pigmento un'esperienza pedagogica sulla sintesi sottrattiva dei colori by giuseppe burdo

Colore e Colorimetria Contributi Multidisciplinari Vol. VII A A cura di Maurizio Rossi Collana Quaderni di Ottica e Fotonica n. 20

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Colore e Colorimetria. Contributi Multidisciplinari. Vol. VII A A cura di Maurizio Rossi – Dip. Indaco – Politecnico di Milano Gruppo del Colore – SIOF - www.gruppodelcolore.it, gruppodelcolore@gmail.com Impaginazione Maurizio Rossi ISBN 88-387-6042-x EAN 978-88-387-6042-6 © Copyright 2011 by Maggioli S.p.A. Maggioli Editore è un marchio di Maggioli S.p.A. Azienda con sistema qualità certificato ISO 9001: 2000 47822 Santarcangelo di Romagna (RN) • Via del Carpino, 8 Tel. 0541/628111 • Fax 0541/622020 www.maggioli.it/servizioclienti e-mail: servizio.clienti@maggioli.it Diritti di traduzione, di memorizzazione elettronica, di riproduzione e di adattamento totale o parziale con qualsiasi mezzo sono riservati per tutti i Paesi. Finito di stampare nel mese di luglio 2011 Da Digital Print Service srl via Torricelli, 9 20090 Segrate (MI)

Colore e Colorimetria. Contributi Multidisciplinari Vol. VII A Atti della Settima Conferenza Nazionale del Colore. Gruppo del Colore – SIOF - www.gruppodelcolore.it Sapienza Università di Roma Facoltà di Ingegneria, Roma, 15-16 settembre 2011 Comitato organizzatore Fabio Bisegna – Sapienza Università di Roma Franco Gugliermetti – Sapienza Università di Roma Maurizio Rossi - Politecnico di Milano

Comitato scientifico Tiziano Agostini | Università degli Studi di Trieste Salvatore Asselta | Flint Group Italia SpA Giovanni Baule | Politecnico di Milano Giulio Bertagna | Osservatorio Colore Fabio Bisegna | Sapienza Università di Roma Monica Bordegoni | Politecnico di Milano Mauro Boscarol | Colore digitale blog Aldo Bottoli | Osservatorio Colore Leonardo Ciaccheri | CNR-IFAC Osvaldo Da Pos | Università degli Studi di Padova Maria Luisa De Giorgi | Università del Salento Andrea Della Patria | INO-CNR Mario Docci | Sapienza Università di Roma Patrizia Falzone | Università degli Studi di Genova Marta Fibiani | CRA-IAA Simonetta Fumagalli | ENEA Davide Gadia | Università degli Studi di Milano Marco Gaiani | Università di Bologna Marisa Galbiati | Politecnico di Milano Alessandra Galmonte | Università degli Studi di Verona Anna M. Gueli | Università degli Studi di Catania Franco Gugliermetti |Sapienza Università di Roma Segreteria Organizzativa Laura Monti – Sapienza Università di Roma Andrea Siniscalco – Gruppo del Colore

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Pigmento: un'esperienza pedagogica sulla sintesi dei colori Giuseppe Burdo Facoltà di Design e Arti, IUAV, Venezia, giuseppe.burdo@gmail.com

