Lo ammetto, il titolo è un po’ provocatorio. Eppure, l’idea che esistano dei colori speciali dai quali si possono ottenere tutti gli altri, è talmente semplificata rispetto alla realtà, che viene spontaneo concludere che effettivamente i colori primari non esistano.
Per accettare questa conclusione dovremo capire meglio alcune caratteristiche dei colori e di come li percepiamo.
Il primo elemento importante è comprendere come si combinano tra loro i colori per crearne di nuovi. Questo risolverà un apparente paradosso che la maggior parte delle persone non sa spiegare. Se il bianco contiene tutti gli altri colori, perché mescolando molti colori a tempera non si ottiene il bianco, ma una tinta sul marrone scuro?
Luce e pigmenti funzionano in modo diverso
Ci sono due modi diversi con cui i colori si possono mescolare tra loro per ottenerne un altro. Se prendete una luce verde e una luce rossa e le proiettate entrambe su una parete bianca, nella parte dove si sovrappongono vedrete una luce gialla. Quindi per la luce rosso e verde danno giallo.
Se provate a mescolare due tempere degli stessi colori, una rossa e una verde, otterrete invece un marrone. Come mai?
La luce è un’onda elettromagnetica e i diversi colori corrispondono a onde con diversa frequenza (o lunghezza d’onda).
Quando si sovrappongono due fasci di luce con colori diversi si ottiene una luce che li contiene entrambi. Un po’ come in un unico suono possiamo distinguere diversi strumenti, anche le onde elettromagnetiche si sovrappongono in un’unica onda che è la somma delle precedenti.
Per i pigmenti la storia è molto diversa. Una sostanza colorata, ad esempio una tempera rossa, ci appare di una certa tinta perché quando la illuminiamo con la luce bianca (che effettivamente contiene tutti i colori), la sostanza riflette solamente la luce rossa, mentre assorbe tutte le altre frequenze di luce. Al nostro occhio arriva quindi quel tipo di luce e percepiamo la tempera di colore rosso.
Se però mescoliamo la tempera rossa con una tempera verde la sostanza ottenuta non rifletterà più il rosso come prima (perché assorbito dalla tempera verde), né rifletterà più il verde come prima (perché assorbito dalla tempera rossa). Il risultato è che la mescolanza ottenuta è di colore marrone scuro e tenderà verso il nero se continuiamo ad aggiungere tempere che assorbono anche altri colori.
Per questi motivi per la luce si parla di sintesi additiva mentre per le tempere si parla di sintesi sottrattiva dei colori.
È naturale quindi che i cosiddetti colori primari siano diversi se si parla di luce o di tempere. Solitamente per la luce si usano il rosso, il verde e il blu, mentre per le tempere si usano il ciano, il magenta e il giallo.
È interessante che in entrambi i casi i colori utilizzati siano 3. Perché proprio questo numero? Ha a che fare con qualche proprietà fisica della luce o a una proprietà matematica del numero 3?
Ma perché sono tre?
Il fatto che i colori primari siano tre non dipende da particolari proprietà della luce e i tre colori scelti non hanno nulla di speciale dal punto di vista fisico. I colori primari sono tre perché nel nostro occhio ci sono tre tipi di recettori, ciascuno sensibile a una diversa frequenza di luce, cioè a un diverso colore.
Questi recettori sono detti coni e sono sensibili rispettivamente al rosso, al verde e al blu.
Un particolare colore è una nostra sensazione che è determinata da quanto intensamente sono stimolati i tre recettori. Ad esempio se stimoliamo il rosso e il verde allo stesso livello percepiremo un colore giallo.
Per ricreare un qualsiasi colore dobbiamo quindi regolare l’intensità di tre luci –una rossa, una verde e una blu– in modo da stimolare i tre recettori nella giusta misura.
Nel regno animale da questo punto di vista ci sono situazioni diverse dalla nostra. Ad esempio i cani hanno solamente due tipi di coni mentre le api ne hanno quattro. Se questi animali dovessero scegliere dei colori di base da usare per creare i colori che percepiscono, i cani avrebbero bisogno di due colori primari, mentre le api di quattro colori primari!
I monitor dei nostri dispositivi sono composti da molte piccolissime luci colorate di tre colori, ma quando si accendono con diversa intensità riescono a creare tutti gli altri colori. Di conseguenza un sistema usato in informatica per definire un colore prevede di specificare tre numeri che determinano l’intensità delle componenti di rosso, verde e blu. Questo sistema (che è molto usato ma non è l’unico), è detto sistema RGB per red, green e blue. I tre numeri vanno di solito da 0 a 255 e qui sotto trovate un piccolo widget per vedere che colori si ottengono con diversi livelli delle tre componenti.
