A influência de monitores e condições de iluminação ambiental na perceção da cor de objetos
Abstract
Objetivo: Perceber se o monitor utilizado para apresentação de estímulos visuais, conjugado com iluminação ambiental específica, influencia a escolha do ponto acromático em estímulos de cores e formas diferentes. Métodos: Neste estudo psicofísico, fizeram parte 30 observadores. Foi estimado o ponto acromático de diferentes estímulos (disco, banana, face e lego) na sua versão normal e desconstruída (eidolon). Estes foram exibidos em quatro monitores a cores LCDs diferentes. Dos quais, três foram controlados e um foi calibrado em cor e luminância. A cor dos estímulos foi ajustada considerando o espaço CIELAB mantendo L* constante, variando apenas a* (tonalidades verde-vermelho) e b* (tonalidades azul amarelo). As condições de iluminação ambiental conjugadas em cada monitor variaram entre condição de iluminação ambiental ligada e desligada. Resultados: Através do teste estatístico de Wilcoxon não paramétrico e Teste-t pareado paramétrico foram comparados, para uma única amostra (30 observadores), a influência dos monitores; das condições de iluminação ambiental e dos estímulos. Verificou-se que existem diferenças estatisticamente significativas (p<0.050) comparando os resultados obtidos utilizando o monitor calibrado e o monitor controlado, quer nos resultados obtidos utilizando a iluminação ambiental ou nenhuma iluminação, na generalidade, estas diferenças permaneceram mesmo quando a categoria do estímulo foi alterada. Conclusões: A seleção do ponto acromático é independente da categoria do estímulo. Realizar a experiência com a iluminação ambiental ligada ou desligada, impacta nos resultados obtidos, assim como utilizar monitores diferentes, pelo que induzem variações na amostragem da cor. No entanto, alterar as condições de iluminação ambiental parecem ter uma influência superior.
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Universidade do Minho Escola de Ciências Cátia Isabel Ferreira Magalhães abril de 2023 A influência de monitores e condições de iluminação ambiental na perceção da cor de objetos Cátia Isabel Ferreira Magalhães A influência de monitores e condições de iluminação ambiental na perceção da cor de objetos UMinho|2023
Universidade do Minho Escola de Ciências Cátia Isabel Ferreira Magalhães abril de 2023 A influência de monitores e condições de iluminação ambiental na perceção da cor de objetos Trabalho efetuado sob a orientação do Professor Doutor João Manuel Maciel Linhares Dissertação de Mestrado Mestrado em Optometria Avançada
ii DIREITOS DE AUTOR E CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO DO TRABALHO POR TERCEIROS Este é um trabalho académico que pode ser utilizado por terceiros desde que respeitadas as regras e boas práticas internacionalmente aceites, no que concerne aos direitos de autor e direitos conexos. Assim, o presente trabalho pode ser utilizado nos termos previstos na licença abaixo indicada. Caso o utilizador necessite de permissão para poder fazer um uso do trabalho em condições não previstas no licenciamento indicado, deverá contactar o autor, através do RepositóriUM da Universidade do Minho. Atribuição-NãoComercial-SemDerivações CC BY-NC-ND https://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
iii AGRADECIMENTOS Um reconhecível e sincero obrigado aos pilares da minha vida, pais e irmão, todo o vosso consolável apoio, incentivo, suporte e paciência, foram essências para a conclusão desta etapa. Um agradecimento especial ao meu orientador científico, Professor Doutor João Linhares, pela oportunidade que me deu em poder realizar este magnífico projeto, pela partilha de conhecimentos, pela ajuda e conselhos. A todas as pessoas que fazem parte do Laboratório da Cor, a todos os observadores voluntários que participaram neste estudo e a todos os meus amigos (em especial à Joana, à Bia e ao Rogério). Obrigada do fundo do meu coração! Ao meu querido maestro e amigo Sr. Henrique, pela incrível paciência, compreensão e incentivo. E à Banda de Música de Felgueiras.
iv DECLARAÇÃO DE INTEGRIDADE Declaro ter atuado com integridade na elaboração do presente trabalho académico e confirmo que não recorri à prática de plágio nem a qualquer forma de utilização indevida ou falsificação de informações ou resultados em nenhuma das etapas conducente à sua elaboração. Mais declaro que conheço e que respeitei o Código de Conduta Ética da Universidade do Minho.
v A influência de monitores e condições de iluminação ambiental na perceção da cor de objetos RESUMO Objetivo: Perceber se o monitor utilizado para apresentação de estímulos visuais, conjugado com iluminação ambiental específica, influencia a escolha do ponto acromático em estímulos de cores e formas diferentes. Métodos: Neste estudo psicofísico, fizeram parte 30 observadores. Foi estimado o ponto acromático de diferentes estímulos (disco, banana, face e lego) na sua versão normal e desconstruída (eidolon). Estes foram exibidos em quatro monitores a cores LCDs diferentes. Dos quais, três foram controlados e um foi calibrado em cor e luminância. A cor dos estímulos foi ajustada considerando o espaço CIELAB mantendo L* constante, variando apenas a* (tonalidades verde-vermelho) e b* (tonalidades azulamarelo). As condições de iluminação ambiental conjugadas em cada monitor variaram entre condição de iluminação ambiental ligada e desligada. Resultados: Através do teste estatístico de Wilcoxon não paramétrico e Teste-t pareado paramétrico foram comparados, para uma única amostra (30 observadores), a influência dos monitores; das condições de iluminação ambiental e dos estímulos. Verificou-se que existem diferenças estatisticamente significativas ( p <0.050) comparando os resultados obtidos utilizando o monitor calibrado e o monitor controlado, quer nos resultados obtidos utilizando a iluminação ambiental ou nenhuma iluminação, na generalidade, estas diferenças permaneceram mesmo quando a categoria do estímulo foi alterada. Conclusões: A seleção do ponto acromático é independente da categoria do estímulo. Realizar a experiência com a iluminação ambiental ligada ou desligada, impacta nos resultados obtidos, assim como utilizar monitores diferentes, pelo que induzem variações na amostragem da cor. No entanto, alterar as condições de iluminação ambiental parecem ter uma influência superior. Palavras-chave: Iluminação, Monitores, Perceção visual, Visão das cores
vi The influence of screens and environmental lighting condition on color perception of objects ABSTRACT Objectives: To understand whether the monitor used for presenting visual stimuli, combined with specific environmental lighting, influences the achromatic point choice in stimuli of different colors and shapes. Methods: In this psychophysical study, 30 observers took part. The achromatic point of different stimuli (disc, banana, face and lego) in their normal and deconstructed (eidolon) version was estimated. These were displayed on four different LCD color monitors. Of which, three were controlled and one was calibrated in color and luminance. The color of the stimuli was adjusted considering the CIELAB space keeping L* constant, varying only a* (green-red hues) and b* (blue-yellow hues). The conjugated environmental lighting conditions in each monitor varied between on and off environmental lighting condition. Results: Using the non-parametric Wilcoxon statistical test and parametric paired t-test, the influence of the monitors, environmental lighting conditions and stimuli were compared for a single sample (30 observers). It was found that there are statistically significant differences ( p <0.050) comparing the results obtained using the calibrated monitor and the controlled monitor, whether in the results obtained using the environmental lighting or no lighting, overall, these differences remained even when the stimulus category was changed. Conclusions: The achromatic spot selection is independent of the stimulus category. Performing the experiment with the ambient lighting on or off impacts the results obtained, as does using different monitors, so they induce variations in color sampling. However, changing the environmental lighting conditions seem to have a greater influence. Keywords: Colour vision, Displays, Lighting, Visual perception
vii ÍNDICE DIREITOS DE AUTOR E CONDIÇÕES DE UTILIZAÇÃO DO TRABALHO POR TERCEIROS ...... ii AGRADECIMENTOS ......................................................................................................... iii DECLARAÇÃO DE INTEGRIDADE ....................................................................................... iv RESUMO ............................................................................................................................ v ABSTRACT ........................................................................................................................ vi ABREVIATURAS E ACRÓNIMOS .........................................................................................x ÍNDICE DE FIGURAS ....................................................................................................... xiii ÍNDICE DE TABELAS ..................................................................................................... xxiii 1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 1 2. REVISÃO DA LITERATURA ...................................................................................... 2 Sistema visual .................................................................................................... 2 2.1 Fotorrecetores ............................................................................................................... 6 2.1.1 Do olho ao cérebro ........................................................................................................ 9 2.1.2 Perceção visual ............................................................................................... 12 2.2 Espetro eletromagnético.................................................................................. 15 2.3 Sensibilidade espetral dos fotorrecetores ...................................................................... 16 2.3.1 Mistura de cores ............................................................................................. 17 2.4 Teoria da visão das cores ................................................................................ 20 2.5 Colorimetria .................................................................................................... 21 2.6 Primários e triestímulos ............................................................................................... 21 2.6.1 Diagramas cromáticos ................................................................................................. 24 2.6.2 Testes de avaliação da visão das cores ........................................................................ 32 2.6.3 Testes de placas pseudoisocromáticos ................................................................ 33 2.6.3.1 Perceção da cor .............................................................................................. 35 2.7 Tipos de iluminação ......................................................................................... 36 2.8 Perceção e iluminação .................................................................................... 41 2.9 Metamerismo .................................................................................................. 45 2.10
xiv Figura 6 Espetro eletromagnético. Extensão desde comprimento de onda curto até comprimento de onda longo, mostrando a pequena gama de luz visível (adaptado de (10)). ........................................ 15 Figura 7 Sensibilidade espetral para os fotorrecetores bastonetes (linha curva com pontos à esquerda) e para fotorrecetores cones (linha curva à direita) em função do comprimento de onda (adaptado de (10)). ........................................................................................................................................... 17 Figura 8 Demonstração esquemática de mistura subtrativa. A mistura dos primários subtrativos, amarelo, magenta e ciano resulta no preto (adaptado de (21)). ......................................................... 18 Figura 9 Disco de cor de Newton. Nas extremidades do disco são apresentados os três primários aditivos através de linhas completas: vermelho, verde e azul. As linhas a tracejado indicam os três primários subtrativos: amarelo, ciano e magenta. O ponto central no interior do disco indica o ponto branco. Esta figura representa a relação entre os primários aditivos e subtrativos e o resultado da mistura de cor aditiva (adaptado de (21)). ......................................................................................... 19 Figura 10 Funções de correspondência de cor CIE 1931 expressas em valores triestímulos em função do comprimento de onda (adaptado de (19)). ................................................................................... 21 Figura 11 Funções de correspondência de cor CIE 1931 (linhas completas). Funções de correspondência de cor CIE 1964 (linhas tracejadas) (adaptado de (19))........................................... 22 Figura 12 Diagrama cromático CIE (x,y). O locus espetral está localizado ao longo da linha curva com os comprimentos de onda associados. O ponto indica o estímulo equi-energético com coordenadas x y z O área do triângulo formado pelos vértices (R, G e B) representa as cores que podem ser formadas pelos triestímulos (R, G e B) (adaptado de (19)). .......................................................... 25 Figura 13 Diagrama cromático CIE (x,y). O locus espetral está localizado ao longo da linha curva com os comprimentos de onda associados. A linha reta representa a linha púrpura (adaptado de (6))....... 26 Figura 14 Diagrama cromático CIE (x,y). O comprimento de cada linha representa três vezes a diferença percetual de cor para luminância constante num campo visual de 2° (adaptado de (19)). .. 27 Figura 15 Diagrama cromático uniforme CIE ( , ). Simula a uniformidade das linhas (adaptado de (19)). ........................................................................................................................................... 27
xv Figura 16 Representação do espaço CIELUV. L*, disposto no plano vertical, representa a luminosidade. u* e v* dispostos num plano horizontal, representam a cor e tonalidade. representa o plano de constante tonalidade-ângulo sendo o eixo L* uma aresta. são cilindros que contém o eixo L*. representa uma superfície cónica de constante saturação com eixo L* e o ápice na origem (adaptado de (19))............................................................................................................................ 29 Figura 17 Representação do espaço CIELAB. Cilindro de cor constante e plano de tonalidade constante . a* e b* representam a cor e a tonalidade (adaptado de (27)). ............................... 31 Figura 18 Exemplo de uma placa de teste Ishihara. (a) placa com o número 74 quando observada por um tricromata. (b) visualização da mesma placa quando observada por portadores de deficiência no vermelho-verde (adaptado de (10)). .................................................................................................. 35 Figura 19 Potência espetral de um corpo negro em função do comprimento de onda. As linhas curvas representam as diferentes temperaturas (expresso em K) emitidas pelo corpo negro. Escala normalizada a 560 nm (adaptado de (19)). ....................................................................................... 38 Figura 20 Representação da distribuição espetral CIE da potência radiante (quantidade radiométrica) para os diferentes iluminantes. As letras A, B, C indicam o tipo de iluminante (adaptado de (24)). ..... 40 Figura 21 Representação simulada da luz do dia através da distribuição espetral CIE da potência radiante para os iluminantes , , e . Escala normalizada para 100 a um comprimento de onda de 560 nm (adaptado de (24)). ...................................................................... 40 Figura 22 Representação gráfica da intensidade relativa por comprimento de onda da lâmpada de tungsténio, representada pela linha laranja, e da luz solar, representada pela linha branca (adaptado de (10)). ........................................................................................................................................... 42 Figura 23 O gráfico mostra o logaritmo da sensibilidade em função do tempo no escuro. As três curvas coloridas representam a adaptação ao escuro, iniciando o seu processo em sensibilidade baixa (ou seja, adaptado à luz) e, ao logo do tempo, vão decaindo para sensibilidade alta (ou seja, adaptado ao escuro). A curva azul representa a adaptação dos bastonetes, a curva verde representa a adaptação dos cones e a curva vermelha representa duas fases de adaptação onde a primeira fase representa a quebra da adaptação dos cones e dos bastonetes na segunda fase (adaptado de (10)). .................... 43
xvi Figura 24 Diagrama cromático CIE 1991. Os comprimentos de onda monocromáticos estão representados acompanhando a linha curva. As letras R, G e B representam os fósforos vermelho, verde e azul, respetivamente. A área do triângulo, formado pelos vértices R, G e B, representam a gama de reprodução de cores de um monitor CRT típico (adaptado de (71)). .................................... 47 Figura 25 Esquema representativo da organização interna de um monitor LCD. Fazem parte da sua constituição, de baixo para cima: luz de fundo, uma placa transmissora de filme fino em vidro, painel de cristal líquido e filtro de cor RGB (adaptado de (77)). .................................................................... 49 Figura 26 Estrutura básica de um monitor OLED (adaptado de (85)). ................................................ 50 Figura 27 Representação ilustrativa tridimensional do gamut de cores de um típico dispositivo eletrónico incorporado no espaço de cores CIE XYZ. Grande parte das cores presentes no espaço de cores CIE XYZ não se encontram dentro do gamut de cores, particularmente cores brilhantes e escuras (adaptado de (64))............................................................................................................................ 51 Figura 28 Cubo de cor tridimensional com coordenadas RGB. Representa as cores exibíveis do monitor no espaço de cor CIE XYZ. Os cinzentos situam-se ao longo da diagonal (adaptado de (64)). ............. 52 Figura 29 O gráfico à esquerda mostra uma imagem hiperespetral bidimensional de uma lesão da pele humana hiperpigmentada (mancha castanha), o gráfico à direita mostra o espetro representativo para um pixel da imagem à esquerda (adaptado de (122)). ....................................................................... 56 Figura 30 Diagrama ilustrativo de todas as condições experimentais percorridas para um observador. Os monitores (1, 2, 3 e 4) são os mesmos para as duas condições de iluminação ambiental ligada (à esquerda) e desligada (à direita). Para a condição de iluminação ambiental desligada tem como requisito uma adaptação ao escuro. ................................................................................................. 61 Figura 31 A imagem representa um exemplo da realização de duas condições experimentais para o mesmo observador e mesmo monitor sob condições de iluminação diferentes. A imagem à esquerda representa a execução experimental de um observador para uma condição experimental num monitor sob condição ambiental ligada e a imagem à direita representa o mesmo observador e o mesmo monitor sob condição iluminação desligada. Nota: o esquema não está à escala. .............................. 62 Figura 32 Estímulo disco aleatoriamente colorido. ............................................................................. 65
