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La percezione del colore delle superfici La definizione dei colori mediante la loro composizione spettrale e la loro luminosità non è sufficiente per descrivere tutte le sfumature percepite dall'occhio umano S e da una certa distanza osservia- mo una parete attraverso un fo- ro praticato in uno schermo opa- co e scuro, il pezzo di muro che noi vediamo non viene percepito come una sostanza materiale disposta in un pun- to particolare dello spazio e illumina- ta in un determinato modo. Infatti, da- to che è possibile mettere a fuoco l'oc- chio solo sullo scherme, o sui margini del foro, la struttura superficiale della parete appare sfocata e sulla retina viene proiettata un'area di colore e lu- minanza uniformi. Quello che si vede attraverso il foro pare il colore di un film trasparente e non l'attributo di una superficie. Simili zone di colore e lumi- nanza omogenee entro un contorno o- scuro producono una percezione non superficiale del colore. I colori osservati in questo modo va- riano per luminosità, saturazione e cro- maticità. La luminosità è l'attributo per cui un colore viene visto scuro o bril- lante. La saturazione è un indice di quanto un dato colore si differenzia da un bianco di pari luminosità. La cro- maticità è infine l'attributo che rende possibile classificare un colore come rosso, giallo, verde, blu o altro colore intermedio. È possibile una rappresen- tazione geometrica dei colori non su- perficiali utilizzando un doppio cono. Lungo l'asse di questo viene rappresen- tata la luminosità. La cromaticità vie- ne rappresentata lungo la circonferen- za. Infine la saturazione è rappresenta- ta lungo il raggio di quest'ultima. La saturazione dei colori aumenta con la distanza dall'asse. Il massimo di satu- razione può aversi per i colori di me- dia luminosità: quando questa aumenta o diminuisce decresce la massima satu- razione possibile. I tre suddetti attributi esauriscono i gradi di libertà di un co- lore non superficiale. Due colori di u- guali cromaticità, saturazione e lumino- sità sono indistinguibili. di Jacob Beck Il nome di colore superficiale viene invece riservato ai colori percepiti co- me un attributo di una superficie. Il metodo più semplice per indurre la per- cezione di un colore superficiale consi- ste nel presentare uno stimolo costitui- to da due luminanze differenti e adia- centi. Se si osserva una luce arancione di luminanza e cromaticità uniformi at- traverso un foro di uno schermo bian- co (e quindi di luminanza leggermente superiore), il colore visto entro il foro non viene percepito come un film tra- sparente, bensì come una superficie o- paca. Sembra di osservare un pezzo di carta arancione incollata sul foro. I colori superficiali presentano degli attributi non posseduti dai colori non superficiali. Non esistono colori non superficiali grigi, marrone, mattone o verde oliva. Questi colori rappresentano delle variazioni di brillanza che si os- servano quando si considera un ogget- to -con dei contrasti di luminanza quali quelli che tipicamente danno luo- go alla percezione di una superficie. Dal punto di vista fisico la differenza fra un giallo e un marrone non è la stessa esistente fra un giallo e un rosso o un verde o un blu. Le differenze di cro- maticità sono dovute a differenze nella lunghezza d'onda della luce riflessa da una superficie. Ma la composizione spettrale della luce riflessa da una su- perficie gialla può essere identica a quel- la della luce riflessa da una superficie marrone. Differenze di luminosità non corrispondono a differenze di composi- zione spettrale. Quindi la percezione del marrone può dipendere da un effet- to di contrasto per cui una zona di lu- minanza elevata rende più scura una zona gialla adiacente. La raffigurazione a doppio cono può servire anche per descrivere i colori superficiali. In que- sto caso lungo l'asse del cono viene rappresentata la brillanza, dal bianco al grigio e al nero. Cromaticità e satu- razione vengono rappresentate come nel caso dei colori non superficiali (si veda la figura a pagina 62). G li attributi di cromaticità, satura- zione e brillanza non esauriscono le caratteristiche del colori superficia- li. Due di tali colori che abbiano identiche cromaticità, saturazione e bril- lanza non vengono necessariamente per- cepiti come identici. In effetti l'aspetto di un colore superficiale muta con l'il- luminazione. Se si piega un cartone bianco e lo si dispone in modo che metà di esso sia illuminato e metà in ombra, entrambe le parti vengono per- cepite come bianche (si veda la figura in alto a pagina 64), eppure non ap- paiono identiche. La zona illuminata viene percepita come un bianco lumino- so o molto illuminato, mentre quella in ombra viene pure percepita come un bianco, ma scuro o poco illuminato. La capacità del sistema visivo umano di distinguere la brillanza di una superfi- cie dall'intensità dell'illuminazione è una manifestazione di quella che gli psicologi chiamano costanza del colore. La fotografia di oggetti nella pagina a fronte mostra quanto possano variare i colori superficiali. Anche in presenza di notevoli variazioni dell'intensità e della composi- zione spettrale della luce incidente, il sistema visivo umano tende a distinguere la cromaticità e la brillanza di una superficie colorata da esso percepita dalla cromaticità e intensità dell'illuminazione. Questa tendenza dei colori a mantenere il loro aspetto alla luce del sole è nota agli psicologi come costanza dei colori. Oltre ai vari colori superficiali, il cui aspetto dipende principalmente dalla natura, struttura superficiale e dalla profondità di finitura degli oggetti rappresentati, la foto comprende anche un esempio di colore non superficiale: si tratta del disco rosso dentro la maschera nera. 58

