El uso del color en los videojuegos

Colores estructurales

Un tercer tipo de percepción del color no se debe a la acción de las ondas luminosas directamente sobre la retina o a la mezcla de ellas por el sistema perceptivo. Los colores estructurales son aquellos que se producen por la interacción de las longitudes de onda con la materia que las emite. Los colores estructurales se producen cuando la estructura física del objeto interfiere en la emisión de los colores, creando efectos que los colores por sí mismos no pueden crear. Es el caso de los colores de las pompas de jabón, de las manchas de aceite, de los DVD, y también de las alas de pájaros, mariposas y escarabajos, de perlas y ópalos, de terciopelos y otras telas irisadas.

Estos efectos, conocidos como irisación o tornasolado, se producen dada la naturaleza ondulatoria de la luz. Estos efectos fueron estudiados por Young y Fresnel a principios del siglo XX. Las diferentes ondas, al chocar unas con otras dada la estructura física irregular del objeto que las emite, interfieren unas con otras mezclando sus crestas con sus valles. Cuando las crestas de dos ondas coinciden, se produce una interferencia constructiva, se suman y crean un nuevo color. Cuando los valles de dos ondas coinciden, se restan, creando una interferencia destructiva, anulándose. Así, cuando se crea una finísima capa de aire o líquido entre agua y aceite, entre capas de agua jabonosa, o entre dos cristales que están muy juntos, se producen estas interferencias, creando estos efectos irisados.

Simular esto en una imagen creada por ordenador es muy difícil, si no imposible. Por ello no es un efecto que se vea en videojuegos. Al menos en los clásicos. Son los modernos motores de render y las potentes tarjetas gráficas actuales las que están posibilitando la inclusión de estos efectos.

Color real y óptico

Se llama color real al color verdadero, aquel que es emitido por un objeto. El color óptico, por el contrario, es el color que percibe el cerebro, generalmente influido por todos los colores que tiene alrededor. La percepción de un color real es pues casi imposible, ya que en el campo visual existen multitud de colores al mismo tiempo y el ojo no tiene la capacidad de pararse sobre uno, sino que salta continuamente de un lado a otro. Los pintores clásicos, para cerciorarse de que pintaban con el color que querían, miraban por un tubo estrecho pintado de negro por dentro, de forma que se aseguraban de no verse influidos por el entorno. Dentro del color óptico, se encuentran diferentes categorías:

Contraste sucesivo. Es el que se produce cuando se mira un color durante un tiempo y después se mira un espacio en blanco. Por la saturación de la rodopsina de ese tono, el cerebro percibirá que se está visualizando su complementario. (ver ejemplo en la página 32)

Contraste simultáneo. Se produce cuando se visualiza un color dentro de un contexto. Un mismo color, rodeado de dos diferentes, se percibirá como dos diferentes.

Los dos rectángulos centrales tienen el mismo color. Sin embargo, el de la izquierda parece más luminoso que el de la derecha, ya que están influidos por el color que tienen alrededor

Efectos de la luz

Las ondas luminosas pueden presentar otros efectos muy comunes en la naturaleza, pero no por ello menos sorprendentes. Se pueden destacar:

Fluorescencia. La fluorescencia se produce cuando las radiaciones ultravioletas o infrarrojas son devueltas al espectro visible. Es decir, cuando se ilumina con una luz ultravioleta una superficie que contiene partículas de flúor (el detergente de la ropa o la pasta dentífrica contienen flúor que dejan en ropa o dientes al usarse).

Fosforescencia. Se produce cuando las ondas electromagnéticas excitan los átomos de la materia con propiedades fosforescentes, excitando a los electrones de los átomos que cambian de órbita, produciendo energía que se traduce en luz. En otras materias no se produce este cambio o los electrones vuelven en milésimas de segundo a su estado original (como en los materiales fluorescentes), pero en este caso pasan a un estado metaestable, es decir, pasan un tiempo indeterminado (depende de la materia) excitados, produciendo luz, hasta que vuelven a su estado original.

Reflexión catóptrica. Se produce cuando la superficie contiene unas microesferas que devuelven la luz en la misma dirección en que ha sido emitida. Es el efecto que se observa en los ojos de algunos animales o en las señales de tráfico.

La simulación de estos efectos en tiempo real es extremadamente compleja a día de hoy, por lo que se han de simular. Ser conscientes de cómo funcionan estos efectos puede ayudar a realizar una mejor simulación y, por tanto, se puede dotar a la escena de un mayor realismo.

