COR

A cor

   A cor é uma percepção visual provocada pela acção de um feixe de fotões sobre células especializadas da retina, que transmitem através de informação pré-processada no nervo óptico, impressões para o sistema nervoso.
   A cor de um material é determinada pelas médias de frequência dos pacotes de onda que as suas moléculas constituintes reflectem. Um objecto terá determinada cor se não absorver justamente os raios correspondentes à frequência daquela cor.
Assim, um objecto é vermelho se absorve preferencialmente as frequências fora do vermelho.
   A cor está directamente relacionada com os diferentes comprimentos de onda do espectro electromagnético. São percebidas pelas pessoas, em faixa específica (zona do visível), e por alguns animais através dos órgãos de visão, como uma sensação que nos permite diferenciar os objectos do espaço com maior precisão.
   Considerando as cores como luz, a cor branca resulta da sobreposição de todas as cores primárias (amarelo, azul, verde e vermelho), enquanto o preto é a ausência de luz. Uma luz branca pode ser decomposta em todas as cores (o espectro) por meio de um prisma. Na natureza, esta decomposição origina um arco-íris.

Modelos de cor

   As cores obtidas directamente naturalmente por decomposição da luz solar ou artificialmente mediante focos emissores de luz de uma longitude de onda determinada se denominam cores aditivas.
   Não é necessária a união de todas as longitudes do espectro visível para obter o branco, já que se misturarmos só o vermelho, verde e azul obteremos o mesmo resultado. É por isso que estas cores são denominadas cores primárias, porque a soma das três produz o branco. Ademais, todas as cores do espectro podem ser obtidas a partir delas.

Modelo RGB

    As cores aditivas são as usadas em trabalho gráfico com monitores de computador, já que, segundo vimos quando falamos dos componentes gráficos de um computador, o monitor produz os pontos de luz partindo de três tubos de raios catódicos, um vermelho, outro verde e outro azul. Por este motivo, o modelo de definição de cores usado em trabalhos digitais é o modelo RGB (Red, Green, Blue).
    Todas as cores que se visualizam no monitor estão em função das quantidades de vermelho, verde e azul utilizadas. Por isso, para representar uma cor no sistema RGB se atribui um valor entre 0 e 255 (notação decimal) ou entre 00 e FF (notação hexadecimal) para cada um dos componentes vermelho, verde e azul que o formam. Os valores mais altos de RGB correspondem a uma quantidade maior de luz branca. Por conseguinte, quanto mais altos são os valores RGB, mais claros são as cores. 

    Desta forma, uma cor qualquer virá representada no sistema RGB mediante a sintaxe decimal (R, G, B) ou mediante a sintaxe hexadecimal #RRGGBB. A cor vermelha pura, por exemplo, se especificará como (255,0,0) em notação RGB decimal e #FF0000 em notação RGB hexadecimal, enquanto a cor rosa claro dada em notação decimal por (252,165,253) se corresponde com a cor hexadecimal #FCA5FD.
    Esta forma aditiva de perceber a cor não é única. Quando a luz solar choca contra a superfície de um objecto, este absorve diferentes longitudes de onda de seu espectro total, enquanto reflectem outras. Estas longitudes de onda reflectidas são precisamente as causadoras das cores dos objectos, cores que por ser produzidas por filtragem de longitudes de onda se denominam cores subtractivas.
Este fenómeno é o que se produz em pintura, onde a cor final de uma zona vai depender das longitudes de onda da luz incidente reflectidas pelos pigmentos de cor da mesma.
    Um carro é de cor azul porque absorve todas as longitudes de onda que formam a luz solar, excepto a correspondente à cor azul, que reflecte, enquanto um objecto é branco porque reflecte todo o espectro de ondas que formam a luz, ou seja, reflecte todas as cores, e o resultado da mistura de todas elas dá como produto o branco. Por sua vez, um objecto é negro porque absorve todas as longitudes de onda do espectro: o negro é a ausência de luz e de cor.
    Nesta concepção subtractiva, as cores primárias são outras, concretamente o ciano, o magenta e o amarelo. A partir destas três cores podemos obter quase todas as demais, salvo o branco e o negro.

Modelo CMYK

    Efectivamente, a mistura de pigmentos ciano, magenta e amarelo não produz a cor branca, e sim uma cor cinza sujo, neutro. Quanto ao negro, tampouco é possível obtê-lo a partir dos primários, sendo necessário incluí-lo no conjunto de cores básicas subtractivos, obtendo-se o modelo CMYK (Cyan, Magenta, Yellow, Black).
    O sistema CMYK, define as cores de forma similar a como funciona uma impressora de injecção de tinta ou uma imprensa comercial de quadricromia. A cor é da superposição ou de colocar juntas gotas de tinta semi-transparentes, das cores ciano (um azul brilhante), magenta (uma cor rosa intenso), amarelo e negro, e sua notação se corresponde com o valor em tanto por cento de cada uma destas cores.
    Desta forma, uma cor qualquer virá expressa no sistema CMYK mediante a expressão (C, M, Y, K), na que figuram os tantos por cento que a cor possui dos componentes básicos do sistema. Por exemplo, (0,0,0,0) é branco puro (o branco do papel), enquanto (100,0,100,0) corresponde à cor verde.

