das mesmas quando apresentadas separadamente. Esse fenômeno é conhecido até hoje por
Banda de Mach (Mach Band) (Cornsweet, 1970; Kaiser & Boyton, 1996; Backhaus, 1998; Zaidi, 1999).
O mecanismo fisiológico responsável pelo contraste simultâneo é o fenômeno de inibição lateral e foi descrito pelo americano Haldan Keffer Hartline (1903-1983), Prêmio Nobel em Fisiologia ou Medicina (1967). A visão humana é baseada na capacidade de ver bordas, distinguir contrastes entre áreas subjacentes.
Se não existissem bordas, não existiria a diferenciação entre os objetos. Hartline demonstrou a inibição lateral em experimentos nos olhos de Limulus, cujos neurónios apresentam dimensões que permitiam registos eletrofisiológicos com maior facilidade. A demonstração foi baseada em registos do efeito de um objecto luminoso sobre o olho do animal em duas situações: em apenas
uma face do olho (omatídeo) e em todo olho. No primeiro caso, o resultado é equivalente à medição de um fotómetro. No segundo, há uma intensificação da resposta neural na borda, que confirma o fenómeno de inibição lateral.

ESPAÇO E SISTEMAS DE COR

Retrospectiva Histórica
Entre os primeiros registos de espaços de cores, pode-se destacar o trabalho de Pitágoras (cerca 570-500 a.C.), que criou um espaço de cores semicircular relacionando as notas da escala musical de tons e meio tons aos planetas que, por sua vez, eram representados por determinadas cores.

Espaço de Cores de Pitágoras (www.colorsystem.com).

