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Una pantalla en la retina Adriana Pliego

En diferentes áreas de la ciencia y las artes se han estudiado los colores por personas dedicadas a ocupaciones muy diferentes. Artistas, físicos, ingenieros y fisiólogos, han explorado y explotado todo lo que se conoce hasta el momento sobre los colores, llegando, cada uno por su parte, a conclusiones similares. Por ejemplo, la obtención de todos los colores del espectro que vio Newton, se puede obtener a partir de la combinación de diferentes triadas de éstos, ya sea sumándolos o restándolos. Esto es estudiado por la teoría del color.

Es aún más sorprendente si consideramos que los diseñadores de las primeras

televisiones

a

color

de

la

década

de

1940,

Baird

del

Una pantalla en la retina / CIENCIORAMA 1

“Telechrome” y Ernest Lawrence (premio Nobel) del “Cromaton”, aunque posiblemente se basaron en lo que se conocía entonces sobre teoría del color, nunca se cruzaron con las ideas del gran fisiólogo Thomas Young, quien postuló, un siglo antes, que la visión a color humana se formaba combinando tres mecanismos, cada uno sensible a una porción del espectro visible; es decir, que combina tres colores diferentes. Es probable que la teoría de Young haya sido postulada con base en la misma teoría del color; sin embargo, los tres tipos de conos de la retina humana se descubrieron hasta 1992 en la Universidad de California en San Diego. En la actualidad es cada vez más difícil encontrar en los centros comerciales televisiones a color como las que diseñaron Baird y Lawrence. Esta tecnología ha sido rápidamente sustituida por pantallas que trabajan con imágenes digitales. Por esta razón, explicaré, por un lado, cómo se forma una imagen digital a color, en particular una fotografía en una pantalla de computadora y, por el otro, en el interior de nuestros ojos.

Número = color Cuando observas la fotografía de tu mascota en la pantalla de la computadora, percibes diferentes colores: el verde-amarillo del pasto, el café de su pelaje, el negro de sus ojos, etc. Pero si utilizas la herramienta “zoom” hasta llegar al límite, la imagen principal se pierde y surgen cuadritos. Estos cuadritos se llaman pixeles y son la unidad de una imagen digital. Así, si la fotografía completa se forma de 10 megapixeles, quiere decir que en total hay 10 millones de cuadritos en la imagen. Mientras más pixeles posea una imagen, más cuadritos representan la misma superficie, por lo que los detalles de la fotografía son más claros. Así, aunque tú veas en la fotografía, claramente la imagen de tu mascota con Una pantalla en la retina / CIENCIORAMA 2

colores y líneas continuas, la computadora “ve” una cuadrícula, y a cada cuadrito le asigna 3 números. Estos tres números están entre 0 y 255, y corresponden a los colores, azul(B), verde(G) y rojo(R). En los tres casos 0 equivale a un pixel sin color o negro y 255 al máximo tono de azul, máximo tono de verde o máximo tono de rojo del monitor. De esta manera, si un pixel posee los valores [30(R), 100(G), 200 (B)], quiere decir que este pixel es la mezcla, como en una paleta, de rojo oscuro, verde medianamente intenso y un azul muy intenso. Si tenemos en otro [105(R), 239 (G), 13 (B)], en este pixel se están mezclando un rojo medio intenso, un verde intensísimo y un azul muy oscuro. Si cada color tiene 256 tonos posibles y son tres colores, quiere decir que con este sistema podemos 3

formar (256) o 16,777,216 colores. De esta manera se cuenta con una amplia gama de colores para asignarle a cada pixel de la pantalla.

Imagen de 240 pixeles.

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Visión RGB (siglas de Red, Green, Blue en inglés) El color que los humanos y otros animales perciben en un objeto está determinado por la luz que refleja el objeto observado. Si un objeto lo vemos de un color, el objeto favorece la reflexión de luz de ese color y de ningún otro, y si lo vemos blanco es que favorece la reflexión de todos los colores simultáneamente; por lo tanto el blanco es la suma de todos los colores. En sí, la luz de colores es un tipo de energía que viaja en ondas de diferentes tamaños. Las ondas más largas y extendidas, dentro del rango visible, son luz roja y las más cortas son luz azul.

