Letture sulla teoria del colore

Quali risorse si possono trovare online e nelle biblioteche per aiutare a comprendere un po’ di teoria del colore?

Premessa

Cos’è la teoria del colore?

La teoria del colore ha 2 aspetti:

• uno scientifico, storicamente legato alla fisica della luce, ma oggi più strettamente connesso alla psicologia, che cerca di collegare i segnali fisici agli stimoli percettivi,
• uno artistico, che studia la semantica del colore (in gran parte culturale) e come essa interviene nel creare ombre credibili nei dipinti o atmosfere suggestive nelle fotografie e nei film.

Vale la pena notare che il lato scientifico è stato studiato anche da artisti (come Munsell ). Il campo mescola nozioni di:

• fisica (lo spettro della luce, da cui tutto ha inizio),
• biologia e medicina (cellule della retina, nervo ottico e cervello, cioè il sensore umano),
• psicologia (memoria del colore e immagini residue),
• storia dell’arte (armonie cromatiche),
• etnologia (significato culturale del colore).

Poiché ogni autore è tipicamente esperto in uno solo di questi campi, pur avendo comunque bisogno degli altri, è spesso utile sapere in anticipo da quale punto di vista tratterà l’argomento, e a partire da quale momento potrebbe non essere più in territorio familiare.

Insidie

La maggior parte dei discorsi sul colore si concentra su modelli tridimensionali dell’apparenza del colore: la tonalità-croma-luminosità (hue-chroma-lightness), oppure la tonalità-saturazione-brillanza (hue-saturation-brightness). In sostanza il colore scomposto in 3 proprietà assolute che, idealmente, dovrebbero essere completamente indipendenti l’una dall’altra, perché ciò sarebbe matematicamente pratico per le applicazioni del mondo reale.

Il problema è che la visione non è assoluta, ma soggetta all’interferenza dello sfondo e di ciò che circonda. Lo stesso campione di colore mostrato su sfondi diversi (con colore e illuminazione variabili) apparirà diverso. Ma la visione è anche molto sensibile al contrasto locale e ai pattern, e le prove scientifiche suggeriscono che in realtà si tratti molto più di opponenza cromatica (cioè di stimoli sottrattivi) che di intensità (stimoli additivi).¹

Quando parliamo del modello tonalità-croma-luminosità, per esempio, sottintendiamo che i colori siano valutati su uno sfondo bianco, come nel libro di Munsell . Questo modello diventa piuttosto errato in qualsiasi altro contesto, in particolare perché la croma contribuisce alla percezione della brillanza (effetto Helmholtz-Kohlrausch ), che viene scartata dalla luminosità.

Ecco perché, nelle industrie della stampa e dei media, la valutazione del colore viene realizzata in condizioni standardizzate: illuminazione D50 o D65, sfondo e contorno grigio medio, da 100 a 300 Cd/m² di luminanza della luce incidente. Il problema è che tutto ciò non tiene ancora conto dell’effetto del contenuto stesso dell’immagine, perché lo stesso vestito rosso può apparire piuttosto diverso contro un cielo blu, un muro grigio o un fogliame verde, anche dopo aver scartato i possibili effetti dell’illuminazione circostante.

Poiché i modelli di apparenza del colore cercano di scartare molti parametri nel tentativo di trovare dimensioni cromatiche realmente indipendenti, dobbiamo tenere presente che le loro ipotesi di base si riscontrano di rado in contesti reali, e che la loro utilizzabilità nella vita reale è limitata. In ogni caso, i modelli sono riduzioni matematiche di realtà molto più complesse, fatte per poter essere calcolabili. E le 3 dimensioni del colore in realtà non sono del tutto indipendenti.

Quanto è utile la teoria del colore?

I ritoccatori di immagini, gli artisti digitali e gli altri manipolatori di pixel lavorano con immagini codificate come segnali RGB. Si tratta di segnali additivi che hanno senso in una pipeline di imaging che inizia con sensori che raccolgono fotoni e termina con pannelli LED che emettono fotoni. Ma niente di tutto ciò è direttamente collegato al reale meccanismo della visione umana del colore: è in realtà molto più vicino alla fisica di base della luce.

Per gran parte della storia dell’arte, i pittori hanno lavorato con i pigmenti, che sono di natura sottrattiva. Secoli prima che Newton osservasse la diffrazione della luce (i colori dell’arcobaleno) attraverso i prismi, erano in grado di mescolare i pigmenti così da rendere la pelle e la carne umana con una maestria incredibile, senza avere neanche lontanamente le conoscenze che abbiamo oggi, e usando uno schema di miscelazione dei colori che non ha nulla a che vedere con la visione reale.