Aristóteles (384-322 a.C.) apresentou seu espaço de cores numa sequência linear, do branco ao preto, compreendendo cinco cores entre elas. Nesse estudo, a luz branca da Lua tinge-se de amarelo, ao longo do dia torna-se laranja e, em seguida, vermelho, violeta, verde e azul, chegando, então, ao preto, que representa a escuridão da noite. Aristóteles foi, provavelmente, o primeiro a investigar a mistura de luzes quando observou a formação do verde numa parede de mármore branco, após a passagem de um feixe de luz branco por dois
fragmentos de vidro nas cores azul e amarelo, respectivament(Fisher, 1999).
O inglês Robert Grosseteste (cerca 1170-1253 d.C.), primeiro Chancellor da Universidade de Oxford, apresentou seu espaço de cores no livro De Colore, de 1230. Neste espaço, o branco (“albedo” ou “lux clara”) e o preto (“nigredo” ou “lux obscura”) estão separados das demais cores, localizados em dois extremos do mesmo eixo, como a maioria dos espaços de cores utilizados actualmente (Fisher, 1999). De acordo com Gage (2001), a sequência do branco ao preto, que determina uma escala de cinza, foi anteriormente demonstrada por Avicenna (980-1037).
Por volta de 1435, Leon Battista Alberti (1404-1472), no seu livro Della Pintura, apresenta um espaço de cores baseado em duas oponências cromáticas:
verde-vermelho e azul-amarelo. Essas duas oponências cromáticas constituíram, séculos mais tarde, o cerne da teoria de oponência de cores de Ewald Hering (1839) e tiveram as suas bases funcionais comprovadas por métodos electrofisiológicos por (De Valois, Abramov, & Mead, 1967). Alberti, inseriu também, a forma tridimensional da representação dos espaços de cores, embora ainda não fosse baseada em arranjos circulares (Fisher, 1999; Mollon, 2003). No início do século XVII (1611), o astrónomo finlandês Aron Sigfrid Forsius (também conhecido como Siegfried Aronsen; cerca 1550-1637), um dos precursores desse campo, apresentou um espaço de cores em forma de círculo e, a partir do mesmo, estabeleceu um espaço esférico (Fisher, 1999; Gage, 2001; Parkhurst & Feller, 1982).
Pouco depois, em 1613, o jesuíta belga Franciscus Aguilonius (1567- 1617) incluiu na sua teoria um espaço de cores que foi, provavelmente, o primeiro deles concebido com as três cores-pigmentos primárias: “flavus, rubeus e caeruleus” (amarelo, vermelho e azul). As ilustrações de seu trabalho foram feitas por Paul Rubens que recebeu forte influência desta teoria de cores nas
suas obras (Campenhausen, 2001; Fisher, 1999; Jaeger, 1984).
O médico inglês Francis Glisson (1597-1677) apresentou, em 1677,
um trabalho sólido baseado nas primárias vermelho, amarelo e azul da mistura de cores, numa escala de cinzas composta por 23 etapas entre o branco e o preto. Juntamente com Forsius, Glisson também é considerado um precursor dos sistemas de cores (Fisher, 1999; Gage, 2001; Kuehni & Stanziola, 2002).
Isaac Newton (1642-1727), com o auxílio de um prisma, comprovou
no Experimentum Crucis, que as cores-luzes, nomeadas por ele como “rubeus, aurantius, flavus, viridis, caeruleus, indicus e violaceus” (vermelho, alaranjado, amarelo, verde, azul, índigo e violeta), são cores componentes da luz branca.
Em 1704, Newton publicou o seu primeiro livro, Opticks, apresentando o espaço de cores em forma de círculo.
Trata-se do disco de Newton:
A rotação de um disco iluminado com luz branca e pintado com a sequência de cores do espaço de Newton resulta, para o observador, num disco branco. A partir desse momento, todos os outros espaços de cores não mais incluiriam o branco e o preto dentre as cores do espectro visível. No seu espaço de cores, as cores localizadas na borda da circunferência, as quais correspondem às cores do espectro luminoso, sendo essa região então chamada de locus espectral,
estão representadas na sua maior saturação ou pureza do matiz. Conforme se aproximam do centro da circunferência conservam o matiz, mas vão incorporando quantidades crescentes de branco, reduzindo a saturação do matiz.
Apesar da grande maturidade na elaboração deste espaço, Newton incorporou uma analogia com a escala musical e não se preocupou com uma maior elaboração sistemática das cores. No seu espaço não puderam ser representadas as gamas de púrpuras que são compostas pela mistura das cores das duas pontas da refração do prisma, mas Newton deixou por escrito uma referênciaa essa limitação (Mollon, 2003; Paramei, 2004).

Espaço de cores de Isaac Newton (www.colorsystem.com).

DEFINIÇÕES

PERCEPÇÃO DE CORES
A luz, ao atravessar os meios ópticos oculares, excita moléculas fotossensíveis
dos fotorreceptores da retina que, por sua vez, iniciam o processo de
codificação da informação presente nos raios luminosos até que após extenso
processamento neural em vários níveis da retina, do tálamo e do córtex cerebral,
ocorre a percepção da cor (Backhaus, 1998).
Para Hering (1874), a percepção visual é formada a partir de seis cores
elementares: verde, vermelho, azul, amarelo, branco e preto. A percepção do
branco é o resultado da combinação particular de cores elementares. O preto é,
de facto, uma percepção de cor, uma vez que a ausência de percepção não tem
significado neural ou psicológico.

ESPAÇO DE CORES
Há diversas definições para espaço de cores na literatura científica
(Backhaus, 1998; Brainard, 2003; Helm, 1964; Indow, 1995; Paramei, 1996;
Shepard & Carroll, 1966). Neste texto, utilizou-se a expressão espaço de cores
em três situações: na representação gráfica das relações entre as cores, o que
inclui os desenhos esquemáticos da Antiguidade; nos espaços de cores obtidos
por experimentos fisiológicos; e nos espaços de cores perceptuais construídos
com os resultados de métodos psicofísicos.