1. Introduzione L ’educazione al colore è un ’attività tipica nelle prime fasce d ’età, in ambienti scolastici e non. Ad esempio, apprendere e ricreare i colori derivati da quelli primari. Eventualmente le fasi successive implicano un continuo approfondimento teorico e pratico. Sebbene il giocare con il colore desti fascino, difficilmente la curiosità della prima volta può ripetersi. Questo comporta una progettazione didattica ad hoc che spesso non è economicamente fattibile nel contesto scolastico attuale[1]. Di conseguenza l ’interdisciplinarietà propria del colore viene meno. Il rischio è che l ’attività didattica rimanga esclusivamente ricreativa. Una valida opportunità è offerta dai laboratori munariani del fare[2]. Il creare stimola la tecnica e, ancora più importante, lo sviluppo di un pensiero connettivo. Il carattere sociale offre un apprendimento orizzontale e talvolta non programmato a priori. Il metodo è stato poi istituzionalizzato nel programma didattico canadese “Learning through the Arts ”[3]. L ’obiettivo è di apprendere le basi delle discipline anche scientifiche tramite un approccio creativo o proveniente dalle pratiche artistiche. Nella tematica del colore possono esserci delle numerose potenzialità, il quale è tra tutti uno dei contesti più interdisciplinari. Su questa base nasce il progetto pigmento: sotto forma di tavolo interattivo, in superficie c'è del sale videoproiettato di luce colorata. Il contesto è laboratoriale/museale e i destinatari sono bambini di un ’età compresa tra i cinque e gli unidici anni. Il progetto nasce come lavoro di tesi specialistica in comunicazioni visive e multimediali, Facoltà di Design e Arti presso lo IUAV di Venezia. La consultazione del report, come alcuni dei contenuti audio-visivi, è disponibile sul sito http://www.meul.it. 2. Il progetto In un contesto laboratoriale, la progettazione deve tener conto di tutti gli elementi presenti nell'ambiente. Il tavolo è di colore scuro mentre l'illuminazione è relativamente bassa. L'attenzione è rivolta sulla superficie del piano, dove il sale è videoproiettato di luce colorata. Come succede per alcune esperienze didattiche prese in esame[4], l'attività ludica è preceduta da una breve introduzione sulla storia del colore. Il pigmento naturale condivide con il sale una natura morfologica, testimonianza del percorso tra l'estrazione e l'utilizzo[5]. Il materiale granulare permette una libertà difficilmente ottenibile altrimenti. Infatti, nella pittura il prodotto è dato da una serie indefinita di processi, legati alla quantità e ai modi in cui l'autore fa proprie le tecniche e i materiali. L'interazione avviene tramite l'uso diretto delle mani. Questa modalità risponde a un'esigenza di tipo hands-on, “mani in pasta ”[6]. Il vantaggio è di non istruire 669

necessariamente i destinatari mentre il contenuto didattico viene via via esplorato e messo in discussione.

Fig. 1 - Rappresentazione dei componenti interni

2.1. Il funzionamento lato-macchina

La componente tecnologica è costituita da webcam, computer e videoproiettore. La luce colorata viene proiettata in corrispondenza del sale, riconosciuto in base a una sua maggiore luminosità rispetto allo sfondo. Mentre il soffitto è rivestito di tessuto nero, alcuni led all'interno del tavolo garantiscono un'illuminazione sufficiente a riconoscere la chiarezza del sale. A causa della luminosità elevata della proiezione, si parla di doppia soglia (o threshold): il sale viene riconosciuto all'interno di un range variabile a seconda delle condizioni ambientali. Tutta la componentistica è all'interno del tavolo, prettamente non visibile dall'esterno. Sebbene esistano videoproiettori e webcam a ottica ultra corta, per ragioni economiche si utilizza un proiettore che necessita tre specchi per coprire tutta la superficie del piano. Mentre l' ambiente è Mac OS, facilmente riproducibile anche in altri sistemi, il programma è stato realizzato in Processing[7] con l'ausilio della libreria di Computer Vision OpenCV [8]. A causa del sistema esclusivamente ottico sia nel rilevamento che nella proiezione, è necessaria un'esposizione manuale della webcam. A tal proposito è stata utilizzata una iSight esterna e l'utility iGlasses [9]. 2.2. Il funzionamento lato-utente

Il piano visibile è suddiviso in due macro-aree: centrale e laterale. Queste hanno pari area, in maniera tale che il sale può coprire interamente, e nello stesso momento, solo una delle due. Come per un'esperienza tradizionale con le tempere, la quantità di colore derivato è la somma delle quantità dei primari. L'area laterale è a sua volta suddivisa in cinque parti, tante quante sono i colori primari della sintesi sottrattiva. Il colore derivato viene calcolato in base alla quantità di sale mancante nelle aree laterali. 670

