Mezcla sustractiva

La síntesis sustractiva de mezcla dos o más colores sustractivos consiste en mezclar o superponer dos o más tintes o pigmentos que individualmente aparecen de un color diferente cuando son iluminados por luz de una composición espectral particular, porque absorben diferentes bandas de la luz incidente, para producir, una vez mezclados o superpuestos, e iluminados por la misma luz, la sensación de un color diferente. Por ejemplo, si se mezcla un tinte que aparece amarillo, porque absorbe la banda azul, con uno que aparece magenta, porque absorbe la banda verde, la mezcla resultante aparece roja. La mezcla sustractiva se puede producir de varias maneras; por ejemplo:.

Que la mezcla de tintes o pigmentos de diferentes colores puede producir nuevos colores se ha sabido durante siglos, como lo demuestran las obras de muchos pintores. En 1722, Jacob Christoph le Blon, inventor de un sistema de impresión a tres colores y, con la adición de la impresión a cuatro colores en negro, puso en práctica la idea de que un número limitado era suficiente para producir muchos más. En su libro Coloritto; or the Harmony of Colouring in Painting/the Harmonie du coloris dans la peinture 1725, le Blon de hecho, escribe: "la pintura puede representar todos los objetos visibles en tres colores: amarillo, rojo y azul; todos los demás colores pueden estar formados por estos tres, ese nombre es primitivo y una mezcla de estos tres colores, el original produce un negro y cualquier otro color. Sin embargo, Louis Ducos du Hauron el PRIMERO en describir, en 1862, el principio de sustracción, que permite superar las desventajas de la práctica que la síntesis aditiva tiene tanto en la fotografía (y la película) de los colores (por ejemplo, la necesidad de utilizar tres proyectores, o un proyector-filtros giratorios, o película lenticular), tanto en la impresión (la necesidad de utilizar un mosaico de colores, lo que lo hace, para ejemplo, prácticamente imposible crear colores brillantes y especialmente blanco, debido a la absorción de la luz por las tintas) Estoy hablando solo de los colores materiales, o los utilizados por los pintores" (ver Figura 2).

En la base está el hecho de que lo que ya se había hipotetizado en 1801 por Thomas Young, en una lectura celebrada el 12 de noviembre en la Royal Society de Londres, a saber, que la retina contiene tres tipos de receptores sensibles a tres bandas en el espectro visible, es cierto, porque en la retina están presentes en los conos, es decir, tres tipos de fotorreceptores que contienen tres pigmentos diferentes que actúan como filtros, es decir, absorben rangos de espectro electromagnético La síntesis por el aparato visual humano (en adelante llamado brevemente el ojo) de una gama más o menos extensa de colores a partir de dos o más colores se basa siempre en la mezcla de rayos de luz. Esto se aplica tanto a la síntesis sustractiva, discutida aquí, como a la aditiva. Las curvas que indican la sensibilidad espectral (es decir, a las diversas longitudes de onda) de los tres tipos de conos, denotadas por las letras griegas ρ, γ, β, se muestran en la Figura 3. La tira de colores debajo de las tres curvas muestra los colores correspondientes a las diversas longitudes de onda. Los procesos de síntesis aditiva de color explotan esta sensibilidad diferente a tres rangos diferentes de longitudes de onda visibles para producir, utilizando un número limitado de estímulos de color (como los haces de luz estimulantes de cono se llaman generalmente), generalmente tres, una amplia gama de colores. Es precisamente el hecho de que no es necesario utilizar el monocromático primario para explicar cómo es posible producir una amplia gama de colores y también con procesos sustractivos, es decir, utilizando tintes que filtran la luz blanca, dejando a cada uno solo una banda de frecuencias, y que se pueden usar en combinación para que las bandas de frecuencias residuales, lleguen al ojo, permitiendo la síntesis de todos los colores como sucede con el procedimiento del aditivo Estos estímulos de color, en otras palabras, los aditivos primarios, son idealmente monocromáticos, pero normalmente, por razones prácticas, no lo son, e incluso pueden ocupar una banda extendida de longitudes de onda.

