Título: Teoria da cor Ilustrações: Retiradas da internet; uso não-comercial Capa: Gleiton Bastos Trabalho acadêmico Curso de Design Gráfico Belo Horizonte/MG - 2014/2
Sumário INTRODUÇÃO 9
Afinal, O Que É Cor? 9 A Cor dos Objetos
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Difusão e Refração.
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Comprimento de Onda e espectro visível 15 Absorção de Energia 17 A VISÃO
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O Olho Humano
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Fisiologia da Visão
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O Cristalino
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A Retina 22 Cor Fisiológica 23 Efeito de Besold 24 Adição de Cores 25
Síntese Aditiva de Cores
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Síntese Subtrativa de Cores 27 Cores Complementares
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CÍRCULO CROMÁTICO
Cores Primárias 30 Cores Secundárias
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Cores Terciárias 32 Cores Complementares Cores Análogas 32
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Teoria da cor
INTRODUÇÃO
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O estudo da cor é de suma importância em diversos campos da ciência e da tecnologia. É fundamental, por exemplo, na fabricação de tintas e pigmentos, na indústria gráfica, nas várias áreas ligadas à iluminação e na técnica de análise química conhecida como calorimetria, assim como no estudo da comunicação visual e design. A cor é uma das mais poderosas armas dos designers e gráficos. Ela direciona o olhar do observador pelo seu poder de atenção. Ao selecionar as cores de um projeto visual você pode guiar o olhar do observador na ordem que desejar. Este é um recurso útil quando precisamos conduzir o observador para recursos especiais, novidades ou mesmo para áreas pouco percebidas anteriormente. O olhar é atraído para cores contrastantes ou incomuns, logo, o uso adequado da cor pode não apenas atrair a atenção do observador distraído, mas mantê-los por mais tempo observando a comunicação. Em contra partida, projetos visuais com um design de cores inadequado repelem o observador .
Afinal, O Que É Cor? “A Terra é azul”! . . . Assim Yuri Gagarin (astronauta russo e 1º homem a ir ao espaço), descreveu a primeira visão que teve do nosso planeta, quando estava fora dele. Com esta frase, podemos perceber que compreendemos
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Aristóteles (322 a.C.) define a cor como sendo “uma propriedade dos corpos”; • Isaac Newton , que em 1666 decompôs a luz branca nas 7 cores do espectro solar, define a cor como sendo “a própria luz”; • Mais tarde, em 1810, Goethe constrói sua teoria com base nas idéias de Newton e define a cor como “a ação da luz sobre a visão”; A variada quantidade de conceitos e teorias, cada uma empregando linhas de pensamento próprias cria divergências sobra a sua denominação precisa, sobre o que se vê, ou mesmo sobre o seu conteúdo expressivo. Visto então ser a ideia da cor dependente da definição dada pela área de sua aplicação, podemos esboçar uma definição que compreenda todos os componentes (objeto, luz, órgão da visão e cérebro) do nosso vetor imaginário sobre os conceitos da cor. Assim, podemos concluir que: A COR é uma informação visual, causada por um estímulo físico, percebida pelos olhos e decodificada. Se for mais simples de entender, podemos dizer, com outras palavras, que: A COR é a sensação provocada pela ação da luz sobre os órgãos da visão e decodificada pelo cérebro.
A Percepção Da Cor
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Os estímulos que causam as sensações cromáticas dividem-se em dois grupos: cor-luz ou cor aditiva e cor-pigmento ou cor subtrativa. Cor-luz, ou luz colorida: é a radiação luminosa visível, que tem como síntese aditiva a luz branca. Sua melhor expressão é a luz solar. A luz branca é policromática, pois se divide em diversas cores monocromáticas com diferentes freqüências e comprimentos de onda. Cor-pigmento: é a substância material que, conforme sua natureza absorve, refrata e reflete os raios luminosos componentes da luz que se difunde sobre ela. Por isso, as tintas são denominadas cores-pigmento.
