Cor #11 – A cor a iluminação

Para entender o mundo, o sistema visual humano precisa reconhecer objetos ou campos cromáticos como um todo, não como fragmentos de diferentes tons.

Quando observamos um objeto iluminado estamos interagindo com diferentes situações de reflexão de luz que podem nos fazer perceber as cores de maneiras completamente diferentes.

Se você você estiver olhando para um pedaço de papel sobre uma mesa, estará absorvendo todos os comprimentos de onda refletidos pelo papel, por isso vemos o branco.

Se olhar para a mesa, receberá diferentes comprimentos de onda que representam o marrom da madeira que vemos. Mas se o papel for levantado alguns centímetros da superfície, irá projetar uma sombra, como ela é criada? Como a luz se comporta para projetar aquela sombra até nós?

Quando um artista retrata uma cena do mundo real ele deve considerar a qualidade geral da luz ambiente, o grau de iluminação de cada parte de um objeto (luz e sombra), a interação da cor da luz com a cor da superfície (cor local) e como o nosso olho funcionam.

No artigo sobre Ilusão de ótica aprendemos que os nossos olhos podem ser facilmente enganados, e isso fica ainda mais evidente quando observamos as diferenças de iluminação entre objetos e como o nosso olho se comporta para “normalizar” as situações do cotidiano.

Imagem de um tabuleiro xadrez. Sobre ele há um cilindro verde projetando uma sombra. No tabuleiro há dois quadrados cinzas identificados com A e B. O quadrado A está fora da sombra do cilindro, e o quadrado B está dentro da área de sombra do cilindro.
Os quadrados A e B tem exatamente a mesma cor

Na imagem acima você pode observar uma cena simples, de um objeto verde em três dimensões fazendo sombra sobre um tabuleiro xadrez. A diferença de iluminação entre os quadrados A e B faz com que nossos olhos “enxerguem” tons diferentes de cinza, quando na verdade eles são da mesma cor.

Gif animado mostrando um quadrado A que parecia mais escuro sendo posicionado sobre um quadrado B e revelando que eles tem a mesma cor.
Quando você sobrepõe os quadrados pode ver a semelhança

Agora imagine uma bola vermelha sobre um plano verde e iluminado por uma lâmpada amarela. Para descobrir o resultado cromático da luz incidindo sobre a bola, devemos combinar nosso conhecimento das misturas aditiva e subtrativa.

Imagem de uma bola alaranjada sobre um fundo verde. Na cena estão representados com números as áreas mais claras, a sombra da bola e também o reflexo do fundo na bola.
As diferentes interações da luz na cena

Uma luz amarela é dominada por comprimentos de onda vermelha e verde e é deficiente em azul. Uma cor de superfície identificada como vermelha é uma cor que absorve mais a luz verde e azul e reflete apenas a luz vermelha.

Portanto, nossa bola vermelha refletirá fortemente o componente vermelho forte da luz que incide sobre ela, refletirá fracamente o fraco componente azul. Assim, a luz refletida conterá bastante vermelho, um pouco de verde e quase nada de azul. Essa mistura aditiva resulta em um laranja avermelhado.

Na área mais próxima da fonte de luz (1) a bola terá um ponto de maior iluminação: uma pequena área de cor mais clara. Quanto mais reflexivo o objeto, mais claro e menos saturado será o ponto de maior iluminação, considerando que ele está refletindo todos os comprimentos de onda de forma igual. No lado oposto a bola ficará na sobra, e por isso terá um tom mais escuro.

Também devemos considerar a interação entre a bola e o plano sobre o qual ela repousa. Primeiro, a bola projetará uma sombra sobre o plano verde (2). Essa sombra projetada escurecerá o verde. Segundo, o plano, por sua vez, será refletido na bola, adicionando verde (3). A força e a claridade desse reflexo dependerão do brilho da bola.

Considere que as sombras não são apenas áreas mais escuras da superfície, elas são complicadas pela presença de múltiplas fontes de luz. No nosso caso, a luz amarela está refletindo sobre uma bola vermelha. A bola vermelha está projetando uma sombra sobre uma superfície verde.

Mas parte desta sombra também é composta pela luz amarela que está insidiando indiretamente sobre a área de sombra. Ou seja, uma luz amarela, incidindo sobre um plano verde mais escuro graças a sombra projetada pela bola. Complicado, não?

Observe a luz que entra no seu quarto pela janela. Se você estiver com as luzes apagadas, seus objetos terão um tom específico de sombras. Se você acender as luzes (imaginemos que sejam lampadas florescentes), poderá perceber uma variação de azul nas sombras, graças a mistura da luz do dia com a luz artificial das lampadas.

Foto dos pés de uma cadeira em uma sala de jantar.
Sombra da cadeira iluminada apenas com a luz do dia
Foto dos pés de uma cadeira em uma sala de jantar.
Sombra da cadeira iluminada com a luz do dia mais a lampada da sala

Os artistas comumente se aproximam desses efeitos usando duas regras empiricas: uma sombra inclui o complemento da cor local e a luz quente (amarela/vermelha) projeta sombras frias (azuis/verdes) e vice-versa.

Quando a cor é aplicada dessa maneira, algumas misturas podem parecer erradas. Por exemplo, escurecer e dessaturar o amarelo cria uma cor amarronzada. Isso não significa, porém, que dará a impressão de marrom dentro de sua composição, que não possa ser usada para representar um objeto amarelo.

Imagem de um cubo 3d contendo vários quadrados de cores variadas.
Estes quadrados A e B tem exatamente a mesma cor.

É o caso da imagem acima, apesar de o quadrado B parecer amarelo na área de sombra do cubo, ele na verdade é marrom, exatamente igual ao quadrado A.

Movendo uma pequena parte do quadrado B e colocando sobre o A

Para entender o mundo, o sistema visual humano precisa reconhecer objetos ou campos cromáticos como um todo, não como fragmentos de diferentes tons. Ele faz isso prestando menos atenção ao nível absoluto de luz recebido em cada comprimento de onda primária do que à razão.

Portanto, tendemos a enxergar um objeto como vermelho, por exemplo, se ele reflete mais luz vermelha do que as áreas próximas, e menos azul e verde, embora a proporção efetiva de luz vermelha que ele reflete possa ser menor do que azul ou verde. Chamamos isso de constância cromática.

Referências

O essencial da cor no design – Editora Senac

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