La teoria del colore non è quindi un requisito per fare arte, e tanto meno per fare buona arte. Ma…

La teoria del colore fornisce nomi da attribuire a fenomeni che sperimentiamo quotidianamente e che sono in gran parte profondamente controintuitivi. Se hai mai conosciuto persone che soffrono terribilmente per mesi e anni mentre il personale medico non è in grado di diagnosticare con precisione la malattia di cui soffrono, sai quanto sia importante per loro avere semplicemente un nome da attribuire a quella malattia, indipendentemente dal fatto che esista o meno una cura.

I ritoccatori di immagini soffrono nell’usare strumenti di manipolazione del colore che semplicemente non si comportano secondo la visione dei colori. Puoi aggiungere luci, puoi aggiungere pigmenti, ma non puoi aggiungere tonalità, perché le tonalità sono interamente un prodotto del sistema cognitivo umano. Mescolare luci e pigmenti di una certa tonalità originale non produrrà una tonalità facilmente prevedibile alla fine. La teoria del colore fornisce concetti per comprendere queste deviazioni e per gestirle meglio, cioè per dare senso a ciò che vedi al di là di ciò che fai quando muovi i cursori dell’interfaccia grafica.

Colorimetria o scienze del colore?

La colorimetria è una branca particolare delle scienze del colore, che mira a misurare il colore, e questo è quasi una contraddizione in termini, perché il colore è una percezione e non possiamo davvero misurare le percezioni senza violare le regole etiche della ricerca su pazienti viventi.

Chiamiamo colorimetro  un sensore che soddisfa la condizione di Maxwell-Luther-Ives, cioè le cui “primarie” permettono di esprimere qualsiasi spettro luminoso come combinazione lineare. Ti risparmio i dettagli matematici, ricorda solo che un qualsiasi sensore fotografico non è automaticamente un colorimetro, e introduce quindi errori di misurazione chiamati metamerismo , che saranno molto fastidiosi quando si cerca di riprodurre i colori con precisione. In pratica, solo i sensori usati per la calibrazione della catena grafica saranno vicini alla condizione di Maxwell-Luther-Ives.²

L’obiettivo finale della colorimetria non è studiare la visione umana, né comprenderne il comportamento, ma fornire strumenti ottici e matematici, oltre a metriche di errore (come il delta E) che permettono di profilare e correggere la resa del colore sui display e sui sistemi di riproduzione delle immagini, ma anche di effettuare controllo e gestione della qualità. La colorimetria è quindi un campo dell’ingegneria, con tutti i compromessi pratici che ciò comporta, non una scienza.

Il termine colorimetria è usato impropriamente da ogni sorta di imbroglioni per designare cose che non hanno nulla a che vedere, perché suona scientifico pur contenendo la parola chiave «color», dalla connotazione artistica.

Riferimenti

Color science

Fondamenti, concetti e terminologia del colore.

Color Appearance Models, 3rd Edition. Mark D. Fairchild. 2013.

Mark Fairchild è professore al Rochester Institute of Technology (strettamente legato all’eredità di Munsell e situato nei pressi della Eastman Kodak company). I capitoli da 1 a 9 elencano i diversi aspetti della visione e dell’adattamento, insieme ai parametri che li influenzano e alla terminologia del colore. I 9 capitoli centrali illustrano nel dettaglio i tipici modelli di apparenza del colore pronti per l’industria, con dettagli implementativi che interesseranno solo gli ingegneri. Gli ultimi 3 capitoli trattano argomenti come la gestione del colore e la riproduzione del colore che possono interessare qualsiasi artista grafico. Sito dell’editore 

Colour: sense and measurement. Richard Kirk. 2022.

Richard Kirk ha un dottorato in fisica e lavora alla ricerca e sviluppo di Filmlight UK dagli anni ‘80. Filmlight è nota soprattutto per il suo flusso di lavoro di digitalizzazione della pellicola (software e hardware) e per il suo software di color grading Baselight, usato dalla maggior parte delle produzioni cinematografiche di Hollywood per rifinire il look cromatico. Kirk è co-autore dello spazio di color grading «tRGB» usato nel modulo bilanciamento del colore di Ansel e presentato nel libro (p. 79). Il libro stesso è reso disponibile gratuitamente, in PDF, quindi non mi dilungherò qui sul suo contenuto: daci un’occhiata tu stesso. Sappi solo che è abbastanza accessibile anche ai non tecnici, ben illustrato, e copre sia la pellicola sia l’imaging digitale, con le loro relazioni. Scarica il PDF .

The dimensions of color. David Briggs. Sito 1 . Sito 2 .

David Briggs è membro della Colour Society of Australia e insegnante alla National Art School e alla University of Technology di Sydney. In quanto disegnatore e pittore, le sue pubblicazioni offrono una prospettiva utile sulle interconnessioni tra teoria del colore e pratica della miscelazione dei pigmenti.

