3 - T E R C E I R A AULA COR 2012

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A VISÃO E A SENSIBILIDADE DO OLHAR
Profa. Wanelytcha Simonini
Introdução 
Nesta aula estudaremos o mecanismo básico de funcionamento do olho humano para a percepção da luz e, consequentemente, das cores. Como age a natureza, em relação à fisiologia dos olhos de alguns animais e os efeitos perceptivos resultantes da relação entre luz, cor e objeto. 
A evolução das pesquisas sobre a maneira de como as cores são percebidas sempre esteve acompanhada das teorias físicas da luz. A história da Cor nos mostra que tanto os estudiosos da teoria ondulatória quanto os defensores da teoria corpuscular da luz viam-na como um espectro contínuo. No entanto, esse fato não era conciliado com a observação de que para o olho humano todas as cores poderiam ser igualizadas por uma mistura das três cores primárias vermelho, verde e azul. Na próxima aula estudaremos as cores primárias e secundárias. Assim, o estudo da ciência da cor, tem a finalidade de melhorar o entendimento acerca das teorias da visão de cores.
Aprenda mais! Endereços para pesquisa e reforço do conteúdo
Como funciona a Visão
http://www.youtube.com/watch?v=y_HC4aCndhU 
http://www.youtube.com/watch?v=CR0_ZldQjKQ 
http://www.youtube.com/watch?v=NeHKLDVQdMU 
Persistência retiniana
http://www.youtube.com/watch?v=WuIHenFCZCI 
Os animais enxergam em cores?
http://www.mundocor.com.br/cores/visao_animais.asp
http://noticias.terra.com.br/ciencia/interna/0,,OI255024-EI1431,00-Os+animais+enxergam+em+cores.html 
O MECANISMO DA VISÃO
O sistema sensorial mais bem desenvolvido nos seres mamíferos classificados por primatas é o sistema visual. Uma das características desse sistema é a sua capacidade de discriminar comprimentos de onda de uma parte específica do espectro eletromagnético (aproximadamente entre 400 a 700 nm)*, resultando na visão das cores. Já estudamos que a cor não é uma propriedade inerente aos objetos. O físico contemporâneo Brindley, endossa essa afirmativa dizendo que “a cor é um atributo perceptual que nos permite identificar e localizar padrões ambientais de mesmo brilho sendo, portanto, uma dimensão adicional na identificação de objetos”. A discriminação das cores ocupa um papel de grande importância para a própria sobrevivência, auxiliando na procura de alimentos e na sinalização de perigo na busca por território e até mesmo de parceiros. 
A visão das cores corresponde a uma sensação produzida pelo cérebro sendo iniciada logo após a captação de luz do ambiente pelos olhos. Em outras palavras, podemos dizer que a visão é o processo fisiológico por meio do qual se distinguem todas as formas e as cores dos objetos. 
A absorção de luz pelas células fotorreceptoras da retina é o primeiro passo que leva à percepção visual. 
Existem dois tipos de fotorreceptores: os bastonetes, que são os responsáveis pela visão noturna, com pouca participação na visão das cores, e os cones, que são ativados pela luz com faixa mais elevada do que a faixa que ativa os bastonetes. Os cones respondem pela visão diurna, sendo de fundamental importância para visão das cores. 
O que diferencia as respostas visuais entre eles é a molécula pigmentada que cada um compõe, denominada rodopsina – para os bastonetes, e opsina - para os cones. 
Em linhas gerais, o olho funciona como uma câmara fotográfica que projeta uma imagem invertida do mundo exterior em sua porção interna posterior, onde existe um revestimento fotossensível - a retina, que envia informações codificadas ao sistema nervoso central, dando ao indivíduo a sensação da visão. 
A visão se produz em nível molecular graças a substâncias fotossensíveis, os foto -pigmentos, que sofrem transformações químicas sob a ação da luz. Essas transformações produzem estímulos em células e fibras sensoriais, que são transmitidos aos centros nervosos correspondentes. 
Entre os vertebrados, o olho mais perfeito e desenvolvido é o dos mamíferos, que corresponde,