    As cores subtractivas são usadas em pintura, imprensa e, em geral, em todas aquelas composições nas que as cores se obtém mediante a reflexão da luz solar em mesclas de pigmentos (tintas, óleos, aguarelas, etc.). Nestas composições se obtém a cor branca mediante o uso de pigmentos dessa cor (pintura) ou usando um suporte de cor branca e deixando sem pintar as zonas da composição que devam ser brancas (imprensa).

    Os sistemas RGB, CMYK se encontram relacionados, já que as cores primárias de um são os secundários do outro (as cores secundárias são as obtidas por mescla directa das primárias).
    Outros modelos de definição da cor são o modelo HSV, que define as cores em função dos valores de três importantes atributos destes, matiz, saturação e brilho.

Modelo HSV

   O matiz faz referência à cor como tal, por exemplo, o matiz do sangue é vermelho. A saturação ou intensidade indica a concentração de cor no objecto. A saturação de vermelho de um morango é maior que a do vermelho de uns lábios. Por sua parte, o brilho denota a quantidade de claridade que tem a cor (tonalidade mais ou menos escura). Quando falamos de brilho fazemos referência ao processo mediante o qual se acrescenta ou se tira o branco a uma cor. Mais adiante estudaremos detalhadamente estes conceitos.
Por último, existem diferentes sistemas comerciais de definição de cores, sendo mais conhecido o sistema Pantone. 

   Criado em 1963 e buscando um padrão para a comunicação e reprodução de cores nas artes gráficas, seu nome completo é Pantone Matching System, e se baseia na edição de uma série de catálogos sobre diversos substratos (superfícies a imprimir), que subministram uma codificação padronizada mediante um número de referência e uma cor específica.

Modelo YUV

Os modelos anteriores apresentam objectivos específicos, como, por exemplo:
    • o modelo RGB permite exibir imagens de cor em monitores;
    • o modelo CMYK é utilizado na impressão;
    • o modelo HSV é utilizado na mistura de cores do ponto de vista artístico.

Caracterização do modelo
    Contudo, nenhum destes modelos tem em conta uma propriedade da visão humana. Esta é mais sensível às mudanças de intensidade da luz (luminância) do que da cor (crominância). O modelo YUV tem em conta esta característica.
    O modelo YUV foi criado a par do desenvolvimento da transmissão de sinais de cor de televisão.
Este modelo baseado na luminância permite transmitir componentes de cor em menos tempo do que seria necessário se fosse utilizado o modelo RGB. Ao mesmo tempo, o modelo YUV permite transmitir imagens a preto e branco e imagens de cor de forma independente.
    Nos modelos RGB e CMYK cada cor incluiu informação relativa à luminância, permitindo ver cada cor independente de outra. No caso de se estar a guardar um píxel de acordo com o modelo RGB e se o vermelho, o verde e o azul tiverem os mesmos valores de luminância, isto significa que se está a guardar a mesma informação três vezes, aumentando o tamanho da informação.
    O modelo YUV guarda a informação de luminância separada da informação de crominância ou cor. Assim, o modelo YUV é definido pela componente luminância (V) e pela componente crominância ou cor (U = blue - Y e V= red - V).
   Com este modelo é possível representar uma imagem a preto e branco utilizando apenas a luminância e reduzindo bastante a informação que seria necessária noutro modelo.

Aplicações
    o modelo YUV é adequado às televisões a cores, porque permite enviar a informação da cor separada da informação de luminância. Assim, os sinais de televisão a preto e branco e de televisão a cores são facilmente separados. O modelo YUV é também adequado para sinais de vídeo. Este modelo permite uma boa compressão dos dados, porque alguma informação de crominância pode ser retirada sem implicar grandes perdas na qualidade da imagem, pois a visão humana é menos sensível à crominância do que à luminância.

    O modelo YUV é utilizado pelos sistemas de televisão europeia PAL e francês SECAM e na compressão dos formatos JPEG/MPEG. No sistema de televisão americano e asiático NTSC é utilizado um modelo de cor equivalente designado YIQ. A fig. 1 exemplifica a utilização de vários modelos de cor por diferentes equipamentos e a necessidade das respectivas conversões. Por exemplo, a câmara de vídeo converte os dados RGB capturados pelos seus sensores em sinais YUV. O ecrã, para efectuar o rendering destes sinais, precisa de voltar a convertê-los para RGB.

A figura exemplifica a utilização de vários modelos de cor por diferentes equipamentos e as respectivas conversões.