Os dias de chuva são para nós geralmente sinônimo de problemas a serem enfrentados: preocupação com a água, ao sairmos a pé, trazendo capas e guarda-chuvas para fora do armário. Com o vidro embaçado do carro, combatido com o ar condicionado entre outras técnicas. O trânsito piora, levando aos inevitáveis (será mesmo?) congestionamentos... isso sem falar em situações mais drásticas, como as enchentes. Mas, para muita gente também, é sinônimo de alívio: o pessoal da agricultura por exemplo. Ou das represas que vão abastecer de água tratada as cidades.

E é nesses dias também que ocorre - não com muita frequência - o fenômeno do arco-íris, que surge quando a chuva está acabando de terminar de cair e o Sol aparece. Nessa situação, o ar ainda está impregnado de gotículas de água: a luz do Sol penetra dentro de cada uma delas. Quando esses raios passam para o interior de cada gota (processo chamado refração), refletem-se em sua superfície interna mudando de direção até que acabam por sair de dentro delas. Ao contrário do que muita gente imagina, as gotas no ar são esféricas ou ligeiramente achatadas, nunca com a parte superior pontiaguda - exceto enquanto se desprendem da torneira... Quando os raios no entanto saem da gota, saem diferentes de como entraram: o que era um raio de luz branca transforma-se em um leque de raios coloridos. A Física explica o fenômeno da separação de um raio de luz branca em diversas cores ao atravessar um prisma construído com determinadas características geométricas. Ali no céu tudo se passa como se tivéssemos milhões de minúsculos prismas flutuando no ar - as gotículas d'água. É a refração do raio de luz na gota, em determinado ângulo, que causa o leque colorido. A amplitude desse leque (mais aberto ou mais fechado) depende do ângulo com que os raios de luz branca, provenientes do Sol, atingem cada gota. Isso explica a formação de faixas largas da mesma cor, dispostas espacialmente em determinada posição no céu. Se cada gota projetasse seu leque de raios coloridos em qualquer direção não teríamos o arco-íris como o conhecemos.

O francês René Descartes, físico, matemático e também filósofo, tentou explicar no século 15 a formação do arco-íris, mas foi somente sir Isaac Newton, um século depois, quem desvendou o mistério, construindo um prisma de vidro através do qual demonstrou que a luz branca na verdade é composta por todas as cores presentes no arco-íris.

O prisma, ao receber um raio de luz branca de um dos lados, separa-o em diversos outros raios, fazendo a "classificação" por comprimento de onda. A luz é uma onda eletromagnética e cada cor possui um comprimento de onda diferente. Os menores, típicos da faixa azulada, desviam-se mais do que os que tem maior comprimento, típicos da faixa avermelhada, e assim dá-se a criação do leque de cores.

Pois é, da próxima vez em que você observar um arco-íris, antes de ir buscar o bilhete de loteria premiado que encontra-se dentro de um pote em seu final, pense que apesar de você estar vendo todas aquelas cores, na verdade o seu olho está vendo somente três delas. Mas como isso é possível?

Acontece que, de fato, o olho humano só é sensível à cor vermelha, à cor verde e à cor azul. Isto porque em seu interior existem estruturas minúsculas, dispostas como pastilhas aleatoriamente espalhadas em um mosaico, de modo semelhante a como os pixels ficam agrupados nos sensores de imagem (CCDs e CMOSs) que formam a imagem vista pelas câmeras.

Estas estruturas, que na verdade são células foto-sensíveis espalhadas no fundo do olho (nesse mosaico cujo nome verdadeiro é retina), dividem-se em dois tipos: as sensíveis somente à luminosidade e as sensíveis somente às cores. As primeiras, denominadas bastonetes, existem em grande quantidade na retina, calcula-se que cerca de 125 milhões delas existam em cada olho. As segundas, denominadas cones, existem em menor quantidade, cerca de 7 milhões em cada olho. Só existem 3 tipos de células-cones: as que são sensibilizadas pela cor vermelha, as que o são pela verde e os que o são pela cor azul. Todas as demais cores e tonalidades são enxergadas pelo olho como combinação em diferentes proporções dessas 3 cores ou , em outras palavras, como combinação de sensibilização destes 3 tipos de estruturas do olho humano.

