Cuando discuto la cantidad de colores perceptibles para el ojo humano, tiendo a referirme a los 2.4 millones de colores del espacio de color CIE 1931 XYZ. Es un número bastante sólido, fundado científicamente, aunque admito que puede ser limitado en su contexto. Creo que es posible que el ojo humano sea sensible a 10-100 millones de "colores" distintos al referirse tanto a la cromaticidad como a la luminosidad.
Basaré mi respuesta en el trabajo realizado por CIE, que comenzó en la década de 1930 y progresó nuevamente en la década de 1960, con algunas mejoras algorítmicas y de precisión para formular en las últimas dos décadas. Cuando se trata de las artes, incluida la fotografía y la impresión, creo que el trabajo realizado por el CIE es particularmente relevante, ya que es la base de la corrección del color y los modelos matemáticos modernos y la conversión del espacio de color.
La CIE, o Commission internationale de l'éclairage , estableció en 1931 el espacio de color " CIE 1931 XYZ". Este espacio de color era una trama de color de pureza total, mapeado desde 700 nm (rojo infrarrojo cercano) hasta 380 nm (casi UV), y progresaba a través de todas las longitudes de onda de la luz" visible ". Este espacio de color se basa en la visión humana , que es un tri-estímulo creado por los tres tipos de conos en nuestros ojos: conos de longitud de onda corta, media y larga, que corresponden a longitudes de onda de 420-440 nm, 530-540 nm y 560-580 nm. Estas longitudes de onda corresponden a azul, verde y colores primarios amarillo-rojo (o rojo anaranjado). (Los conos rojos son un poco únicos, ya que su sensibilidad tiene dos picos, el primario en el rango de 560-580 nm, y también un segundo en el 410- Rango de 440 nm. Esta sensibilidad de doble pico indica que nuestros conos "rojos" en realidad pueden ser conos "magenta" en términos de sensibilidad real.) Las curvas de respuesta triestímulo se derivan de un campo de visión de 2 ° de la fóvea, donde nuestros conos están más concentrados y nuestra visión del color, con una intensidad de iluminación media a alta, es máxima.
El espacio de color CIE 1931 real se asigna a partir de valores de triestímulo XYZ, que se generan a partir de derivados rojos, verdes y azules, que se basan en valores de color rojo, verde y azul reales (modelo aditivo). Los valores de triestímulo XYZ se ajustan para un "iluminante estándar", que normalmente es un blanco equilibrado a la luz del sol de 6500 K (aunque el espacio de color original CIE 1931 se creó para tres iluminadores estandarizados A 2856 K, B 4874 K y C 6774 K) y se pesó de acuerdo con un "observador estándar" (basado en ese campo de visión foveal de 2 °.) La gráfica de color CIE 1931 XYZ estándar tiene forma de herradura y está llena con un diagrama de "cromaticidad" de 'colores' puros, que cubre el rango de tono de 700 nm a 380 nm, y varía en saturación desde 0 % centrado en el punto blanco al 100% a lo largo de la periferia. Esto es un "2,38 millones de colores que el ojo humano puede detectar bajo una iluminación de intensidad moderadamente alta, aproximadamente con la misma temperatura de color y brillo de la luz del día (no la luz solar, que está más cerca de 5000k, sino la luz solar + luz de cielo azul, aproximadamente 6500k).
Entonces, ¿puede el ojo humano detectar solo 2.4 millones de colores? De acuerdo con el trabajo realizado por la CIE en la década de 1930, bajo un iluminante específico que equivale a la intensidad y la temperatura de color de la luz del día, al factorizar solo los 2 ° de conos concentrados en la fóvea de nuestros ojos, parece que sí podemos ver 2,4 millones de colores.
Sin embargo, las especificaciones CIE tienen un alcance limitado. No tienen en cuenta los niveles variables de iluminación, iluminantes de diferente intensidad o temperatura de color, o el hecho de que tenemos más conos repartidos en al menos un área de 10 ° de nuestras retinas alrededor de la fóvea. Tampoco tienen en cuenta el hecho de que los conos periféricos parecen ser más sensibles a los azules que los conos concentrados en la fóvea (que son principalmente conos rojos y verdes).
Las mejoras en las gráficas de cromaticidad CIE se realizaron en los años 60 y nuevamente en 1976, lo que refinó el "observador estándar" para incluir un punto sensible al color de 10 ° en nuestras retinas. Estos refinamientos a los estándares de CIE nunca han tenido mucha utilidad, y la extensa investigación de sensibilidad al color que se ha realizado en relación con el trabajo de CIE se ha limitado en gran medida al espacio de color original de CIE 1931 XYZ y al diagrama de cromaticidad.
