07 La teoria dei processi opposti

Purtroppo la teoria di Young-Helmholtz non è in grado di spiegare alcuni importanti fenomeni che riguardano la visione dei colori. In particolare non può spiegare i seguenti fatti:

• l'esistenza di due coppie di colori complementari, una costituita dal giallo e dal blu, l'altra dal rosso e dal verde: i colori che formano ciascuna coppia non possono essere visti simultaneamente nello stesso posto; mescolati in proporzioni uguali formano il grigio; la presenza di uno dei due colori in una zona (ad es. il blu), rende più vivo il colore complementare (il giallo) nelle zone circostanti;
• lo status del giallo, che sembra godere di proprietà analoghe a quelle dei colori primari rosso, verde e blu;
• la visione di colori consecutivi, costituiti sempre dal complementare del colore precedentemente osservato (se si guarda per trenta secondi un cerchio blu e si fissa poi lo sguardo su una superficie neutra, ci apparirà un cerchio giallo – l'immagine consecutiva – la cui visione è stimolata dalla stessa porzione della retina precedentemente impressionata dal cerchio blu);
• l'esistenza di colori psicologicamente puri (unique hues, in inglese), cioè colori che ci appaiono come non contaminati da sfumature di nessun altro colore. I soli quattro che hanno questa caratteristica di purezza soggettiva sono, ancora una volta, il blu, il giallo, il rosso e il verde.

Per spiegare simili fenomeni, il fisiologo tedesco Ewald Hering propose nel 1878 una teoria, definita dei processi opposti di colore, che postulava, ad un livello di elaborazione successivo rispetto ai coni, la presenza di tre canali percettivi:

• un canale specializzato nella visione alternativa del giallo e del blu. Quando l'eccitazione combinata dei tre tipi di coni produce la visione del blu in una certa zona, è inibita in quella stessa zona la visione del giallo, e viceversa;
• un canale specializzato nella visione alternativa del rosso e del verde. Quando l'eccitazione combinata dei tre tipi di coni produce la visione del rosso in una certa zona, è inibita in quella stessa zona la visione del verde e viceversa;
• un canale specializzato nella visione della componente di bianco o di nero. Questo canale non è basato su meccanismi antagonisti, come i due precedenti, ma sul presupposto di un'eguale stimolazione dei tre tipi di coni: a stimolazioni di bassa intensità corrispondono grigi molto scuri; a stimolazioni della massima intensità corrisponde la visione del bianco.

Fig. 8 – La collaborazione dei tre tipi di coni alla
generazione dei quattro colori puri più la luminosità

Negli anni '50 due ricercatori presso la Eastman Kodak, Leo Hurvich e Dorothea Jameson, trovarono delle evidenze sperimentali, in grado di confermare in buona misura la teoria dei processi opposti di Hering. Chiedendo ad una serie di individui di cancellare (cioè di annullare) un qualsiasi colore dello spettro visibile utilizzando soltanto una mescolanza dei quattro colori puri dello schema di Hering, essi poterono tracciare delle curve di cancellazione della frequenza. Queste curve dimostrano, in misura chiarissima per il verde, il giallo e il blu, un po' meno per il rosso, che la visione di uno dei quattro colori puri corrisponde psicologicamente all'assenza completa (la cancellazione) del suo colore complementare e ad uno stato di quiescenza dell'altra coppia di colori complementari.

Questa rilevazione sperimentale è di grande importanza: essa dimostra che è possibile riprodurre qualsiasi colore dello spettro visibile, utilizzando tre sole misure:

1. una che identifica il colore sull'asse rosso-verde;

2. una che identifica il colore sull'asse blu-giallo;

3. una che identifica il livello di luminosità sull'asse nero-bianco.

Benché vi siano ancora molti punti oscuri circa i meccanismi fisiologici della visione e critiche non facilmente confutabili alle tesi sostenute da Hering (si veda ad esempio Peter Gouras, in particolare i paragrafi 10-12, http://webvision.med.utah.edu/Color.html), è oggi generalmente accettato un modello della visione dei colori basato su due stadi, che concorrono entrambi alla determinazione finale del colore percepito:

• il primo stadio, definito dalla teoria tricromatica (vi sono tre tipi di coni, dalla cui azione combinata dipende la determinazione del colore in base alla lunghezza d'onda della radiazione incidente);
• il secondo stadio, definito dalla teoria dei processi opposti (la visione di un colore dipende dall'azione combinata di due canali cromatici, costituiti ciascuno da una coppia di colori complementari antagonisti, più un canale dedicato alla luminosità).

La teoria dei processi opposti è alla base di un modello di rappresentazione dei colori a fini pratici denominato Natural Color System (NCS), sviluppato negli anni '60 da Tryggve Johansson, Sven Hesselgren e Anders Hård, ricercatori presso lo Scandinavian Colour Institute (http://www.ncscolour.com).

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Aggiornato Tuesday, 30-Jul-2002 17:18:09 CEST