La ciencia detrás de la percepción del color en las sombras
Descubre cómo nuestros ojos mantienen la constancia del color en condiciones de luz cambiantes.
― 6 minilectura
Tabla de contenidos
Nuestros ojos son impresionantes en cómo perciben los colores. Un fenómeno interesante es lo que se llama Constancia del color, que nos ayuda a reconocer el verdadero color de un objeto, incluso cuando las condiciones de luz cambian mucho. Por ejemplo, una camiseta blanca se ve blanca ya sea que estés afuera bajo el sol brillante o adentro con una luz tenue. Esta habilidad es esencial, ya que enfrentamos muchas situaciones de iluminación diferentes en nuestra vida diaria.
Los investigadores han estudiado la constancia del color en varios entornos controlados. La mayoría de estos estudios han examinado cómo funciona nuestra visión bajo una sola fuente de luz, como una lámpara o la luz del sol. Sin embargo, en la vida real, a menudo tenemos múltiples fuentes de luz en una misma escena. Por ejemplo, la luz del sol durante el día puede mezclarse con la luz del cielo. Hay pocos estudios que han analizado cómo nuestros ojos se adaptan a ver colores cuando hay diferentes tipos de luz afectando el mismo objeto.
Un ejemplo común de luz mixta es durante un día soleado, donde tanto la luz del sol como la luz del cielo iluminan el entorno. Cada tipo de luz tiene sus propias propiedades y puede afectar cómo percibimos los colores. Por ejemplo, cuando la luz del sol brilla directamente sobre una superficie, puede parecer muy brillante, mientras que la misma superficie puede verse más oscura en una sombra donde solo está presente la luz del cielo. Esta situación crea un desafío para nuestra visión, ya que necesitamos determinar el verdadero color del objeto a pesar de la iluminación desigual.
Se puede hacer una observación interesante con los pasos peatonales. Ya sea bajo el sol o en sombra, usualmente nos parecen blancos. Sin embargo, si miras de cerca una foto de un cruce tomada bajo estas condiciones, notarás que los valores de color en la sombra se ven bastante diferentes en comparación con los que están iluminados. El área de sombra puede verse azul porque está mayormente iluminada por la luz del cielo.
La investigación sobre la constancia del color y las Sombras ha mostrado que nuestros ojos pueden reconocer correctamente los colores de las superficies, incluso bajo diferentes condiciones de iluminación. Algunos estudios se han centrado en cómo percibimos la claridad, el Brillo y las formas cuando los objetos están en sombras. Sin embargo, la pregunta específica de cómo funciona la constancia del color en las sombras ha recibido poca atención.
Para entender mejor cómo nuestro sistema visual enfrenta las sombras, los investigadores han medido los tipos de luz que llegan a esas áreas sombreadas. Descubrieron que las sombras suelen estar dominadas por la luz del cielo, que puede tener diferentes colores dependiendo de la hora del día y el clima. En días soleados, por ejemplo, las sombras tienden a reflejar más luz azulada. En contraste, las áreas iluminadas directamente por la luz del sol son mucho más brillantes y pueden variar de blanco a ligeramente amarillo.
Esta complejidad en torno a las sombras y la luz también ha llamado la atención de los científicos de la computación. Las personas que trabajan en visión por computadora han desarrollado muchas técnicas para detectar y eliminar automáticamente las sombras de las imágenes. Esta tecnología muestra la importancia de entender las sombras y cómo afectan nuestra percepción. Surge la pregunta de cómo las personas pueden ignorar fácilmente el impacto de las sombras al intentar determinar el color de un objeto.
Para abordar estas preguntas, los investigadores diseñaron experimentos para investigar cómo percibimos los colores en áreas sombreadas en comparación con las bien iluminadas. Crearon escenas que usaban dos tipos diferentes de luz para simular la luz del sol y la luz del cielo, lo que les permitió probar qué tan bien las personas pueden mantener la constancia del color en las sombras. Los investigadores querían responder tres preguntas principales:
- ¿Qué tan bien funciona la constancia del color en las sombras proyectadas?
- ¿Afecta el color de la luz del cielo el grado de constancia del color?
- ¿Influye el reconocimiento de la sombra en la percepción?