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La percezione del coloredelle superfici

La definizione dei colori mediante la loro composizionespettrale e la loro luminosità non è sufficiente perdescrivere tutte le sfumature percepite dall'occhio umano

S

e da una certa distanza osservia-mo una parete attraverso un fo-ro praticato in uno schermo opa-

co e scuro, il pezzo di muro che noivediamo non viene percepito come unasostanza materiale disposta in un pun-to particolare dello spazio e illumina-ta in un determinato modo. Infatti, da-to che è possibile mettere a fuoco l'oc-chio solo sullo scherme, o sui marginidel foro, la struttura superficiale dellaparete appare sfocata e sulla retinaviene proiettata un'area di colore e lu-minanza uniformi. Quello che si vedeattraverso il foro pare il colore di unfilm trasparente e non l'attributo di unasuperficie. Simili zone di colore e lumi-nanza omogenee entro un contorno o-scuro producono una percezione nonsuperficiale del colore.

I colori osservati in questo modo va-riano per luminosità, saturazione e cro-maticità. La luminosità è l'attributo percui un colore viene visto scuro o bril-lante. La saturazione è un indice diquanto un dato colore si differenzia daun bianco di pari luminosità. La cro-maticità è infine l'attributo che rendepossibile classificare un colore comerosso, giallo, verde, blu o altro coloreintermedio. È possibile una rappresen-tazione geometrica dei colori non su-perficiali utilizzando un doppio cono.Lungo l'asse di questo viene rappresen-tata la luminosità. La cromaticità vie-ne rappresentata lungo la circonferen-za. Infine la saturazione è rappresenta-ta lungo il raggio di quest'ultima. Lasaturazione dei colori aumenta con ladistanza dall'asse. Il massimo di satu-razione può aversi per i colori di me-dia luminosità: quando questa aumentao diminuisce decresce la massima satu-razione possibile. I tre suddetti attributiesauriscono i gradi di libertà di un co-lore non superficiale. Due colori di u-guali cromaticità, saturazione e lumino-sità sono indistinguibili.

di Jacob Beck

Il nome di colore superficiale vieneinvece riservato ai colori percepiti co-me un attributo di una superficie. Ilmetodo più semplice per indurre la per-cezione di un colore superficiale consi-ste nel presentare uno stimolo costitui-to da due luminanze differenti e adia-centi. Se si osserva una luce arancionedi luminanza e cromaticità uniformi at-traverso un foro di uno schermo bian-co (e quindi di luminanza leggermentesuperiore), il colore visto entro il foronon viene percepito come un film tra-sparente, bensì come una superficie o-paca. Sembra di osservare un pezzo dicarta arancione incollata sul foro.

I colori superficiali presentano degliattributi non posseduti dai colori nonsuperficiali. Non esistono colori nonsuperficiali grigi, marrone, mattone overde oliva. Questi colori rappresentanodelle variazioni di brillanza che si os-servano quando si considera un ogget-to -con dei contrasti di luminanzaquali quelli che tipicamente danno luo-go alla percezione di una superficie. Dalpunto di vista fisico la differenza fraun giallo e un marrone non è la stessaesistente fra un giallo e un rosso o unverde o un blu. Le differenze di cro-maticità sono dovute a differenze nellalunghezza d'onda della luce riflessa dauna superficie. Ma la composizionespettrale della luce riflessa da una su-perficie gialla può essere identica a quel-la della luce riflessa da una superficiemarrone. Differenze di luminosità noncorrispondono a differenze di composi-

zione spettrale. Quindi la percezionedel marrone può dipendere da un effet-to di contrasto per cui una zona di lu-minanza elevata rende più scura unazona gialla adiacente. La raffigurazionea doppio cono può servire anche perdescrivere i colori superficiali. In que-sto caso lungo l'asse del cono vienerappresentata la brillanza, dal biancoal grigio e al nero. Cromaticità e satu-razione vengono rappresentate comenel caso dei colori non superficiali (siveda la figura a pagina 62).