SISTEMA DE CORES
Existem diversos métodos de sistematização do espaço de cores e, de acordo com Brainard (2003), essa sistematização pode ser feita para a especificação da aparência das cores ou da diferença entre as cores, mas ainda não
há um sistema de cores perfeito para nenhuma das duas finalidades. Dentre
os sistemas de aparência de cores, o mais conhecido e utilizado é o Sistema
de Cores de Munsell (Munsell Color System). Grande parte dos sistemas de
diferenças de cores foi desenvolvida a partir daquele criado pela Comission
Internationale de l’Eclairage de 1931 (CIE 1931) (Brainard, 2003).

APLICAÇÕES PRÀTICAS

Passando agora um pouco ao lado do tema tecnologias gráficas, mas dentro do vasto tema da cor / fotografia digital e das suas variadíssimas aplicações, a termografia por infravermelhos (TI) é uma ferramenta extremamente útil e não invasiva para monitorizar e diagnosticar problemas / patologias em diversas áreas.
Pode ser utilizada para detecção de causas de patologias verificadas visualmente, tal como pode ser empregue como instrumento de engenharia preventiva, descobrindo patologias ainda não aparentes, mas já embrionárias.
Não queria finalizar este capítulo sem apresentar algumas aplicações práticas.
Para simplificar e, porque todos já estivemos em contacto com eles, vamos falar de patologias em Edifícios.

Termografia em Edifícios

As aplicações da TI em edifícios são diversas, podendo referir-se algumas, a título de exemplo:
- detecção de infiltrações ou fugas de água;
- detecção de fendas estruturais;
- detecção de vazios no interior do betão;
- detecção de corrosão de armaduras;
- localização de redes interiores;
- análise térmica dos edifícios:
- etc.
Numa inspecção termográfica são produzidas imagens, os termogramas, e registadas as respectivas temperaturas ao longo da superfície. Após análise dos dados recolhidos, através de software apropriado, torna-se possível tirar conclusões precisas e indicar as medidas preventivas ou correctivas adequadas.
A avaliação por inspecção da qualidade térmica da envolvente de edifícios, visa identificar e diagnosticar anomalias ou patologias construtivas de origem térmica e possibilitar a formulação de acções correctivas ou de reabilitação.
Todos os corpos, pelo facto de estarem a uma temperatura acima do zero absoluto, emitem radiação electromagnética.

Caso de Estudo

As duas imagens abaixo, são um caso concreto de detecção de uma infiltração não visível. Através do termograma conseguimos saber exactamente, onde está a origem da infiltração e só arranjar essa zona, sem danificar a sua envolvente.

A termografia por infravermelhos é utilizada na inspecção de betão há mais de 30 anos. Ao longo deste período ficou demonstrado tratar-se da tecnologia de ensaio não destrutivo que apresenta maior precisão, economia e eficácia.

Interpretação da Imagem

Qualquer corpo irradia energia electromagnética em forma de calor, com maior ou menor intensidade. Essa energia é irradiada em comprimentos de onda, produzindo tonalidades em escala cromática que varia de acordo com as temperaturas da superfície do objecto em estudo, sendo o espectro visualizado numa escala monocromática ou policromática. Em ambas as escalas a cor preta, ou os tons mais escuros, são assiciados à faixa mais fria do espectro e por sua vez a cor branca, ou as mais claras são associadas à faixa mais quente. Um bom termograma é aquele que dá a informação que se precisa:
Qualitativa – para localizar uma anomalia.
Quantitativa – para medir a temperatura adequada da anomalia que foi detectada.
Para que um termograma seja analisado posteriormente, é necessário que o termografista observe alguns parâmetros e aspectos aquando da obtenção da imagem térmica (termograma) do ponto alvo. Dessa observação dependerá o sucesso no diagnóstico e recomendação para que se consiga actuar de modo eficaz.
A seguir serão abordados os três parâmetros mais importantes durante a obtenção da imagem, são eles:

Foco

uma imagem mal focada trará ao termografista uma distorção do valor real da temperatura de superfície do objeto analisado.

