La pantalla de tu móvil solo tiene tres colores

Fronteras

De las pantallas de plasma al OLED, la tecnología se adapta a nuestra visión.

Es posible que tu primer móvil fuese el Alcatel One Touch Easy -también conocido como el ‘one tochazo’- uno de los que encabezó las listas de ventas desde 1997 hasta 2000, cuando fue desbancado por el indestructible Nokia 3310. Sus diseños guardan más parecido con una calculadora que con un móvil actual: carcasa de colores y una minúscula pantalla rectangular LCD monocroma.

Actualmente, las pantallas de nuestros móviles, ordenadores y televisores, ya sea a través de LCD o sistemas de plasma, nos permiten ver en color. Si pusiésemos la pantalla de nuestro móvil en blanco y la observásemos ampliada a través de una lente o un microscopio, veríamos lo siguiente:

Cada uno de esos grupos rojo-verde-azul es un píxel. La manera de organizarlos en la pantalla varía entre los dispositivos. Se suelen organizar en líneas verticales, aunque algunas pantallas los organizan en triángulos o diagonales con el fin de optimizar la sensación de movimiento.

En el caso de una pantalla de plasma, ésta está formada por dos cristales que encierran gases (neón y xenón). Entre estos dos cristales hay unas celdas (píxeles) con 3 compartimentos (uno por cada color) que contienen una sustancia fosforescente distinta que reacciona generando luz en alguno de los 3 colores (rojo, azul y verde).

Esquema de una pantalla de plasma.

Al aplicar electricidad al gas, éste se transforma en plasma y, a su vez, el plasma provoca que la sustancia fosforescente reaccione y genere luz, iluminando así cada píxel de la pantalla.

Cuando se dejan imágenes estáticas mucho tiempo se llega a perder color en ciertas zonas de la pantalla, ya que se va gastando el material fosforescente. Esta tecnología nunca llegó a utilizarse en teléfonos móviles por dos razones: el tamaño mínimo de las pantallas de plasma es 42 pulgadas y el consumo es tan elevado que sería imposible fabricar una batería ligera que le diese suficiente autonomía.

La tecnología LCD se apoya en una fuente de iluminación que, desde atrás, proyecta luz sobre una pantalla formada por píxeles (cada píxel, a su vez, lleva los 3 colores básicos).

Esta luz pasa por unos filtros polarizados y por unos filtros de color que la tiñen de rojo, verde o azul. Esta luz coloreada pasa por otro filtro polarizado para dejar pasar la luz que finalmente se proyecta sobre la pantalla.

Esquema de pantalla LCD.

Durante un tiempo se libró una batalla mercantil entre la tecnología LCD y el plasma. La gran ventaja del plasma es que ofrecía negros más intensos que el LCD.

Finalmente, la tecnología LCD triunfó, y uno de los motivos es que ofrecía una mayor vida útil que las pantallas de plasma y, además, un consumo energético mucho menor (consumían hasta un 30% menos y emitiendo mucho menos calor), sobre todo cuando la iluminación de estas pantallas LCD comenzó a hacerse con tecnología LED (diodo emisor de luz). El LED puso fin a la guerra contra el plasma y terminó casi expulsando del mercado a esta tecnología.

Sin embargo, la última revolución que estamos viviendo es, sin duda alguna, la de la tecnología OLED. Más allá del 3D y el 4K, la gran revolución está en la calidad de la imagen y, sobre todo, en lo realista de los colores. Si en el paso de LCD a LED el cambio estaba en el uso de iluminación trasera LED, ahora el gran salto se produce en eliminar la iluminación trasera.

El OLED es un diodo orgánico que genera luz por sí mismo, es decir, que está formado por píxeles que se iluminan de manera autónoma.

Sea cual sea la tecnología de nuestro dispositivo, todos ellos se basan en tres colores. ¿Cómo es posible que veamos muchísimos más?

La respuesta empieza por el método de obtención de colores de la luz: la síntesis aditiva del color. Los colores rojo, verde y azul son los denominados colores primarios luz, ya que a partir de su mezcla podemos obtener cualquier otro color. Si tenemos tres fuentes de luz, de los colores rojo, verde y azul, y las superponemos, observaremos luz blanca. Si superponemos luz roja y luz verde, observaremos luz amarilla; si superponemos verde y azul, observaremos luz cian; si superponemos luz roja y luz azul, observaremos luz magenta.

Síntesis aditiva del color.

