Els colors de tot plegat, i els que fabriquem

La natura que veiem, és color. Els colors purs, monocromàtics, de l’Arc de Sant Martí, es combinen en les infinites tonalitats que podem observar cada cop que obrim els ulls. Tot i les limitacions del nostre sistema visual, que capta només tres colors primaris i pràcticament només a la zona foveal de la retina, cada dia que ens despertem i diem “soc viva!” (o viu), ens arriba com un nou regal de colors i sensacions.

Abans d’Isaac Newton, la gent mirava l’Arc de Sant Martí sense acabar-lo d’entendre. Newton, que observava la realitat amb una mirada molt especial, va fer experiments amb la llum del Sol i prismes, i de cop va entendre el secret dels colors de l’Univers: la llum és color, i els colors són a la llum. De fet, tots els colors que veiem a la nostra vida són una barreja, en proporcions variables, dels colors de l’Arc de Sant Martí, que no és més que el resultat de la separació dels diferents tipus de fotons de la llum blanca del Sol quan es refracta i reflexa a les gotetes d’aigua de la pluja.

La imatge mostra el diagrama CIE, que representa tots els colors que els humans podem percebre. El diagrama té diverses variants, però el que aquí veieu és el que es va acordar l’any 1931 a la Comissió Internacional d’Il·luminació, i el podeu trobar en aquesta pàgina web. Cada color ve determinat per dues coordenades (x,y) que podeu veure a les abscisses i ordenades, junt amb una tercera coordenada z de lluminositat que no queda representada explícitament (si us baixeu aquesta imatge i la aclariu o enfosquiu amb qualsevol programa d’edició d’imatges, podreu observar com canvia la tonalitat de cada un dels colors quan modifiquem la seva tercera coordenada z). La corba que veieu al mig ens indica el color que va prenent (i irradiant) tot objecte de color negre quan l’escalfem a temperatures cada cop més elevades, que el diagrama indica en graus Kelvin. A la perifèria del diagrama, corbada, podem veure tots els colors purs de l’Arc de Sant Martí, des del vermell a la dreta fins el verd de dalt i els blaus i violetes de baix a l’esquerra. Per a cada un d’aquests colors monocromàtics el diagrama indica (en lletres blaves), la seva longitud d’ona. Però el més interessant del diagrama CIE és que explica com fer barreges de colors perquè, gràcies a la seva forma, el color que veiem quan ajuntem i mesclem la llum de dos colors qualsevol del diagrama, es troba a la recta que uneix aquests dos colors i en un punt tal que la seva posició relativa dins la recta és proporcional a la quantitat d’un i altre color. Si barregem, per exemple, un color vermell pur de longitud d’ona 610 nanòmetres amb un verd pur de 510 nanòmetres, ho veurem de color groc o taronja, en funció de les proporcions relatives d’un i altre.

El que també ens mostra el diagrama CIE és que, amb les actuals pantalles dels televisors, ordinadors i telèfons mòbils que tenim, els colors que podem “fabricar” i veure són molts menys que els que tenim a la natura i al món real. És fàcil d’entendre, perquè els colors que veiem a les pantalles són barreja de tres colors anomenats “primaris” i que sempre inclouen un vermell, un verd i un blau. Mireu un qualsevol dels dos triangles de la imatge. Representen dues possibles “gammes” de color de dos dispositius diferents. Els colors primaris són els dels seus tres vèrtexs, i són lluny (sobretot el verd) de la frontera externa del diagrama perquè no és fàcil fabricar pigments de color molt pur. Ara bé, segons la regla de barreja de colors del diagrama CIE, és fàcil veure que la barreja de dos dels colors primaris dona colors en el segment recte que els uneix, i que per tant, una barreja qualsevol dels tres colors primaris serà sempre un dels colors del seu triangle o “gamma”. Escolliu qualsevol pantalla, d’ordinador o de mòbil. Busqueu, a les especificacions, les coordenades CIE dels seus colors primaris, i marqueu els seus tres punts al diagrama CIE. El triangle (gamma) us mostrarà els colors que podreu veure i els que us perdreu.