Ondas largas (luz roja) y ondas cortas (luz azul). Longitud de onda=distancia entre cresta y cresta o entre valle y valle en una onda.

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La distancia entre cresta y cresta o entre valle y valle de una onda, como lo muestra la imagen, se denomina longitud de onda. La longitud de onda, al ser una distancia, se mide en metros; sin embargo, esta distancia tan corta, se encuentra en el orden de 10

-9

metros; es decir, en nanómetros

(nm). Ya que los colores dependen de quien los vea y son muy difíciles de describir,

la

Comisión

Internacional

de

Iluminación

designó

valores

específicos de longitudes de onda para cada color donde el azul es luz de 435.8 nm, el verde de 546.1 nm y el rojo de 700 nm, y sus diferentes tonos son ondas de luz de longitudes de onda cercanas a los valores establecidos bajo esta convención. La luz viaja a través del ojo, un globo relleno de un material acuoso y trasparente, hasta una región muy sensible localizada al fondo: la retina. Ahí, se encuentran dos grupos de células visuales llamadas por su forma bastones y conos. Los bastones son sensibles a cambios en la iluminación (visión en blanco y negro), mientras que los conos responden a la luz de color. Los conos, a su vez, pueden dividirse en tres grupos: los sensibles a luz de longitudes de onda grandes, luz rojo-amarilla (L); sensibles a la luz de longitud de onda mediana, luz verde (M); y los que responden a longitudes de onda cortas, luz azul-violeta (S). Si tuviéramos sólo conos sensibles a un tipo de rojo, un tipo de azul y un tipo de verde sólo podríamos detectar 9 colores. Sin embargo, poseemos conos que son sensibles a diferentes tonos de rojo: unos al obscuro, otros al claro, otros al brillante. Lo mismo sucede para los conos sensibles al azul y al verde. Como en el caso de los 256 posibles valores (tonos) de cada color en la imagen digital, jugar con los tonos y sus combinaciones, amplía enormemente la gama de posibilidades de colores

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que podemos percibir. Hasta la fecha no se ha encontrado un número exacto de colores visibles, ¡son millones de millones! Finalmente, el cerebro realiza la mezcla, y los vemos como un color ya combinado. Por ejemplo, una pelota que activa conos sensibles a luz roja tenue y otros al azul claro, se verá color lila. Hay anomalías (alteraciones que no necesariamente afectan la salud) en las cuales las personas en vez de tener tres clases de conos, únicamente tienen dos. A estas personas se les llama dicrómatas. Para ellos sería imposible distinguir dos superficies de color diferente si alguna de ellas es del color del tipo de cono del cual carecen. Existen pruebas que pueden ayudarte a saber si eres dicrómata. Si puedes ver un número dentro del siguiente círculo, tu visión a colores es normal.

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Esta anomalía se presenta, sobre todo en hombres, en el 1% de la población, aunque también hay dicromatías que afectan a hombres y mujeres por igual. En otro tipo de anomalía, la protoanomalía, los conos son sensibles a longitudes de onda que no corresponden a L, M o S, por lo tanto, los colores que perciben quienes la padecen no son los que percibe un tricrómata sano. Como ves, las similitudes entre las imágenes digitales a color y la generación de colores en la retina son asombrosas. Hasta parecería que los ingenieros se inspiraron en el sistema natural para generar colores cuando diseñaron el funcionamiento de la televisión digital y los monitores de las computadoras modernas. Si así hubiera sido, éste podría ser un ejemplo de tecnología que “copia” una estrategia biológica para resolver un problema. Aunque éste no es el caso, los invito a pensar en otros ejemplos donde la semejanza es voluntaria y no pura coincidencia.

Bibliografía 1.

Lennie P., “Color Vision” en Principles of Neural ScienceeditadoporKandel E. R., Schwarts J. H., y Jessell, T. M., Elsevier (2000), pp 573-586

2.

Gonzalez, R. C., Woods R. E. “Color Image Processing” en Digital Image Processing Prentice Hall (2002), pp 301-305

3.

Stockman A., MacLeod D.I.A., Johnson N.E., “Spectral sensitivities of human cones” (1993), J. Opt. Soc. Am. A Vol. 10, No. 12, pp 2491- 25-21

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