Dada la limitación de la sensibilidad del color a solo un punto de 2 ° en la fóvea, existe una gran probabilidad de que podamos ver más de 2.4 millones de colores, particularmente extendiéndose hacia los azules y violetas. Esto se ve corroborado por los refinamientos de los años 60 a los espacios de color CIE .
El tono, quizás mejor etiquetado como luminosidad (el brillo o la intensidad de un color), es otro aspecto de nuestra visión. Algunos modelos combinan cromaticidad y luminosidad, mientras que otros separan claramente los dos. El ojo humano contiene una retina compuesta de ambos conos ... dispositivos sensibles al "color", así como a bastones, que son independientes del color pero sensibles a los cambios de luminosidad. El ojo humano tiene aproximadamente 20 veces más varillas (94 millones) que conos (4,5 millones). Las varillas también son aproximadamente 100 veces más sensibles a la luz que los conos, capaces de detectar un solo fotón. Las varillas parecen ser más sensibles a las longitudes de onda de luz verde azulada (alrededor de 500 nm) y tienen sensibilidades más bajas a las longitudes de onda rojizas y cercanas a los rayos UV. Cabe señalar que la sensibilidad de las barras es acumulativa, por lo que cuanto más se observa una escena estática, cuanto más claros sean los niveles de luminosidad en esa escena, la mente los percibirá. Los cambios rápidos en una escena, o el movimiento panorámico, reducirán la capacidad de diferenciar la gradación tonal fina.
Dada la sensibilidad mucho mayor de la barra a la luz, parece lógico concluir que los humanos tienen una sensibilidad más fina y distinta a las variaciones en la intensidad de la luz que a los cambios en el tono y la saturación cuando uno observa una escena estática por un tiempo. No puedo decir exactamente cómo esto influye en nuestra percepción del color y cómo afecta la cantidad de colores que podemos ver. Se puede hacer una prueba simple de sensibilidad tonal en una noche clara de día, justo cuando se pone el sol. El cielo azul puede variar desde casi blanco-azul hasta azul oscuro oscuro. Si bien el tono de tal cielo cubre un rango muy pequeño, el grado tonal es inmenso y muy fino. Observando un cielo así, uno puede ver un cambio infinitamente suave de blanco azulado brillante a azul cielo a azul medianoche oscuro.
Los estudios no relacionados con el trabajo de CIE han indicado una amplia gama de "colores máximos" que el ojo humano puede percibir. Algunos tienen un límite superior de 1 millón de colores, mientras que otros tienen un límite superior de 10 millones de colores. Estudios más recientes han demostrado que algunas mujeres tienen un tipo único de cuarto cono, un cono "naranja", que posiblemente podría extender su sensibilidad a 100 millones, sin embargo, ese estudio contó tanto la cromaticidad como la luminosidad en su cálculo del "color".
En última instancia, surge la pregunta: ¿podemos separar la cromaticidad de la luminosidad al determinar el "color"? ¿Preferimos definir el término "color" para que signifique el tono, la saturación y la luminosidad de la luz que percibimos? ¿O es mejor separar los dos, mantener la cromaticidad distinta de la luminosidad? ¿Cuántos niveles de intensidad puede ver realmente el ojo, frente a cuántas diferencias distintas en la cromaticidad? No estoy seguro de que estas preguntas hayan sido respondidas de manera científica todavía.
Otro aspecto de la percepción del color implica el contraste. Es fácil percibir una diferencia en dos cosas cuando contrastan bien entre sí. Cuando se trata de determinar visualmente cuántos "colores" se ven al observar diferentes tonos de rojo, puede ser bastante difícil saber si dos tonos similares son diferentes o no. Sin embargo, compare un tono rojo con un tono verde, y la diferencia es muy clara. Compare ese tono de verde en secuencia con cada tono de rojo, y el ojo puede detectar más fácilmente las diferencias en los tonos rojos en relación periférica entre sí, así como en contraste con el verde. Estos factores son todas las facetas de la visión de nuestra mente, que es un dispositivo mucho más subjetivo que el ojo mismo (lo que dificulta medir científicamente la percepción del color más allá del alcance del ojo mismo).en contexto que un entorno sin ningún contraste en absoluto.