Ponto fora de Foco

Ponto bem Focado

Escala

Uma imagem feita com uma escala de temperatura inadequada não permitirá uma análise correcta do valor da temperatura.
Existem dois tipos de escalas cromáticas, normalmente designadas por streep de cores:
- Escala Monocromática
A escala monocromática varia entre a côr branca e a cor preta, através de variações suaves de tons de cinza. A esta escala normalmente dá-se o nome de escala de cinzentos ou Grey

Exemplo de escala monocromática

- Escala Policromática
A escala policromática varia entre o preto e o branco através de nuances cromáticas dependentes da escala adoptada.

Exemplo de escala policromática

Distância

A distância diminui o campo de visão do objecto, acarretando prejuízo na realidade da temperatura do ponto. A figura seguinte mostra dois termogramas, onde no primeiro a medição é realizada a uma distância desfavorável e o segundo é realizado com uma lente de aproximação.

Alvo distante

Alvo aproximado

Equipamento

Termovisores são equipamentos com meios adequados para realizar a análise e medição das distribuições térmicas em tempo real. Os termovisores são compostos por câmara de video e écran LCD.
A inspecção termográfica por infravermelhos é realizada utilizando câmaras termográficas.
Exemplo de uma Câmara termográfica, neste caso a FLIR P65

CURIOSIDADE

Falamos de cor, de imagem, de temperatura, de fotografia,de Infra-vermelhos,… vou então introduzir um conceito que para alguns será novo, mas que para mim faz todo o sentido, devido à minha formação académica de base. Sendo assim, quero aqui introduzir o método Termografia/Termograma. Vou começar por uma breve introdução para posteriormente, como curiosidade para alguns, mostrar uma aplicação prática à área da Engenharia / Costrução Civil.

TERMOGRAFIA / TERMOGRAMA

A termografia é um método de determinação e representação da distribuição de temperatura superficial de um corpo, por medida da radiação infravermelha emitida pela sua superfície, ou seja, é a medição de temperaturas, construindo mapas térmicos de um componente, equipamento, objecto ou processo, captando a radiação infravermelha (emitida ou absorvida), aplicada na indústria para detectar defeitos, gerando troca ou perda de calor utilizada na
detecção de falhas eléctricas e mecânicas.

Termografia

Termograma é a imagem visual da distribuição da temperatura na superfície de um objecto.

A Termometria divide-se em duas áreas distintas (de acordo com o princípio de medição empregue)
- Medição de Contacto;
- Radiometria.

O que é a Termografia por Infravermelhos?

Todos os objectos emitem radiação infravermelha. A radiação Infravermelha é opaca à grande maioria dos vidros e plasticos transparentes que protegem os objectos a analizar.
A intensidade da radiação emitida depende de dois factores: a temperatura do objecto e a capacidade do objecto de emitir radiação. Esta última é conhecida por emissividade.
Existe uma lei da Física que diz que todos os materiais com uma temperatura acima do zero absoluto (-273ºC) radiam calor. A radiação de calor significa o mesmo que radiação infravermelha. Quanto mais quente está o objecto, maior a radiação.
A termografia por infravermelhos (TI) consiste na captação de imagens de calor (termogramas), não visíveis pelo olho humano, através de uma câmara termográfica.
Exemplo de um termograma

A imagem infravermelha deve ser acompanhada por uma medição térmica precisa, para poder reflectir as condições reais de um objecto.
As Medições Termográficas são realizadas com a utilização de mapas térmicos e software adequado. O princípio subjacente, consiste na comparação entre as intensidades de radiação provenientes do corpo observado e uma referência de temperatura obtida (calibragem comparativa).A análise dos dados obtidos por inspecção termográfica é fundamental e deve ser baseada no conhecimento adquirido em formação especializada e consolidado com a experiência ao longo dos anos.