Pipeline del colore

Come le immagini digitali vengono gestite nel tuo computer dall’inizio alla fine

The Hitchhiker’s Guide to Digital colour. Troy Sobotka. Sito 

Ho lavorato con Troy per anni — nell’ultimo decennio ha sostanzialmente aiutato la maggior parte dei progetti software open-source a rimettere a posto le loro pipeline del colore (almeno quelli che hanno accettato di avere un problema, che lo vedessero o meno) — ed è l’autore originale di Filmic per Blender. Condividiamo la stessa passione nel chiamare le stronzate stronzate e gli idioti idioti. Il sito HG2DC è una passeggiata passo dopo passo attraverso la grafica computerizzata, con molte immagini e animazioni video che spiegano dove, perché e cosa succede ai tuoi pixel RGB.

The Computer Graphics Cinematography Book. Chris Brejon. Sito 

Chris ha lavorato in 5 dei più importanti studi cinematografici del mondo, negli ultimi 13 anni, come artista dell’illuminazione e del compositing. Sebbene il libro si concentri sulla cinematografia, i capitoli sulla gestione del colore, la composizione, l’illuminazione e la teoria del colore si applicano direttamente anche alla fotografia (anche se il flusso di lavoro cambia un po’).

Pittura 2D e rendering 3D

Costruire immagini da zero

Il canale YouTube di Marco Bucci. Sito 

Marco Bucci è un pittore e mostra come costruisce i suoi dipinti, e soprattutto come ombreggia i soggetti per dare profondità ai dipinti 2D. Questo è estremamente interessante perché i fotografi si limitano a catturare ciò che c’è, e possono permettersi di non preoccuparsi mai dei colori «veri», «desiderati» e «credibili» di un’ombra. Poiché i pittori (e gli artisti 3D) creano tutto da zero, devono chiedersi quale colore dovrebbe avere. Fatti una bella scorpacciata del suo canale, ti prometto che non guarderai mai più un’ombra portata allo stesso modo. (Potresti però dover scartare alcune delle sue spiegazioni sulla teoria del colore, spesso sono imprecise).

Illusioni visive

Constatare la credulità del nostro stesso sistema percettivo è fondamentale per anticipare i problemi nelle applicazioni del mondo reale

The illusory staircase Gelb effect. Sito 

Ripetere lo stesso campione grigio o colorato su un gradiente cambia il colore percepito del campione, oltre al tipico effetto di banding di Mach (vedi sotto).

Color and Contrast. Nate Baldwin. Sito 

Molti effetti visivi e illusioni dimostrati, che coinvolgono illusioni di contrasto locale. Il sito si concentra sulla progettazione di interfacce utente e mira a dimostrare l’origine delle buone pratiche, ma le dimostrazioni sono rilevanti per qualsiasi pubblico.

Optical Illusions. R. Beau Lotto. Sito 

Constata l’impatto di diverse brillanze e tonalità del contorno su campioni di colore perfettamente identici.

Color grading

Correggere o introdurre variazioni cromatiche per garantire un look coerente tra le immagini e creare una certa atmosfera

Color Correction Handbook (vol. 1) / Color Correction Look Book (vol 2). Alexis Van Hurkman. 2013. Google Play vol. 1 . Google Play vol. 2 

Questi libri hanno un posto speciale nella storia di Darktable/Ansel perché li ho usati come riferimento per riprogettare le funzioni del modulo bilanciamento del colore. Pur concentrandosi sul color grading per i film, sono agnostici rispetto al software (mostrano come fare le cose in diverse applicazioni), e fanno uso di strumenti cromatici come le curve RGB, il bilanciamento del colore, il mixer di canali e le LUT 3D, tutti disponibili in Ansel. Contengono preziose intuizioni su come (e perché) creare look cromatici nelle immagini, per mettere la forma al servizio del contenuto. Ti consiglio di procurartene copie digitali, perché hanno molte illustrazioni che verranno rese meglio su schermo di quanto la carta stampata consenta.

Notizie e approfondimenti

Restare aggiornati sulle cose del colore, analisi tecniche e altri smascheramenti di miti sul colore

Colour science library, blog. Sito 

Il progetto colour-science fornisce una libreria Python con molti modelli di colore e altri strumenti numerici per ingegneri e ricercatori che lavorano sul colore e sulla visione. La uso ampiamente, in particolare per creare sfumature cromatiche e altri grafici su questo sito. Sebbene ciò non interessi gli utenti finali, il blog del progetto contiene approfondimenti ben documentati e utili su argomenti come la calibrazione del colore e l’illuminazione.