1.3 Características

Tono

El tono es un atributo del color que define el color en sí mismo. Se le llama tono al color que procesa la retina tras rebotar en un objeto dado. El tono es lo que se nombra como rojo, verde, amarillo, etc. Generalmente se usa la palabra color como sinónimo de tono.

El tono es un atributo de cromaticidad, ya que variando este parámetro, cambia el color que se percibe.

El tono se suele representar sobre un círculo, ya que la variación que se produce entre cada uno de ellos es cíclica. Así, para definir un tono concreto se puede usar un número de ángulo. Los programas de Adobe le asignan al rojo puro el ángulo 0°, así como el 360°. Al resto de colores le asigna un número de ángulo diferente. Aunque esta distribución es arbitraria, será la que se use en este libro para simplificar la terminología.

Representación en línea recta del círculo cromático

Este es el círculo cromático, representado en una barra. En los extremos se encuentra el tono rojo que corresponde al ángulo 0° (abajo) y al 360° (arriba). El ángulo 180°, marcado en el centro, corresponde al cian.

Sin embargo, hay que tener en cuenta que esta distribución, repartida en el círculo cromático, también de Adobe, queda como en la imagen inferior.

Es decir, no hay correspondencia entre la distribución de la barra recta, donde los colores están representados de forma aparentemente equidistante y la distribución en el círculo, que corresponde a una distribución de su perfil de color AdobeRGB.

Círculo cromático de Adobe.

Copyright Adobe

Reparto de los diferentes colores en el círculo cromático

Brillo, luminosidad, claridad

El brillo, luminosidad o claridad (se usarán estos términos como sinónimos) de un color define lo cerca o lo lejos que se encuentra del blanco o del negro. Un color, para una cantidad de color dada (para una saturación dada) puede tener una cantidad de blanco o de negro que haga que parezca luminoso o apagado. Los extremos son el blanco y el negro. Cualquier color con una máxima cantidad de luz será completamente blanco y con la mínima cantidad de luz será negro. Así pues, el blanco y el negro no se pueden considerar colores, ya que representan la total presencia de la luz o su total ausencia. En cualquiera de los casos, sus componentes rojo, verde y azul se encuentran en igual cantidad, no pudiendo hablar de ningún color en concreto. Hablar de color blanco o color negro es un error muy común que hay que evitar.

El brillo no es un atributo de cromaticidad, ya que variando este parámetro, no cambia el color que se percibe, solo cambia lo claro o lo oscuro que es.

Luminosidad alta

Cuando los colores tienen un componente de blanco alto, la sensación que producen es que están bien iluminados. En escenas de día o interiores bien iluminados, los colores tenderán a estar más cerca de los blancos que de los negros.

Luz directa o dura

Cuando una fuente luminosa (el sol, una lámpara, etc.) ilumina directamente una escena, esta tendrá bordes bien definidos, colores saturados, colmado de contrastes marcados. Dará la sensación de que el aire está limpio, ya sea un exterior o un interior.

Un caso especial sería la luz rasante de un amanecer o un atardecer, o de una fuente luminosa que estuviera a ras del suelo. En este caso, los contrastes serían aún más exagerados, la escena estaría muy iluminada y, sin embargo, habría muchos tonos oscuros.

Representación de luminosidad alta con luz directa o dura

Luz indirecta o blanda

Cuando está nublado, o cuando usamos una mampara para cubrir una bombilla, la luz se vuelve difusa. La escena entonces tendrá bordes poco definidos, colores menos saturados, contrastes muy suaves que casi habría que llamar armonías. Las sombras son difusas. La sensación en estas escenas es que la atmósfera no está limpia, incluso que hay niebla o humo.

Representación de luminosidad alta con luz indirecta o blanda

Luminosidad baja

Las escenas con luminosidad baja son aquellas que representan escenas nocturnas o interiores poco iluminados. En estos casos, los colores estarán más cerca de los negros.

Representación de luminosidad baja con luz directa o dura

Luz directa o dura

Aun habiendo poca luz, los contrastes pueden estar bien definidos. En una escena nocturna con el aire limpio, se podrán encontrar objetos definidos, aunque tengan poco volumen dado que el número de tonos diferentes será mucho menor que en una escena bien iluminada. La luz de la luna en alguno de sus cuartos o la luz rebotada de una lámpara, permitirán ver poco detalle, pero aun así los contornos estarán algo marcados.