I colori primari sono disposti sulla fascia laterale perchè siano subito intercettabili dai destinatari. Se questi sono subito visibili in partenza, non si conosce preventivamente cosa succede spostandoli al centro. Il tavolo ha dimensioni tali per cui è possibile trascinare un colore o al massimo due dalla stessa posizione, piuttosto che tutti nello stesso momento. Se usato singolarmente ciò porta a un maggiore coinvolgimento fisico e percettivo: occorre spostarsi per prelevare del colore, e la possibilità di percepito da angolazioni differenti. La funzionalità viene poi espressa al meglio con più partecipanti. Infatti, la posizione del corpo determina l ’ ”appropriamento ” di un colore, e quindi occorre un senso di partecipazione affinchè la sintesi si realizzi. Nelle esperienze tradizionali talvolta non si ottiene il colore derivato desiderato. Di conseguenza occorre dell'altro colore “da impastare ” e il risultato è comunque compromesso. Il vantaggio offerto dalla tecnologia è di poter tornare indietro in qualsiasi momento e di raggiungere il risultato desiderato con una certa immediatezza. 3. La progettazione del colore Il piano è suddiviso in due aree: colori primari al bordo e colore derivato al centro. In qualsiasi momento è possibile dedurre le quantità dei primari mescolati in base a quanto ne manca ai bordi. La loro allocazione di default non può variare ed è contraddistinta dalle grafiche dello slot assegnato. Per rendere stabili le dimensioni massime, ci sono dei divisori fisici tra un primario e l'altro, mentre non c'è alcun ostacolo per trascinare il colore dall'area laterale a quella centrale.Il raggruppamento dei granelli di sale viene definito blob e questo è misurabile in pixel. Il colore centrale viene elaborato in base alla differenza di pixel tra l'instante iniziale e quello temporaneo nell'area laterale. Maggiore sarà la differenza, più intenso sarà l'apporto dei colori primari nella colorazione centrale. Il progetto prevede due modalità di colorazione, a seconda delle esigenze didattiche. 3.1. Sintesi reale

La modalità di colorazione, sebbene sia in logica sottrattiva, è tecnicamente basata sulla scala di colore RGB. Per ottenere il colore finale ci sono due passaggi intermedi. Occorre prima calcolare il colore primario basato sulla differenza di sale nell'area primaria. In seguito, questo viene “mescolato ” insieme agli altri colori primari intermedi. Il colore finale sarà dato dalla loro sintesi, in logica sottrattiva con una funzione matematica ad hoc. Sebbene sia molto fattibile tecnicamente, in realtà il colore è piuttosto approssimato. Nel momento in cui il colore primario intermedio viene interpolato, perde una parte della sua qualità. In tal senso la riproducibilità del gamut finale è inferiore rispetto alle possibilità offerte dai mezzi. In questo caso si potrebbe parlare di colorante in relazione direttamente proporzionale: la qualità del colore primario intermedio aumenta con l'aumentare della quantità di sale spostata. Ciò avviene nella sintesi tra ciano, magenta e giallo. 671

L'immissione di bianco e nero, il quale altro non è che sale bianco non proiettato, influisce positivamente sul risultato finale. 3.1. Sintesi apparente

Come avveniva per alcuni neo-impressionisti[10] o tutt'oggi per i mezzi a stampa in quadricromia[11] è possibile riprodurre un cospicuo gamut di colori utilizzando solo alcuni colori primari. Il risultato finale è dato dall'accostamento degli stessi, e tra tutti i parametri, la distanza dell'osservatore risulta determinante. Su questa base sono stati realizzati 24 campioni di colore, ciascuno dei quali in due versioni: tinta unita e pixel giustapposti. I campioni sono stati successivamente proiettati per verificare la similarità tra le due tecniche. A parte alcune eccezioni, i risultati hanno pienamente dimostrato questa possibilità, tale da presupporre ulteriori sviluppi nella ricerca. Mentre la tessitura è invisibile a occhio nudo, la proiezione a moduli consentirebbe anche la dimostrazione della sintesi ottica[12] Non solo è possibile ottenere entrambe le sintesi mediante la luce, ma la materia “sale ” esalta tutto ciò a seconda della particolare condizione morfologica. Ai bordi è possibile notare i colori primari singoli, mentre si realizza una sintesi sottrattiva a sé stante non appena i granelli si sovrappongono, nonostante la matrice proiettata rimanga costante. Ciò potrebbe essere più adatto per una fascia di destinatari di età maggiore, i quali conoscono bene i meccanismi di base della sintesi sottrattiva. Questa tecnica di colorazione si è tuttavia rivelata troppo complessa in fase di prototipazione, ed è quindi rimasta come ipotesi di ricerca. Qui non si tratterebbe più di colorante, ma di colore dove ogni pixel costituisce una qualità primaria al 100%. Di conseguenza il gamut sarebbe riproducibile in base alle piene potenzialità dei mezzi. 4. Prove con i destinatari Per quanto riguarda i destinatari della fascia d'età preposta, le prove si sono svolte in due sessioni da mezz'ora. Hanno partecipato in totale tre bambine, di cui una in entrambe le sessioni. Prima, durante e dopo, un dialogo informale ha permesso di verificare le conoscenze pregresse e l'apprendimento a seguito dell'esperienza. Inizialmente, le bambine di nove anni hanno dimostrato una conoscenza pregressa sui colori secondari e terziari. Mentre la bambina di sette sembra non avesse mai avuto un'esperienza rilevante in merito. In entrambe le sessioni le bambine hanno partecipato in tre modalità differenti. 4.1. Esplorazione libera (5 minuti)