Gli attributi di cromaticità, satura-zione e brillanza non esauriscono

le caratteristiche del colori superficia-li. Due di tali colori che abbianoidentiche cromaticità, saturazione e bril-lanza non vengono necessariamente per-cepiti come identici. In effetti l'aspettodi un colore superficiale muta con l'il-luminazione. Se si piega un cartonebianco e lo si dispone in modo chemetà di esso sia illuminato e metà inombra, entrambe le parti vengono per-cepite come bianche (si veda la figurain alto a pagina 64), eppure non ap-paiono identiche. La zona illuminataviene percepita come un bianco lumino-so o molto illuminato, mentre quellain ombra viene pure percepita come unbianco, ma scuro o poco illuminato. Lacapacità del sistema visivo umano didistinguere la brillanza di una superfi-cie dall'intensità dell'illuminazione èuna manifestazione di quella che glipsicologi chiamano costanza del colore.

La fotografia di oggetti nella pagina a fronte mostra quanto possano variare i colorisuperficiali. Anche in presenza di notevoli variazioni dell'intensità e della composi-zione spettrale della luce incidente, il sistema visivo umano tende a distinguere lacromaticità e la brillanza di una superficie colorata da esso percepita dalla cromaticitàe intensità dell'illuminazione. Questa tendenza dei colori a mantenere il loro aspettoalla luce del sole è nota agli psicologi come costanza dei colori. Oltre ai vari colorisuperficiali, il cui aspetto dipende principalmente dalla natura, struttura superficiale edalla profondità di finitura degli oggetti rappresentati, la foto comprende anche unesempio di colore non superficiale: si tratta del disco rosso dentro la maschera nera.

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Una superficie gialla e una marrone possono avere il medesimo spettro di riflessione equindi la medesima cromaticità. Il diverso modo in cui le due superfici vengono per-cepite dipende dal fatto che la superficie marrone riflette meno luce di quella gialla.

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I colori superficiali variano in brillanza, saturazione e cromaticità. Le possibilità divariazione sono rappresentate geometricamente per mezzo di un doppio cono, dovela brillanza varia lungo l'asse, la saturazione lungo il raggio e la cromaticità intornoalla circonferenza. Il massimo di saturazione viene percepito per i colori di mediabrillanza. Queste tre coordinate cromatiche non esauriscono le possibilità di variazionedei colori superficiali. Anche i colori non superficiali vengono descritti nello stessomodo, sostituendo la luminanza alla brillanza. Un colore non superficiale giallo divie-ne scuro quando se ne riduce la luminanza, ma non verrà mai percepito come marrone.Le tre coordinate qui indicate descrivono completamente un colore non superficiale.

Questo termine viene impiegato per de-scrivere la tendenza dei colori a man-tenere l'aspetto che mostrano alla lucedel giorno anche in caso di grosse va-riazioni nell'intensità e composizionespettrale della luce incidente.

Sottili diversità nell'aspetto di un co-lore dipendono anche da differenze nel-la struttura della superficie colorata. Uncolore della medesima cromaticità nonappare identico su superfici di plastica,legno o tessuto. Oltre alle sottili dif-ferenze di colore dovute alla strutturasuperficiale dei diversi materiali si os-servano nuovi attributi propri dei co-lori superficiali. Per esempio l'aspettometallico dei colori oro, argento o ra-me. Altre possibilità di variazione so-no da lucido a opaco (mat), da traspa-rente a opaco (non trasparente), dafluorescente a non fluorescente.

Questi attributi dipendono dal modoin cui le superfici riflettono la luce.Una superficie lucida riflette la luce inmaniera speculare, mentre una opacala riflette diffondendola in tutte le di-rezioni. La maggior parte delle superfi-ci possiedono proprietà di riflessionespeculare e diffusa mescolate in variamisura. L'aspetto lucente di certi ogget-ti è dovuto ai riflessi, cioè a zone diforte riflessione speculare: questo aspet-to è detto lucentezza speculare. Altremescolanze di riflessione speculare ediffusa danno luogo a colori brillantie lucidi. Anche i colori metallici sonoil risultato di una riflessione speculare,ma in questo caso i riflessi sono colo-rati, perché i metalli, a differenza dellesuperfici speculari non metalliche, as-sorbono selettivamente la luce incidente.