Luz indirecta o blanda

Si además de haber poca luz, esta es difusa, como la que veríamos en una escena de niebla o con el aire enrarecido, los objetos perderán todo su contorno. La poca luz se fundirá con los bordes de los objetos, dando un aspecto fantasmal. Se tendrán más matices que con la luz dura, pero aun así será complicado percibir bien el volumen.

Las escalas de luminosidad pueden ser de cuatro tipos:

Una escala de color que fuese del blanco al negro se consigue al moverse en el cuadro de matices del color desde la esquina superior izquierda por la diagonal, hacia la derecha. Así, a la vez que se disminuye la luminosidad, se aumenta la saturación. De otro modo, se obtendría una escala de grises, sin ningún color.

En el caso de estar interesados en no tocar el nivel de brillo, se obtendría una escala de color altamente luminosa a la cual habría que bajar la saturación. De este modo se pasaría de un color saturado, en la esquina superior derecha, hasta el blanco en la esquina superior izquierda.

Para tener una escala de un color cualquiera hasta el negro, se produce el caso contrario. Se ha de mantener invariable la saturación y se ha de bajar el nivel de luminosidad.

En el caso de que se quiera tener una escala de un color hacia el negro, pero también interese bajar la luminosidad, se pueden bajar ambos parámetros, brillo y saturación, obteniendo una paleta de color menos intensa, que permite crear espacios con más volumen, escenas con elementos que aparenten estar más lejanos.

Representación de luminosidad baja con luz indirecta o blanda

Escala de blanco a negro disminuyendo la luminosidad y aumentando la saturación

Escala de color con una luminosidad alta, aumentando progresivamente la saturación

Escala de color de un color saturado muy luminoso a nada luminoso

Saturación

La saturación se define como la cantidad, fuerza o pureza de color que tiene un tono. Cuanto más intenso, más puro es ese color, más saturado se dirá que está. Por el contrario, cuanto menos cantidad de color, o sea, cuanto más cerca del gris esté, se dirá que está poco saturado o desaturado.

La saturación también es un atributo de cromaticidad, ya que variando este parámetro cambia el color que se percibe.

En la naturaleza, la saturación alta es indicativo de vida, de frescura, de madurez. Los colores saturados son los más llamativos. Así, la fruta madura presenta colores saturados. Las naranjas, las fresas, los kiwis, etc., cuando están en su plenitud de madurez presentan colores intensos, saturados. Las flores y los animales, en el momento en que buscan reproducirse, muestran sus colores más saturados. Pero también el cielo azul, los árboles verdes, las piedras preciosas más valiosas, todos muestran su belleza saturando al máximo sus colores. La saturación simboliza pues, la vida, la riqueza, el lujo.

Escala de un color sin saturación ni brillo a uno totalmente saturado y brillante

A su vez, en la naturaleza, la baja saturación es indicativo de senectud, de podredumbre, de muerte. Todo lo orgánico se desatura al perder sus propiedades. La fruta, las flores y el plumaje pierden su esplendor, esto es, su saturación. En los días de tormenta el cielo muestra un azul grisáceo, las hojas de los árboles pierden su verde intenso y lo cambian por verdes sin vida. Las ropas de los reyes y la corte tienen colores saturados, y cuando se produce el cambio de la sociedad feudal a la industrial, en el XIX, los hombres que ejercen el poder eliminan los colores saturados de su ropa por otra de color gris. Se pasa de una imagen de opulencia a una de austeridad no solo mediante el comportamiento, sino también mediante el color. Los colores poco saturados son en la mente humana sinónimos de seriedad, de pobreza, de muerte.

Así, el uso de la saturación ha de servir para recrear el ambiente que sea necesario en el videojuego. Los juegos casual, sobre todo en plataformas móviles, pero también los de PC o consola, se hacen siempre con colores muy saturados, reforzando la idea de divertimento y positivismo. Un juego con colores saturados está diseñado para jugar en periodos cortos de tiempo. Los juegos con guiones elaborados suelen tener colores poco saturados, más grisáceos cuanto más profundo sea el argumento. Un juego de larga duración tendrá, en general, colores menos saturados. Los juegos de aventuras tendrán colores más saturados que los juegos donde haya algún tipo de reflexión sobre la condición humana.