Las primarias sustractivas se utilizan normalmente para la síntesis de tres colores son cian, magenta y amarillo, y si fuera ideal, debe comportarse como filtros, como se muestra en la figura 3, donde las áreas discontinuas indican que las bandas están bloqueadas: el Cian tinte debe bloquear la banda del rojo, es decir, con longitudes de onda mayores que aproximadamente 580 nm, y luego pasar (es decir, dejar entrar el azul y el verde (este es el la luz transmitida por un tinte de este tipo aparece Cian), el tinte Magenta bloquea la banda Verde, entre aproximadamente 490 nm y 580 nm, y el tinte amarillo debe bloquear la banda azul, es decir, con longitudes de onda de hasta aproximadamente 490 nm Cuando se usan en combinación, estos tintes se comportan como se muestra en las figuras 4, 5 y 6. En el primero, por ejemplo (al otro aplica un discurso similar), el tinte magenta detiene la banda de verde transmitiendo solo los de azul y rojo (y esta es, precisamente, la razón por la que, como ya se mencionó, aparece en magenta), mientras que el amarillo bloquea, como ya se dijo, la banda de azul (salpicada en la figura), transmitiendo, por lo tanto, solo los verdes y rojos (y esta es precisamente la razón por la que aparece amarillo). Si los dos tintes se utilizan juntos, la única banda transmitida es la del rojo. Obviamente, los tres tintes ideales, cuando se usan juntos, bloquean todas las longitudes de onda, y esto explica el negro resultante que se muestra en la Figura 7. Las cifras también muestran por qué los tintes sustractivos no tienen que ser monocromos y por qué sus anchos de banda deben necesariamente superponerse. Los colores que se pueden obtener para sustractivo con el cian, magenta y amarillo no son solo el rojo, verde y azul (y negro, si se usan los tres), porque si los tintes son, por ejemplo, diluidos, tener una densidad más baja no tiene una banda en la que bloquear completamente las ondas electromagnéticas (en otras palabras, las hojas amarillas van incluso un poco de azul, y así sucesivamente), haciendo posible la síntesis de una gama de colores, llamado gamut De lo contrario, la combinación de incluso dos tintes bloquearía todas las longitudes de onda y no se sintetizaría ningún color. En la Figura 8 tres tintes cian, magenta y amarillo, que dejan pasar respectivamente (además de las bandas azul y verde, azul y rojo, y verde y rojo respectivamente), el 80% de la Banda Roja, el 50% de la banda verde y el 50% de las bandas azules, producen un color marrón púrpura. Los tintes considerados hasta ahora son idealizaciones de tintes reales, cuyas curvas de transmisión se desvían más o menos de las ideales mostradas en la Figura 3. La figura 10 muestra, a modo de ejemplo, las curvas de transmisión de tres tintes reales del tipo utilizado en fotografía, a la concentración máxima. Estos tintes también se pueden usar, como en el último ejemplo visto arriba, en concentraciones más bajas (al menos en la fotografía).