Sensazioni particolari sono dovuteanche a differenze fra la luce riflessadalla superficie e dall'interno di un cor-po. Un esempio è la cosiddetta profon-dità di finitura. Un pezzo di legno luci-dato riflette specularmente luce biancacon lo strato superficiale di vernice lu-cida, ma lo strato sottostante di fibreirregolari ha una riflessione diffusa diluce colorata perché assorbe selettiva-mente la luce bianca incidente. Il siste-ma percettivo umano separa la lucediffusa colorata da quella bianca rifles-sa specularmente dallo strato di verni-ce. Si vede la superficie del legno sottolo strato di vernice.

La percezione dei colori superficialiè dovuta alla risposta del sistema visi-vo a una stimolazione complessa. tpossibile determinare il colore di pic-cole zone di colore metallico o lucido,ma queste zone isolate dal contesto del-l'oggetto non possiedono più l'aspettocaratteristico associato all'intera super-ficie. Piccole zone color argento ap-paiono con diverse tonalità di grigio.Piccole zone d'oro appaiono con sfu-

mature arancio e gialle. Il caratterecomplesso della percezione della lucen-tezza è dimostrato dalla sua correlazio-ne con la percezione della tridimensio-nalità. Se un oggetto non viene perce-pito come una superficie curva, anchela percezione della lucentezza svanisce.Un ruolo importante nella percezionedi una superficie speculare è giocatoanche da un processo di integrazione.Dei riflessi sparsi su un vaso produco-no la sensazione di lucentezza sull'in-tera superficie di esso. Quando si eli-minano i riflessi, l'intera superficie cam-bia aspetto (si veda la figura in bassoa pagina 64).

Il problema è quello di spiegare co-me una superficie che riflette una distri-buzione spaziale di luminanze e di sfu-mature cromatiche provochi la perce-zione di un determinato colore. Io hosuggerito l'ipotesi che la percezione delcolore come di un attributo di una su-perficie che riflette la luce in manieranon uniforme possa venire analizzatacome un processo a due stadi. Nellaprima fase dall'occhio parte una suc-cessione di segnali nervosi che dipendestrettamente dalla distribuzione di lu-minanze riflessa dall'oggetto osserva-to. Nella seconda fase, in conseguenzadella particolare codifica di tali segnali,essi vengono organizzati dal sistema vi-sivo in modo da fornire la sensazionedi un solo colore, con deviazioni per-cepite come riflessi, luci e ombre. Indipendenza della forma, delle dimen-sioni, del gradiente al contorno e delladistribuzione delle variazioni di lumi-nanza, le differenze di luminanza ri-spetto a un valore particolare esistentisu una superficie speculare vengonopercepite come riflessi piuttosto che co-me differenze di brillanza della super-fice stessa. Di conseguenza una foto-grafia di un oggetto con luci e ombreappare di un colore unico, parte il-luminato e parte in ombra. Se si esplo-ra l'intera immagine attraverso una pic-cola apertura, il colore di una parteappare come il colore dell'insieme. Al-cune parti dell'oggetto vengono perce-pite come troppo chiare o troppo scu-re. È evidente che tale esame può ef-fettuarsi partendo da due opposti pun-ti di vista: è possibile riconoscere l'uni-co colore che produce la distribuzionedi variazioni di colore, oppure è possi-bile riconoscere i singoli colori cheproducono la distribuzione.

La percezione dei colori superficialicoinvolge strutture percettive comples-se. Consideriamo una sciarpa coloratacaduta su un tavolo. Guardandola èpossibile identificare la lana con cui èstata lavorata, la forma della magliache determina la sua struttura superfi-ciale, il suo colore, la sua brillanza, l'il-

luminazione incidente, la distribuzionedi luci e ombre, i ripiegamenti deter-minati dal modo in cui la sciarpa ècaduta. Questi aspetti sono riuniti inuna struttura organizzata e possonovenire distinti dalla percezione del fat-to che quel tale oggetto è una sciarpa.Al momento non è possibile descrive-re in dettaglio i processi secondo i qua-li il sistema visivo umano analizza leinformazioni contenute nella distribu-zione di luminanze riflesse per produr-re la percezione di una struttura. Que-sti processi sembrano utilizzare sia in-dicazioni specifiche, come la nitidezzadei contorni (si veda la figura in altoa pagina 66), sia procedure di organiz-zazione che inducono l'osservatore aminimizzare le variazioni di brillanzasulla superficie percepita (si veda la fi-gura in basso a pagina 66).

