Prisma ottico: sintesi dei colori Additiva e Sottrattiva
- Categoria: Fotografia Digitale
In natura non esiste il colore ma soltanto la luce, è comunque il sole che la invia sulla terra, all’occhio umano appare bianca, in realtà è data dalla somma di colori che divengono visibili se scomposto attraverso un prisma ottico. Il Prisma ottico non è che un corpo trasparente limitato da due superfici piane (facce) non parallele. L’angolo formato dalle due facce è l’angolo rifrangente del prisma ottico. Passando attraverso il prisma ottico la luce si scompone nei suoi colori fondamentali.
Il prisma ottico
Attraverso l'utilizzo di un prisma ottico, è possibile ottenere lo "spettro solare" della luce solare, ovvero la scomposizione della luce in diverse lunghezze d'onda. La combinazione di varie lunghezze d'onda, rappresentative dei differenti colori, produce una vasta gamma di tonalità cromatiche presenti nello spettro luminoso della luce visibile. O l’arcobaleno.
I colori sono distribuiti in modo continuo nello spettro e si succedono compenetrandosi fra di loro. Il loro numero è di sette e la loro successione , da quello corrispondente alla lunghezza d’onda minore a quello corrispondente alla lunghezza d’onda maggiore, avviene nel seguente ordine: violetto , indaco, azzurro, verde, giallo, arancio, rosso.
La mescolanza di tutti questi colori forma la luce bianca. L’assenza completa di luce corrisponde , invece, al nero. Oltre alla luce visibile esistono altre lunghezze d’onda della radiazione elettromagnetica non riconducibili al colore. La radiazione infrarossa e quella ultravioletta: la loro frequenza è rispettivamente inferiore e superiore a quelle del rosso e del violetto, che costituiscono gli estremi dello spettro visibile.
Prisma ottico come funziona
Un prisma ottico è un dispositivo ottico costituito da un blocco di vetro o di altro materiale trasparente con due facce parallele e una superficie inclinata. Il prisma ottico sfrutta la proprietà della luce di essere rifratta, ovvero deviata, quando passa attraverso un mezzo con un indice di rifrazione diverso da quello in cui si stava propagando.
Quando la luce passa attraverso il prisma ottico, viene deviata in base alla sua lunghezza d'onda. Poiché la luce bianca è composta da molte lunghezze d'onda diverse, viene separata in un arcobaleno di colori (spettro) quando passa attraverso il prisma ottico. Questo fenomeno è noto come dispersione.
Il prisma ottico è spesso utilizzato per analizzare lo spettro di una sorgente di luce, ad esempio una stella, e determinare i suoi componenti chimici. Inoltre, il prisma ottico può essere utilizzato per invertire lo spettro di luce e ricomporre la luce bianca.
La legge di Snell
Il funzionamento di un prisma ottico è basato sulla legge di Snell, che afferma che la deviazione della luce quando passa da un mezzo all'altro dipende dal rapporto degli indici di rifrazione dei due mezzi e dall'angolo d'incidenza della luce sulla superficie di separazione tra i due mezzi.
In pratica, il prisma ottico funziona deviando la luce in base alla sua lunghezza d'onda e separandola in un arcobaleno di colori grazie alla dispersione.
L’uomo vede in RGB
Il nostro sistema visivo percepisce il colore riconducendolo a tre componenti principali: il rosso, il verde e il blu (sintesi cromatica additiva).
Non a caso monitor e schermi televisivi si rifanno alle stesse componenti primarie: il sistema è comodo ma soprattutto efficace, dato che l’uomo vede nel medesimo modo. Anche i sensori digitali lavorano in RGB, rappresentando i colori con una descrizione numerica.
La sintesi dei colori
La sintesi dei colori permette di riprodurre tutti quelli presenti in natura, non indicando le onde elettromagnetiche che li generano fisicamente bensì quelli primari i quali fusi assieme, generano tutte le sfumature.
La sintesi dei colori Additiva e Sottrattiva
La sintesi dei colori è il processo di combinazione di diversi colori per creare nuove tonalità e sfumature. Esistono due tipi di sintesi dei colori: additiva e sottrattiva.