Como ya se mencionó, la mezcla sustractiva se puede obtener de varias maneras, ilustrada a continuación haciendo referencia a la mezcla o síntesis tricromática CMY o cuadricromática CMYK, que son los más utilizados en la práctica. Que la mezcla de tintes o pigmentos de diferentes colores puede producir nuevos colores ha sido conocido durante siglos, como lo demuestran las obras de muchos pintores que han venido a nosotros. Y los pigmentos, una vez llamados tierras, al igual que los otros tintes utilizados en la pintura, cuando se mezclan, producen (es decir, hacen que nuestro ojo perciba) nuevos colores precisamente por síntesis sustractiva, porque absorben selectivamente bandas de longitudes de onda. Un pintor puede mezclar naturalmente cualquier color, y en cualquier proporción, para obtener el color que desea, y en este sentido todos los colores que utiliza son los colores primarios para esa mezcla sustractiva específica. Por lo tanto, solo tiene un valor histórico, al menos con respecto a la síntesis sustractiva de colores, recordar que en la pintura el amarillo, el rojo y el azul generalmente se consideraban primarios. Esto es explicado, por ejemplo, por B. E. Snow y H. B Frohelich en el texto citado en la bibliografía: "si tenemos en cuenta los pigmentos vemos que hay tres colores que son la base de todos los demás colores, y son amarillo, rojo y azul. Estos colores son elementales y no se pueden producir con una mezcla. Así que los llamamos colores primarios." (page 15). "Partiendo como base de los tres pigmentos primarios amarillo, rojo y azul, tenemos una base para todos los otros tonos de color que podemos lograr con una mezcla. La forma más fácil de combinar dos primarias es mezclarlas en partes iguales, produciendo un tercer color, que llamaremos color binario. Hay tres colores binarios, naranja, verde y violeta, producidos de la siguiente manera: partes iguales de rojo y amarillo mezclado producen el naranja binario, partes iguales de amarillo y azul mezclado producen el verde binario, y partes iguales de rojo y azul mezclado producen el violeta binario." (página 17). El nacimiento de la fotografía en color no se basa en la síntesis sustractiva, sino en la aditiva. Fue James Clerk Maxwell en 1861, durante una conferencia en el King''s College de Londres, para mostrar la primera fotografía en color, obtenida tomando tres fotos diferentes en el vidrio, filtros, rojo, verde y azul, y proyectando para registrar los tres resultados positivos con tres proyectores, a su vez, con los mismos filtros de color. Aunque en 1862 Louis Ducos du Hauron describió el principio de la síntesis sustractiva en un informe enviado a la Académie des Sciences en París para una presentación, los procedimientos fotográficos permanecieron durante años basados en la síntesis aditiva: el mismo Cromoscopio, inventada por Du Hauron, y la Autocromía, inventada por los hermanos Lumière, hizo uso de ella. Sin embargo, las desventajas prácticas de la síntesis aditiva (por ejemplo, pero no solo, la necesidad de usar tres proyectores, o sistemas de espejos complejos, como Cromoscopios o películas lenticulares) favorecían los procesos sustractivos. Todos estos procesos se basan en la síntesis tricromática y hacen uso de tintes amarillos, magenta y cian (síntesis cmy; ver Figura 11). Las características espectrales de estos tintes y las altas densidades que se pueden obtener no hacen necesario el uso de un cuarto tinte negro (como es el caso, por ejemplo, de las tintas negras utilizadas en la impresión en color). En particular, en películas e impresiones a color, los tres tintes, depositados en tres (o más) capas, pueden presentar varias densidades, para permitir una gama considerable. La figura 12 muestra, en el diagrama de cromaticidad (que representa los colores perceptibles por un observador promedio), la gama que se puede obtener con tres tintes típicos utilizados en películas de proyección positiva. Como se puede ver, el área de la gama es mucho más grande que la del triángulo que tiene como vértices las tres primarias cian, magenta y amarillo. La regla del triángulo solo se aplica en el caso de la síntesis aditiva. Los tintes con características espectrales similares también se utilizan para impresiones fotográficas en papel. La cantidad de tintes, en este caso, es menor que la utilizada para la proyección de película, porque la luz (blanca) que ilumina el papel se filtra dos veces por cada tinte (uno cuando lo cruza para llegar al