Percepção da cor: envolve não apenas noções de física, mas também de fisiologia e psicologia. Por exemplo, uma toalha branca pode ser tão branca sob a luz de velas como sob a luz do dia, embora a luz refletida pela toalha, no olho do observador, seja tão amarela quanto a da chama da vela. Da mesma forma, um objeto situado a três metros de distância do observador não parece duas vezes maior que se estivesse a seis metros, embora a dimensão linear da imagem na retina do observador seja realmente duas vezes maior . Ao contrário, o cérebro percebe o tamanho do objeto como
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A Cor dos Objetos A luz transmitida ou refletida pela superfície de um objeto confere a ele
|15| uma cor. O efeito que se observa depende, não somente das características do objeto, mas também da composição da fonte que o ilumina. Um objeto absorve alguns comprimentos de onda emitidos pela fonte e reflete outros. Se um objeto é amarelo sob a luz do Sol, não quer dizer que ele reflita somente a componente amarela do espectro solar, mas que absorve parte do espectro na região do azul. Em outras palavras, quando a luz atravessa um vidro colorido, a absorção seletiva subtrai uma parte do espectro e dá assim uma luz transmitida composta das partes não absorvidas.
A Luz Luz é uma forma de energia radiante que se propaga por meio de ondas eletromagnéticas, e entende-se por energia radiante aquela que pode ser transmitida, de um ponto ao outro do espaço, sem a presença dos meios materiais, propagando-se como uma onda. Podemos dizer ainda que a luz que vemos, sendo uma forma de radiação eletromagnética, atua numa determinada categoria de frequências que podem ser detectadas pelo olho humano. As diferentes sensações da cor correspondem à luz que vibra com diferentes frequências, indo do vermelho ao violeta. Em diferentes situações, a luz pode se comportar como partícula ou como onda.
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Características e Propriedades do Fenômeno Luminoso Do ponto de vista geométrico, vimos que a luz se propaga em linha reta e se comporta como se formada por feixes luminosos transmitidos em todas as direções. Essas retas, que indicam a velocidade de propagação, denominam-se raios luminosos e são uma idealização teórica usada como modelo de estudo para facilitar o entendimento. Durante muito tempo pensou-se que a luz propagava-se instantaneamente, até que, no século XVI , Galileu Galilei expôs sua convicção de que a velocidade de deslocamento era finita e constante. Modernamente se aceita que essa velocidade não pode ser superada pela de nenhum outro movimento na natureza. A primeira medição da velocidade da luz foi feita por Ole Römer , em 1676, e as sucessivas e numerosas experiências realizadas desde então lhe atribuíram o valor de 299.792,5km/s no ar e no vácuo, arredondado para 300.000km/s. Em outros meios, a velocidade de propagação diminui na proporção direta do aumento de densidade da matéria que a luz atravessa, já que os corpos mais compactos dificultam a passagem dos corpúsculos e da energia luminosa.
Difusão e Refração. As teorias ópticas investigam as causas das variações sofridas pela luz ante perturbações e seu meio físico. A mudança de direção que um raio luminoso experimenta ao se chocar com um objeto opaco recebe o nome de reflexão. Esta luz refletida por superfícies planas e polidas desvia-se de tal forma que o seu ângulo de
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Comprimento de Onda e espectro visível A luz é formada por campos elétricos e magnéticos que vibram e oscilam perpendicularmente entre si. A distância entre as cristas de onda adjacentes é chamado de comprimento de onda. O número de vezes que uma onda oscila a cada segundo é chamado frequência.
|18| A luz visível corresponde apenas a uma faixa estreita do espectro eletromagnético que inclui muitos tipos de onda como: raios gama, raios x, ultravioleta, o espectro visível, infravermelho e ondas de rádio, micro-ondas e televisão. Os raios gama têm uma frequência bastante elevada em um comprimento de onda pequeno. As ondas de rádio possuem uma frequência bem menor e um grande comprimento de onda. Cada cor da luz visível cor responde a uma frequência específica do espectro, que se apresenta sequencialmente nas cores violeta, azul, verde, amarelo e vermelho. A luz violeta possui o menor comprimento de onda possível de ser detectado pelo olho humano, e o vermelho, o maior.