Descoberta da Radiação Infravermelha

Em 1880, o astrónomo inglês William Herschel (1738 - 1822) repetiu a experiência de Newton, com a finalidade de descobrir qual das cores do arco-íris daria mais resultado no aquecimento do bulbo de um termómetro. Percebeu que a temperatura aumentava no sentido violeta para o vermelho. Finalmente, percebeu que o bulbo do termómetro se aquecia ainda mais se fosse colocado na região escura que se estende além do extremo vermelho do espectro. Então Herschel decidiu medir a temperatura de uma região do espectro além do vermelho, aparentemente desprovida de luz solar, e, para sua surpresa, constatou que esta região apresentava a temperatura mais elevada em relação às medidas anteriores. Logo concluiu que nesta região deveria haver outro tipo de radiação, porém não visível. A descoberta de Herschel foi importantíssima, visto ser esta a primeira vez que se demonstrou a existência de radiação não visível.
A partir da descoberta de Herschel até o final dos anos 30, foi lento o desenvolvimento na região do infravermelho, sendo voltado principalmente a sensores térmicos.
No espectro eletromagnético, os infravermelhos subdividem-se em: infravermelhos curtos (0,7-5 μm), infravermelhos médios (5-30 μm) e infravermelhos largos (30-1000 μm). Entretanto, esta classificação não é precisa porque em cada área de utilização, tem-se uma idéia diferente dos limites dos diferentes tipos.

Espectro Electromagnético

Os raios caloríficos, como Herschel então lhes chamou, são hoje conhecidos como raios infravermelhos.

Temperatura das cores após dispersão

Radiação Térmica

A radiação térmica corresponde à fração de energia cujas características dependem somente da temperatura do corpo emissor. O grande desafio para os cientistas foi descobrir como relacionar a energia de radiação com a temperatura de um objeto. Se um objecto for colocado num recipiente cujas paredes estiverem a temperatura uniforme, esperamos que o objecto entre em equilíbrio térmico com as paredes do recipiente e que o objecto passe a emitir uma radiação parecida com a das paredes do recipiente. Tal objecto absorve e irradia a mesma quantidade de energia. Mas, uma superfície perfeitamente negra absorve toda a radiação incidente sobre ela e deve irradiar da mesma forma, se estiver em equilíbrio térmico. A radiação térmica em equilíbrio é então chamada de radiação do corpo negro.
A primeira relação entre temperatura e energia de radiação foi deduzida por J. Stefan em 1884 e explicada teoricamente por Boltzmann na mesma época.
Ela diz-nos que:
Energia total = σT4
emitida pelo corpo negro é dada por unidade de área e por segundo, T é a temperatura absoluta (termodinâmica) e σ é a constante de Stefan-Boltmann.
A grande questão no início do século, era explicar como esta energia radiante total emitida pelo corpo negro era distribuída entre as várias freqüências ou comprimentos de onda da radiação. A teoria clássica de osciladores eletromagnéticos, de J. C. Maxwell falhou na explicação da distribuição observada da radiação.
Foi Max Planck que resolveu o dilema mostrando que a energia dos osciladores deveria ser quantizada, ou seja, as energias não poderiam ter todos os valores, mas deveriam variar em passos. O tamanho de cada passo, ou quantum, é proporcional à freqüência dos osciladores e igual a hv, onde h é a constante de Planck. Com essa hipótese, Planck deduziu a distribuição da radiação luminosa de um corpo negro e mostrou como ela varia com o comprimento de onda para uma dada temperatura. A dedução de Planck também pode ser usada de forma inversa: dada uma certa distribuição de intensidade da luz emitida por um corpo negro, a lei de Planck pode ser usada para calcular a sua temperatura, comparando a forma da distribuição com a curva de Planck.
As curvas ilustradas abaixo mostram que quanto mais quente for um corpo, maior será sua luminosidade a pequenos comprimentos de onda. A superfície do sol tem uma temperatura de 6000K, e a curva de Planck possui um pico na região do visível. Para corpos mais frios do que o sol o pico da curva de Planck desloca-se para comprimentos de onda maiores, até que se chega a uma temperatura tal que
muito pouca radiação é emitida na região do visível.