En poques paraules: els colors “que fem” a les pantalles dels nostres dispositius mai podran arribar a tenir tota la varietat cromàtica de les barreges de colors purs de l’Arc de Sant Martí. És trist, però no és greu, perquè la limitació del nostre sistema perceptiu (basat en fotoreceptors retinals que capten les zones del vermell, verd i blau) fa que tampoc puguem arribar a percebre la infinita gamma de colors de tot plegat. Som limitats quan fem els colors, i som limitats quan els mirem. Tot plegat es compensa, i hem d’acceptar que som com som. No ho veiem millor perquè no ens cal, per viure. No ens podem permetre el luxe d’incrementar la despesa energètica del nostre cervell, que ja ara és molt elevada.

Fa poc, vaig llegir un anunci divertit, d’un nou televisor. Deia que havien aconseguit “crear colors a través de la llum”. Vaig pensar en la carta d’Isaac Newton a la Reial Societat anglesa l’any 1672, i no vaig poder evitar el somriure. Havien descobert la sopa d’all? Llegint una mica més, vaig adonar-me que no. Simplement estaven anunciant l’impossible: pantalles basades en tecnologia QLED (ho podeu trobar si feu una cerca de “televisor qled”). A diferència de les pantalles basades en tecnologia OLED, que a cada píxel filtren selectivament els tres colors primaris d’una llum blanca que es genera darrera de la pantalla, els LEDs basats en punts quàntics (“Quantum Dots” o QLEDs) emeten colors purs de l’Arc de Sant Martí, i curiosament és fàcil regular la seva freqüència d’emissió i el seu color perquè només depèn del seu radi. En aquesta pàgina web trobareu un esquema que clarifica les diferents capes d’aquestes nanopartícules QLED que fan llum monocromàtica quan reben una excitació elèctrica. L’interessant dels QLED és que generen colors primaris que es troben a la perifèria del diagrama CIE. Posant-ne uns cinc o sis a cada píxel i fent que la seva distribució al llarg de l’espectre electromagnètic sigui l’adequada, és clar que podem formar un polígon convex que pràcticament cobreixi (i pugui generar) tots els colors del diagrama CIE. A més, com que la llum de color la generen els propis LEDs, les futures pantalles QLED no necessiten retroil·luminació i, apagant tots els LEDs, poden reproduir el negre més negre, cosa que ara per ara és impossible.

Només hi ha un petit detall: les nanopartícules QLED són experimentals, i encara no coneixem cap tecnologia per poder-les fabricar a nivell industrial. En altres paraules, l’anunci és fals. Com diuen molts experts, si el que ens estan oferint és un televisor amb pantalla QLED d’electroluminescència, és que els que han escrit l’anunci no saben res de tecnologia de pantalles (“If QLED TV display is the product that uses electroluminescence quantum dot, this shows they do not know display at all“). A més, segur que cal generar tants colors, si no els podrem percebre? I quin efecte, tal vegada de cansament, tindrà la gran pobresa espectral dels colors que estarem veient? Perquè els futurs colors QLED només seran la barreja de uns pocs colors purs i monocromàtics, mentre que els colors que ara veiem a les pantalles contenen la riquesa de tots els colors de l’Arc de Sant Martí.

Ja ho deia el meu avi. No et creguis res del que et diuen, i el que veus, mira-ho amb lupa i desconfiança.

Per cert, en Carles Capdevila deia fa pocs mesos que, més que esperar que ens arribin bones notícies de fora, surt més a compte preparar-nos per treure la part positiva de totes les que vinguin, per fer més suportables les feixugues i gaudir plenament del que ens regala la vida. Que és sobretot, i potser només, ella mateixa. Et recordarem sempre, Carles.

3 comentaris

  • enric

    13/06/2017 15:52

    si aixó passa en els dlatonics, per un problema en un gen, pot passar també en els diabetics, i tots els que pateixen malaties de base genetica, es a dir, que potser hi han varias varietats de la malatia amb diferents comportaments del cos en cada varietat, aixo es aixi en la diabetes en que hi han moltes varietats de presentació segons cada individu pero també en moltes altres malalties genetiques .

  • Pere Brunet

    07/06/2017 12:50

    Molt bonic, Jordi. Sabia que algunes persones (dones) eren quadricromàtiques, però el que desconeixia és que aquest tret era més probable a les filles de daltònics!