Difração da Luz O princípio de Huygens pode explicar a difração da luz por uma fenda estreita. Por exemplo, se uma onda plana atinge uma fenda, cada ponto da frente de onda pode ser interpretado como gerador de ondas secundárias. Assim, se o comprimento de onda for da ordem de grandeza da abertura da fenda, a envolvente plana da onda dará origem a ondas esféricas do outro lado do anteparo. Logo, todos os objetos atrás do anteparo podem ser iluminados.
Absorção Uma esponja imersa em água aumenta de peso, um objeto exposto à luz solar registra elevação de temperatura e uma quantidade de sal diluída em
|19| água confere sabor aos alimentos cozidos na mistura. Essas alterações se devem ao fenômeno da absorção, que se verifica em processos físicos e biológicos. De modo geral a absorção consiste na atração exercida por uma substância sobre outra substância ou energia, seguida de retenção. Na física, a passagem de um feixe luminoso através de um corpo provoca absorção de parte da energia luminosa pelo corpo.
Absorção de Energia O processo de transferência energética ocorre quando uma onda luminosa ou eletromagnética atravessa um corpo. A magnitude da absorção depende das características físico-químicas do corpo absorvente e de sua espessura. No caso das radiações luminosas, os corpos que absorvem a maior parte da luz que sobre eles incide chamam-se opacos, enquanto os que se deixam atravessar sem que ocorra absorção alguma, recebem o nome de transparentes.
O Corpo Negro O conceito teórico de corpo negro refere-se ao material capaz de absorver toda a radiação luminosa que sobre ele incide. As substâncias absorvem, seletivamente, apenas radiações de determinados comprimentos de onda. Assim, o vidro verde é transparente à luz verde e opaco à luz azul ou vermelha. Nesse princípio é que se baseiam os filtros ópticos.
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A VISÃO
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Visão é o processo fisiológico por meio do qual se distinguem as formas e as cores dos objetos. Em linhas gerais, o olho funciona como uma câmara fotográfica que projeta uma imagem invertida do mundo exterior em sua porção interna posterior , onde existe um revestimento fotossensível, a retina, que envia informações codificadas ao sistema nervoso central, dando ao indivíduo a sensação da visão. A visão se produz em nível molecular graças a substâncias fotossensíveis, os fotopigmentos, que sofrem transformações químicas sob a ação da luz. Essas transformações produzem estímulos em células e fibras sensoriais, que são transmitidos aos centros nervosos correspondentes. Entre os vertebrados, o olho mais perfeito e desenvolvido é o dos mamíferos, que corresponde, em linhas gerais, à configuração do olho humano. Algumas espécies têm olhos atrofiados ou pouco desenvolvidos, enquanto outras, como certas aves e mamíferos, dispõem de visão binocular , na qual os campos visuais de cada olho se superpõem em parte, como resultado da posição frontal dos órgãos oculares. O animal percebe os objetos de forma tridimensional, o que aumenta sua eficiência. Nas aves de rapina, nos primatas e no homem, a visão binocular está mais desenvolvida.