Tna caratteristica importante dei colo-ri superficiali è la loro tendenza a

mantenere l'aspetto che presentano allaluce del giorno, anche se cambiano l'in-tensità e la composizione spettrale del-la luce incidente. Il fenomeno dellacostanza dei colori è stato studiato da

molti ricercatori, a cominciare da Her-mann von Helmholtz e Ewald Hering,nel secolo scorso. Helmholtz ha sugge-rito che la costanza dei colori sia ilrisultato di processi percettivi che tengo-no conto sia dell'intensità che dellacromaticità della luce incidente. In ef-fetti un pezzo di carta grigio debolmen-te illuminato viene percepito come gri-gio e un pezzo di carta nero molto il-luminato viene percepito come nero,anche se l'intensità della luce riflessadalla carta nera è maggiore di quellariflessa dalla carta bianca. Questo per-ché il sistema percettivo valuta comela carta grigia rifletta una media quan-tità di luce rapportata all'illuminazioneincidente, mentre la carta nera ne ri-flette solo una piccola parte (si vedala figura in alto a pagina 67).

Hering, d'altra parte, pensò che i fat-tori più importanti responsabili del fe-nomeno della costanza dei colori sianol'adattamento e il contrasto. In viasubordinata riconobbe anche l'impor-tanza di un « effetto di memoria », invirtù del quale il colore di un oggettofamiliare viene sempre percepito comealla luce del giorno. Secondo Hering un

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Una carta piegata illuminata da sinistra è percepita come uniformemente bianca, anchese una parte è in ombra, fornendo una dimostrazione della costanza del colore. Vistain prospettiva falsa (aperta verso l'osservatore) la parte a destra appare più scura.

I riflessi (zone di riflessione speculare) su un oggetto tridimensionale, quale un vaso,fanno apparire lucida l'intera superficie dell'oggetto (a sinistra). Ritoccando l'imma-gine così da eliminare tutti i riflessi, la superficie del vaso diviene mat (a destra).

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grigio poco illuminato viene percepitocome grigio e un nero molto illumina-to viene percepito come nero perchéil contrasto fa sì che la brillanza siafunzione del rapporto fra le luminan-ze del soggetto e dello sfondo. Un rap-porto di luminanza di 3:1 fra sfondoe oggetto origina la percezione di ungrigio, un rapporto di 18:1 provoca lapercezione di un nero (si veda la figu-ra al centro a pagina 67).

Sia la teoria di Hering sia quella diHelmholtz, secondo cui la percezionedi un colore dipende dalle informazio-ni concernenti l'illuminazione, possonorender conto di molti fatti riguardantila costanza dei colori. D'altra partealcuni esperimenti recenti hanno dimo-strato chiaramente che informazioni ri-guardanti l'illuminazione possono mo-dificare la percezione dei colori. In unodi questi esperimenti ho impiegato unaombra per rendere l'impressione cheuna superficie fosse molto illuminata(si veda la figura in basso a pagina 67).Due pezzi di cartone nero mat veniva-no disposti su un tavolo di fronte auno sfondo bianco. Una parte dei car-toni neri e dello sfondo dietro di essivenivano illuminati dal fascio di lucedi due proiettori. Le due zone illumi-nate delle superfici nere fungevano dazona d'osservazione. Nella situazionecon ombra il fascio del proiettore in-cideva parte su un angolo del cartonee parte sullo sfondo, producendo unaombra profonda. Nella situazione sen-za ombra il fascio incideva metà sulcartone e metà sullo sfondo. Le perso-ne chiamate a giudicare la brillanzadelle due superfici nere illuminate so-stenevano che la superficie nera nellasituazione con ombra era più scura. Ilfatto che la presenza di un'ombra dialuogo alla percezione di un colore piùscuro non può venire spiegato in baseal meccanismo del contrasto. Secondoquesta ipotesi, l'ombra, essendo di bas-sa luminanza e frapposta fra la super-ficie nera e lo sfondo bianco, dovreb-be aver diminuito il contrasto e quindifatto apparire la zona di osservazionein presenza di ombra più chiara, oquanto meno di uguale brillanza, rispet-to alla zona priva di ombra. Seguendoinvece l'ipotesi secondo cui le informa-zioni sulla illuminazione influenzano lapercezione della brillanza, la stessa om-bra fornisce l'informazione visiva di-retta che il cartone è illuminato da unfascio di luce e procura la sensazionedi osservare una superficie più scuradel vero ma fortemente illuminata piut-tosto che una superficie più chiara.

Esperimenti che dimostrano come lapercezione della brillanza di una super-ficie sia influenzata dalla sua posizionespaziale apparente rafforzano ulterior-

La transizione graduale dal chiaro allo scuro, caratteristica del-le ombre, è una delle informazioni che consentono di percepireun oggetto come una superficie di colore uniforme, parte illu-minata e parte in ombra (a sinistra). Quando questa zona di

transizione viene obliterata (a destra), si perde la percezionedell'ombra e si vede una macchia grigia. Le fotografie qui ri-prodotte sono prese da L'occhio, la pellicola e la macchina foto-grafica nella foto a colori, edito da J. Wiley & Sons nel 1959.