à configuração do olho humano. Algumas espécies animais têm olhos atrofiados ou pouco desenvolvidos, enquanto outras, como certas aves e mamíferos, dispõem de visão binocular, na qual os campos visuais de cada olho se superpõem, em parte, como resultado da posição frontal dos órgãos oculares. O animal percebe os objetos de forma tridimensional, o que aumenta sua eficiência. Nas aves de rapina, nos primatas e no homem, a visão binocular é bem mais desenvolvida. 
* nm significa nanômetro e é equivalente a grandeza de 10−9 do metro. 
O OLHO HUMANO
No homem, os dois globos oculares situam-se no interior das cavidades orbitárias e se unem às paredes ósseas graças aos músculos extrínsecos, de contração voluntária. Esses músculos são os responsáveis pela movimentação dos olhos. Os músculos retos-superior, inferior, externo e interno possibilitam a movimentação dos olhos para cima, para baixo, para a direita e para a esquerda. Os outros dois: o oblíquo maior e o menor são os que possibilitam o deslocamento do olho em todas as demais direções.
O olho humano é formado por três camadas: a mais externa, fibrosa, que tem função protetora e é chamada esclerótica. Em sua porção anterior, a esclerótica é transparente e recebe o nome de córnea. 
A parte posterior e lateral, é opaca e a camada intermediária, abundante em vasos sanguíneos, é formada pela coróide, pelo corpo ciliar e pela íris, que chama-se trato uvial. 
A camada interna é a retina, onde se localizam as células fotorreceptoras. 
A córnea é recoberta pela conjuntiva, uma espécie de membrana muito fina que se estende também pela face interna das pálpebras.
No trato uvial estão localizadas também as células pigmentares, cuja função é absorver a luz como a pintura preta do interior das câmaras fotográficas, evitando assim que os reflexos prejudiquem a qualidade da imagem projetada na retina.
Os processos ciliares são ligamentos que unem o cristalino ao músculo ciliar. É uma estrutura transparente, com forma de lente biconvexa, que permite focalizar os objetos situados a diversas distâncias. A parte colorida do olho, chamada íris, é um tecido que contém diversos pigmentos (principalmente melanina), que em maior ou menor quantidade definirão a cor do olho.
Na verdade, a íris é um músculo que se contrai de acordo com a luminosidade do ambiente. Quando há luz forte a íris se contrai e a pupila diminui (miose). Quando há pouca luz a íris se expande aumentando o tamanho da pupila (midríase). Podemos comparar a íris ao diafragma de uma máquina fotográfica, que controla a quantidade de luz que atinge a retina. 
As cores básicas do olho são castanho, verde e azul. De acordo com a quantidade de pigmentos pode ser um castanho claro, um castanho bem escuro ou variações do tom de azul ou verde. As outras cores como mel ou cinza são uma combinação dessas cores de uma forma não bem entendida ainda pela ciência. Na verdade existem varias tonalidades para cada uma dessas cores e por isso cada pessoa tem uma cor diferente da outra. A musculatura lisa, radial e circular da íris, abre e fecha seu orifício central, chamado pupila para dar passagem a luz.
O espaço entre a córnea e o cristalino, dito câmara anterior, é preenchido pelo humor aquoso, que mantém constante a pressão interna do globo ocular, sendo que a cavidade entre o cristalino e a retina, chamada de câmara posterior, contém uma substância gelatinosa chamada humor vítreo.
Na retina é que estão situadas as células encarregadas de registrar as impressões luminosas e transmiti-las ao cérebro por intermédio do nervo óptico, que sai da parte posterior do globo ocular.
As células fotorreceptoras são chamadas de cones e bastonetes, em virtude da forma de seus prolongamentos. Os cones dispõem-se na região central da retina e são responsáveis pela visão colorida, enquanto os bastonetes, mais abundantes, ficam nas regiões periféricas, processam uma visão de contornos, de contraste claro- escuro, em condições de baixa luminosidade. A região de onde parte o nervo óptico é chamada ponto cego, porser insensível à luz. A região chamada fóvea, composta apenas de cones e situada acima do ponto cego, é a área da retina onde a visão é mais nítida.
	