xvii Figura 33 Estímulo banana aleatoriamente colorido. ......................................................................... 65 Figura 34 Estímulo lego aleatoriamente colorido. .............................................................................. 66 Figura 35 Estímulo face aleatoriamente colorido. Nota: para efeitos de experiência, este estímulo não permaneceu ocultado pela barra preta. ............................................................................................. 66 Figura 36 Estímulos eidolons aleatoriamente coloridos. a) estímulo eidolon correspondente ao estímulo banana, b) estímulo eidolon correspondente ao estímulo lego e c) estímulo eidolon correspondente ao estímulo face. ................................................................................................................................... 67 Figura 37 Ilustração de uma fração sequencial dos estímulos em ordem aleatória, seguindo a indicação da seta, e sob fundo preto apresentados num ensaio. Nota: para efeitos de experiência, o estímulo face não permanecia ocultada pela barra preta. ....................................................................................... 68 Figura 38 Representação da disposição experimental constituída pelos monitores utilizados na experiência colocados sob uma mesa plana. Da esquerda para a direita, os monitores (à esquerda) representados na figura são: 1, 2 e 3. O monitor representado à direita corresponde ao monitor 4. Nota: o esquema não está à escala. ................................................................................................. 69 Figura 39 Ilustração do estímulo disco aleatoriamente colorido (imagem à esquerda) e dessaturado (imagem à direita). ........................................................................................................................... 71 Figura 40 Diagrama ilustrativo para o estudo da influência dos monitores e condições de iluminação ambiental para o estímulo disco considerando 480 respostas. Para a influência dos monitores, a) representa a troca de monitores (monitor 3 com monitor 4 ou monitor 2 com monitor 4 ou monitor 1 com monitor 4) sob condição de iluminação ambiental ligada e b) representa a troca de monitores (monitor 3 com monitor 4 ou monitor 2 com monitor 4 ou monitor 1 com monitor 4) sob condição de iluminação ambiental desligada. Para a influência das condições de iluminação ambiental c) representa a troca das condições de iluminação ambiental para o monitor 3 ou monitor 2 ou monitor 1 e d) representa a troca das condições de iluminação ambiental para o monitor 4. .................................... 74 Figura 41 Diagrama ilustrativo para o estudo da influência dos monitores e condições de iluminação ambiental para o estímulo face para o estímulo lego e para o estímulo banana. À esquerda estão representadas as categorias normais (240 respostas) e à direitas estão representadas as categorias
xviii eidolons (240 respostas). Para a influência dos monitores, a) e c) representam a troca de monitores (monitor 3 com monitor 4 ou monitor 2 com monitor 4 ou monitor 1 com monitor 4) sob condição de iluminação ambiental ligada e b) e d) representam a troca de monitores (monitor 3 com monitor 4 ou monitor 2 com monitor 4 ou monitor 1 com monitor 4) sob condição de iluminação ambiental desligada. Para a influência das condições de iluminação ambiental e) e f) representam a troca das condições de iluminação ambiental para o monitor 3 ou monitor 2 ou monitor 1 e g) e h) representam a troca das condições de iluminação ambiental para o monitor 4. As letras a), b), e) e g) representam a categoria normal e as letras c), d), f) e h) representam a categoria eidolon. ....................................... 75 Figura 42 Diagrama ilustrativo para o estudo da influência das categorias para o estímulo disco, para o estímulo face, para o estímulo lego e para o estímulo banana. a) e c) representam a troca de categoria para o monitor 3 ou monitor 2 ou monitor 1. b) e d) representam a troca de categoria para o monitor 4. a) e b) representam as condições de iluminação ambiental ligada e, c) e d) representam as condições de iluminação ambiental desligada. .................................................................................. 76 Figura 43 Gráfico circular repartido em três setores coloridos associados à intervalo de idade (18-25, 26-35 e 36-45 anos de idade), respetiva aos 30 observadores, dado em percentagem de frequência relativa. A cor azul representa o intervalo de idade de 18-25 com 64 %, a cor laranja representa o intervalo de idade de 26-35 com 23 % e, a cor cinzenta representa o intervalo de idade de 36-45 com 13 %. ................................................................................................................................................ 77 Figura 44 Gráfico circular repartido em dois setores coloridos associados ao género (feminino e masculino), respetivo aos 30 observadores, dado em percentagem de frequência relativa. A cor azul representa o género feminino com 67 % e, a cor laranja representa o género masculino com 33 %. ... 78 Figura 45 Gráfico circular repartido em três setores coloridos associados à etnia (indefinido, caucasiano e negro), respetivo aos 30 observadores, dado em percentagem de frequência relativa. A cor azul representa a etnia indefinido com 3 %, a cor laranja representa a etnia caucasiano com 83 % e, a cor cinzenta representa a etnia negro com 14 %. .................................................................................... 78 Figura 46 Gráfico circular repartido em três setores coloridos associados à região geográfica (África, América e Europa), respetivo aos 30 observadores, dado em percentagem de frequência relativa. A cor azul representa África com 6 %, a cor laranja representa América com 17 % e, a cor cinzenta representa a Europa com 77 %. ........................................................................................................ 79
xix Figura 47 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 3 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo disco considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. .................. 81 Figura 48 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 3 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo face normal considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. .................. 84 Figura 49 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 3 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo face eidolon considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. .................. 87 Figura 50 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 3 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo lego normal considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. .................. 90 Figura 51 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 3 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo lego eidolon considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. .................. 93 Figura 52 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 3 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo banana normal considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. .................. 96 Figura 53 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 3 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo banana eidolon considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. .................. 99
xx Figura 54 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média original para os estímulos banana (representado a azul), face (representado a verde) e lego (representado a vermelho). ...................... 105 Figura 55 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 1 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo disco considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. ................ 125 Figura 56 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 1 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo face normal considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. ................ 127 Figura 57 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 1 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo face eidolon considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. ................ 129 Figura 58 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 1 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo lego normal considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. ................ 131 Figura 59 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 1 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo lego eidolon considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. ................ 133 Figura 60 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 1 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo banana normal considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. ................ 135 Figura 61 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 1 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada
xxi (representada pelo triângulo) para o estímulo banana eidolon considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. ................ 137 Figura 62 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 2 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo disco considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. ................ 142 Figura 63 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 2 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo face normal considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. ................ 144 Figura 64 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 2 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo face eidolon considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. ................ 146 Figura 65 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 2 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo lego normal considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. ................ 148 Figura 66 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 2 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo lego eidolon considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. ................ 150 Figura 67 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 2 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo banana normal considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. ................ 152 Figura 68 Diagrama cromático CIE(a*, b*) com o valor da média para o monitor 2 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada
xxii (representada pelo triângulo) para o estímulo banana eidolon considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. ................ 154
xxiii ÍNDICE DE TABELAS Tabela 1 Ilustração das condições experimentais tendo em conta o tipo de monitor e o tipo de iluminação ambiental. As letras de A a H representam o tipo de condição experimental. .................... 63 Tabela 2 A distância indica a posição correta desde os olhos do observador ao respetivo monitor assegurando um ângulo visual estável. A coluna da esquerda identifica o monitor, a coluna da direita corresponde às distâncias do participante aos respetivos monitores. ................................................. 70 Tabela 3 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre os monitores 3 e 4 obtidas pelo teste de Wilcoxon. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ..................................................................... 82 Tabela 4 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre condições de iluminação ambiental obtidas pelo teste de Wilcoxon. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ........................................... 82 Tabela 5 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre os monitores 3 e 4 obtidas pelo teste de Wilcoxon e Teste-t pareado. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ........................................... 85 Tabela 6 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre condições de iluminação ambiental obtidas pelo teste de Wilcoxon e Teste-t pareado. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ......... 85 Tabela 7 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre os monitores 3 e 4 obtidas pelo teste de Wilcoxon. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ..................................................................... 88
xxx ambiental obtidas pelo teste de Wilcoxon. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ......................................... 143 Tabela 49 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre os monitores 2 e 4 obtidas pelo teste Wilcoxon e Teste-t pareado. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ......................................... 144 Tabela 50 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre condições de iluminação ambiental obtidas pelo teste Wilcoxon e Teste-t pareado. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ....... 145 Tabela 51 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre os monitores 2 e 4 obtidas pelo teste de Wilcoxon. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ................................................................... 146 Tabela 52 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre condições de iluminação ambiental obtidas pelo teste de Wilcoxon e Teste-t pareado. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ....... 147 Tabela 53 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre os monitores 2 e 4 obtidas pelo teste de Wilcoxon e Teste-t pareado. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ......................................... 148 Tabela 54 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre condições de iluminação ambiental obtidas pelo teste de Wilcoxon e Teste-t pareado. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ....... 149 Tabela 55 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre os monitores 2 e 4 obtidas
xxxi pelo teste de Wilcoxon. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ................................................................... 150 Tabela 56 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre condições de iluminação ambiental obtidas pelo teste de Wilcoxon. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ......................................... 151 Tabela 57 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre os monitores 2 e 4 obtidas pelo teste de Teste-t pareado. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ......................................... 153 Tabela 58 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre condições de iluminação ambiental obtidas pelo teste Teste-t pareado. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ......................................... 153 Tabela 59 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre os monitores 2 e 4 obtidas pelo teste de Wilcoxon. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ................................................................... 154 Tabela 60 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre condições de iluminação ambiental obtidas pelo teste de Wilcoxon e Teste-t pareado. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ....... 155 Tabela 61 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre as categorias de estímulo obtidas pelo teste de Wilcoxon e Teste-t pareado para o monitor 2 e para o monitor 4 sob condição de iluminação ambiental ligada. .......................................................................................................... 155 Tabela 62 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre as categorias de estímulo
xxxii obtidas pelo teste de Wilcoxon e Teste-t pareado para o monitor 2 e para o monitor 4 sob condição de iluminação ambiental desligada. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ......................................... 155 Tabela 63 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre as categorias de estímulo obtidas pelo teste de Wilcoxon para o monitor 2 e para o monitor 4 sob condição de iluminação ambiental ligada. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ................................................................... 156 Tabela 64 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre as categorias de estímulo obtidas pelo teste de Wilcoxon e Testet pareado para o monitor 2 e para o monitor 4 sob condição de iluminação ambiental desligada. ..................................................................................................... 156 Tabela 65 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre as categorias de estímulo obtidas pelo teste de Wilcoxon e Teste-t pareado para o monitor 2 e para o monitor 4 sob condição de iluminação ambiental ligada. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ................................................................... 156 Tabela 66 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre as categorias de estímulo obtidas pelo teste de Wilcoxon e Teste-t pareado para o monitor 2 e para o monitor 4 sob condição de iluminação ambiental desligada. ..................................................................................................... 157 Tabela 67 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre as categorias de estímulo obtidas pelo teste de Wilcoxon e Teste-t pareado para o monitor 2 e para o monitor 4 sob condição de iluminação ambiental ligada. .......................................................................................................... 157 Tabela 68 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística (p) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre as categorias de estímulo obtidas pelo teste de Wilcoxon e Teste-t pareado para o monitor 2 e para o monitor 4 sob condição de
xxxiii iluminação ambiental desligada. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. ......................................... 157
xxxiv “I resemble a farsighted man who is charmed by the vast horizon and who is disturbed by the foreground only when an opaque object obstructs his view.” Albert Einstein
xxxv À Andreia Esteves Gomes Uma dedicatória especial por estares sempre por perto a colorir o meu caminho
1 1. INTRODUÇÃO Cálculos matemáticos permitem relacionar a luminância e cromaticidade da cor do monitor (1). E apesar de serem conhecidos modelos para auxiliar na precisão da reprodução a cores para diferentes monitores tendo em conta os níveis de iluminação ambiental (2), bem como a influência de texturas naturais ou artificiais na perceção cromática (3), falta ainda conhecer o efeito da cromaticidade em diferentes monitores para a mesma imagem alterando as condições de iluminação ambiental. Para tal, este trabalho teve como objetivo clarificar a influência da perceção da cor de diferentes categorias de estímulos em vários meios de reprodução de cor sob iluminação ambiental variável. Para dar resposta a este problema, e garantindo grande fiabilidade dos resultados, foram utilizadas diferentes categorias de estímulos representativos de imagens naturais, artificiais, uniformes e complexas, exibidas em diferentes tipos de monitores e, posteriormente analisadas. No seguimento da leitura desta dissertação serão analisados os seguintes aspetos: Ao longo da REVISÃO DA LITERATURA serão encontradas informações que ajudarão a perceber como funciona a dinâmica do processo visual passando pela temática da visão das cores e, culminando em outras técnicas e informações relevantes no contexto do objetivo desta dissertação. A secção HIPÓTESES E OBJETIVOS DO ESTUDO proporciona uma acrescida familiarização com o princípio deste estudo. Em AMOSTRA, MATERIAL E MÉTODOS será apresentado a abordagem utilizada para a realização deste estudo. Em CARACTERIZAÇÃO DA AMOSTRA serão apresentados os efeitos encontrados na influência entre monitores, entre condições de iluminação ambiental e, por último, entre estímulos. Em RESULTADOS E DISCUSSÃO serão debatidos os resultados obtidos e fomentados com bibliografia existente e, também serão sumarizadas as principais conclusões. Em TRABALHO FUTURO será apresentado uma linha de investigação futura. Os resultados obtidos neste estudo podem fortalecer a validação de experiências psicofísicas virtuais em ambientes não controlados. Visa também fornecer uma vasta aplicabilidade na indústria televisiva, de fotografias, jogos virtuais e afins.
2 2. REVISÃO DA LITERATURA Sistema visual 2.1 É na parte anterior da cavidade orbital que o globo ocular se encontra (4). As cavidades orbitais ósseas consistem em um par de órbitas, um local de proteção para o globo ocular e seus constituintes (4). O globo ocular ocupa cerca de um terço do tamanho da órbita e os dois terços restantes são ocupados pelo seus constituintes (5) dos quais, gordura, músculos, nervos (4)(5), vasculatura e parte do aparelho lacrimal (4). Figura 1 Esquema representativo de uma segmentação horizontal do globo ocular correspondente ao olho direito, com indicação do nome de algumas das suas principais estruturas (adaptado de (6)). O globo ocular, que pode ser representado através do diagrama na Figura 1, de estrutura esférica e levemente irregular (7), pode ser caracterizado em três camadas, da mais externa para a mais interna, das quias: a fibrosa, a pigmentada vascular e a nervosa (4)(7). A camada fibrosa, ou camada externa, inclui a esclera e a córnea (4)(7)(6). Esta é a camada com maior proporção do globo ocular (7).