Sintesi additiva
La sintesi dei colori additiva si basa sull'uso di colori emessi dalla luce, come quelli utilizzati in televisori, computer e proiettori. I colori primari nella sintesi additiva sono il rosso, il verde e il blu (RGB). Combinando questi tre colori in diverse proporzioni, è possibile creare tutte le altre tonalità del colore visibile. Ad esempio, la combinazione di rosso e verde produce il giallo, mentre la combinazione di tutti e tre i colori primari produce il bianco.
Sintesi sottrattiva
La sintesi dei colori sottrattiva si basa invece sull'assorbimento dei colori da parte di una superficie colorata, come ad esempio nell'arte della stampa e nella pittura. I colori primari nella sintesi sottrattiva sono il ciano, il magenta e il giallo (CMY). Combina questi tre colori in diverse proporzioni si possono creare tutte le altre tonalità del colore visibile. Ad esempio, la combinazione di magenta e giallo produce il rosso, mentre la combinazione di tutti e tre i colori primari produce il nero.
È importante notare che la sintesi additiva è complementare alla sintesi sottrattiva. Ad esempio, l'uso di filtri di colori sottrattivi su una sorgente di luce additiva (come un proiettore) può creare effetti di colore molto intensi e vibranti.
La sintesi dei colori additiva si basa sull'uso di colori emessi dalla luce, mentre la sintesi dei colori sottrattiva si basa sull'assorbimento della luce da parte di una superficie colorata.
La sintesi dei colori additiva è la somma di differenti fasci luminosi dei colori primari RGB provoca un aumento della luminosità complessiva del punto illuminato. E’ il caso dei monitor o dei videoproiettori, che generano il bianco emettendo alla massima potenza rosso, verde e blu.
Esiste però un’altra modalità per riprodurre i colori, ed è la sintesi cromatica sottrattiva, utilizzata ad esempio dalle stampanti. Il sistema è differente: qui non viene filtrata la luce emessa, ma l'oggetto illuminato, come fosse dipinto. Parliamo di sintesi sottrattiva dato che questo filtraggio (tipicamente ciano, magenta e giallo) causa un indebolimento del fascio di luce originario che ha colpito l’oggetto, una diminuzione di luminosità che porta progressivamente verso il nero. E’ quello che accade nella stampa su carta, o in pittura, ove dal bianco massimo del supporto non inchiostrato si riduce progressivamente la luminosità fino a raggiungere il nero.
Profondità colore
La profondità del colore si riferisce alla quantità di bit utilizzati per rappresentare ogni pixel di un'immagine digitale. Un pixel è l'unità fondamentale di un'immagine digitale e la profondità del colore indica quanti valori possono essere utilizzati per rappresentare ciascun canale di colore di un pixel.
I canali di colore sono il rosso, il verde e il blu (RGB), e il valore di ogni canale può essere rappresentato da un numero binario compreso tra 0 e 255. Ad esempio, un'immagine con una profondità del colore di 8 bit ha 256 valori possibili per ogni canale di colore, per un totale di 16,7 milioni di possibili colori (256^3).
Le immagini con profondità del colore maggiori possono rappresentare una gamma più ampia di colori e sfumature rispetto a quelle con una profondità del colore inferiore. Tuttavia, le immagini con profondità del colore maggiori richiedono anche più memoria e capacità di elaborazione per essere elaborate, e quindi occupano maggior spazio di archiviazione e richiedono più potenza di calcolo.
Le immagini a colori più semplici, come grafici e diagrammi, possono essere rappresentate con una profondità del colore inferiore, mentre le fotografie e le immagini con sfumature di colore più sottili richiedono una profondità del colore maggiore per garantire una rappresentazione accurata dei colori.
In digitale, usando i colori primari rosso, verde e blu, è facile rappresentare lo spettro dei colori all’interno di un cubo a tre dimensioni. Ognuno dei lati mostra come all’aumento di uno dei colori primari si ottengano differenti tonalità. Per ogni colore primario RGB il più delle volte troviamo 256 tonalità, per un totale di 256 x 256 x 256 colori.
Fanno in tutto oltre 16 milioni. In digitale questi valori si descrivono con 8 cifre binarie per colore primario, per un totale di 24 bit. E’ la cosiddetta Profondità di colore. Impiegando un numero maggiore di bit si dispone di più sfumature di colore.