Curva de Planck

Na figura acima a intensidade é a energia por unidade de ângulo sólido por unidade de tempo por unidade de intervalo de comprimento de onda. A linha tracejada mostra a variação com a temperatura do comprimento de onda em que a intensidade é máxima.
Esta é uma representação gráfica da lei de Wien, que diz:
I(max) = 0.29/T,
Onde, I(max) é o comprimento de onda máximo da radiação em cm e, T é a temperatura absoluta do corpo negro.
O corpo humano possui uma temperatura de cerca de 310K e irradia basicamente no infravermelho longo.
À temperatura ambiente, +/- 20ºC, quase toda a energia é emitida na forma de radiação infravermelha (0.75 – 1000mm), com um comprimento de onda muito superior à luz visível (0.38 – 0.78mm). À medida que a temperatura do corpo aumenta, o comprimento de onda da radiação emitida diminui; a 800ºC, um corpo emite radiação visível em quantidade suficiente para ser “auto-luminoso”, apresentando a cor “vermelho-quente”, embora a maior parte da energia emitida continue a pertencer à região dos infravermelhos. No caso de uma lâmpada incandescente, por exemplo, a temperatura do filamento atinge os 3000ºC, de modo que a radiação emitida contém luz visível suficiente para que o corpo apresente a cor “branco-quente”.
A taxa de emissão de radiação por uma superfície é proporcional à área da superfície, aumenta com a quarta potência da temperatura absoluta do corpo e depende da natureza da superfície do corpo. A radiação emitida por uma superfície ideal (superfície capaz de absorver - e também emitir -).

Espectro Visível

Espectro visível (ou espectro óptico) é a porção do espectro eletromagnético cuja radiação pode ser captada pela vista humana. Identifica-se esta radiação como sendo a luz visível, ou simplesmente luz. Esta faixa do espectro situa-se entre a radiação infravermelha e a ultravioleta. Para cada frequência da luz visível é associada uma cor.
Isaac Newton (1642-1727), físico, matemático e astrônomo inglês, formulou vários princípios. Entre os mais importantes está a decomposição da luz solar no espectro, e os anéis coloridos da luz solar no espectro. Com seus estudos da óptica, formula a sua teoria das cores, a partir de experiências com a decomposição da luz branca em prismas, demonstrando que essa não era simples e homogenea como se acreditava desde Aristóteles e que as cores primárias, azul, amarelo e vermelho, não sofrem decomposição.
Newton fez passar um raio de luz solar através de um prisma de vidro, gerando um espectro de cores vermelho, amarelo, azul, verde e violeta, na parede oposta, mostrando que este espectro era muito longo para ser explicado pela teoria da refração da luz então utilizada. Segundo essa teoria, todo raio de luz branca que atravessasse um prisma pelo mesmo ângulo seria refratado igualmente.
Newton mostrou que na verdade, a luz branca é uma mistura de diversos tipos de raios, os quais são refratados em ângulos ligeiramente diferentes, e que cada diferente tipo de raio é responsável por uma certa côr no espectro.


Cores do Espectro visível

RADIAÇÃO

RADIAÇÃO é o processo de transmissão de calor através de ondas eletromagnéticas (ondas de calor). A energia emitida por um corpo (energia radiante) propaga-se até ao outro, através do espaço que os separa. Sendo uma transmissão de calor através de ondas eletromagnéticas, a radiação não exige a presença do meio material para ocorrer, isto é, a radiação ocorre no vácuo e também em meios materiais. Entretanto, não são todos os meios materiais que permitem a propagação das ondas de calor através deles. Toda a energia radiante, transportada por onda de rádio, infravermelha, ultravioleta, luz visível, raios X, raios gama, etc., pode converter-se em energia térmica por absorção. Porém, só as radiações infravermelhas são chamadas de ondas de calor (Ferreira 2002).