3 A esclera, parte posterior do globo ocular (4), com uma ocupação de cerca de cinco sextos (4), oferece moldagem (7) e proteção para os elementos internos do globo ocular (7)(5)(6), sendo composta maioritariamente por colagénio (6). Posteriormente, esta, é perfurada pelo nervo ótico (4)(5)(7). Anteriormente, a esclera concede seguimento à córnea (6)(7)(5)(4) através de uma linha de ligação denominado por limbo ou junção esclero-corneana (4) fundindo-se com a conjuntiva bulbar (5). A córnea é um tecido transparente (4)(5)(6) e o mais exposto do globo ocular (7)(6). É responsável por cerca de dois terços, o equivalente a 40.00 D, do poder refrativo (6). A camada pigmentada vascular, ou camada intermédia, ou trato uveal, é uma estrutura contínua (4) formada pela: coróide, corpo ciliar e íris (4)(7)(5)(6). A coróide, contínua com o corpo ciliar (6), está agarrada à esclera na região do nervo ótico (4). É uma membrana abastecida de vasos sanguíneos (4)(7), sendo o principal tecido vascular da camada intermédia (5) ocupando na parte posterior cerca de cinco sextos (7). Tem como principal função nutrir todas as camadas do globo ocular, bem como impedir a dispersão da luz no seu interior (7). O corpo ciliar forma um anel que percorre o interior da esclera anterior (5), consiste num cruzamento de músculos ciliares que regulam a forma do cristalino (7)(6) e fornece a secreção do humor aquoso (6)(7). A íris, estrutura mais anterior da camada intermédia, localiza-se continuamente com o corpo ciliar entre a córnea e o cristalino (7) dividindo em câmara anterior e câmara posterior (5)(4). É um diafragma fino, contrátil e pigmentado (4)(5). Permite a entrada de luz para o interior do globo ocular através da sua abertura central, a pupila (7)(4)(5)(6). A córnea, o humor aquoso, o humor vítreo e o cristalino constituem os meios refrativos do globo ocular (4). O humor aquoso é de natureza líquida capaz de nutrir algumas estruturas oculares (6). O humor vítreo localiza-se entre o cristalino e a retina (5)(4). É um gel transparente constituído maioritariamente por água (5)(4). Tem como função transmitir a luz e suportar a superfície posterior do cristalino (5)(4).
4 O cristalino contribui com cerca de 15.00 D para o poder refrativo do globo ocular (4). É de textura transparente o que permite a entrada de luz (4)(5) e adapta-se, também, ao poder dióptrico possibilitando a visualização focada de objetos distantes e próximos (4). Quando o raio de curvatura anterior do cristalino diminui, o poder dióptrico do cristalino e, por consequente, do globo ocular, são incrementados (6). Processo este denominado por acomodação (6). A camada nervosa, ou camada interna, é formada pela retina (7)(4)(5)(6), sendo este um elemento neural composto por várias camadas e extremamente complexo (6). É aqui que, com o auxílio dos elementos óticos, a imagem é formada (4)(6). Existe conexão entre a retina e o cérebro ocorrendo a transdução fotoquímica na retina e os impulsos nervosos são transmitidos através das vias visuais para o cérebro, participando este num nível elevado de codificação da informação visual (4). A retina pode ser constituída por duas camadas, das quais, a camada pigmentada externa e camada neural interna (7)(4)(5). Na camada pigmentada externa, ou seja, o EPR, consiste numa camada de células pigmentadas que tem várias funções como, por exemplo, atuar como fagócitos na eliminação de detritos dos processos externos das células fotorrecetoras; absorver fotões de luz (5)(4)(7)(6) que não foram absorvidos pelos fotorrecetores (6) através de um mecanismo antirreflexo bloqueando o seu regresso aos fotorrecetores (4); entre outros. Estas células formam um elo de ligação criando uma barreira, denominada por “barreira sanguínea da retina” (5). A camada neural interna é responsável pela visão (4)(7). É composta por milhões de fotorrecetores (cones e bastonetes), por células bipolares e por células ganglionares (4)(7). Também contém células horizontais, células amácrinas (4)(7)e células de suporte (4). Assume-se que, tal como mostrado na Figura 2, toda a retina está dividida em dez camadas não reais, que são, de exterior para interior, as que se seguem (4): 1. Epitélio pigmentar; 2. Bastonetes e cones; 3. Membrana limitadora externa; 4. Camada nuclear externa; 5. Camada externa plexiforme; 6. Camada nuclear interna;
11 movimentos oculares como também capaz de controlar outros comportamentos visuais através da receção de cerca de 10 % das fibras do nervo ótico (10). O LGN, estrutura bilateral, encontra-se tanto no hemisfério esquerdo como no hemisfério direito do cérebro em que os sinais enviados da retina nasal de cada olho para o LGN cruzam-se e permutam as direções (6)(10). Sendo o local de cruzamento o quiasma ótico (6). A transmissão de sinais não é a sua única função, o LGN está também capacitado para, tal como a retina, organizar a informação recebida, mas de uma maneira mais aprofundada (10). É composto por 6 camadas (6)(10) e divide-se em três regiões distintas, das quais (6): Duas camadas ventrais magnocelulares, sendo estas constituídas por neurónios denominados de magno ou células M. Estas parecem estar envolvidas na codificação de movimento; Quatro camadas dorsais parvocelulares que contém neurónios parvo (ou células P). Desempenhando função na acuidade visual bem como na visão das cores; Entre estas seis camadas, regiões interlaminadas, encontram-se neurónios de células konio, contribuindo para a visão das cores. A área cortical, envolvida predominantemente na visão, é designada de córtex visual estriado; ou córtex visual primário; ou até área visual 1 (V1) e situa-se no lobo occipital do cérebro humano (6). Destaca-se no acolhimento das principais projeções retinocorticais (Retina – LGN – Córtex) e, dá inicio à primeira fase de processamento visual resultando em capacidades operacionais (6). Tal como a retina e LGN, o córtex visual estriado possui neurónios de campos recetivos com áreas excitatórias e inibitórias, mas mais complexos e dispostas lado-a-lado (10). Designam-se de células simples, células complexas, e células hipercomplexas em que cada um deste tipo de células possui diferentes neurónios de orientação preferencial para que sejam estimuladas (6)(10). Sendo conhecidos por detetores de características (10). Pensa-se que o córtex tem uma organização em colunas de orientação e dominância ocular, possibilitando a que em cada coluna haja células com afinidade para determinado tipo de orientação e uma resposta preferencial ao olho dominante (6)(10).
12 Para além do córtex estriado existem várias áreas visuais superiores dedicadas a processamento de sinais específicos e mais complexos (6)(14). Ao conjunto destas áreas visuais denomina-se de córtex extraestriado (6)(14). A informação de sinais visuais chega ao córtex extraestriado através de dois caminhos que se estendem desde o córtex estriado (6)(10). O caminho que atinge o lobo temporal, ou seja, a via ventral; e o caminho que atinge o lobo parietal, ou seja, a via dorsal (6)(10). É possível que as vias parvo e magno (vias retinocorticais) possibilitem a entrada para os fluxos de processamento ventral e dorsal, respetivamente (6). O fluxo ventral, acredita-se estar envolvido na identificação e reconhecimento de objetos, fazendo parte desta via de processamento a área visual 4 (V4) e córtex TI (córtex inferotemporal) (6)(10). A localização espacial dos objetos pode ser descodificada no fluxo dorsal, da qual a área MT ou visual 5 (V5) está englobada (6)(10). Embora existam provas de que estes dois caminhos sejam distintos, é provável que possa existir comunicações entre eles (6)(10). Estudos em cérebro humano apontam que imediatamente abaixo do córtex TI no giro fusiforme encontra-se a AFF (10) que se crê ser portadora de neurónios especializados no reconhecimento facial (6)(10) e, outros investigadores acreditam que esta seja também uma áreas especializada de resposta a objetos complexos que se tornam familiares através da experiência visual (10). Já a área ABE é responsável apenas por determinar imagens de corpos e partes de corpos e não por faces (10). Também existe outra área, a APP, que se dedica à perceção de cenas exteriores e interiores (6)(10) dando enfase às suas disposições espaciais (10). Perceção visual 2.2 Embora a perceção visual, experiência sensorial (10) seja fortemente dependente da luz, não está exclusivamente dependente dela (15)(16). É possível realçar a existência de um complexo grau de especialização para que o percetor possa alcançar e decifrar a informação visual (6)(17)(10).
13 Figura 5 Representação cíclica e dinâmica do processo visual através de etapas individuais (estímulo, eletricidade, experiência/ação e conhecimento) envolvidas na criação da nossa perceção visual aos estímulos no ambiente. O estímulo reúne três aspetos: o estímulo ambiental (conjunto de estímulos oferecidos pelo ambiente), estímulo percebido (estímulo selecionado como o centro da atenção) e o estímulo nos recetores (imagem retiniana do estímulo). A eletricidade é composta por: transdução (criação de resposta elétrica em resposta à luz) transmissão (ativação sequencial de neurónios) e processamento (processamento neural através da interação entre neurónios). Experiência e ação agrupa a perceção (experiência sensorial), o reconhecimento (capacidade em categorizar o estímulo) e ação (atividade motora). Em cima está representada a etapa do conhecimento com o objetivo de destacar a influência que a informação adquirida pelo percetor pode comprometer as várias etapas do processo visual (adaptado de (10). Existe todo um processo cuja sua finalidade será a representação percetiva, designado este como o processo percetual. Tal como visualizado na Figura 5, este processo reparte-se por várias etapas, das quais (10): Estímulo: Refere-se aos estímulos presente no ambiente, ao estímulo de destaque na nossa atenção (podendo este sofrer variações à medida que mudamos a nossa atenção) e ao estímulo transformado em imagem retiniana;
14 Eletricidade: Refere-se à conversão dos sinais elétricos nos fotorecetores que são posteriormente direcionados até ao cérebro, fazendo pate deste processo a transdução (transformação da energia do ambiente, ou seja, luz, em sinais elétricos), a transmissão (ativação de vários neurónios) e o processamento (interações entre neurónios). Experiência e ação: São o resultado de todos os processos anteriores onde o percetor é capaz de perceber, reconhecer e agir; Conhecimento: O conhecimento, informação previamente adquirida, pode ter impacto influente nas várias etapas do processo percetual. Embora se possa descrever o processo visual numa representação cíclica, este processo sofre constantes modificações não tendo por isso um princípio nem um fim (10). Para estudar a perceção recorre-se, não só a abordagens psicofísicas e fisiológicas, mas também à influência do conhecimento, memórias e expetativas (10). Estes últimos fatores mencionados podem controlar a atenção visual seletiva (atenção visual de cima para baixo e atenção visual de baixo para cima) e, por sua vez, restringir parte da informação visual disponível salientando aquilo que é relevante ao observador (18). A atenção visual de cima para baixo refere-se a um sinal endógeno (18), dos quais se destacam as influências cognitivas (10). Com menos influência, na atenção visual de baixo para cima provem da seletividade criada pelas saliências físicas, tais como objetos brilhantes ou em movimento (18). O córtex cerebral parece contribuir de maneira próxima para a perceção visual (10) tendo capacidade para organizar e integrar a informação visual com a memória e mais outros sentidos, possibilitando a visualização do que experimentamos, sendo para isso integrados nestes processos as áreas corticais superiores que analisam particularidades especificas do mundo visual (6). É presumível que a perceção visual se manifeste devido à existência de neurónios especializados alojados em áreas cerebrais tais como: a AFF, a APP e a ABE (10).
15 Deste modo, a perceção visual é influenciada tanto pelo estímulo visual como pela anatomia e fisiologia do sistema visual (10). A adaptação seletiva bem como a plasticidade neural também podem afetar a perceção visual (10). Assim, neurónios de nível superior podem sofrer alterações nas suas aptidões dependendo da aprendizagem percetual (6) e da experiência visual (10), respetivamente. Espetro eletromagnético 2.3 Através do comprimento de onda, unidade expressa em nanómetros (nm) (19), é possível descrever a natureza ondulatória da radiação eletromagnética contida dentro do espetro eletromagnético (6) através das distâncias entre dois picos adjacentes das ondas eletromagnéticas. O espetro eletromagnético, Figura 6, estende-se desde comprimentos de onda mais curto, raios gama ( nm) até comprimentos de onda mais longo, ondas rádio ( nm) (10)(19). Os comprimentos de onda curtos contêm mais energia face ao comprimento de onda mais longos (6). Consequentemente, em contraste com a radiação infravermelho (IV), a pele e tecidos oculares quando expostos à radiação ultravioleta (UV) predispõe maior suscetibilidade a produzir danos consideráveis (6). Figura 6 Espetro eletromagnético. Extensão desde comprimento de onda curto até comprimento de onda longo, mostrando a pequena gama de luz visível (adaptado de (10)).
16 Apenas dentro do intervalo de, aproximadamente, 400 a 700 nm (onde 1nm equivale a m) encontra-se a radiação eletromagnética, sendo esta percetível tanto para humanos como para alguns animais, isto é, corresponde à luz visível associada às diferentes cores do espetro eletromagnético (11)(10). Esta luz visível captada pelo olho, proveniente da reflexão em objetos no ambiente, é capaz de atingir os fotopigmentos da retina emergindo, posteriormente, para o cérebro e finalizando no desencadeamento do processo percetual (10). Sensibilidade espetral dos fotorrecetores 2.3.1 A sensibilidade da perceção do observador à luz altera tendo em conta o comprimento de onda do espetro visível (10) e o estado de adaptação do olho (20). John Purkinje, em 1825, deparou que nas suas caminhadas matinais existia uma diferença na aparência das cores, constatando que as cores vermelhas e amarelas (cores brilhantes à luz do dia) apareciam mais escuras do que a cor azul à luz fraca do amanhecer (20). Ou seja, um deslocamento espetral acontece deslizando, gradualmente, do vermelho para o azul à medida que a iluminação diminui (19) ficando as cores cada vez menos saturadas (20). Fenómeno este denominado por desvio de Purkinje (10)(19)(20). Tal facto se deve à retina duplex (20). Assim, existe uma diferença na sensibilidade dos fotorrecetores cones (responsável pela visão fotópica) e bastonetes (responsável pela visão escotópica), sendo as curvas de sensibilidade espetral dos fotorrecetores bastonetes mais sensíveis à luz para comprimentos de onda de 500 nm e os fotorrecetores cones mais sensíveis à luz para comprimentos de onda de 560 nm (Figura 7) (10). Tal facto possibilita que durante a adaptação ao escuro incremente a sensibilidade à luz para comprimentos de onda curto (mais próximo do azul) (10).
17 Figura 7 Sensibilidade espetral para os fotorrecetores bastonetes (linha curva com pontos à esquerda) e para fotorrecetores cones (linha curva à direita) em função do comprimento de onda (adaptado de (10)). Mistura de cores 2.4 As misturas de cores, combinações aditivas ou subtrativas, proporcionam a extensão de grande parte das cores percetíveis do espetro de luz visível (10). A mistura aditiva baseia-se em combinação aditiva de duas ou mais luzes coloridas de comprimentos de onda curtos, médios e longos (azul, verde e vermelho, respetivamente) que interagindo com a retina produzem a sensação de cor branca (10)(21). A combinação de três luzes coloridas com comprimentos de onda específicos permitem definir as luzes primárias aditivas, sendo que estas não podem ser obtidas através da mistura de outras cores (21). Em monitores de televisores ou computadores, as cores são produzidas através de mistura aditiva (21)(22), por exemplo, os pixéis azuis, verdes e vermelhos, estão distribuídos suficientemente próximos, de tal forma que estes se combinam produzindo, assim, uma perceção de cores proveniente da mistura aditiva criando, assim, uma perceção de mistura aditiva (21).