A esta forma de componer colores en las pantallas de nuestros dispositivos se le llama modelo RGB, por las siglas en inglés de rojo, verde y azul.

Para indicar con qué proporción mezclamos cada color, se asigna un valor a cada uno de los colores primarios, de manera que el valor 0 significa que no interviene en la mezcla y, a medida que ese valor aumenta, se entiende que aporta más intensidad a la mezcla. Aunque el intervalo de valores podría ser cualquiera, es frecuente que la intensidad de cada una de las componentes se mida según una escala que va del 0 al 255. La mayor parte de los dispositivos trabajan de esta manera con lo cual pueden representar aproximadamente 16,6 millones de colores distintos. El color blanco se forma con los tres colores primarios a su máximo nivel (255,255,255). La ausencia de color —lo que conocemos como color negro— se obtiene cuando las tres componentes son 0 (0,0,0).

Según la intensidad de cada parte del pixel, se forma una sensación de color diferente.

El modelo de color RGB no define por sí mismo lo que significa exactamente rojo, verde o azul, por lo que los mismos valores RGB pueden mostrar colores notablemente distintos en diferentes dispositivos que usen este modelo. Aunque utilicen un mismo modelo de color, sus espacios de color pueden variar considerablemente, por eso hay tanta diferencia entre el realismo de colores que ofrece un dispositivo y otro (incluso asumiendo que estos estuviesen perfectamente calibrados por el usuario).

Una de las cosas que resultan más interesantes de este modelo RGB es la razón última por la que es un modelo tan eficaz. Esa razón está en nuestros ojos.

Resulta que el modelo RGB está diseñado a semejanza de nuestros ojos. Aunque parezca contraintuitivo, también están limitados a tres colores, es decir, a efectos prácticos los receptores de nuestros ojos también se comportan como píxeles del modelo RGB.

Los ojos tienen sus propios sensores de luz, los bastones y los conos. Los bastones contienen rodopsina y son los responsables de la visión en condiciones de baja luminosidad, presentando un pico de mayor sensibilidad hacia la longitud de onda de 500 nm (luz verde azulada), se saturan en condiciones de mucha luminosidad y no detectan los colores.

Los conos contienen tres tipos diferentes de pigmentos visuales y son los responsables de la visión en color. Cada pigmento visual está formado por una proteína llamada yodopsina y una molécula derivada de la vitamina A, el retinal, que puede adoptar dos formas diferentes que denominamos cis y trans.

Los tres tipos de pigmentos visuales de los conos son: la eritropsina, con mayor sensibilidad para las longitudes de onda largas (luz roja); la cloropsina, que es sensible a las longitudes de onda media (luz verde); y la cianopsina, con mayor sensibilidad a las longitudes de onda cortas (luz azul). Es decir, nuestros ojos son sensibles a los colores del modelo RGB.

La respuesta al color azul es una veinteava parte de la respuesta a los otros dos colores. Este hecho lo aprovechan algunos sistemas de codificación de imagen reduciendo información de la componente azul, ya que el ser humano no percibe esta pérdida.

Que un pigmento visual sea sensible a una longitud de onda quiere decir que cuando la luz de determinado color impacta con el pigmento se produce un cambio en su forma. Este cambio lo sufre el retinal, que pasa de su forma cis a su forma trans. Es como si el impacto de la luz le provocase un cambio de postura. Este cambio de postura es enviado como señal por el nervio óptico hacia el cerebro, quien sí lo interpreta como color.

Nuestra mente es la que ve el rosa, el amarillo, el cian y toda la inmensidad de colores que conocemos, a pesar de que la señal que recibimos y emitimos esté limitada a tres. El color es biológico, es un lugar de encuentro de nuestra mente con el resto del universo.

La ciencia del color debe ser considerada, en esencia, como una ciencia de la mente.
James Clerk Maxwell

Fuentes:

Fundamentos de fisiología. E. Martín Cuenca. Ed. Thomson, 2006.

El ojo desnudo. Antonio Martínez Ron. Ed. Crítica, 2016.

Todo es cuestión de química. Deborah García Bello. Ed. Paidós, 2016.

Especial de Xataka: Inventando el OLED. 2016.

Agradecimientos: Agradezco a Manuel Muñoz Iglesias, apasionado de la tecnología audiovisual, su ayuda en la investigación y revisión de este artículo.

Sobre la autora: Déborah García Bello es química y divulgadora científica

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