Le variazioni di brillanza di una superficie vengono minimizzatedal sistema visivo umano anche quando vanno contro l'esperien-za comune. Lo stelo del bicchiere, osservato casualmente, vienegeneralmente percepito di brillanza uniforme. La costanza dei

colori fa sì che l'osservatore veda lo stelo disposto dietro a uncoltello con la lama trasparente. La figura è riprodotta da unarticolo di G. Kanisza, Percezione, esperienza passata e l'esperi-mento impossibile, apparso nel 1968 sugli « Acta Psycologica ».

\ ILLUMINAMENTO100 LUX

Per il fenomeno della costanza dei colori, le superfici bianca grigia e nera a sinistraappaiono quasi uguali a quelle di destra, anche se l'intensità della luce riflessa è moltodiversa. In un esperimento la brillanza delle superfici bianca, grigia e nera sul latoilluminato era 275, 100 e 17 candele al metro quadro, mentre la brillanza delle corri-spondenti superfici in ombra era 10 volte minore. Due diverse spiegazioni del fenomenosono state date nel secolo scorso da Hermann von Helmholtz e da Ewald Hering.

Hering ipotizzò che la costanza dei colori fosse dovuta al contrasto. In questa figurai quattro quadrati interni grigi riflettono la stessa quantità di luce. La brillanza per-cepita è diversa perché essi vengono visti contro sfondi di diversa luminanza. SecondoHering un contrasto di 3 : 1 fra sfondo e oggetto provoca la percezione del nero.

Un recente esperimento dell'autore presso l'Università dell'Oregon prova che un'ombrasullo sfondo può dare l'impressione che la superficie che la proietta sia fortemente il-luminata e sia quindi più scura di quanto non apparirebbe altrimenti. Il fatto che inpresenza di ombra (a sinistra) la superficie appaia più scura che in sua assenza (adestra) non può essere spiegato in base alla teoria del contrasto di illuminazione.

ILLUMINAMENTO1000 LUX

bianca sotto un'illuminazione ridottapiuttosto che come una superficie gri-gia. La zona di intersezione di ognicoppia di cerchi colorati nella partesinistra della figura a pagina 70 è ilrisultato della combinazione di inchio-stri di due colori. Ognuna delle zonedi intersezione può essere percepitacome il colore risultante quando i due

mente l'ipotesi secondo cui le informa-zioni riguardanti l'illuminazione influen-zano la percezione della brillanza. Untrapezoide posto verticalmente su untavolo può venire percepito come untrapezoide in piedi, se si hanno infor-mazioni che consentono di individuarlocome staccato dal tavolo, oppure comeun rettangolo adagiato su di esso, quan-do mancano le informazioni suddette.(si veda la figura in alto a pagina 68).Julian E. Hochberg e io abbiamo tro-vato che un trapezoide verticale sembrapiù scuro quando viene fatto apparireperpendicolare alla direzione di illumi-nazione. Per esempio, quando l'illumi-nazione proveniva dall'alto il trapezoi-de appariva più scuro quand'era per-cepito come un rettangolo orizzontale.Quando il trapezoide era visto in piedi,parallelo alla direzione dell'illuminazio-ne, esso appariva come una superficiein ombra. Quando era visto come unrettangolo orizzontale, perpendicolarealla direzione dell'illuminazione, il tra-pezoide non veniva più percepito comefosse in ombra, bensì come una super-ficie di colore più scuro.

Un altro caso in cui si verifica unadipendenza della percezione della bril-lanza dalla posizione apparente di unasuperficie è illustrato dall'esempio delcartone piegato, fatto quasi all'iniziodi questo articolo. L'esperienza mostrache quando il cartone viene percepitocome è realmente disposto (cioè con lapiega rivolta verso l'osservatore), chiguarda vede le due parti del fogliodel medesimo colore, quella a sinistrailluminata e quella a destra in ombra.Quando il cartone piegato viene vistoin falsa prospettiva (cioè come se aves-se la piega lontana dall'osservatore),chi lo guarda percepisce una diversitàdi brillanza fra le due parti del foglio.Il risultato degli esperimenti fatti pervalutare l'influenza della posizione ap-parente di una superficie sulla sua bril-lanza, mostra chiaramente che quandouna variazione di luminanza cessa divenire percepita come un'ombra, la per-cezione della superficie cambia e la zo-na di minor luminanza viene vista co-me una zona di minor riflettanza (equindi con un colore superficiale piùscuro).