En el juego The Witness (2016), un juego de puzles, los bosques están representados con verdes muy saturados, tanto que las escenas no son nada naturales. El juego quiere introducirnos en un entorno artificial, de una belleza exagerada, tanto como lo es el argumento del juego. El color nos traslada a un mundo onírico e intensifica la idea de extrañeza y desazón que produce el no saber qué ha sucedido en la isla.

En los juegos de aventuras, como Uncharted 4: El desenlace del ladrón (2016), los colores de la selva tienen un nivel de saturación más o menos similar a los del mundo real, dando también la imagen de fuerza, vigor, urgencia y grandilocuencia que el guion requiere, pero a la vez manteniendo un punto de realidad. Si bien las escenas son un poco más saturadas que en el mundo real, se intenta simular que lo que se ve podría existir.

The Witness (2016). Copyright Thekla, Inc

Uncharted 4 (2016). Copyright Naughty Dog

En juegos donde se quiere crear una atmósfera de misterio, como en The Vanishing of Ethan Carter (2014), los colores son mucho menos saturados que en la realidad. Eliminar fuerza al color hace que la escena se perciba como más trágica, misteriosa, incluso fúnebre. Es más fácil darnos un susto en una escena con colores poco saturados que en una con colores saturados.

En los programas de edición de imágenes podemos identificar la saturación del color mediante su disposición en la horizontal. La saturación de un color se mide en porcentaje (%). Un color completamente saturado, esto es, en su plenitud de color, tendrá una saturación del 100 %. Por el contrario, un color que esté completamente desaturado, es decir, que haya perdido completamente su pureza, convirtiéndose en gris, tendrá un 0 % de saturación. En el cuadro X siguiente puede ver una muestra de colores que van desde el tono puro, 100 % saturado, hasta un gris medio, con un 0 % de saturación.

The Vanishing of Ethan Carter (2014). Copyright The Astronauts

Para mantener ese tono de gris medio se ha de alterar también el nivel de brillo de manera proporcional para llegar a la mitad de la vertical izquierda del cuadro. Con otros valores de brillo, se llegará hasta colores desaturados que tienden al blanco o al negro.

La desaturación de un color en la mezcla aditiva se realiza igualando los tres canales de color, rojo, verde y azul, de forma que cada canal aporta la misma cantidad de luz a cada píxel de la imagen, de manera que no predomina ninguno de ellos, mostrando entonces un tono de gris, tal como se puede observar en esta imagen de Assassin’s Creed IV: Black Flag (2013).

Escala de colores que van desde el tono puro, 100% saturado, hasta un gris medio, con un 0% de saturación

Imágenes de Assassin’s Creed IV: Black Flag. Copyright Ubisoft (2013) con los tres canales activos: canal rojo, verde y azul respectivamente

Assassin’s Creed IV: Black Flag (2013) con los colores desaturados. Cada canal, rojo, verde, azul, está desaturado. Copyright Ubisoft

Temperatura del color

La temperatura del color es una característica subjetiva que se basa en la relación que establece el cerebro con un color y su sensación térmica más habitual. Así, los rojos, amarillos y naranjas son colores que el cerebro asocia al sol, el fuego, la arena de la playa, pero también a conceptos aprendidos como el amor, la pasión, la fuerza, el movimiento, etc. Del mismo modo, los violetas, los azules y algunos verdes, el cerebro los asocia al hielo, al metal, a la noche, y también a lo débil, la introspección, la calma, la muerte.

Hay colores que están en la zona de transición, como algunos violetas y algunos verdes. Dependiendo de la proporción de azul y de rojo que tengan los violetas, y dependiendo de la proporción de azul y amarillo que tengan los verdes, estos estarán más cerca de la zona cálida o de la zona fría. Pero no solo eso. También van a cambiar su sensación térmica dependiendo de qué colores tengan cerca. Así, podrán parecer más cálidos o más fríos dependiendo del contexto en que se encuentren.

La temperatura subjetiva del color no se debe confundir con la temperatura del color de la luz. La temperatura del color de la luz es una característica de la luz que tiende a ser más rojiza o más azulada dependiendo de la longitud de onda que emita. Se expresa en grados Kelvin ya que el color emitido se compara con el que emitiría un objeto negro calentado a una temperatura determinada. Se denominan colores cálidos aquellos que tienen una temperatura de color baja, de menos de 6000 K, y se denominan fríos aquellos que tienen una temperatura de más de 6000 K.