O Olho Humano No homem, os dois globos oculares estão alojados no interior das cavidades orbitárias e se unem às paredes ósseas graças aos chamados músculos extrínsecos, de natureza estriada e contração voluntária, responsáveis pela
|22| movimentação dos olhos. Os músculos retos-superior, inferior, externo e interno possibilitam a movimentação do globo ocular para cima, para baixo, para a direita e para a esquerda. Outros dois, o oblíquo maior e menor permitem ao olho deslocar -se em todas as direções. O olho humano é constituído de três camadas. A mais externa, fibrosa, tem função protetora e é chamada esclerótica. Em sua porção anterior, a esclerótica é transparente e recebe o nome de córnea. Na par te posterior e lateral , é opaca. A camada intermediária é abundante em vasos sangüíneos e formada pela coróide, pelo corpo ciliar e pela íris, chama-se trato uvial. A camada interna é a retina, onde se localizam as células foto-rreceptoras. A córnea é recoberta pela conjuntiva, fina membrana que se estende também pela face interna das pálpebras. No trato uveal situam-se também células pigmentares, cuja função é absorver luz, como a pintura preta do interior das câmaras fotográficas, para evitar que reflexos prejudiquem a qualidade da imagem projetada na retina. Os processos ciliares, ligamentos que unem ao músculo ciliar o cristalino, estrutura transparente, com forma de lente biconvexa, permite focalizar os objetos situados a diversas distâncias. O músculo ciliar, cuja contração é produzida pelo sistema parassimpático, controla o grau de curvatura
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Fisiologia da Visão Para a formação da imagem do mundo exterior sobre a retina, o olho dispõe de um conjunto de elementos refratores, constituídos
|24| pela córnea, humor aquoso, cristalino e humor vítreo. As propriedades ópticas das superfícies refratoras estão relacionadas com seu grau de curvatura e com o índice de refração dos meios que ela separa. A face anterior da córnea é a principal superfície refratora do olho: pequenas irregularidades que nela se verifiquem podem redundar em graves problemas para a visão perfeita.
O Cristalino A principal função do cristalino, segundo elemento refrator de importância no sistema óptico do olho, está relacionada com sua capacidade de acomodação. O cristalino permite uma focalização perfeita da imagem sobre a fóvea, funcionando como o ajuste de foco de uma máquina fotográfica.
A Retina Distinguem-se na retina três camadas de células. A primeira camada é formada pelas células foto-rreceptoras, os cones e bastonetes. Os axônios da primeira camada fazem sinapse com dendritos de células da segunda camada, as células bipolares. Os axônios da segunda camada, por sua vez, fazem sinapse com os dendritos das células ganglionares, da
|25| terceira camada celular . Uma vez formada a imagem sobre a retina, essa luz estimulará os cones e os bastonetes, da mesma forma que sensibilizaria a emulsão de um filme ou os elementos fotossensíveis de uma câmara de televisão. Os campos visuais de cada olho são diferentes, mas se superpõem em parte. A retina divide-se em zonas a interna (nasal) e a externa ( temporal) em função do trajeto das vias ópticas que se dirigem para o córtex cerebral. As fibras nervosas das duas zonas temporais (olhos direito e esquerdo) passam para o córtex cerebral do hemisfério correspondente, enquanto as das regiões nasais cruzam-se no quiasma óptico, indo para o córtex cerebral do hemisfério oposto. A luz que emana de um objeto visualizado atinge a zona temporal de um globo ocular e a zona nasal do outro. Em função da disposição das vias ópticas, a atividade nervosa resultante vai para o mesmo hemisfério cerebral . A superposição de campos visuais permite ao cérebro uma interpretação estereoscópica, com percepção de altura, largura e profundidade. A capacidade de discriminação de cores pelo olho está relacionada com a existência de três tipos de cones caracterizados pela presença de três diferentes fotopigmentos. Ao que parece, esses fotopigmentos são sensíveis principalmente aos comprimentos de luz azul , verde e vermelha.
Cor Fisiológica Há uma importante área na Teoria da Cor, que deve ser observada: Como a mente percebe a cor? Em particular, há dois fenômenos cujo impacto sobre a percepção é
|26| grande: a persistência da visão e o efeito de Besold.