Fig.1 – Esquema estrutural do olho humano 1
	 
 
 Fig. 2 – Vista em perspectiva 
	
	
 
Fig. 3 – Esquema gráfico dos Cones e Bastonetes	 Fig. 4 - Detalhe
A VISÃO DOS ANIMAIS 
Toda forma de vida animal, desde uma simples ameba até uma gigante águia americana, reage de algum modo à percepção da luz. Os animais mais simples, tais como as amebas, reagem apenas à mudança de claro e escuro. A minhoca, por exemplo, não possui olhos, mas toda a sua pele é coberta por células sensíveis à luz. A luz solar, ou mesmo o feixe de uma lanterna são suficientes para que ela se entoque no solo.
Animais mais evoluídos, como as aves e os mamíferos, desenvolveram estruturas oculares mais complexas, criando a capacidade de registrar detalhes do mundo que os cerca. Os falcões e as águias, animais que possuem a visão mais aguda dentre todos, podem localizar, a 300 metros de altura, um coelho entre os arbustos. Os enormes olhos dessas aves de rapina geralmente pesam mais do que seus cérebros. Os animais nocivos tem, geralmente, pipilas grandes e redondas, porque devem captar o menor vislumbre de luz. A cobra possui uma pupila esquisita, em forma de buraco de fechadura, que lhe permite visão dianteira de grande alcance e visão lateral mais estreita. O coelho tem os olhos situados de cada lado da cabeça, de tal forma que possa ver por traz, se há um animal caçador pronto para o bote. A coruja possui grandes olhos em forma de pires, para ajuda-la a enxergar no escuro da noite. Já a estrutura ocular de uma libélula, que é exageradamente grande para a sua anatomia corporal, o que lhe dá uma capacidade aguçada para avaliar cada movimento. Em cada caso, o modo de um animal perceber a luz é determinado por suas necessidades individuais. A forma como se alimenta, como vence a caça, se voa, se nada ou rasteja, se o seu dia começa ao amanhecer ou ao anoitecer.
A TRICROMACIA DAS CORES
Como já vimos anteriormente, nossos olhos possuem dois tipos de células sensíveis à luz, que são os bastonetes e os cones. Os bastonetes são responsáveis por formar a imagem com precisão e trabalhar com diferentes intensidades de luz. Os cones são as células cromáticas, que possuem sensibilidades diferentes para diversos comprimentos de onda da luz. São eles, portanto, que nos permitem distinguir as cores.
Thomas Young propôs uma teoria simples pautada nos três tipos de cores primárias. Maxwell e Herman Von Helmholtz estudaram detalhadamente esta questão da visão em cores. Maxwell realizou importantes experimentos relativamente à sensibilidade das células cromáticas. Esta teoria é até hoje um suporte para compreendermos a percepção da visão colorida, embora não seja levado em conta certos aspectos sutis da visão, tanto no que diz respeito ao funcionamento das células cromáticas quanto ao processamento da informação sobre as cores no nosso cérebro.
Assim, a maioria dos fenômenos cromáticos pode ser entendida adequadamente, com a teoria simples de Maxwell. Podemos entender que, de acordo com esta teoria, os três cones existentes na retina são sensíveis respectivamente ao vermelho (Red), ao verde (Green) e ao azul (Blue), que chamamos pelas iniciais R, G e B. Estas são as chamadas cores primárias de luz.
Todas as cores que podemos ver são uma combinação de R, G e B em diferentes proporções. Quantificando estas proporções em uma escala de 0 a 100% de acordo com a intensidade de cada uma das três cores primárias, podemos dizer que o valor 100% corresponde à máxima intensidade luminosa daquela cor numa dada circunstância.
PERSISTÊNCIA DA VISÃO
Em suas muitas pesquisas, Goethe, teórico da cor, percebeu que após ficar olhando fixamente um objeto excepcionalmente brilhante, por um longo período de tempo, ele podia ver uma leve sombra em sua mente por um breve período que se seguia. A conclusão de sua experiência é que os cones do globo ocular, responsáveis pela percepção da cor, ficam cansados pela observação exaustiva de uma determinada cor. O próprio organismo determina um tempo para descanso. Durante este período de fadiga visual, os cones tendem a produzir sensações de cores que são exatamente o oposto do que produziam antes destas imagens residuais.
Experiência:
Maximize a figura abaixo de forma a ver somente ela no monitor. Tente olhar para a figura por um minuto, sem piscar. Após esse período transfira o olhar diretamente para uma folha em branco e observe as cores que se formarão na sua retina. 
De que cor você vê a bandeira?
 Fig. 5 – Experiência Visual
EFEITO DE BESOLD 
Este efeito, descoberto por Willian Von Besold, fabricante de tecidos no séc. XIX, é bastante simples, por tratar-se do fenômeno da mistura óptica. Quando áreas de cores diferentes estão próximas, os olhos tendem a mistura-las e a percebê-las como uma única cor. Muito empregado pelos pintores pontilistas, este efeito é também empregado nas TVs e nos monitores para misturar cores Embora possamos percebê-los como tal, um pixel não é um único ponto de uma cor modificada, mas sim, um conjunto de três pontos: um vermelho, um verde e um azul, (RGB). Como os pontos são incrivelmente pequenos, são combinados continuamente pelo olho. Sob certas circunstâncias, a ilusão realmente se desfaz, mas na maioria das vezes, somos enganados por efeitos visuais. Este recurso é também muito usado para causar diferentes sensações tonais na utilização da mesma cor, dependendo da cor que a ela se combina.
	
Fig. 6 - Exemplo do efeito de Bezold
	 
 Fig. 7 – Pontilhismo de Seurat