Senza alcuna spiegazione sul funzionamento, viene chiesto di usare solo le mani. L'altezza del bordo non permette una caduta accidentale del sale, e i divisori tra un primario e l'altro consentono il trascinamento del sale solo verso il centro. Tutto ciò è esattamente quello che succede anche con gli utenti reali, generando anche una certa sorpresa e poco dialogo inizialmente.

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Fig. 2 - Rappresentazione della sintesi apparente

Fig. 3 - da colore primario a derivato

Fig. 4 - La granularitĂ permette la creazione di forme, e quindi di storie

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4.2. Problem Solving (15 minuti)

Come talvolta avviene negli esercizi scolastici, dai colori primari viene chiesto di creare un colore derivato particolare (ad esempio arancio, blu, verde, rosa). Mente il nome dei secondari rimane condiviso all'unanime, ci sono alcuni scostamenti per i terziari. Ciò è ampiamente documentato nelle ricerche di Berlin e Kay e generalmente nel color naming[13]. Se da una parte la definizione varia, dall'altra questa restituisce valide indicazioni sul vissuto personale del destinatario. 4.3. Problem Solving II (10 minuti)

Il sistema di proiezione viene manomesso in maniera tale da non proiettare tutti i colori primari sulla fascia laterale. Ad esempio, al posto del giallo viene proiettato il blu (quindi in totale due blu) e viene chiesto di creare il verde. Se inizialmente le bambine provano a comporre il colore richiesto, poco dopo comprendono l'impossibilità dello stesso. Le bambine non dimostrano soltanto una conoscenza di base del colore, ma anche una certa sicurezza personale nel richiedere il colore mancante. Sanno cosa è possibile ottenere con i colori a disposizione, e cosa no. 5. Risultati Sebbene il gamut ottenibile non sia il massimo possibile, le prove hanno dimostrato come nel gioco pigmento sia immediato e semplice ottenere il colore derivato. Ciò avviene trascinamento del sale sul piano tramite le proprie mani. Secondo una bambina questo può divenire complesso, a causa della possibilità estremamente varia dei risultati, e per questo non definibile a priori. Sebbene l ’unica azione sia il trascinamento del sale sul piano, il gioco lascia una possibilità molto ampia di comportamenti. Prima e durante le sessioni, il dialogo informale ha permesso di rilevare le conoscenze pregresse e l'apprendimento. Ciò si è verificato nei limiti delle possibilità tecniche e di conduzione dell'esperimento. Il colore si presenta sempre in forma spaziale[14] e il materiale granulare lascia la libertà di creare forme a proprio piacimento. Questo ha permesso di esprimere con facilità fatti e azioni non riconducibili al momento presente. Ciò avviene soprattutto nell'ultima modalità, quando le bambine non aspettano alcuna richiesta per giocarci. Questa interazione viene definita hearts-on, ulteriore sviluppo da hands-on. Facendo leva sulle emozioni, il contenuto didattico rimarrebbe più a lungo termine[15]. Il parere personale durante e dopo il gioco è stato espressamente definito positivo. I mucchi di sale sono stati talvolta definiti con altri termini come “sassi ”, “sabbia ”. Questo potrebbe essere l ’indizio di un buon funzionamento sull ’esperienza, dove la qualità cromatica domina su quella morfologica. Per una bambina, l ’area del nero era quasi inverosimile. La “nerezza ” del sale è semplicemente data dalla sua non proiezione, e ciò potrebbe non bastare. Tuttavia, se ne comprende il suo valore appena viene usato nella sintesi. Partecipare per la seconda volta, ha portato una bambina a spiegare il funzionamento alla sua coetanea. D'altronde le bambine si conoscevano già ancor prima del gioco, quindi risulta difficile definirne il risultato sociale.