Os cones são responsáveis por enxergar, além das cores, também a definição dos detalhes das imagens que vemos. No entanto, ao contrário dos bastonetes, os cones não tem muita sensibilidade à luz. É por este motivo que na penumbra temos dificuldade em enxergar tanto as cores quanto os detalhes das imagens, justamente as atribuições específicas dos cones: objetos que sob a luz do Sol durante o dia nos parecem bem coloridos, ficam pardos, acinzentados e com pouca definição de detalhes. Já os bastonetes sofrem pouco com a falta de luminosidade; no entanto, além de não serem sensíveis às cores, garantem pouca definição às imagens: além de estarem presentes em menor número no olho, vários bastonetes são agrupados à mesma terminação nervosa. Isto é uma maneira de garantir maior sensibilidade à luz, mas ao mesmo tempo o agrupamento acarreta a perda de definição - individualização - dos pontos da imagem.

Pessoas que apresentam deficiência em determinados tipos de cones (sensíveis ao vermelho, verde ou azul) apresentam uma das formas de daltonismo. Já as que apresentam deficiência nos bastonetes apresentam a chamada cegueira noturna. Apesar dos cones serem responsáveis pela definição das imagens em termos de luminosidade (contornos e detalhes), sua resolução de cores é menor do que sua resolução em termos de luminosidade - são necessários 3 cones, sensíveis cada um a uma das 3 cores básicas, para que o cérebro combine suas informações e deduza a cor da área compreendida pelos 3. Esse é um dos motivos pelo qual a resolução horizontal de cor do sinal de vídeo não necessita ser igual à sua resolução de luminosidade, sendo menor do que esta.

Para entender o princípio de funcionamento das câmeras e monitores de TV basta fazer uma correlação com o olho humano. Quando a luz amarela emitida pelo semáforo nesse dia chuvoso de trânsito engarrafado atinge o olho humano, irá sensibilizar igualmente os cones sensíveis ao vermelho e os sensíveis ao verde, porque a luz amarela é obtida como combinação em iguais proporções destas outras duas.

Por outro lado, o farol vermelho sensibiliza somente os cones sensíveis ao vermelho, o mesmo acontecendo com o farol verde. Veja agora que efeito curioso: vimos que o amarelo sensibiliza tanto as células que enxergam o vermelho quanto as que enxergam o verde. Se nós montarmos um painel com minúsculas lâmpadas, nas cores vermelha e verde, e colocarmos uma ao lado da outra, de modo alternado, ao olharmos à certa distância não conseguiremos distinguir uma lâmpada de outra. Nossos olhos estarão vendo luz vermelha misturada com luz verde ou, em outras palavras, estarão enxergando a cor amarela.

Se trocarmos as cores das lâmpadas por vermelho e azul, veremos um tom parecido com o rosa (chamado magenta). E trocando por azul e verde, um azul claro (chamado ciano). As cores vermelho, verde e azul são chamadas cores primárias em um esquema de cores denominado RGB, do inglês Red, Green, Blue. E as cores amarelo, magenta e ciano, cores secundárias.

Quando você assiste a novela na TV, o filme no telão de plasma ou colore células em uma planilha no computador, está vendo as cores como combinação dessas 3 cores primárias. Chegue bem perto da tela da TV e você verá o mosaico de luzes RGB (pixels). Com o auxílio de uma lupa de aumento, analise a tela do monitor do micro e descubra que não existem pixels amarelos, que a cor branca é formada quando os 3 tipos de pixels estão "acesos" e a preta quando estão "apagados". É a variação da intensidade de cada um dos tipos de cores nas células da tela que faz a "mistura" em diferentes proporções do RGB, como se fossem tintas que enchem um pote em diferentes quantidades.

O sistema RGB começou a ser utilizado em vídeo no início da década de 50, nos EUA, com o surgimento da televisão colorida, através da RCA - Radio Corporation of America. De lá para cá tornou-se padrão em uma infinidade de equipamentos de exibição de imagens. Como você viu, é uma sistema baseado no modo de funcionamento do olho humano. Resta inventar agora uma forma de atingir o pote na base do arco-íris, o que fica para uma próxima vez...