Con i colori trasparenti si osserva unfenomeno interessante di costanza

dei colori, dovuto al fatto che le diver-se superfici colorate vengono percepitel'una dietro l'altra. Osserviamo una su-perficie bianca attraverso un filtro gri-gio neutro, cioè un filtro che trasmettesolo parte della luce incidente senzaassorbirla selettivamente e quindi senzaalterarne la cromaticità. La superficieverrà percepita come una superficie

colori componenti sono visti sullo stes-so piano, oppure come il colore diuno dei cerchi sotto il colore traspa-rente dell'altro quando i cerchi sonovisti su piani diversi. Per esempio, èpossibile vedere la zona di intersezionedei cerchi giallo e azzurro di coloreverde, oppure come un colore giallodietro un colore trasparente azzurro,

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SCHERMO

/,z/z /z/ /z / /z //z ///z //

/ //z 7/z //z /z / /

BASTONCINO z///

zzBLOCCHI

TRAPEZOIDE

LAMPADA LATERALERETTANGOLO

LAMPADA FRONTALE

LAMPADA SUPERIORE

La posizione apparente di una superficie può influenzare la per-cezione della sua brillanza, come dimostrato in questo esperi-.mento ideato da Julian E. Hochberg e dall'autore. Guardandocon un occhio attraverso l'apertura nello schermo, si tende avedere il trapezoide verticale come un rettangolo adagiato sulpiano. Agitando un bastoncino dietro al trapezoide oppure os-servando la scena con entrambi gli occhi da un'apertura piùampia, il trapezoide veniva percepito correttamente come verti-

rale. Quando la distribuzione delle ombre indicava che l'illu-minazione proveniva dall'alto, la superficie appariva più scuranel caso in cui veniva percepita come un rettangolo sul pianoche in quello in cui appariva un trapezoide verticale. Quandol'illuminazione appariva frontale, la superficie vista come trape-zoide verticale appariva più scura di quando appariva un rettan-golo. Con l'illuminazione laterale la superficie appariva di ugua-le brillanza quando veniva percepita in entrambe le posizioni.

oppure ancora come un colore azzur-ro dietro un colore trasparente giallo.Per quanto riesca più difficile, anchela zona di intersezione dei tre cerchiazzurro, giallo e porpora può esserevista nera oppure come la sovrapposi-zione dei tre diversi cerchi colorati.

Quanto visto sopra sta a indicare chei colori trasparenti vengono percepiticome miscele di colori sottrattive an-ziché come miscele additive. Una mi-scela additiva di colori si ha quandosi mescolano luci colorate, ottenendo inquesto modo i colori dovuti all'eccita-zione simultanea dei tre diversi tipi diconi (fotorecettori sensibili alle luci co-lorate) presenti nella retina. Per esem-pio la mescolanza di luci blu e giallaproduce un colore privo di cromaticità,bianco o grigio. La miscela sottrattivadei colori predomina quando si mesco-lano pigmenti di diverso colore. Mesco-lando pigmenti blu e giallo, per sintesisottrattiva si ottiene un colore verde.Le particelle del pigmento giallo assor-bono fortemente la radiazione di cortalunghezza d'onda che produce la sen-

sazione del colore blu. Le particelle delpigmento blu assorbono invece forte-mente le radiazioni di lunghezza d'ondamaggiore, che producono la sensazionedei colori giallo e rosso. Quindi la mi-scela di pigmenti giallo e blu riflettein maniera apprezzabile solo la radia-zione di lunghezza d'onda intermediache provoca la sensazione del coloreverde e l'osservatore vede appunto que-sto colore. Il fatto che la percezionedella trasparenza dei colori segua leregole della sintesi sottrattiva dei colo-ri anziché le regole della sintesi addi-tiva implica che, nel caso dei cerchicolorati nella parte destra della figuraa pagina 70, non è possibile vedere lazona gialla come un colore trasparentearancio di fronte a un verde, e che nonè parimenti possibile percepire la zonabianca come tre cerchi sovrapposti a-rancio, blu-viola e verde.

La natura sottrattiva della percezio-ne della trasparenza dei colori fa pen-sare che gli effetti di trasparenza ab-biano il loro fondamento nell'esperien-za di ogni giorno. Per esempio, si veri-

fica una mescolanza sottrattiva di colo-ri quando si osserva una superficie at-traverso una lastra di vetro colorato.Se si osserva una superficie blu attra-verso un vetro giallo, la luce che giun-ge a stimolare la retina è quella che ri-mane dopo l'assorbimento selettivo daparte della superficie e del vetro. Diconseguenza l'occhio è stimolato preva-lentemente dalla radiazione di medialunghezza d'onda percepita come verde.Le percezione della trasparenza è favo-rita da stimoli che danno luogo alla per-cezione di due superfici separate in pro-fondità. Il fenomeno è pure favoritodalla tendenza che il sistema percettivoumano ha di vedere figure complete echiuse. L'ipotesi che la trasparenza ven-ga percepita secondo le regole della me-scolanza sottrattiva dei colori implicache gli effetti di trasparenza non sianobasati sulla separazione dei segnali cheraggiungono il cervello nei segnali cro-matici elementari provenienti dai recet-tori della retina. Al contrario, tali ef-fetti derivano da specifiche esperienzecromatiche di tutti i giorni. Altri ricer-

