La sintesi additiva

Bentornati alla settima puntata di Colorama!
Sommario delle puntate precedenti: 1, 2, 3, 4, 5 e 6.

In questa puntata, prima di introdurre il modello RGB, esplicheremo brevemente il concetto di sintesi additiva, che come vedremo piu’ avanti è contrapposto a quello della sintesi sottrattiva.

Abbiamo già detto come furono introdotte dapprima da Helmholtz, e formalizzate successivamente da Maxwell, che sui principi di queste, costruì successivamente le sue teorie cromatiche.

La somma delle luci

La sintesi additiva, che regola l’interazione tra i diversi colori della luce (colori spettrali), si basa, come suggerisce il nome sul principio della somma delle luci di diversa lunghezza d’onda.

A differenza della sintesi sottrattiva di una miscela di pigmenti, infatti, una miscela di fasci luminosi si comporta come le luci spettrali del prisma di Newton: dalla somma di tutti i colori è possibile ricomporre la luce bianca.

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I primari della sintesi additiva sono considerati generalmente il rosso, il verde e il blu, dalle cui mescolanze a due a due otteniamo il giallo, il ciano e il magenta.

I colori ai lati opposti dello schema (verde e magenta, giallo e blu, rosso e ciano) sono tra loro complementari, ovvero sommandoli, otteniamo di nuovo il bianco.

Schema dei primari della sintesi additiva (nel caso del modello RGB).

Una piccola precisazione: il concetto di colori primari implica l’esistenza di alcuni colori di base da cui e’ possibile generare, combinandoli, TUTTI gli altri colori.

Nel caso della sintesi additiva, i colori specificati sopra possono essere primari (ad esempio nel modello RGB), ma non sempre lo sono necessariamente.
Il principio della sintesi additiva infatti vale per tutti i colori delle luci, e tutti i colori quindi potrebbero essere considerati primari.

Esempio di sintesi additiva tra colori non primari dell’RGB: sommando marrone e viola otteniamo il rosa

Inoltre, come vedremo nell’ultima puntata dedicata al Diagramma CIE, data una qualsiasi terna (e in generale, un qualsiasi numero finito) di colori reali, e’ matematicamente impossibile ricreare TUTTI i colori esistenti per combinazione.

Quindi nemmeno i primari RGB sono colori primari nel vero significato teorico del termine. Sono solo una buona approssimazione, che permette di ricreare la maggior parte dei colori esistenti, partendo da tre soli elementi di base.

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Il fenomeno della sintesi additiva, diversamente da quella sottrattiva, si compie unicamente nell’occhio.

Le luci a diverse lunghezze d’onda (diversi colori) giungono simultaneamente sulla stessa area della retina, senza che avvenga nessuna interferenza tra i due fasci luminosi, dal punto di vista fisico.
E’ l’occhio, secondo i principi delle teorie precedentemente esposte, che percepisce il colore della mescolanza dei due stimoli.

La sintesi additiva, può essere generata da una cosiddetta media spaziale, o da una media temporale. Vediamole piu’ in dettaglio.

La media spaziale

Nel primo caso dell’effetto generato da piccoli punti colorati, non distinguibili dall’occhio, che vengono mescolati additivamente dando luogo alla percezione di un colore omogeneo.

E’ il principio dei monitor, ad esempio, in cui l’immagine è composta da minuscoli pixel colorati, o dei retini di stampa, dove con la tecnica della mezzatinta, si genera una sintesi additiva tra il colore dei punti e quello dello sfondo.

Alcuni quadri del pittore Roy Lichtenstein, portando all’estremo le tecniche di disegno dei fumetti, usano la mezzatinta per generare effetti volutamente sgranati, come possiamo vedere in approfondimento.

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Sopra: “Girl with hair ribbon”, R. Lichtenstein. Il rosa della pelle della ragazza è ottenuto per sintesi additiva in media spaziale, tra il rosso dei punti e il bianco dello sfondo.

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La media temporale

Nel caso della mescolanza additiva in media temporale, invece, diversi stimoli di colore diverso colpiscono l’occhio non contemporaneamente, ma in rapida successione.

L’occhio esegue una specie di interpolazione tra le diverse lunghezze d’onda, allo stesso modo della sintesi in media spaziale.
É il principio del disco di Newton, ad esempio, in cui tingendo i vari settori del cerchio dei colori spettrali e facendolo ruotare velocemente, si otteneva il colore risultante dalla loro sintesi additiva (il bianco).

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Sopra, un esempio di sintesi additiva per media temporale: il disco di Newton

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Nel prossimo episodio vedremo come il modello piu’ diffuso basato sulla sintesi additiva, l’RGB, viene implementato sui dispositivi piu’ utilizzati come monitor e sensori di acquisizione d’immagine.

À Bientôt! :)

Fonti
“Fotografia Digitale”, Rob Sheppard, 2004
Articoli vari su CG, G.B.Saccone
Modelli di rappresentazione del colore, M.Diodati
Mescolanza additiva, Wikipedia