  • Jordi Domènech

    06/06/2017 13:58

    En el camp de la visió dels colors, tinc alguna experiència, si no estrictament personal, propera.
    Allà pels anys 70, quan la contaminació lumínica era bastant més baixa que ara, sovint feia excursions a la muntanya, amb gent diversa, i en aquestes excursions feia, si no hi havia núvols o massa lluna, alguna sessió «d’estrelles».
    Una de les coses que vèiem, era el color de les estrelles. De les més brillants clar. perquè les febles les veia totes iguals: blanques. Les brillants no, n’hi havia des de vermelloses a blavoses passant per blanques; dir vermelles o blaves, naturalment, hauria estat una exageració, però realment, Betelgeuse o Antares tenien per a mi un tint vermellòs evident i Rigel o Deneb, blavós.
    Dic per a mi, perquè hi havia algunes persones que no sabien distingir aquests colors. Tots homes. Ja ho sabia prèviament, eren els daltònics, gairebé un 10% dels mascles que, a banda de no poder discriminar verds i vermells, tampoc no apreciaven els lleugers matisos cromàtics de les estrelles.
    Però una cosa em va cridar l’atenció: per a algunes, poques, persones, els colors de les estrelles els semblaven molt més evidents que a mi. En estrelles de segona o tercera magnitud, a vegades jo «sabia» de quin color era una estrella, senzillament perquè recordava el seu tipus espectral, però aquestes persones el veien, sense cap coneixement previ d’astronomia.
    I totes aquestes persones eren dones. O nenes.
    No hi vaig pensar gaire fins que em vaig casar a mitjans dels vuitanta. La meva parella era una d’aquestes, gairebé un espectrògraf ambulant. I vaig veure dues coses més, el meu sogre era daltònic, tot i que havia treballat amb tints, i la meva dona, portadora.
    U daltònic té un dels tres receptors de colors alterat, gairebé mai el sensible als blaus. En general no es que li manqui, sinó que té la seva sensibilitat desplaçada cap a l’altre receptor de color.
    I els gens que codifiquen els receptors sensibles, en termes generals als vermells i els verds i permeten discriminar-los, son molt similars i rauen en el cromosoma X. Els homes només tenim un cromosoma X, o sigui que si tenim el gen alterat, som daltònics. Les dones tenen dos cromosomes X, el del pare i un dels dos de la mare, i és molt poc probable que en tots dos tinguin el mateix gen minoritari, o sigui que hi ha molt poques dones daltòniques.
    Però què passa quan en una dona un dels gens és normal i l’altre alterat, cosa que passa sempre en les filles de daltònic?
    Que té quatre menes de receptors cromàtics a la retina.
    El quart acostuma a ser una mena de mitjana entre el receptor de vermells i el de verds, però, degut a la experiència de les estrelles, estava segur que era actiu.
    I vaig muntar un petit experiment.
    Per una banda una font monocromàtica, feta amb una làmpada d’incandescència i un sistema de difracció —un CD en angle rasant—. I per altra la superposició de dos LED, un de vermell i un altre taronja, ajustables en intensitat.
    Per a mi, i per a la majoria de les persones, tocant els ajustos dels LED, podia aconseguir veure exactament el mateix color que la font monocromàtica. La meva dona no podia, sempre sabia discriminar quina llum tenia un espectre de dos pics, un de vermell i l’altra groc, de la que era monocromàtica en el taronja.
    O sigui que el misteri de les dones «espectrògraf», era que eren quadricromàtiques, amb més capacitat per discriminar colors que la resta.
    Naturalment, aquest experiment no es pot fer amb una pantalla d’ordinador, allí, per exemple, un taronja és sempre una determinada combinació RGB, diferent a una llum monocromàtica.
    Darrerament, el tema del quadricromatisme ha començat a sortir i, en algunes publicacions hi han aparegut presumptes test que en realitat no funcionen. En un espai de color tridimensional com el de les pantalles o els impresos —no els de tintes planes, clar—, no és possible elaborar colors «quadricromàticament» diferents.

Comenta

*

(*) Camps obligatoris

L'enviament de comentaris implica l'acceptació de les normes d'ús