18 Figura 8 Demonstração esquemática de mistura subtrativa. A mistura dos primários subtrativos, amarelo, magenta e ciano resulta no preto (adaptado de (21)). Uma mistura subtrativa que advém de misturas de diferentes tintas coloridas ou pigmentos, tem como princípio a absorção seletiva dos comprimentos de onda das respetivas cores misturadas, bloqueando, deste modo, a sua reflexão (10)(21). Desta forma, tal como mostra a Figura 8, a mistura de todas as cores resultará na cor preta (10). O amarelo, o magenta e o ciano são os primários subtrativos (21).
19 Figura 9 Disco de cor de Newton. Nas extremidades do disco são apresentados os três primários aditivos através de linhas completas: vermelho, verde e azul. As linhas a tracejado indicam os três primários subtrativos: amarelo, ciano e magenta. O ponto central no interior do disco indica o ponto branco. Esta figura representa a relação entre os primários aditivos e subtrativos e o resultado da mistura de cor aditiva (adaptado de (21)). Na Figura 9 está esboçado o disco de cor de Newton, onde é possível visualizar a conexão entre primários aditivos e primários subtrativos através de mistura aditiva (21). Ao longo das extremidades do disco estão fixados os primários aditivos (representado pelas linhas completas) e os primários subtrativos ou primários aditivos secundários (representado pelas linhas a tracejado) (21). O ponto central do disco representa o branco (21). Verifica-se que, por exemplo, misturando o primário aditivo vermelho e verde resultará em amarelo que, por conseguinte, está localizado entre as cores de mistura (21). Em uma mistura aditiva de, por exemplo, vermelho e ciano poderá originar branco uma vez que o diâmetro entre estes dois passa pelo ponto central (ou ponto branco) (21). Sendo assim, o vermelho e o ciano são chamados de cores complementares, isto é, a mistura que, em proporções adequadas, origina branco (21). O mesmo raciocínio se aplica para os restantes. Este fenómeno pode ser verificado, por exemplo, na impressão a cores (21).
20 Teoria da visão das cores 2.5 Teoria da Tricromacia: Investigações primordiais que remetem ao passado confrontaram a possibilidade da existência de vários tipos de recetores à luz agrupados num arranjo, de tal forma que respondam isoladamente às diferentes cores, de entre as cores percetíveis a humanos (6). Enquadrando-se, neste contexto, a existência de milhares de recetores à luz, tendo em conta os milhares de cores que são percetíveis (6). Em carácter contraditório, Thomas Young, em 1802, formulou uma teoria que vai ao encontro da ciência moderna da cor, referindo que (6): “As it is almost impossible to conceive each sensitive point of the retina to contain an infinite number of particles, each capable of vibrating in perfect unison with every possible undulation, it becomes necessary to suppose the number limited; for instance to the three principal colours... and that each of the particles is capable of being put in motion more or less forcibly by undulations differing less or more from perfect unison. Each sensitive filament of the nerve may consist of three portions, one for each principal colour”. Posteriormente, Hermann von Helmholtz continuou os estudos de Thomas Young e, embora de forma qualitativa, não só apoiou a ideia de Thomas Young como desenvolveu uma teoria datando a presença de três diferentes recetores retinianos que reagem, de forma única, a uma determinada posição espetral e, proporcionalmente à intensidade do estímulo (21). Esta tarefa simultânea resulta em sensação de cor (21). Estas duas teorias fundiram-se, sendo atualmente conhecidas como teoria de Young-Helmholtz (21). Para complementar a teoria tricromática, faltavam explicações alusivas à aparência das cores. Teoria das cores oponentes: Com recurso à complementaridade das cores primárias, isto é, à mistura de cores, Ewald Hering explicou a sua teoria oponente da cor devido à existência de três processos oponentes bipolares (vermelho-verde; amarelo-azul; e branco-preto) (21)(6), sendo branco-preto dedicado à codificação do brilho (6). Dessa forma não é plausível a intervenção simultânea de, por exemplo, vermelho e verde na mesma cor, mas sim, tendo apenas a contribuição de somente vermelho ou de verde (21)(6), não sendo assim possível a perceção de cor verde-avermelhada ou vermelho-esverdeada (6). O mesmo
27 Figura 14 Diagrama cromático CIE (x,y). O comprimento de cada linha representa três vezes a diferença percetual de cor para luminância constante num campo visual de 2° (adaptado de (19)). Figura 15 Diagrama cromático uniforme CIE ( , ). Simula a uniformidade das linhas (adaptado de (19)).
28 O diagrama cromático uniforme CIE 1976 surge das seguintes equações (19)(25) obtidas a partir de transformações de valores triestímulos e coordenadas cromáticas do diagrama cromático CIE 1931 (19): Foram recomendados pela CIE, em 1976, dois novos espaços de cor, o CIELUV e o CIELAB, que se destacam em uma maior utilidade face aos espaços referidos anteriormente. Estes espaços de cor (CIELUV e CIELAB) são espaços tridimensionais (19)(25)(21) que têm em consideração a natureza tridimensional da cor (25), e são perceptualmente mais uniformes (21). O espaço de cor CIELUV, Figura 16, é usualmente utilizado na indústria televisiva, enquanto que o espaço CIELAB é usualmente utilizado nas indústrias de corantes (19). Estes espaços de cor empregam-se a cores de objetos com o mesmo tamanho e a mesma forma, estando o observador adaptado a um campo de cromaticidade similar à luz média do dia (19). CIELUV: O espaço de cor CIELUV (Figura 16) é definido pelas seguintes equações (19): ( ) , Onde e representam valores triestímulos da cor do objeto de teste e valores triestímulos da cor de um objeto branco de referência, respetivamente (19). As coordenadas de cromaticidade do estímulo são representadas por e , e as coordenadas de cromaticidade do branco de referência são representadas por e (19).
29 A cor e a tonalidade são representadas por u* e v* , onde u* indica estímulos de cor vermelho-verde e v* indica estímulos de cor azul-amarelo. L* indica a luminosidade (25). Figura 16 Representação do espaço CIELUV. L* , disposto no plano vertical, representa a luminosidade. u* e v* dispostos num plano horizontal, representam a cor e tonalidade. representa o plano de constante tonalidade-ângulo sendo o eixo L* uma aresta. são cilindros que contém o eixo L* . representa uma superfície cónica de constante saturação com eixo L* e o ápice na origem (adaptado de (19)). CIELAB: Este espaço tridimensional é traçado pelas coordenadas L* , a* e b* definidas da seguinte forma (21): ( ) , [ ( ) ( )], [ ( ) ( )] Onde
30 ( ) ( ) for ( ) ( ) ( )( ) for ( ) E ( ) ( ) for ( ) ( ) ( )( ) for ( ) E ( ) ( ) for ( ) ( ) ( )( ) for ( ) Onde e representam valores triestímulos da cor do objeto de teste. , e representam valores triestímulos da cor de um objeto branco de referência, sob a mesma fonte de luz que o objeto de teste.
31 Figura 17 Representação do espaço CIELAB. Cilindro de cor constante e plano de tonalidade constante . a* e b* representam a cor e a tonalidade (adaptado de (27)). A cor e a tonalidade são representadas por a* e b* onde a* indica estímulos de cor vermelho-verde e b* indica estímulos de cor azul-amarelo. L* indica a luminosidade (25). Através da distância euclidiana, distância entre as coordenadas de dois estímulos, é possível determinar a grandeza da diferença da variação de cor desses dois estímulos tanto no espaço de cor CIELUV como no CIELAB (19)(25). No espaço CIELUV a distância euclidiana, , calcula-se da seguinte forma (19): [ ] , Para o espaço CIELAB a distância euclidiana é expressa em e, pode ser calculada da seguinte forma (19)(25): [ ] , A diferença de cor é, tipicamente, percetível entre dois estímulos complexos se 2,2 (28) e se 1 entre dois estímulos simples (29)(30).
32 Com o objetivo de melhorar a uniformidade das medições das diferentes cores para o uso industrial, esta última equação sofreu várias alterações (19)(25). Dando, posteriormente, origem à seguinte equação de diferença de cor CIEDE2000 (19): [( ) ( ) ( ) ( )( ) ] Onde ( ) e Onde , , representam a luminosidade, croma e ângulo de tonalidade, respetivamente. , e indicam os parâmetros a ajustar e, é um parâmetro de rotação (19). Os espaços de cor CIEXYZ e CIELAB têm como limitação o facto de serem definidos em condições ambientais fixas (27). Existem novas gerações de espaços de cor, tais como, CIECAM97 e CIECAM02, que possibilitam uma correta cor de dados independente das condições de visualização ambiental (27). Testes de avaliação da visão das cores 2.6.3 A avaliação da visão das cores pode fazer parte da bateria de testes de um exame visual (31). Dada a grande variedade de testes de avaliação da visão das cores disponíveis, tanto na clínica como na investigação, é, conveniente selecionar os testes de maior relevância tendo em consideração os seus objetivos e necessidades para a avaliação da visão das cores (32). É possível categorizar a avaliação do seguinte modo (32):
33 Testes de rastreio: Permitem apenas fazer o despiste, ausência de diagnostico, para detetar se um individuo é portador ou não de deficiência. Testes de graduação: Graduam em termos de severidade de deficiência. Testes de diagnóstico: Avaliam a severidade de determinada deficiência de visão das cores tendo em conta as necessidades do individuo e caracterizam a deficiência de visão das cores. Os testes de avaliação da visão das cores podem ser agrupados em placas de testes pseudoisocromáticas; testes de ordenação; e testes de correspondência (32). Testes de placas pseudoisocromáticos 2.6.3.1 Este é o tipo de teste mais frequentemente utilizado (6) e, apresenta grande variedade de modelos de desenhos de placas (32). Tipicamente são construídos com o intuito de ocultar possíveis pistas com base em diferenças de luminâncias, tendo, para isso, a figura e o fundo igual refletância (31)(32)(33). As figuras (podem ser números; optotipos; letras; símbolos; ou padrões) (32) distinguem-se do fundo devido às suas cores distintas (32)(31)(33), implicando que a figura só possa ser detetada recorrendo à discriminação da cor (33), estas cores estão contidas em linhas de confusão dicromáticas comum. Assim, ao contrário de indivíduos normais, indivíduos portadores de deficiência em visão das cores apresentam dificuldade em decifrar a figura embutida no fundo (31)(6), isto é, é percebido como isocromático (21). Estes testes possibilitam uma distinção de deficiências de visão das cores de prota (anomalia do cone L) e deutera (anomalia do cone M), contudo, não permitem diferenciar entre dicromatas e tricromatas anómalos (6). Para uma construção eficaz deste tipo de teste deve-se ter em consideração a seleção e reprodução de cores, o contraste de cor entre a figura e fundo e, também, o tipo e a posição da fonte de luz (21). Nestes testes o observador é solicitado a distinguir a figura do padrão de fundo, diferenciando-a recorrendo à cor (32).
34 Existem vários modelos de placas, das quais, placas do tipo desaparecimento que encobre a figura do fundo de tal modo que um individuo com deficiência de visão da cor não consegue visualizá-la; placas do tipo transformação que possibilitam respostas diferentes entre indivíduos normais e deficientes de visão da cor (33)(21); placas do tipo ocultas que permitem apenas que as figuras sejam visíveis para indivíduos com visão das cores normal; e placas do tipo diagnóstico que são compostas por duas figuras em que uma pode ser confundida por prota e outra por deutera, recorrendo, para isso a cores do espaço de cores onde as confusões são mais predominantes para prota e para deutera – linhas de confusão (32)(21). Teste de Ishihara: Este é o teste mais vulgarmente utilizado (32)(33)(21) em rastreio de visão das cores (33)(21). Apresenta os quatro modelos de placas pseudoisocromáticas (21). Consiste em números agregados em placas num padrão de pontos de vários tamanhos (32), tal como o exemplo apresentado na Figura 18. Não deteta deficiências no azul-amarelo (32)(6) nem permite um diagnóstico de gravidade (32). Contudo, é útil para identificação da presença de deficiências no vermelho-verde, devendo ser utilizado com o critério de aprovação/reprovação tendo em consideração a imprecisão do teste, uma vez que é normal alguns tricromatas cometerem erros (32). Este apresenta uma queda para aprovar deutera ligeiros, no entanto, por vezes não tem significado relevante e, a reprovar tricromatas de fraca discriminação, mas não podendo ser considerados como portadores de deficiência (32). O que é normal em qualquer regime de rastreio (21). Apresenta três versões, das quais: 16 placas, 38 placas, e 24 placas (21). Sendo este último provavelmente o mais utilizado (21). Todas estas edições têm em comum uma placa de demonstração na primeira placa, permitindo que a sua leitura possa ser reconhecida de forma universal (21).