En la primera parte del estudio, encontraron que la constancia del color funciona bastante eficazmente incluso en sombras, similar a cómo funciona bajo una sola fuente de luz. Curiosamente, el color de la luz del cielo no afectó significativamente los resultados.
Para probar más el reconocimiento de sombras, los investigadores establecieron un experimento diferente donde algunos observadores vieron las sombras delineadas para ver si eso les ayudaba a reconocer que estaban viendo una sombra. Querían saber si saber de la presencia de una sombra ayudaría a las personas a juzgar mejor los colores en esa área.
En este segundo experimento, los participantes pudieron hacer ajustes para que el color de un campo de prueba coincidiera, tratando de hacer que las áreas en sombra parecieran blancas bajo la luz donde estaban colocadas. Sorprendentemente, la forma en que se delinearon las sombras no pareció cambiar qué tan bien los observadores pudieron mantener la constancia del color. En otras palabras, la gente aún podía percibir los colores correctamente incluso si las sombras no se reconocieron claramente.
En general, ambos experimentos indicaron que las personas son generalmente buenas juzgando los colores incluso cuando esos colores están afectados por sombras. Encontraron que la capacidad de mantener la constancia del color era alta incluso cuando había sombras presentes. Los investigadores también señalaron que las experiencias pasadas probablemente juegan un papel en cómo percibimos los colores en diferentes condiciones de iluminación.
A pesar de estos hallazgos, notaron algunas limitaciones en su investigación. Usaron patrones de color simples para sus experimentos, que pueden no reflejar la complejidad de las situaciones del mundo real. Los estudios futuros pueden necesitar explorar cómo nuestra percepción del color varía en escenas más intrincadas con varios colores y texturas.
Los hallazgos de esta investigación aportan valiosos conocimientos sobre cómo nuestro sistema visual mantiene la constancia del color a pesar de los desafíos que plantean los cambios de iluminación y las sombras. Comprender este proceso es esencial no solo para la neurociencia y la psicología, sino también para aplicaciones prácticas en áreas como la fotografía, el cine y los gráficos por computadora.
En conclusión, nuestra capacidad para reconocer colores con precisión a pesar de las fluctuaciones en las condiciones de iluminación demuestra la impresionante adaptabilidad de nuestro sistema visual. La constancia del color nos permite entender el mundo que nos rodea, asegurando que podamos identificar objetos en diferentes entornos y situaciones de luz. A medida que continuemos estudiando las complejidades de cómo percibimos el color, podemos apreciar aún más las complejidades de la visión y las notables capacidades del cerebro humano.
Título: Human color constancy in cast shadows
Resumen: Most natural scenes contain cast shadows to a varying extent. Illuminant conditions inside and outside the shadow typically differ largely both in intensity and in chromaticity. Nevertheless, our daily experiences suggest that colored materials appear to have the same color in shadows even though the reflected light from the material might be very different. Two experiments were conducted to reveal mechanisms that support human color constancy in cast shadows. In all experiments we built a real scene that consisted of colored hexagons illuminated by two independent liquid crystal projectors simulating "sunlight" and "skylight", respectively. A part of the scene included a cast shadow under which observers were instructed to change the luminance and the chromaticity of a test field so that it appeared as a full-white paper under the shadow. The color of the skylight was manipulated, testing if our visual system uses a prior that the skylight is typically bluish or yellowish to achieve color constancy. We also created a condition where a cast shadow is not recognized as a shadow. Results showed that color constancy generally holds well in shadows and changing skylight color had little effect. Recognizing a cast shadow as a shadow also had no effect. Overall, these results are consistent with our daily experiences that we stably judge objects color even in shadows, providing a key step to reveal mechanisms of color perception in real-world scenes where lighting conditions spatially vary.
Autores: Takuma Morimoto, M. Sato, S. Sunaga, K. Uchikawa
Última actualización: 2024-02-12 00:00:00
Idioma: English
Fuente URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.10.579744
Fuente PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.10.579744.full.pdf
Licencia: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
Cambios: Este resumen se ha elaborado con la ayuda de AI y puede contener imprecisiones. Para obtener información precisa, consulte los documentos originales enlazados aquí.
Gracias a biorxiv por el uso de su interoperabilidad de acceso abierto.