papel, y otro cuando regresa después de ser reflejado del papel), mientras que una proyección de película es cruzada por la luz solo una vez. También en cinematografía inicialmente se utilizaron procesos aditivos, pero más tarde se abandonaron en favor de procesos sustractivos (inicialmente también con solo dos primarios), similares a los utilizados en fotografía. Los procesos de impresión en color son en su mayor parte una evolución de los utilizados para las impresiones en blanco y negro realizadas con los tres sistemas básicos de impresión: tipografía, litografía y Calcografía. Los métodos utilizados son sustractivos (excepto como se indica de la siguiente manera semitono) y la impresión tricromática, o Tricolor, las tintas utilizadas (los colores primarios son cian, magenta, y amarillo (síntesis CMY), casi siempre con la adición de negro (síntesis CMYK), para compensar las deficiencias, por el tiempo que se desvían de los ideales, y se aplican normalmente en capas delgadas, y rápidamente, para lo cual no se pueden tener el mismo poder de filtrado que los tintes utilizados en la fotografía y, por lo tanto, permitir que se reproduzcan los colores negros y oscuros aceptables Se trata de procesos que implican la transferencia de tintas de una matriz al soporte sobre el que debe aparecer la impresión y que permiten producir un gran número de copias de forma económica. Otros procesos, como el de inyección de tinta, se utilizan para producir menos copias. En este caso, generalmente hablamos de impresión a cuatro colores, o impresión a cuatro colores. El área con contorno verde en la Figura 14 indica la gama que se puede obtener con Tres Tintas de impresión primarias típicas cian, magenta y amarillo. Como se puede ver, el área de la gama es mucho mayor que la del triángulo con los lados discontinuos que tienen como vértices las tres primarias, lo que indica la gama que se puede obtener por síntesis aditiva con las mismas tintas. La regla del triángulo se aplica, como ya se ha mencionado, solo en el caso de la síntesis aditiva. En la impresión, sin embargo, surge el problema de la reproducción de medias tintas, ya que las tintas utilizadas tienen una densidad fija, es decir, no se puede variar de un punto a otro de la imagen, como es el caso de los tintes fotográficos. Por lo tanto, como en el caso de las impresiones en blanco y negro producidas con sistemas tradicionales o de los que se derivan, como el offset, el uso de pantallas (diferentes según el sistema de impresión utilizado), para las que la imagen está, en áreas de medios tonos, compuesta por áreas, generalmente circulares (por ejemplo, de valor fijo, pero más o menos espaciadas, o de tamaño variable, pero equispacadas). La figura 15 reproduce, fuertemente agrandada, un área de medios tonos de una impresión tipográfica tricromática obtenida con Retina. Sin embargo, con el uso de pantallas, en las áreas en las que las áreas coloreadas no se superponen, la síntesis no es la sustractiva sino adictiva, y la gama se reduce, como se muestra en la figura 14, en la que la gama de las Tres Tintas de impresión tradicionales obtenibles para la síntesis aditiva está representada por el triángulo con lados discontinuos. También en sistemas de impresión distintos de los tradicionales (o a partir de estos derivados) se obtienen medias tintas de forma similar. Esto sucede, por ejemplo, en impresiones de inyección de tinta de cuatro colores, con círculos de color de pequeño tamaño y más o menos espaciados, cuya distribución espacial es irregular, en el sentido de que se obtiene con algoritmos que generan números pseudo-aleatorios. La impresión también utiliza procesos con más de tres (o cuatro) colores en diferentes casos. Por ejemplo, puede usar tintas de color plata u oro, o tintas de un color fuera de la gama de las tres tintas cian, magenta y amarilla (por ejemplo, para reproducir el color del logotipo de una empresa), o para reproducciones de pinturas de alta calidad. En este último caso a menudo se utilizan procesos hexacromáticos (más negro) y los colores adicionales más adecuados resultaron ser naranja, verde tendiendo al azul (pero menos que el cian) y violeta. Sin embargo, al usar estos colores, también es necesario hacer uso de algoritmos especiales que permitan determinar qué tintas usar en las diversas áreas a imprimir, porque obviamente es necesario tener en cuenta las bandas del espectro que absorbe cada tinta.

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