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6. Implementazioni e ringraziamenti Pigmento consente l'apprendimento di base e in forma ludica su alcuni aspetti del colore. Tuttavia le potenzialità potrebbero ben superare le possibilità già verificate. Questo implicherebbe ulteriori sviluppi in prototipazione e user-testing. Sebbene si tratti di un prototipo ad alta fedeltà, dove l'interazione e gli aspetti visivi sono pressocché simili a quelli progettati[16], i materiali e i mezzi sono di fascia economica medio-bassa. Inoltre, la programmazione si riferisce solo alla prima tecnica di colorazione e la seconda potrebbe permettere un riscontro pratico anche sulla sintesi apparente. Nonostante i primi riscontri siano positivi, i campioni utili sarebbero numericamente troppo esigui per trarre delle conclusioni valide in larga scala. Il progetto beneficia di molti consigli tra amici, colleghi e personale di strutture esterne, tra educatori, informatici ed esperti sul colore. Vorrei qui ringraziare il Museo Sturm di Bassano del Grappa[17], l'educatore Roberto Pittarello[18], Cristina Boeri del Laboratorio colore al dipartimento I.N.D.A.C.O del Politecnico di Milano[19], i docenti IUAV Davide Rocchesso, Gillian Crampton Smith, Philip Tabor[20-21], Davide De Lucrezia di Explora Biotech srl per i mezzi forniti [22] e la collaborazione informatica di Daniele Muscella[23]. Bibliografia [1] Langone R., Al nostro sistema economico non serve una scuola efficiente, articolo presente sul blog http://www.traccialibera.it, 29 Novembre 2010 [2] Restelli B., Giocare con tatto. Per un'educazione plurisensoriale secondo il metodo Bruno Munari, Franco Ageli, Milano, 2011 [3] Elster A., Imparare la matematica attraverso l'arte, atti del Convegno di Matematica e Cultura 2005, Venezia [4] Laboratorio “La bottega: storia del colore ” , Museo Sturm, Bassano del Grappa (VI) [5] Ball P., Colore. Una biografia, BUR Rizzoli, Milano, 2004 [6] Verplank B., Interaction Design Sketchbook, disponibile http://ccrma.stanford.edu/courses/250a/lectures/IDSketchbok.pdf [7] Software openSource Processing, http://processing.org [8] Libreria Computer Vision OpenCv (light version), http://ubaa.net/shared/processing/opencv [9] Utility iGlasses, http://www.ecamm.com/mac/iglasses [10] Dorfles. G., Vettese A., Arti Visive. Protagonisti e movimenti, Vol. 3, ATLAS, Bergamo, 2010 [11] Guida alla selezione colore. Prestampa digitale a colori, Vol. 2, AGFA [12] Calabri D., Texture Design. Un percorso basic, Maggioli Editore, Rimini, 2008 [13] Bandiera V., Rizzi A., Apparenza cromatica e color naming, Colore e Colorimetria a cura di Maurizio Rossi, Maggioli Editore, Rimini, 2010 [14] David Katz in Di Napoli G., Il colore dipinto, Einaudi, Torino, 2006 [15] Waghensberg P., Cosmocaixa. Il museo totale, Sacyr Sau, Barcellona, 2006 [16] Houde S., Hill C., What do Prototypes prototype, Apple Computer, Inc. Cupertino, CA, Erickson, 1995 [17] Museo Sturm di Bassano del Grappa, http://www.comune.bassano.vi.it [18] Roberto Pittarello, pedagogo http://www.robertopittarello.it [19] Cristina Boeri, lab. Colore, http://www.labcolore.polimi.it [20] Davide Rocchesso, http://www.iuav.it/Ateneo1/docenti/design-e-a/docenti-st/Davide-Roc/index.htm [21] Gillian Crampton Smith e Philip Tabor, responsabili della specializzazione in Interaction Design presso lo IUAV di Venezia, http://www.interaction-venice.com [22] Davide De Lucrezia, R&D Department Explora Biotech srl., http://www.explora-biotech.com [23] Daniele Muscella, interaction e visual designer, http://www.danielemuscella.com

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