Radiação Electromagnética


Segundo Instituto de Física (2006), a transmissão de energia na forma de ondas, contendo um componente elétrico e outro magnético, pode ser produzida pela aceleração de uma carga elétrica num campo magnético. O espectro da radiação eletromagnética engloba a luz visível, os raios gama, as ondas de rádio, as microondas,os raios X, ultravioleta, infravermelho. Esses nomes indicam áreas do espectro divididas com fins didáticos e práticos, pois o espectro é contínuo e não há diferenças abruptas entre as formas de radiação e todas são basicamente o mesmo fenômeno físico. Por exemplo, todas se irradiam pelo espaço com a mesma velocidade, conhecida como “velocidade da luz”, de cerca de 300 mil km/s. As diferenças estão no comprimento das ondas e na freqüência da radiação, que fazem com que tenham diferentes características, como o poder de penetração dos raios X ou o aquecimento do infravermelho. Uma fonte de radiação, como o Sol, pode emitir luz dentro de um espectro variado.
A natureza da radiação foi um mistério para os cientistas durante muito tempo. No século passado, J.C. Maxwell propôs que essa forma de energia viaja pelo espaço na forma de um campo oscilatório composto por uma perturbação elétrica e magnética na direção perpendicular às perturbações.

Campo Oscilatório

Na figura acima, vemos oscilações no campo elétrico (vermelho), e no campo magnético (azul), que são ortogonais entre si - o campo elétrico fica no plano XY; o magnético no plano XZ. A onda está viajando na direção X. Uma onda eletromagnética pode ser definida em termos de sua freqüência de oscilação, designada pela letra grega nu (v). A onda move-se em linha recta com uma velocidade constante (a velocidade da luz, c); a distância entre picos sucessivos é o comprimento da onda, λ, que é igual à sua velocidade dividida pela sua freqüência, λ = c / ν.
O espectro eletromagnético cobre um intervalo enorme em comprimentos de onda, de comprimentos muito pequenos a comprimentos muito grandes, conforme se pode ver na figura abaixo.

Comprimento de onda

A única região do espectro para a qual nossos olhos são sensíveis é a região do "visível", identificado pelas cores do arco-íris.
O sol não é o único objeto que produz energia de radiação; qualquer objeto que estiver a temperatura maior do que 0ºK irá emitir alguma radiação (INSTITUTO DE FÍSICA, 2006).

COR - Introdução

Cor é uma sensação provocada pela acção de um feixe de fotões (partículas que andam sempre em movimento e têm massa zero), sobres as células especializadas da retina (principalmente cones e bastonetes) que transmitem através de informação pré-processada no nervo óptico, impressões para o sistema nervoso.

Cor / luz, é assim a radiação luminosa visível que se decompõe em muitas cores tendo como síntese aditiva a luz branca.
Isaac Newton fez surpreendentes descobertas sobre a luz e as suas cores, tendo os seus estudos partido da observação do arco-iris. Newton, "reproduziu" um arco-iris dentro de casa, usando prismas e lentes, onde fez incidir a luz do Sol. A faixa colorida que obteve ao separar as cores é chamada de "espectro solar". Mas nem todas as cores são visíveis aos nossos olhos como por exemplo o infra-vermelho e o ultra-violeta. As cores visíveis são: violeta, indigo, vermelho, laranja, amarelo, vermelho e azul.
Para estudar a cor / luz usa-se normalmente a frequência e / ou o comprimento de onda.

A cor de um material é determinada pela média de frequência de ondas que as suas moléculas constituintes reflectem.
A cor é relacionada com os diferentes comprimentos de onda do espectro electromagnético. Se 2 luzes tiverem o mesmo comprimento de onda são iguais.São percebidas pelo ser humano e por alguns animais, em faixa específica na zona do visível, com uma sensação que nos permite diferenciar os objectos do espaço com maior precisão.

Frase do dia

"Cor é uma sensação que está no nosso cérebro provocada por um certo estimulo."