35 Figura 18 Exemplo de uma placa de teste Ishihara. (a) placa com o número 74 quando observada por um tricromata. (b) visualização da mesma placa quando observada por portadores de deficiência no vermelho-verde (adaptado de (10)). Perceção da cor 2.7 A cor é definida como um atributo de sensação visual (21)(25), fortemente dependente de uma fonte de energia eletromagnética visível (25). A sua perceção depende do observador, do iluminante e do objeto (25). Para que a cor seja, então, percetível, um determinado observador recebe a luz que é ou refletida (em objetos opacos) ou transmitida (em objetos transparentes) e de forma seletiva pelo objeto em direção à retina do observador juntamente com a luz da própria fonte de luz (10). A transmissão ocorre em objetos transparentes, por exemplo, em líquidos; plásticos e vidros, e a reflexão ocorre para os restantes objetos na sua forma sólida (10). Assim, os objetos têm como particularidade a reflexão ou transmissão de determinados comprimentos de onda (10). Dependendo do tipo de objeto este pode refletir mais comprimentos de onda do que outros – reflecção seletiva, quando este fenómeno ocorre designa-se por cores cromáticas (com tonalidades) (10). Pelo contrário, quando a reflexão da luz é constante ao longo de todos os comprimentos de onda, ou seja, a curva da refletância não sofre oscilação, o que origina reflexão do comprimento de onda igualmente em todo o espetro, designa-se por cores acromáticas cores (sem tonalidades), tais como, branco, preto e todos os cinzentos (10). Embora a cor não seja uma propriedade do comprimento de onda (10), estamos também dependentes dele para criar a sensação de cor (10)(6)(24). Deste modo, utilizamos as respostas intrínsecas aos
36 estímulos destes comprimentos de onda e, no final atribuímos um nome à cor que experimentamos de forma a rotulá-la (10)(34). Crê-se que para experienciar a perceção da cor, ocorre um processo composto por vários estádios que vão desde as respostas dos fotorreceptores da retina seguindo, posteriormente, para interações a nível neural (21)(35)(25) onde, possivelmente, existe uma área no córtex dedicada à informação da cor (10). A nível dos fotorrecetores, o estádio mais precoce, é gerada uma sensação luminosa (25)(10) que em estádios mais avançados, a nível neural, resulta em discriminação e aparência de cor (25)(35), isto é, em perceção da cor. No estádio precoce, isto é, ainda no globo ocular, a teoria tricromática pode explicar o início do desencadeamento de todo o processo, manifestando resposta ao nível dos fotorrecetores da retina (10). Em estádios mais subsequentes no sistema visual, a teoria oponente da cor (ver 2.5) descreve a organização e eficiência da informação vinda dos fotorrecetores (10). Assim, o sinal tricromático é codificado por neurónios oponentes (parvo para vermelho-verde, konio para azulamarelo, e magno para luminosidade) (6). Seguindo, depois, a informação para o cérebro (10). Existem vários fatores que podem afetar a perceção da cor, não só parâmetros espaciais e temporais (21)(35), como também condições de iluminação ambiental, adaptação cromática, meio envolvente do objeto, orientação do objeto (10), tamanho angular do campo de visualização (25), entre outros, que podem conduzir a uma perceção ilusória da cor (10). A luminância, o comprimento de onda e a pureza da cor (21) estão relacionadas com a tonalidade, o brilho e a saturação (26)(21)(19)(6). Esta relação não é de um para um, isto é, por exemplo, a tonalidade varia com mudanças na luminância, no comprimento de onda e na pureza da cor (21). O mesmo acontece para o brilho e saturação em que cada um varia tendo em conta mudanças na luminância, no comprimento de onda e na pureza de cor (21). Tipos de iluminação 2.8 A luz pode ser especificada tendo em conta as grandezas radiométricas e fotométricas. Assim, a radiometria mede a potência gerada por uma fonte de radiação eletromagnética sem considerar a eficiência visual. A fotometria restringe-se ao efeito que parte desta radiação tem para o sistema visual, considerando que nem toda a luz que chega ao olho induz resposta visual (6). Ou induzindo resposta não o faz com intensidade constante ou intensidade igual para todos os comprimentos de onda, uma
43 20 a 30 minutos (curva a roxo) indicando que foi atingido a adaptação ao escuro dos bastonetes (10). Quer isto dizer que a sensibilidade final da adaptação ao escuro é cerca de 100 mil vezes maior do que a sensibilidade à luz medida antes do inicio da adaptação (10). Este processo de adaptação ao escuro desencadeia diferentes sensibilidade dos fotorrecetores cones e bastonetes que se verifica através do efeito Purkinje (ver 2.3.1) onde a sensibilidade aumenta para comprimentos de onda curtos (luz mais próxima da zona azul e verde do espetro eletromagnético) (10). Figura 23 O gráfico mostra o logaritmo da sensibilidade em função do tempo no escuro. As três curvas coloridas representam a adaptação ao escuro, iniciando o seu processo em sensibilidade baixa (ou seja, adaptado à luz) e, ao logo do tempo, vão decaindo para sensibilidade alta (ou seja, adaptado ao escuro). A curva azul representa a adaptação dos bastonetes, a curva verde representa a adaptação dos cones e a curva vermelha representa duas fases de adaptação onde a primeira fase representa a quebra da adaptação dos cones e dos bastonetes na segunda fase (adaptado de (10)). Mas de que forma as várias fontes de luz influenciam a perceção cromática de objeto, ou seja, o que acontece à cor de determinado objeto visto sobre iluminações diferentes? A perceção da cor de objetos está dependente das propriedades da fonte de luz, mas também do observador e das interações físicas da luz com o objeto (absorção, reflexão, transmitância, etc.) (43). As fontes de iluminação que não se aproximam à da luz solar alteram a visualização da cor do mesmo objeto, tal como por exemplo, uma lâmpada de sódio (44).
44 Os LEDs, muito comummente utilizados em várias aplicações (45), estão em constante evolução tecnológica, deste modo, estes sofrem progressos nas suas características de emissão de luz branca com diversas gamas de distribuições de potência espetral e renderização de cor (46)(47). Tal facto pode influenciar a perceção da visão das cores. Existem modelos de lâmpadas fluorescentes concebidas para realçar, por exemplo, a cor da carne exposta no talho, deste modo, a lâmpada fluorescente vai realçar a cor vermelha da carne aumentando a emissão de luz na zona vermelha do espetro visível (43). As fontes de iluminação contêm partes do espetro eletromagnético, mas diferentes fontes de iluminação possuem também diferentes partes do espetro eletromagnético, desde logo, diferentes comprimentos de onda, o que resulta em diferentes características de cor (44). Pelo que existe uma influência do espetro na perceção cromática. Alguns estudos mostram o impacto de certos iluminantes na perceção da visão das cores de objetos, em lâmpadas com temperaturas correlacionadas de cor entre 2000 K a 3000 K produzem maior alteração na visão das cores reais dos objetos (48)(49). Em particular, num estudo sobre flores iluminadas com diferentes tipos de iluminação, a lâmpada fluorescente de 3500 K intensificou a cor vermelha das flores e enfraqueceu a cor verde de flores verdes, no entanto, em flores de cor purpuraazul e purpura não alterou a sua cor (49). A luminância é um parâmetro importante no que diz respeito à perceção da cor (50)(51). A capacidade de discriminação da cor é reduzida quando a luminância diminui abaixo de 3,4 cd/ , sendo este efeito mais pronunciável para níveis ainda mais baixos, onde um observador normal à visão das cores perde a capacidade em discriminar fielmente as cores, assemelhando-se a um observador tritanómalo (51). Nestas condições de baixa luminância, segundo o estudo de (50) a cor verde foi trocada por azul e, o vermelho, laranja e castanho foram confundidas entre si (50). A iluminação natural varia constantemente (52). Ao amanhecer e anoitecer a luz é percebida como tons avermelhados enquanto que durante o período intermédio do dia é percebida em tons de azul (53). As condições atmosféricas e fatores climáticos são também exemplos da não uniformidade da iluminação natural (52). Estas características resultam na alteração da perceção de cores que é facilmente detetada em sistemas fotográficos capturados em vários momentos (53)(52). Os dispositivos eletrónicos de apresentação de imagem estão sujeitos a diferentes tipos de reflexões de luz (proporção de luz refletida através do objeto para os olhos (10)) por serem sujeitos a diferentes condições de iluminação ambiental (54)(55). De facto, segundo a literatura, à medida que a luminância
45 diminui, a cor das imagens exibidas em escala de cinzentos em monitor direcionaram-se para a cor azul (56). Verifica-se que as oscilações de cor perante as variações de condição de iluminações estão em concordância com as características das fontes de luz (56), havendo uma tendência direcional da cor presenciada a aproximar-se da cor da fonte de luz (55)(56)(49). Metamerismo 2.10 Foi, presumivelmente, Wihelm Ostwald, químico alemão, que terá proposto o termo “metamerismo” para denotar fenomenos quimicos que decorrem aquando dois ou mais composto quimicos diferentes são representados com a mesma formula molecular mas estruturalmente distinguíveis – isomerismo estrutural (24). Analogamente, Wihelm Ostwald, denotou igualmente que o termo metamerismo também se verifica na cor (24) quando dois espetros diferentes estimulam os fotorrecetores da mesma forma (10)(19)(21)(26)(25)(57). Este efeito resulta numa ambiguidade para a perceção da cor anulando o efeito de constância de cor (58). O metamerismo é fenómeno crucial para qualquer sistema de reprodução de cor, tais como por exemplo, pinturas; monitores de computador ou televisão; ect. (21)(24). Constância de cores 2.11 Existe uma ambiguidade entre o sistema visual e/ou o mundo físico (luz). Na qual o mundo físico é muitas vezes confundido com o fenómeno percetual, uma vez que a cor percebida pode manter-se constante mesmo sendo iluminada por luzes fisicamente distintas (15). Apenas a refletância espetral em cada comprimento de onda comporta a característica cromática intrínseca de um objeto, no entanto, a informação biologicamente disponível (isto é, luz absorvida por cada tipo de cone) depende, não só da sensibilidade espetral do próprio cone como também do produto da iluminação e refletância para cada comprimento de onda (15). A limitada capacidade que o sistema visual tem em manter a perceção da cor, como aproximadamente constante, de um objeto quando este é exposto a fontes de luz espetrais distintas, denomina-se por constância de cores (33)(6)(15)(59)(60)(38)(61)(62)(63). Assim, segundo Young, 1807: “ when a room is illuminated either by the yellow light of a candle, or by the red light of a fire, a sheet of writing paper still appears to retain its whiteness; and if from the light of the candle we take away some of the abundant yellow light, and leave or substitute a portion actually white, the effect is nearly the same as if
46 we took away the yellow light from white, and substituted the indigo which would be left: and we observe accordingly that in comparison with the light of a candle, the common daylight appears of a purplish hue ” (33). Esta constância da perceção de cores manifesta-se mais proeminentemente do que a perceção de cor que seria de esperar tendo em conta os comprimentos de onda refletidos por um objeto (15). No entanto, este fenómeno não é absoluto (15). É possivel notar que a constância de cor varia com o contexto de visualização bem como com a tarefa solicitada ao observador (15). Em oposição a este fenómeno de constância de cor, a inconstância de cor que decorre das relações percebidas entre as cores sob alteração de qualquer fonte de luz espetral tem como designação constância de cor relacional (60)(15). Tendo este fenómeno como particularidade a distinção de, por exemplo, uma mudança física no objeto como é o caso da maturação da fruta (60)(15). É provável que a diferença dimensional entre estímulos exibidos em monitores de computador para estímulos naturais, isto é, estímulos bidimensionais e tridimensionais, respetivamente, possa comprometer a constância da cor (59). Existem estudos que apoiam que a estabilidade da constância da cor pode ser fraca para estímulos exibidos em monitores comparado com estímulos presentes em ambientes reais, uma vez que a informação do ambiente está ausente (59). Sobre dispositivos eletrónicos 2.12 Tipos de monitores 2.12.1 O Sistema visual lidera o campo da computação gráfica, executando um papel essencial na comunicação entre dispositivos tecnológicos e humanos, permitindo, assim, a passagem de informação visual exibida em monitor para o utilizador (64)(65). Sendo o meio transmissor dessa informação a luz que é emitida por um monitor, que será inicialmente processada pelo sistema visual e finalizando numa perceção (64)(66)(67). Para diferentes dispositivos eletrónicos de reprodução de cores, existem vários tipos de monitores, tais como por exemplo:
47 Monitor CRT: Em 1954 o monitor CRT proporcionou a primeira transmissão a cores (68). Este segue uma tecnologia baseada em tubos de raios catódicos (68)(69) e, é composto por três fósforos (64)(68)(70) correspondendo cada um aos três primários RGB (Figura 24) (68)(70)(71), que quando atingidos por um feixe de eletrões, brilham (64). Cada monitor contém 1000 x 1000 pixéis e em cada pixel estão alojados os três fósforos, em que quando estimulados em conjunto dão branco. A exibição de cores em monitor CRT resulta da combinação das intensidades dos fósforos (71). Ou seja, ocorre mistura aditiva de cada um dos primários, em intensidade relativas, que vai provocar a emissão de radiação diferente e que irá levar a perceções de cor diferentes. Estes são organizados de forma a que cada pixel produza um padrão de três pontos coloridos num triângulo, tal como mostra a Figura 24 (64)(71). Os monitores CRT, como o seu espaço de cor, bem como o seu comportamento, correspondem a um monitor ideal de linguagem de cor, não é necessário uma caracterização deste dispositivo nem uma transformação de cor (27). No entanto, este tipo de monitor apresenta algumas desvantagens, como por exemplo, o limitado gamut de cores formada pelos fósforos (72) bem como a não reprodução de cores muito saturadas, uma vez que estas se encontram fora do seu gamut (70) sendo estas importantes para a perceção das imagens (72). Figura 24 Diagrama cromático CIE 1991. Os comprimentos de onda monocromáticos estão representados acompanhando a linha curva. As letras R , G e B representam os fósforos vermelho, verde e azul,
48 respetivamente. A área do triângulo, formado pelos vértices R , G e B, representam a gama de reprodução de cores de um monitor CRT típico (adaptado de (71)). Monitor LCD e LED: Em comparação com os monitores CRT, os monitores LCDs são distintivos na luminância e qualidade de cor que proporcionam (73). Os monitores LCDs, chegaram ao mercado em 2000 (68)(74) vindo, cada vez mais, a superar a tecnologia dos monitores CRT (68)(74)(75). Os componentes básicos de um monitor LCD incluem um sistema de retroiluminação, painel de cristal líquido e filtro de cor (76). No entanto, é possível acrescentar outros componentes a um monitor LCD. A Figura 25 mostra, que um exemplo de monitor LCD constituído por um sistema de retroiluminação (luz de fundo); uma placa transmissora de filme fino; painel de cristal liquido e filtro de cor RGB (77). Os monitores LCDs são não emissivos (74)(78), ou seja, precisam de iluminação de fundo (sistema de retroiluminação) (74) podendo esta ser composta por, por exemplo, tubo fluorescente de cátodo frio (CCFL) (79). Quando a retroiluminação é composta por fontes de luz LEDs (73)(74)(80) estes monitores são denominados por monitores LEDs. Ou seja, os monitores LEDs seguem o mesmo princípio dos monitores LCDs, no entanto, diferenciam-se na retroiluminação. Os monitores LEDs, em comparação com os monitores LCDs, têm como vantagem uma exibição de imagem com maior saturação de cor, mais brilho e mais contraste (1). O painel de cristal líquido faz gerar a propagação da luz (68). Esta luz é convertida em cor através da incorporação de três filtros de cor (74)(80)(68)(64). Cada filtro de cor, de organização vertical formando faixas originado um pixel por quadrado, permite a passagem de diferentes quantidades de luz vermelha, verde e azul (64). Sendo que cada pixel comporta três subpixels (81), dos quais: o subpixel vermelho, subpixel verde e subpixel azul. A placa transmissora de filme fino está incorporada em cada pixel o que permite um controlo sobre as imagens a cores (74).