Da questo punto di vista viene naturale immaginare che un colore corrisponda ad un pacchetto di tre valori $(a, b, c)$ un po’ come se fosse un vettore a tre dimensioni.
I colori come vettori
Qui entra in gioco un po’ di matematica. Per descrivere i vettori in uno spazio a tre dimensioni di solito scegliamo una terna di vettori a cui fare riferimento $v_1, v_2, v_3$ e poi scriviamo tutti gli altri come combinazione lineare di questi tre vettori.
Ad esempio un vettore si otterrà combinando i vettori di partenza così: $5v_1+3v_2+7v_3$. Cambiando i valori dei tre numeri che moltiplicano i vettori $v_1, v_2, v_3$ si possono ottenere tutti gli altri vettori. In questo contesto i tre vettori $v_1, v_2, v_3$ formano una base dello spazio vettoriale (che è l’insieme dei vettori).
Ecco il punto importante: la base che usiamo per descrivere gli altri vettori non è unica, anzi ce ne sono infinite! Possiamo quindi scegliere in infiniti modi diversi i tre vettori a cui fare riferimento per poi costruire tutti gli altri.
Una cosa simile succede con i colori. Potremmo scegliere diverse terne di colori che mescolate tra loro ci permetteranno di ricostruire molti colori diversi e che faranno quindi da base dello spazio dei colori.
L’analogia tuttavia è solo parziale. Nel caso dei vettori a partire da qualsiasi base si possono poi ottenere tutti gli altri vettori. Nel caso dei colori a seconda dei tre colori di partenza alcuni colori saranno raggiungibili e altri no. È opportuno scegliere quindi tre colori che permettano di comporre più colori possibili, ma qualsiasi scelta sarà comunque un compromesso e alcuni colori resteranno irraggiungibili.
Ecco perché i colori primari usati in diversi settori –RGB, CMY, RYB– sono scelte diverse per la base, ciascuna ottimizzata per un uso specifico (monitor, stampanti, pittura).
Invece che tre colori se ne potrebbero prendere quattro o cinque, ampliando ogni volta la gamma riproducibile — ma con nessun numero finito di colori di partenza è possibile riprodurre tutti quelli che siamo in grado di vedere.
Riflessioni finali
Da questo viaggio nel mondo dei colori possiamo mettere in evidenza alcuni punti importanti:
- usando solo tre colori di partenza non si possono ottenere tutti i colori che riusciamo a percepire;
- i colori primari possono essere scelti arbitrariamente, ciascuna scelta avrà dei vantaggi e degli svantaggi rispetto alle altre;
- l’utilizzo di tre colori invece che due o quattro è un compromesso che tiene basso il numero di colori primari ma permette di ottenere una buona varietà di colori (anche se non tutti);
- i colori scelti come primari non hanno nulla di particolare dal punto di vista fisico, il fatto che solitamente se ne utilizzino tre dipende dalle caratteristiche del nostro apparato visivo;
- altre forme di vita potrebbero trovare utile usare 2 colori primari oppure 4.
Questi elementi ci suggeriscono che se intendiamo i colori primari come “tre colori speciali che combinati assieme formano tutti gli altri” allora dobbiamo ammettere (come ho azzardato nel titolo) che non esistono.
I colori primari sono piuttosto un gruppo di colori scelti con una certa libertà allo scopo di ottenere un’ampia gamma di colori all’interno di una qualche applicazione (display, stampa, pittura).
Nella stampa a colori, ad esempio, si usano spesso quattro colori: a ciano, magenta e giallo si aggiunge anche il nero. Il motivo principale è pratico — riprodurre il nero usando tutti e tre gli altri coloranti sarebbe dispendioso. Tuttavia questa aggiunta ha come altra conseguenza positiva un ampliamento della varietà dei colori riproducibili.
È stupefacente la complessità che si può nascondere dietro a un concetto che ci viene insegnato in modo semplificato fin da bambini. Questo succede in tanti altri ambiti e discipline, quando si approfondisce qualcosa si scopre che la nostra visione iniziale era quasi una caricatura della realtà.
Chissà quante altre affermazioni simili a “i colori primari sono tre” pensiamo essere vere ma dietro ad esse si nasconde una realtà molto più complessa.
Riferimenti