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I colori trasparenti vengono percepiti secondo le regole delle mescolanze sottrattive, ilche mostra come gli effetti di trasparenza si basino sull'esperienza quotidiana. La sin-tesi sottrattiva predomina quando si combinano pigmenti o filtri di diverso colore (asinistra). Sovrapponendo a coppie i colori azzurro, giallo e porpora, si ottengono i co-lori arancio, verde e blu-viola. Sovrapponendo i tre colori si ha il nero. La mesco-lanza additiva si ottiene combinando luci di diverso colore (a destra). Sovrapponen-do fasci di luce arancio, verde e blu-viola, si ottengono i colori azzurro, giallo eporpora. Dove si sovrappongono i tre fasci si ha il bianco. Nella stampa a colori sonocoinvolti entrambi i tipi di mescolanza, anche se la descrizione corrente della sintesidei colori in base alla sola mescolanza sottrattiva è una buona approssimazione.

catori ritengono che la percezione dellatrasparenza sia dovuta alla mescolanzaadditiva dei colori (si veda l'articoloLa percezione della trasparenza di Fa-bio Metelli, in « Le Scienze », n. 71,luglio 1974).

Come dipende la percezione del colo-re dalle informazioni sull'illumina-

zione? Per semplicità consideriamo solocome la percezione della brillanza ven-ga influenzata dalle informazioni relati-ve all'intensità dell'illuminazione. Unaspiegazione richiede l'esistenza di unmeccanismo di calcolo inconscio, me-diante il quale il sistema visivo elaborale informazioni relative all'intensità del-la luce riflessa e di quella incidente perprodurre la sensazione della brillanzadi una superficie. Seguendo tale ipo-tesi, i processi che stanno alla base del-la percezione della brillanza portanoal medesimo risultato della « formuladell'albedo ». Secondo questa relazionel'albedo, ovvero la brillanza percepita,è data dal rapporto fra l'intensità dellaluce riflessa da una superficie e l'in-tensità della luce incidente su di essa.Questa spiegazione pare insufficiente.Innanzitutto la percezione della bril-lanza non è correlata linearmente conla percezione dell'intensità della luceincidente, come è implicito nella for-mula dell'albedo. Per esempio, i risul-tati degli esperimenti fatti col carton-cino piegato o con le figure trapezoide-rettangolo mostrano che la perce-zione dell'illuminazione e della brillan-za non variano di pari passo, comerichiesto invece dalla formula suddetta.In secondo luogo, non sempre la per-cezione dell'intensità dell'illuminazione

influenza la percezione della brillanza.I risultati degli esperimenti più recentistanno a indicare che la percezione del-la brillanza è influenzata da informa-zioni che suggeriscono l'esistenza diun'illuminazione speciale, come un'il-luminazione ridotta dovuta a un'ombrao un'illuminazione intensa dovuta a unfascio di luce concentrato.

I risultati di tali esperimenti sembra-no indicare che la relazione fra brillan-za e intensità dell'illuminazione non ècosì rigida come quella postulata dallaformula dell'albedo. Se varie superficivengono percepite come illuminate inmaniera uniforme e si eliminano glieffetti della memoria del colore, le va-riazioni di luminanza vengono percepi-te come variazioni della brillanza dellesuperfici e non dell'intensità dell'illu-minazione. Ciò consente di esprimerela percezione della brillanza come fun-zione unicamente dei processi sensori.Però, se le superfici vengono percepitecome diversamente illuminate, il fattoche una persona percepisca una varia-zione di luminanza di una superficiecome conseguenza di una differenzanell'illuminazione oppure della brillan-za della superficie osservata dipendedalle informazioni relative all'illumi-nazione e all'oggetto illuminato, dalletendenze organizzative e dall'atteggia-mento dell'osservatore. Per concludere,una revisione della teoria della perce-zione dei colori superficiali deve supe-rare l'ipotesi dell'albedo e tener contodel fatto che le informazioni relativeall'illuminazione rappresentano sola-mente uno dei numerosi fattori chepossono influenzare la percezione dellabrillanza di una superficie.

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