49 Figura 25 Esquema representativo da organização interna de um monitor LCD. Fazem parte da sua constituição, de baixo para cima: luz de fundo, uma placa transmissora de filme fino em vidro, painel de cristal líquido e filtro de cor RGB (adaptado de (77)). Existem também monitores de geração seguinte aos monitores LEDs que são os monitores microLEDs (82)(83), estes tem a mesma característica dos monitores LEDs mas diferenciam-se com LEDs em tamanho micron que são inseridos em cada pixel (82) fornecendo uma maior uniformidade de cor, maior luminosidade face à geração anterior (74)(83) e um verdadeiro estado preto (74). Monitor OLED Os monitores OLEDs estão em constante expansão, vindo, cada vez mais, desafiar os monitores LCDs (74)(82)(84)(85). Estes monitores OLEDs são emissivos (86)(78)(87)(79)(88)(74)(85) não sendo por isso necessário uma unidade de retroiluminação (84)(78). Isto torna estes monitores promissores proporcionando características superiores de reprodução de cor (89) permitindo um verdadeiro estado preto (78)(83)(85)(84)(74) que advém da capacidade de cada pixel OLED poder ser desligado, conseguindo, assim, um estado completamente preto (84)(85)(78) ao contrário do que acontece em monitores LCDs onde não é possível uma ocultação completa da luz de fundo dada a sua tecnologia não emissiva (85). Tipicamente, os monitores OLEDs (Figura 26) são constituídos pelo substrato de filme fino de material orgânico inserido entre dois elétrodos (ânodo e cátodo) (85). O principio de funcionamento destes monitores concentra-se na aplicação de tensão entre os elétrodos gerando carga (85)(90)(84) no ânodo e cátodo e esta move-se no interior do material orgânico sendo posteriormente recombinadas,
50 processo pelo qual ocorre a emissão de luz vermelha, verde e azul (emissão de pixel individual) por eletroluminescência (85)(84). Figura 26 Estrutura básica de um monitor OLED (adaptado de (85)). Na prática, os monitores OLED destacam-se na sua capacidade de luminosidade (74)(86) sendo monitores facilmente legíveis à luz solar (74). Cor em dispositivos eletrónicos 2.12.2 A cor pode ser criada num vasto meio de tecnologias com recurso a imagens a cores, tendo estes diversos meios a capacidade de codificarem, controlarem e abordarem a cor de formas distintas. Torna-se, por isso, útil fazer a gestão da cor, isto é, é um processo de tradução de cor que tem como fim o intercâmbio entre diferentes dispositivos tecnológicos (27) sem que haja perdas de imagem, no sentido de reproduzir cores semelhantes em diferentes dispositivos (64)(27). As cores primárias reprodutíveis, através de mistura aditiva (19), em cada monitor, isto é, gamut de cores (64)(91), podem ser representadas num diagrama de cor CIE XYZ (Figura 27) (64). As cores produzidas pelos diferentes monitores só podem ser exibidas quando esta se encontra dentro do seu
51 gamut de cores, assim, a representação da mesma de cor pode ser vista como diferente em dispositivos diferentes devido aos seus gamuts de cores (92)(64). Figura 27 Representação ilustrativa tridimensional do gamut de cores de um típico dispositivo eletrónico incorporado no espaço de cores CIE XYZ. Grande parte das cores presentes no espaço de cores CIE XYZ não se encontram dentro do gamut de cores, particularmente cores brilhantes e escuras (adaptado de (64)). Deste modo, o espaço de cor RGB do dispositivo ou cubo de cor RGB de arranjo tridimensional, representa uma interpretação colorimétrica que especifica em termos de cores primárias ( rgb ) uma cor arbitrária, e reproduz o gamut de cores de cada dispositivo eletrónico, estando dependente das cores primárias capazes de serem reproduzidas pelo monitor tendo em consideração as faixas de cor ou fósforos para um monitor LCD ou CRT, respetivamente (64). Assim, cada um dos dispositivos faz uma interpretação da atribuição das combinações de cores RGB de acordo com a sua capacidade de reprodução de cor ( gamut de cores) (27). Este é delineado pelos eixos de coordenadas vermelho, verde e azul. Na diagonal encontram-se os cinzentos, as cores variam em saturação com o afastar desta diagonal (64).
52 Figura 28 Cubo de cor tridimensional com coordenadas RGB . Representa as cores exibíveis do monitor no espaço de cor CIE XYZ. Os cinzentos situam-se ao longo da diagonal (adaptado de (64)). Para o intercâmbio de cor entre monitores, quando a gama de cores de um monitor de origem é menor que o gamut de cores de um monitor de destino aplica-se a redução de gama, que pode ser por recorte ou por compressão (27). Caso contrário, pode-se aplicar uma expansão do gamut para se fazer uso de algum espaço de cor adicional (27). Para isso, existem ferramentas de gestão de cor, tais como o ICC (64)(92), que permitem uma descrição/tradução do espaço de cor de um monitor, auxiliando na reprodução de cores semelhantes em diferentes dispositivos (64). À descrição/tradução do espaço de cor do monitor denomina-se por caracterização (medição da cor dos estímulos apresentados em monitores) (27). Caso haja alterações após a caracterização do monitor, como por exemplo, variação da luminosidade do monitor, recorre-se ao processo de calibração do monitor, de modo a restaurá-lo para o estado em que foi caracterizado, permitindo ajustar ou equilibrar para um estado conhecível (27). Tanto o ICC como o sRGB possuem linguagens de cor próprias, embora, ambos recorrem ao espaço de cor CIE (27). No ICC recorre-se o espaço de cor CIEXYZ ou CIELAB, focando-se mais na impressão (artes gráficas) (27). No sRGB recorre-se o espaço de cor CIEXYZ, comummente utilizado para monitores CRT, focando-se mais no monitor (27).
59 Sendo a perceção cromática uma condição importante para este estudo, foram despistadas em todos os observadores eventuais deficiências cromáticas na zona do vermelho/verde com base num teste rápido de rastreio de visão das cores exibido em monitor. Para tal, antes de cada experiência foi aplicado um teste de rastreio à visão das cores de Ishihara. Este teste sofreu um ajuste de forma a abranger apenas uma patela de demonstração, transformação, desaparecimento e ocultação. A patela de demonstração que serviu como controlo, correspondente ao número 12, teve como objetivo exemplificar a tarefa visual. Esta patela é corretamente identificável para todos os observadores incluindo portadores de deficiência de visão das cores. A patela de transformação consistiu na apresentação de um número que altera na sua discriminação para portadores de deficiência cromática: pessoas com visão das cores normal identificam o número 74 e pessoas com deficiência cromática observam o número 21. A patela de desaparecimento é indiscriminável para pessoas com deficiência cromática: o número 6 é apenas detetado por pessoas com visão das cores normal. A patela de ocultação é indiscriminável para pessoas com visão das cores normal, mas visível para pessoas com deficiência na visão das cores. Foi estabelecido o critério de despistagem: para um erro de leitura de patela o observador era considerado como suspeito de deficiência de visão das cores não sendo por isso considerado no estudo. Material e métodos 4.3 A experiência foi gerada computacionalmente no Laboratório das Ciências da Cor, no Centro de Física da Universidade do Minho, Braga, Portugal. Para a criação desta experiência psicofísica, recorreu-se a de três linguagens de programação: HTML que serviu para desenhar os estímulos apresentados; CSS que auxiliou na edição das características visuais dos estímulos, tais como o tamanho, a posição e a cor, e através de Java script e J query foi possível manipular a cor representada. Para a apresentação de estímulos foram utilizados quatro monitores a cores RGB de ecrã plano, com diferentes características. Estes foram divididos com base no controlo e calibração de cor e daí foram estipuladas duas vias experimentais: uma experiência controlada e a experiência calibrada. Na experiência controlada (o controlo era apenas das condições experimentais, não do estímulo visual. A experiência era feita no laboratório em presença do investigador, seguindo as indicações das condições ambientais) apenas foi medida a cor apresentada pelos estímulos exibidos em monitor sem qualquer
60 tipo de controlo na calibração e apenas o controlo da condição de iluminação ambiental. Fizeram parte desta experiência três monitores diferentes, dos quais: Monitor LCD (SyncMaster 2233, Samsung Electronics Co., Ltd, Coreia do Sul) de 22 polegadas (1680 x 1050) placa gráfica NVIDIA (Geforce 3D vision ready) idenficado como monitor “1”; Monitor LCD (iMac, Apple Inc., Califórnia) de 20 polegadas (1680 x 1050). Processador 2 GHz Intel Core 2 Duo. Placa gráfica ATI Radeon HD 2400 XT 128 MB. Identificado como monitor “2”; Monitor LCD (MacBook Pro, Apple Inc., Califórnia) de ecrã retina integrado com 16 polegadas (3072 x 1920). Processador 2,4 GHz Intel Core i9 de 8 núcleos. Placa gráfica Intel UHD Graphics 630 1536 MB. Identificado como monitor “3”. Em todos estes monitores anteriormente descritos, para a realização da experiência utilizou-se um link de acesso a uma página online (mais detalhes no capítulo 4.6.1). O processo de calibração em cor e luminância dos estímulos exibidos foi realizado com a utilização de um telespetroradio metro ( pectra canColorimeter, - 0, hoto esearch Inc., Chatsworth, California, Estados nidos da Ame rica). O único monitor calibrado em cor e luminância foi: Monitor LCD (Display++, Cambridge Research Systems, Rochester, UK) agregado com uma placa gráfica, de alta capacidade, responsável pelo processamento de imagem e cor. Identificado como monitor “4”. Esta parte experimental era a única realizada em modo offline. Mas foi garantido que para o monitor 4, toda a experiência e a representação do estímulo fossem exatamente a mesma dos restantes monitores acima descritos. A apresentação dos estímulos no 4 era controlada através da toolbox CRS (Cambridge Research Systems, Rochester, UK) e Psychtoolbox (Psychtoolbox, Medical Innovations Incubator GmbH, Tübingen, Germany) instalada em Matlab (MathWorks, Natick, Ma 01760-2098). À exceção do monitor 3, todos os restantes equipamentos acima descritos encontravam-se disponíveis na Laboratório de Ciências da Cor da Escola de Ciências da Universidade do Minho.
61 Desenho experimental 4.4 Com o objetivo de estudar a influência da perceção da cor em monitores conjugado com iluminação ambiental diferente, tal como mostra o diagrama da Figura 30, todos os monitores mencionados anteriormente foram testados em condições de iluminação ambiental ligada e desligada. Assim, cada ensaio experimental consistiu na apresentação de estímulos num monitor sob uma condição de iluminação ambiental, como exemplificado na Figura 31. Deste modo, cada monitor foi testado duas vezes, sendo uma para cada condição de iluminação ambiental diferente. A Tabela 1 resume as condições experimentais realizadas neste estudo. Apenas o monitor utilizado em cada ensaio permanecia ligado, os restantes foram suspensos ao estímulo visual. Figura 30 Diagrama ilustrativo de todas as condições experimentais percorridas para um observador. Os monitores (1, 2, 3 e 4) são os mesmos para as duas condições de iluminação ambiental ligada (à esquerda) e desligada (à direita). Para a condição de iluminação ambiental desligada tem como requisito uma adaptação ao escuro.
62 Figura 31 A imagem representa um exemplo da realização de duas condições experimentais para o mesmo observador e mesmo monitor sob condições de iluminação diferentes. A imagem à esquerda representa a execução experimental de um observador para uma condição experimental num monitor sob condição ambiental ligada e a imagem à direita representa o mesmo observador e o mesmo monitor sob condição iluminação desligada. Nota: o esquema não está à escala. Os observadores realizaram a experiência usando a sua refração habitual e de forma binocular. A adaptação ao escuro decorreu durante cerca de 5 minutos (ver 2.9) e foi sempre realizada imediatamente antes de dar início à condição experimental sob condição de iluminação ambiental desligada. Esta adaptação foi feita em ambiente completamente escuro sem qualquer tipo de estímulo visual visível. Após os 5 minutos de adaptação, o observador estava apto para dar início ao respetivo ensaio sob condição de iluminação ambiental desligada onde apenas era visível a apresentação desse mesmo monitor. Para condição de iluminação ambiental ligada, os observadores não foram sujeitos a adaptação ao escuro nem à luz e seguiam prontamente para a realização da experiência. Todos os observadores foram submetidos a um total de oito ensaios experimentais, especificados com as letras de A a H na Tabela 1, sendo o mesmo observador para os oito ensaios experimentais diferente como mostra a ilustração na Figura 31.
63 Tabela 1 Ilustração das condições experimentais tendo em conta o tipo de monitor e o tipo de iluminação ambiental. As letras de A a H representam o tipo de condição experimental. Monitor Condição Monitor Condição Iluminação ambiental desligada 4 A Iluminação ambiental ligada 4 E 1 B 1 F 2 C 2 G 3 D 3 H Foi atribuída uma ordem de aleatoriedade da sequência experimental, tendo sempre as condições experimentais (especificadas pelas letras de A a H na Tabela 1) uma ordem de seguimento diferente para cada observador. Portanto, as condições experimentais foram randomizadas de ensaio em ensaio. Todos os observadores que fizeram parte deste estudo foram submetidos às mesmas condições experimentais para posterior comparação relativa (capítulo 4.6.). A configuração experimental (Figura 30) foi estipulada para duas sessões, correspondendo a duas visitas ao laboratório para cada observador. Cada sessão (ou visita) englobou aleatoriamente quatro monitores sob condições de iluminação também ela aleatória. No total, as duas sessões em conjunto tiveram duração de, aproximadamente, 2 horas. Os observadores tiveram a opção de decidir se completavam as duas sessões seguidamente sem interrupção, ou se distribuíam de forma faseada em duas visitas em horários diferentes e convenientes ao observador. A apresentação dos estímulos era unidirecional não sendo por isso possível retroceder para os estímulos anteriores. Não foi estipulado limite temporal de resposta, pelo que o estímulo permanecia visível até ao momento do clique. A experiência total terminava quando um arranjo de 8 estímulos x 8 tentativas de resposta x 4 monitores x 2 condições de iluminação eram completas. No total, cada observador gerava 512 respostas. No final da experiência, todas as respostas dadas pelo observador foram guardadas segundo as seguintes variáveis:
64 Características do observador (género, intervalo de idade, região geográfica, etnia, mão dominante); Resultados teste visão das cores (correspondentes às quatro patelas de teste Ishihara descritas anteriormente); Composição do ponto acromático (resposta do participante em coordenadas cromáticas CIELAB); Posição espacial no momento da resposta (coordenadas x,y); Tempo entre cada resposta (em ms); Condição de iluminação ambiental. Regra geral, esta informação era enviada via email para o investigador no momento em que o observador clicasse no botão “finish” no final da experiência. No entanto, para o monitor 4 os dados eram gravados localmente. Estímulo 4.5 Foram utilizados quatro tipos diferentes de estímulos: disco, banana, lego e face. As seleções destes estímulos tiveram como propósito representar estímulos simples, naturais, artificial e complexos, respetivamente: Disco: O estímulo disco, presenta na Figura 32, correspondia à imagem mais simples. Foi gerado computacionalmente e apresentava uma cor uniforme e sem textura. Funcionou como estímulo de controlo de comparação com os outros estímulos.
65 Figura 32 Estímulo disco aleatoriamente colorido. Banana: O estímulo banana, presenta na Figura 33, representava um estímulo simples e natural, extremamente familiar, ou seja, conhecível (habitualmente associado à cor amarela). Figura 33 Estímulo banana aleatoriamente colorido. Lego: O estímulo lego, presente na Figura 34, de cor artificial (originalmente vermelha), representava um objeto artificial que pode ser familiar cuja cor pode variar.
66 Figura 34 Estímulo lego aleatoriamente colorido. Face: De entre todos os estímulos, o estímulo face, presenta na Figura 35, representava o estímulo familiar mais complexo. É o estímulo visual que abrange uma maior quantidade de atributos percetivos que são úteis para a sua descodificação e reconhecimento, usufruindo, possivelmente, de áreas neurais exclusivas para o seu processamento (ver 2.14). Figura 35 Estímulo face aleatoriamente colorido. Nota: para efeitos de experiência, este estímulo não permaneceu ocultado pela barra preta. O estímulo face foi adquirido através de uma base de dados de imagiografia hiperespectral, este instrumento encontra-se disponível no Laboratório de Ciências da Cor da Escola de Ciências da Universidade do Minho. É constituído por uma câmara digital de baixo ruido “ eltier-cooled”, com uma
67 resolução espacial de 1 ( ) por 10 ( ) pixe is (Hamamatsu, Model C4742-95-12ER, Hamamatsu Photonics . ., apa o), e um filtro de cristais líquidos (Varispec, Model VS-VIS2-10-HC-35-SQ, Cambridge Research & Instrumentation, Inc., Massachusetts, EUA) colocado em frente da lente com um filtro bloqueador de infravermelhos. A descrição deste sistema de imagiologia hiperespetral, assim como, a aquisição e processamento, pode ser obtida através de outros trabalhos desenvolvidos por Foster and Sérgio et al . (128)(57). Imagens distorcidas: Para cada uma das imagens complexas (banana, lego e face) foi gerada uma imagem distorcida (Figura 36) através de um algoritmo computacional denominado “eidolon” (129), tornando a imagem irreconhecível a nível estrutural. Este algoritmo permitia decompor a imagem original a nível espacial, mantendo totalmente a sua composição cromática, ou seja, apenas a forma da imagem mudava e a cor mantinha-se exatamente a mesma. No total, foram geradas 3 imagens distorcidas correspondentes às imagens da banana, da face e do lego. Figura 36 Estímulos eidolons aleatoriamente coloridos. a) estímulo eidolon correspondente ao estímulo banana, b) estímulo eidolon correspondente ao estímulo lego e c) estímulo eidolon correspondente ao estímulo face. As reproduções de cores dos estímulos baseavam-se no espaço CIELAB. Este é um espaço de cor tridimensional que se aproxima da perceção de cor ao olho humano (ver 2.6.2). A cor dos estímulos era controlada, em conformidade, pelo movimento do rato. O monitor traduzia a cor do estímulo através das coordenadas do espaço de cor CIE ( a *, b *).
68 Para cada ensaio, uma sequência com um total de 64 estímulos (cada um dos quatro estímulos originais e eidolons foram repetidos oito vezes) individuais localizados no centro do monitor, num fundo preto, foi apresentada numa ordem temporal aleatória tal como mostra a Figura 37. Os estímulos foram sempre os mesmos nos quatro monitores. As informações visíveis presentes no monitor ao observador incluíram apenas o estímulo sob fundo preto e a consequente variação de cor presente dentro da área desse mesmo estímulo. Essa variação de cor era induzida pelo movimento do rato, sendo que o cursor do rato foi ocultado. Figura 37 Ilustração de uma fração sequencial dos estímulos em ordem aleatória, seguindo a indicação da seta, e sob fundo preto apresentados num ensaio. Nota: para efeitos de experiência, o estímulo face não permanecia ocultada pela barra preta. De forma oculta ao observador e investigador (ou seja, duplamente cego), a cada estímulo seguidamente substituído, a sua distribuição de cor moveu-se para distâncias diferentes em relação ao centro do monitor (variando, aleatoriamente entre 21 posições com um mínimo de -1 e um máximo de 10, em passos de 1. Estas posições correspondem à distância desde o centro do monitor ao centro do espaço de cor. Adicionalmente, o espaço representativo da cor apresentada sofria uma rotação em relação à horizontal (os ângulos variaram aleatoriamente entre: 0° a 340°, em passos de 20) em cada
75 Figura 41 Diagrama ilustrativo para o estudo da influência dos monitores e condições de iluminação ambiental para o estímulo face para o estímulo lego e para o estímulo banana. À esquerda estão representadas as categorias normais (240 respostas) e à direitas estão representadas as categorias eidolons (240 respostas). Para a influência dos monitores, a) e c) representam a troca de monitores (monitor 3 com monitor 4 ou monitor 2 com monitor 4 ou monitor 1 com monitor 4) sob condição de iluminação ambiental ligada e b) e d) representam a troca de monitores (monitor 3 com monitor 4 ou monitor 2 com monitor 4 ou monitor 1 com monitor 4) sob condição de iluminação ambiental desligada. Para a influência das condições de iluminação ambiental e) e f) representam a troca das condições de iluminação ambiental para o monitor 3 ou monitor 2 ou monitor 1 e g) e h) representam a troca das condições de iluminação ambiental para o monitor 4. As letras a), b), e) e g) representam a categoria normal e as letras c), d), f) e h) representam a categoria eidolon.
76 Figura 42 Diagrama ilustrativo para o estudo da influência das categorias para o estímulo disco, para o estímulo face, para o estímulo lego e para o estímulo banana. a) e c) representam a troca de categoria para o monitor 3 ou monitor 2 ou monitor 1. b) e d) representam a troca de categoria para o monitor 4. a) e b) representam as condições de iluminação ambiental ligada e, c) e d) representam as condições de iluminação ambiental desligada.
77 5. CARACTERIZAÇÃO DA AMOSTRA Caracterização da amostra 5.1 A amostra era composta por um total de 30 observadores, com idades intervalares mínimas compreendidas entre 18-25 anos e máximas entre 36-45 anos. Dos 30 observadores, 19 observadores tinham idades compreendidas entre 18-25 anos, 7 observadores tinham 26-35 anos e 4 observadores tinham 36-45, ou seja, 64 %, 23 % e 13 %, respetivamente (Figura 43). Figura 43 Gráfico circular repartido em três setores coloridos associados à intervalo de idade (18-25, 26-35 e 36-45 anos de idade), respetiva aos 30 observadores, dado em percentagem de frequência relativa. A cor azul representa o intervalo de idade de 18-25 com 64 %, a cor laranja representa o intervalo de idade de 26-35 com 23 % e, a cor cinzenta representa o intervalo de idade de 36-45 com 13 %. Do género feminino fizeram parte 20 observadores e, do género masculino 10 observadores, correspondendo a 67 % e 33 % do total da amostra, respetivamente (Figura 44). 64% 23% 13% Intervalo de idade 18-25 26-35 36-45
78 Figura 44 Gráfico circular repartido em dois setores coloridos associados ao género (feminino e masculino), respetivo aos 30 observadores, dado em percentagem de frequência relativa. A cor azul representa o género feminino com 67 % e, a cor laranja representa o género masculino com 33 %. As etnias para os 30 observadores variaram entre caucasiano e negro, dos quais, 25 observadores eram caucasianos, 4 observadores eram negros e 1 observador com etnia indefinida, correspondendo a 83 %, 14 % e 3 %, respetivamente (Figura 45). Figura 45 Gráfico circular repartido em três setores coloridos associados à etnia (indefinido, caucasiano e negro), respetivo aos 30 observadores, dado em percentagem de frequência relativa. A cor azul representa a etnia indefinido com 3 %, a cor laranja representa a etnia caucasiano com 83 % e, a cor cinzenta representa a etnia negro com 14 %. 67% 33% Género Feminino Masculino 3% 83% 14% Etnia Indefinido Caucasiano Negro
79 As regiões geográficas de origem oscilaram entre África, América e Europa, sendo 2 observadores da África, 5 observadores da América e 23 observadores da Europa, isto é, 6 %, 17 % e 77 %, respetivamente (Figura 46). Figura 46 Gráfico circular repartido em três setores coloridos associados à região geográfica (África, América e Europa), respetivo aos 30 observadores, dado em percentagem de frequência relativa. A cor azul representa África com 6 %, a cor laranja representa América com 17 % e, a cor cinzenta representa a Europa com 77 %. Os 30 observadores tinham em comum o país onde viviam (Portugal) e a mão dominante (mão direita). 6% 17% 77% Região geográfica África América Europa
80 6. RESULTADOS E DISCUSSÃO Nos seguintes tópicos serão apresentados os resultados e discussão sobre a influência dos monitores e condições de iluminação ambiental para os estímulos uniforme e complexos. Por fim, serão apresentados os resultados e discussão sobre a influência das categorias de estímulos. Em 6.1, para o estímulo uniforme, será apresentado a influência dos monitores (ver alíneas a) e b) da Figura 40) e condições de iluminação ambiental (ver alíneas c) e d) da Figura 40). Em 6.2, para os estímulos complexos, serão apresentados a influência dos monitores (ver alíneas a), b), c) e d) da Figura 41) e condições de iluminação ambiental (ver alíneas e), f), g) e h) da Figura 41). E, em 6.3 serão apresentados a influência da categoria dos estímulos (ver alíneas a), b), c) e d) da Figura 42). Apenas se apresentarão os resultados entre os monitores 3 e 4, por simplicidade, uma vez que como mostram os anexos (Anexo 4 e Anexo 5), entre os monitore 1, 2 e 3 não há diferenças. Estímulo uniforme - Disco 6.1 O gráfico da Figura 47 representa a média de CIE( a* , b* ) para cada monitor (monitor 3 representado a verde e monitor 4 representado a vermelho) (Ver terceiro paragrafo do subcapítulo 4.3) em cada condição de iluminação ambiental (ligada – ponto -- e desligada -- triângulo) para o estímulo disco (normal e eidolon – neste caso eidolon é apenas uma classificação de teste, uma vez que as duas condições utilizam exatamente o mesmo estímulo) considerando todos os 30 observadores. As linhas indicam o desvio padrão associado à média. Nota: Informações sobre a identificação dos monitores estão presentes no terceiro paragrafo do subcapítulo 4.3.
81 Figura 47 Diagrama cromático CIE( a* , b* ) com o valor da média para o monitor 3 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo disco considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. Na Tabela 3 e Tabela 4 estão representados os valores do parâmetro de significância estatística ( p ) para valores das coordenadas cromáticas a* e b* obtidos pela análise estatística. Os valores de p obtidos correspondem ao resultado do teste estatístico de Wilcoxon, uma vez que os dados seguem uma distribuição não normal. A Tabela 3 mostra os resultados do teste estatístico de Wilcoxon para as diferenças entre as trocas de monitores 3 e 4 e a Tabela 4 para as trocas das condições de iluminação ambiental. Valores inferiores a 0.05 indicam significância estatística, indicando que as condições são diferentes.
82 Tabela 3 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística ( p ) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre os monitores 3 e 4 obtidas pelo teste de Wilcoxon. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. Coordenadas cromáticas CIE Monitores Condição de iluminação ambiental a* b* 3 e 4 Ligada p 0.001* (Wilcoxon) p 0.001* (Wilcoxon) Desligada p 0.001* (Wilcoxon) p 0.001* (Wilcoxon) Tabela 4 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística ( p ) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre condições de iluminação ambiental obtidas pelo teste de Wilcoxon. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. Coordenadas cromáticas CIE Monitores Condição de iluminação ambiental a* b* 3 Ligada e Desligada p 0.001* (Wilcoxon) p 0.001* (Wilcoxon) 4 p 0.020* (Wilcoxon) p 0.001* (Wilcoxon) A Figura 47 mostra que para o estímulo disco (estímulo uniforme) os dados correspondentes ao monitor 3 e 4 sob condição de iluminação ambiental ligada e o monitor 4 sob condição de iluminação ambiental desligada estão localizados no quadrante inferior direito (coordenada cromática a* positiva e b* negativa). Apenas o monitor 3 em condição de iluminação ambiental desligada está localizado no quadrante inferior esquerdo (coordenada a* e b* negativa). Os monitores 3 e 4 sob condição de iluminação ambiental ligada e o monitor 4 sob condição de iluminação ambiental desligada apresentam uma localização mais aglomerada, tendo estes em comum valores positivos de a* relativamente próximos. Para as coordenadas cromáticas a* e b* o monitor 3 apresenta um maior afastamento entre as condições de iluminação ambiental ligada e desligada em comparação com o monitor 4. Os resultados aqui apresentados mostram que existem diferenças significativas, tanto na coordenada a* como na b* , na seleção do ponto acromático entre a troca de monitores para a mesma condição de iluminação ambiental e entre as trocas de condições de iluminação ambiental para o mesmo monitor.
83 Tal facto pode ser verificado através da análise estatística presente na Tabela 3 que indica que existe diferença significativa ( p 0,050, Wilcoxon) tanto para a* como para b* na troca de monitores e na Tabela 4 que indica que existe diferença significativa ( p 0,050, Wilcoxon) tanto para a* como para b* na troca de condições de iluminação ambiental. Essas diferenças podem ser constatadas na Figura 47 através das distâncias acromáticas associadas à diferença da troca de condições de iluminação ambiental e à troca de monitores, dado este efeito, denota-se ainda que existe uma maior distância para a troca das condições de iluminação ambiental do que para a troca de monitores, o que sugere que, aparentemente, a troca de condições de iluminação ambiental apresenta uma influência superior. Estas diferenças podem ser devidas ao facto de os monitores serem diferentes na reprodução de cor, isto é, por um ser calibrado e outro não e pela diferente montagem ambiental (ver capítulo 4.6). Estímulos complexos – Face, Lego e Banana 6.2 Estímulo face normal: O gráfico da Figura 48 representa a média de CIE( a* , b* ) para cada monitor (monitor 3 representado a verde e monitor 4 representado a vermelho) (Ver terceiro paragrafo do subcapítulo 4.3) em cada condição de iluminação ambiental (ligada – ponto -- e desligada -- triângulo) para o estímulo face normal considerando todos os 30 observadores. As linhas indicam o desvio padrão associado à média. Nota: Informações sobre a identificação dos monitores estão presentes no terceiro paragrafo do subcapítulo 4.3.
84 Figura 48 Diagrama cromático CIE( a* , b* ) com o valor da média para o monitor 3 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo face normal considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. Na Tabela 5 e Tabela 6 estão representados os valores do parâmetro de significância estatística ( p ) para valores das coordenadas cromáticas a* e b* obtidos pela análise estatística. Os valores de p obtidos correspondem ao resultado do teste estatístico de Wilcoxon e Teste-t pareado. A Tabela 5 mostra os resultados do teste estatístico de Wilcoxon e Teste-t para as diferenças entre as trocas de monitores 3 e 4 e a Tabela 6 para as trocas das condições de iluminação ambiental. Valores inferiores a 0.05 indicam significância estatística, indicando que as condições são diferentes.
91 Tabela 9 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística ( p ) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre os monitores 3 e 4 obtidas pelo teste de Wilcoxon. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. Coordenadas cromáticas CIE Monitores Condição de iluminação ambiental a* b* 3 e 4 Ligada p 0.001* (Wilcoxon) p 0.119 (Wilcoxon) Desligada p 0.001* (Wilcoxon) p 0.069 (Wilcoxon) Tabela 10 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística ( p ) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre condições de iluminação ambiental obtidas pelo teste de Wilcoxon e Teste-t pareado. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. Coordenadas cromáticas CIE Monitores Condição de iluminação ambiental a* b* 3 Ligada e Desligada p 0.001* (Wilcoxon) p 0.096 (Wilcoxon) 4 p 0.707 (Teste-t) p 0.188 (Teste-t) A Figura 50 mostra que para o estímulo lego normal (estímulo artificial) os dados correspondentes ao monitor 3 e 4 sob condição de iluminação ambiental ligada e o monitor 4 sob condição de iluminação ambiental desligada estão localizados no quadrante inferior direito (coordenada cromática a* positiva e b* negativa). Apenas o monitor 3 em condição de iluminação ambiental desligada está localizado no quadrante inferior esquerdo (coordenada a* e b* negativa). Os mesmos monitores para diferentes condições de iluminação ambiental apresentam localizações relativamente aglomeradas, tendo estes em comum valores de a* e b* próximos, este efeito é mais evidente para o monitor 4. E monitores diferentes para a mesma condição de iluminação ambiental apresentam localizações relativamente distantes. Os resultados aqui apresentados mostram que existem diferenças significativas, para a coordenada a* na seleção do ponto acromático entre a troca de monitores para a mesma condição de iluminação ambiental ligada e desligada e entre trocas de condições de iluminação ambiental para o mesmo monitor existem diferenças apenas em a* para o monitor 3. Tal facto pode ser verificado através da análise estatística presente na Tabela 9 que indica que existe diferença significativa ( p 0,050, Wilcoxon) para a* na troca de monitores e na Tabela 10 que indica que existe diferença significativa
92 ( p 0,050, Wilcoxon) para a* na troca de condição de iluminação ambiental para o monitor 3. Essas diferenças podem ser constatadas na Figura 50 através das distâncias acromáticas associadas à diferença da troca de condições de iluminação ambiental e à troca de monitores, dado este efeito, denota-se ainda que existe uma menor distância para a troca de condição de iluminação ambiental no mesmo monitor e maior para a troca de monitores na mesma condição de iluminação ambiental. Estímulo lego eidolon: O gráfico da Figura 51 representa a média de CIE( a* , b* ) para cada monitor (monitor 3 representado a verde e monitor 4 representado a vermelho) (Ver terceiro paragrafo do subcapítulo 4.3) em cada condição de iluminação ambiental (ligada – ponto -- e desligada -- triângulo) para o estímulo lego eidolon (eidolon – neste caso eidolon é uma condição de teste, uma vez que as duas condições não utilizam exatamente o mesmo estímulo) considerando todos os 30 observadores. As linhas indicam o desvio padrão associado à média. Nota: Informações sobre a identificação dos monitores estão presentes no terceiro paragrafo do subcapítulo 4.3.
93 Figura 51 Diagrama cromático CIE( a* , b* ) com o valor da média para o monitor 3 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo lego eidolon considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. Na Tabela 11 e Tabela 12 estão representados os valores do parâmetro de significância estatística ( p ) para valores das coordenadas cromáticas a* e b* obtidos pela análise estatística. Os valores de p obtidos correspondem ao resultado do teste estatístico de Wilcoxon. A Tabela 11 mostra os resultados do teste estatístico de Wilcoxon para as diferenças entre as trocas de monitores 3 e 4 e a Tabela 12 para as trocas das condições de iluminação ambiental. Valores inferiores a 0.05 indicam significância estatística, indicando que as condições são diferentes.
94 Tabela 11 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística ( p ) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre os monitores 3 e 4 obtidas pelo teste de Wilcoxon. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. Coordenadas cromáticas CIE Monitores Condição de iluminação ambiental a* b* 3 e 4 Ligada p 0.001* (Wilcoxon) p 0.002* (Wilcoxon) Desligada p 0.001* (Wilcoxon) p 0.015* (Wilcoxon) Tabela 12 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística ( p ) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre condições de iluminação ambiental obtidas pelo teste de Wilcoxon. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. Coordenadas cromáticas CIE Monitores Condição de iluminação ambiental a* b* 3 Ligada e Desligada p 0.014* (Wilcoxon) p 0.006* (Wilcoxon) 4 p 0.427 (Wilcoxon) p 0.001* (Wilcoxon) A Figura 51 mostra que para o estímulo lego eidolon (estímulo amorfo) os dados correspondentes ao monitor 3 e 4 sob condição de iluminação ambiental ligada e o monitor 4 sob condição de iluminação ambiental desligada estão localizados no quadrante inferior direito (coordenada cromática a* positiva e b* negativa). Apenas o monitor 3 em condição de iluminação ambiental desligada está localizado no quadrante inferior esquerdo (coordenada a* e b* negativa). Os mesmos monitores para diferentes condições de iluminação ambiental apresentam localizações relativamente aglomeradas, tendo estes em comum valores de a* e b* próximos. E monitores diferentes para a mesma condição de iluminação ambiental apresentam localizações relativamente distantes. Os resultados aqui apresentados mostram que existem diferenças significativas, tanto na coordenada a* como na b* , na seleção do ponto acromático entre a troca de monitores para a mesma condição de iluminação ambiental e entre trocas de condições de iluminação ambiental para o mesmo monitor à exceção do monitor 4 em valores de a* . Tal facto pode ser verificado através da análise estatística presente na Tabela 11 que indica que existe diferença significativa ( p 0,050, Wilcoxon) para a troca de monitores e na Tabela 12 que indica que existe diferença significativa ( p 0,050, Wilcoxon) na troca de condição de iluminação ambiental expeto em a* no monitor 4. Essas diferenças podem ser
95 constatadas na Figura 51 através das distâncias acromáticas associadas à diferença da troca de condições de iluminação ambiental e à troca de monitores, dado este efeito, denota-se ainda que existe uma menor distância para a troca de condição de iluminação ambiental no mesmo monitor e maior para a troca de monitores na mesma condição de iluminação ambiental. Estímulo banana normal: O gráfico da Figura 52 representa a média de CIE( a* , b* ) para cada monitor (monitor 3 representado a verde e monitor 4 representado a vermelho) (Ver terceiro paragrafo do subcapítulo 4.3) em cada condição de iluminação ambiental (ligada – ponto -- e desligada -- triângulo) para o estímulo banana normal considerando todos os 30 observadores. As linhas indicam o desvio padrão associado à média. Nota: Informações sobre a identificação dos monitores estão presentes no terceiro paragrafo do subcapítulo 4.3.
96 Figura 52 Diagrama cromático CIE( a* , b* ) com o valor da média para o monitor 3 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo banana normal considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. Na Tabela 13 e Tabela 14 estão representados os valores do parâmetro de significância estatística ( p ) para valores das coordenadas cromáticas a* e b* obtidos pela análise estatística. Os valores de p obtidos correspondem ao resultado do teste estatístico de Wilcoxon e Teste-t pareado. A Tabela 13 mostra os resultados do teste estatístico de Wilcoxon e Teste-t para as diferenças entre as trocas de monitores 3 e 4 e a Tabela 14 para as trocas das condições de iluminação ambiental. Valores inferiores a 0.05 indicam significância estatística, indicando que as condições são diferentes.
97 Tabela 13 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística ( p ) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre os monitores 3 e 4 obtidas pelo teste de Wilcoxon e Teste-t pareado. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. Coordenadas cromáticas CIE Monitores Condição de iluminação ambiental a* b* 3 e 4 Ligada p 0.004* (Teste-t) p 0.002* (Teste-t) Desligada p 0.001* (Wilcoxon) p 0.063 (Wilcoxon) Tabela 14 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística ( p ) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre condições de iluminação ambiental obtidas pelo teste de Wilcoxon e Teste-t pareado. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. Coordenadas cromáticas CIE Monitores Condição de iluminação ambiental a* b* 3 Ligada e Desligada p 0.016* (Wilcoxon) p 0.070 (Wilcoxon) 4 p 0.890 (Teste-t) p 0.001* (Teste-t) A Figura 52 mostra que para o estímulo banana normal (estímulo familiar) os dados correspondentes ao monitor 4 sob condição de iluminação ambiental ligada e desligada estão localizados no quadrante inferior direito (coordenada cromática a* positiva e b* negativa). O monitor 3 em condição de iluminação ambiental ligada e desligada estão localizados no quadrante inferior esquerdo (coordenada a* e b* negativa). Os mesmos monitores para diferentes condições de iluminação ambiental apresentam localizações relativamente aglomeradas, tendo estes em comum valores de a* e b* próximos. E monitores diferentes para a mesma condição de iluminação ambiental apresentam localizações relativamente distantes. Os resultados aqui apresentados mostram que existem diferenças significativas, tanto na coordenada a* como na b* , na seleção do ponto acromático entre a troca de monitores para a condição de iluminação ambiental ligada e apenas em a* para condição de iluminação ambiental desligada. E entre trocas de condições de iluminação ambiental para o mesmo monitor existem diferenças apenas em a* para o monitor 3 e em b* para o monitor 4. Tal facto pode ser verificado através da análise estatística presente na Tabela 13 que indica que existe diferença significativa ( p 0,050, Teste-t) tanto para a* como para b* na troca de monitores em condição de iluminação ambiental ligada e para a* ( p 0,050, Wilcoxon) em condição de iluminação ambiental desligada. A Tabela 14 indica que existe diferença
98 significativa ( p 0,050, Wilcoxon) para a* na troca de condição de iluminação ambiental para o monitor 3 e para b* ( p 0,050, Teste-t) para o monitor 4. Essas diferenças podem ser constatadas na Figura 52 através das distâncias acromáticas associadas à diferença da troca de condições de iluminação ambiental e à troca de monitores, dado este efeito, denota-se ainda que existe uma menor distância para a troca de condição de iluminação ambiental no mesmo monitor e maior para a troca de monitores na mesma condição de iluminação ambiental. Estímulo banana eidolon: O gráfico da Figura 53 representa a média de CIE( a* , b* ) para cada monitor (monitor 3 representado a verde e monitor 4 representado a vermelho) (Ver terceiro paragrafo do subcapítulo 4.3) em cada condição de iluminação ambiental (ligada – ponto -- e desligada -- triângulo) para o estímulo banana eidolon (eidolon – neste caso eidolon é uma condição de teste, uma vez que as duas condições não utilizam exatamente o mesmo estímulo) considerando todos os 30 observadores. As linhas indicam o desvio padrão associado à média. Nota: Informações sobre a identificação dos monitores estão presentes no terceiro paragrafo do subcapítulo 4.3.
99 Figura 53 Diagrama cromático CIE( a* , b* ) com o valor da média para o monitor 3 (representado a verde) e 4 (representado a vermelho) com luz ligada (representada pelo ponto) e desligada (representada pelo triângulo) para o estímulo banana eidolon considerando as respostas de todos os observadores (30 observadores). As barras indicam o desvio padrão associado à média. Na Tabela 15 e Tabela 16 estão representados os valores do parâmetro de significância estatística ( p ) para valores das coordenadas cromáticas a* e b* obtidos pela análise estatística. Os valores de p obtidos correspondem ao resultado do teste estatístico de Wilcoxon e Teste-t pareado. A Tabela 15 mostra os resultados do teste estatístico de Wilcoxon para as diferenças entre as trocas de monitores 3 e 4 e a Tabela 16 mostra os resultados do teste estatístico de Wilcoxon e Teste-t para as trocas das condições de iluminação ambiental. Valores inferiores a 0.05 indicam significância estatística, indicando que as condições são diferentes.
100 Tabela 15 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística ( p ) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre os monitores 3 e 4 obtidas pelo teste de Wilcoxon. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. Coordenadas cromáticas CIE Monitores Condição de iluminação ambiental a* b* 3 e 4 Ligada p 0.001* (Wilcoxon) p 0.001* (Wilcoxon) Desligada p 0.001* (Wilcoxon) p 0.004* (Wilcoxon) Tabela 16 A tabela representa os valores do parâmetro de significância estatística ( p ) para as coordenadas cromáticas a* e b* através de comparações pareadas entre condições de iluminação ambiental obtidas pelo teste de Wilcoxon e Teste-t pareado. O * e o realce a negrito indicam as combinações que são estatisticamente significativas, indicando diferenças entre as condições. Coordenadas cromáticas CIE Monitores Condição de iluminação ambiental a* b* 3 Ligada e Desligada p 0.189 (Teste-t) p 0.073 (Teste-t) 4 p 0.375 (Wilcoxon) p 0.001* (Wilcoxon) A Figura 53 mostra que para o estímulo banana eidolon (estímulo amorfo) os dados correspondentes ao monitor 3 e 4 sob condição de iluminação ambiental ligada e o monitor 4 sob condição de iluminação ambiental desligada estão localizados no quadrante inferior direito (coordenada cromática a* positiva e b* negativa). Apenas o monitor 3 em condição de iluminação ambiental desligada está localizado no quadrante inferior esquerdo (coordenada a* e b* negativa). Os mesmos monitores para diferentes condições de iluminação ambiental apresentam localizações relativamente aglomeradas, tendo estes em comum valores de a* e b* próximos. E monitores diferentes para a mesma condição de iluminação ambiental apresentam localizações relativamente distantes. Os resultados aqui apresentados mostram que existem diferenças significativas, tanto na coordenada a* como na b* , na seleção do ponto acromático entre a troca de monitores para a mesma condição de iluminação ambiental e entre trocas de condições de iluminação ambiental para o mesmo monitor existem diferenças apenas em b* para o monitor 4. Tal facto pode ser verificado através da análise estatística presente na Tabela 15 que indica que existe diferença significativa ( p 0,050, Wilcoxon) tanto para a* como para b* na troca de monitores e na Tabela 16 que indica que existe diferença significativa ( p 0,050, Wilcoxon) para b* na troca de condição de iluminação ambiental para o monitor 4. Essas diferenças podem ser constatadas na Figura 53 através das distâncias acromáticas associadas à diferença da troca de condições de iluminação ambiental e à troca de monitores, dado
107 8. CONCLUSÃO Existem diferenças significativas para todos os estímulos na troca de condições de iluminação ambiental quando o mesmo monitor é utilizado e na troca de monitores quando a mesma condição de iluminação ambiental é utilizada, ou seja, sem que haja alteração simultânea das duas condições de observação. Parece existir uma maior influência para a troca de condições de iluminação ambiental e não tanto para a troca de monitores. Não há diferenças nas categorias de estímulos. Ou seja, os estímulos normais ou eidolons não influenciam a resposta ao ponto acromático. Desta forma, quando comparado com o disco, a complexidade espacial (forma) do estímulo não altera a resposta ao ponto acromático.
108 9. TRABALHO FUTURO Futuramente, com o objetivo em complementar as conclusões obtidas neste estudo, seria proveitoso realizar a mesma experiência, porém incluir diferentes iluminações com padrões espetrais diferentes e, inclusive filtros coloridos. Adicionalmente seria também interessante, não só, perceber qual o efeito do modo “Night Shift” dos monitores como também utilizar várias gamas de smartphones ou até monitores de várias dimensões. Estas particularidades iriam ajudar a perceber se influenciam a procura pelo ponto acromático e consequente perceção da cor por atributos físicos. Para estudar a influência da perceção da cor ao nível psicofísico, seria igualmente interessante replicar esta experiência acrescentando estímulos faciais, por exemplo, com diferentes expressões, etnias e sexos. Acrescentar também, estímulos em cenários complexos. Por último, seria igualmente promissor expandir o número amostral possibilitando não só uma maior diversidade cultural como também para verificar a existência de uma sistematização de resultados.
109 10. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. Mao X, Zheng X, Wang R, Cheng H, Chen Y. Variation of LED Display Color Affected by Chromaticity and Luminance of LED Display Primary Colors. Puszynski K, editor. Mathematical Problems in Engineering. 27 de setembro de 2020;2020:1–14. 2. Kirchner E, van der Lans I, Perales E, Martínez-Verdú F. Improving color reproduction accuracy of an OLED-based mobile display. Color Res Appl. fevereiro de 2018;43(1):34–46. 3. Hansen T, Giesel M, Gegenfurtner KR. Chromatic discrimination of natural objects. Journal of Vision. 4 de janeiro de 2008;8(1):2. 4. Snell RS, Lemp MA. Clinical anatomy of the eye. Cambridge, MA: Blackwell Scientific Publications; 1989. 364 p. 5. Malhotra A, Minja FJ, Crum A, Burrowes D. Ocular Anatomy and Cross-Sectional Imaging of the Eye. Seminars in Ultrasound, CT and MRI. fevereiro de 2011;32(1):2–13. 6. Schwartz SH, Baker&Taylor AXIS360. Visual perception: a clinical orientation [Internet]. 2015 [citado 6 de abril de 2022]. Disponível em: http://qut.axis360.bakertaylor.com/Title?itemid=0014577120 7. Marieb EN, Hoehn K. Human anatomy & physiology. 9th ed. Boston: Pearson; 2013. 1107 p. 8. Gollisch T, Meister M. Eye Smarter than Scientists Believed: Neural Computations in Circuits of the Retina. Neuron. janeiro de 2010;65(2):150–64. 9. Curcio CA, Sloan KR, Kalina RE, Hendrickson AE. Human photoreceptor topography. J Comp Neurol. 22 de fevereiro de 1990;292(4):497–523. 10. Goldstein E. B. Sensation and Perception. Em: 8th ed. Cengage Learning; 2010. 11. Solomon SG, Lennie P. The machinery of colour vision. Nat Rev Neurosci. abril de 2007;8(4):276–86. 12. Kennedy B, Malicki J. What drives cell morphogenesis: A look inside the vertebrate photoreceptor. Dev Dyn. setembro de 2009;238(9):2115–38.
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