Persistência da Visão Em suas muitas pesquisas, Goethe, teórico da cor, percebeu que após ficar olhando fixamente um objeto excepcionalmente brilhante, por um longo período de tempo, ele podia ver uma leve sombra em sua mente por um breve período que se seguia. A conclusão de sua experiência é que os cones do globo ocular, responsáveis pela percepção da cor, ficam cansados pela observação exaustiva de uma determinada cor. O próprio organismo determina um tempo para descanso. Durante este período de fadiga visual, os cones tendem a produzir sensações de cores que são exatamente o oposto do que produziam antes destas imagens residuais.
Efeito de Besold Este efeito, descoberto inadvertidamente por Willian von Besold, fabricante de tecidos no séc. XIX, é bastante simples, por tratar-se do fenômeno da mistura óptica. Quando áreas de cores estão próximas, os olhos tendem a mistura-las e a percebê-las como uma única cor. Muito empregado pelos pintores pontilhistas, este efeito é também empregado nas TVs e nos monitores para misturar cores. Embora possamos percebê-los como tal , um pixel não é um único ponto de uma
|27| cor modificada, mas sim, um conjunto de três pontos: um vermelho, um verde e um azul . Como os pontos são incrivelmente pequenos, são combinados continuamente pelo olho. Sob certas circunstâncias, a ilusão realmente se desfaz, mas para a maior ia das vezes, somos enganados o tempo todo.
Reprodução da cor Adição de Cores Uma aparente contradição existe quando se misturam tintas: se o amarelo e o azul são complementares e dão branco por adição, por que a mistura de pigmentos amarelos e azuis aparece verde? Isso se explica porque a cor do pigmento decorre do fato de que este absorve ou subtrai a cor complementar da luz incidente. A tinta amarela reflete o vermelho, o amarelo e o verde e absorve a luz azul e violeta; a tinta azul reflete o violeta, o azul e o verde e absorve o amarelo e o vermelho. Ao se misturarem os pigmentos amarelo e azul , só o verde é refletido pelos dois componentes. O que é aditivo ou subtrativo não é a cor, mas o método de produção da distribuição espectral de energia da luz que atinge os olhos do observador.
Classificação das Cores
|28| Geratriz ou primária é cada uma das três cores indecomponíveis que, misturadas em proporções variáveis, produzem todas as cores do espectro. Elas não são as mesmas para a física e para a pintura. As cores primárias (matizes) em física são o vermelho, o verde e o azul. Quando misturadas duas a duas, produzem suas complementares: ciano (azul esverdeado), magenta (violeta-púrpura) e amarelo. Em pintura, as cores primárias (pigmentos) são o magenta, o amarelo e o ciano, que dão as complementares verde (amarelo + ciano) , azul (magenta + ciano) e vermelho (magenta + amarelo) .
Síntese Aditiva de Cores Sua combinação é de mais difícil compreensão porque parece violar tudo que já aprendemos sobre cores. Este modelo trata da mistura de luzes, em lugar da mistura de pigmentos sobre o papel. A luz pura é composta de diversos comprimentos de onda de cores, que são o vermelho, o verde e o azul violetado. Estes comprimentos de onda se sobrepõem, somando e combinando seus efeitos, daí o nome “Cores Aditivas”. Quando essas três cores (vermelho, verde e azul violetado) são misturadas, formam novamente a luz branca pura. A Combinação Aditiva de cores é fundamental para a aplicação da Teoria das Cores em projetos gráficos para serem vistos na tela do computador.
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Síntese Subtrativa de Cores Esta combinação não trata de luz projetada, ao contrário, considera a absorção e reflexão da luz por vários materiais. Quando a luz branca pura (espectro solar) atinge um objeto, este absorve parte dos comprimentos de onda da luz e reflete outros. As cores primárias da combinação subtrativa são: magenta, amarelo e ciano. Quando se misturam pigmentos, eles combinam a quantidade de cores que absorvem, diminuindo o comprimento de onda que refletem, daí o nome “Cores Subtrativas”. Quando essas três cores (magenta, amarelo e ciano) são combinadas, resultam em um preto intenso. A Combinação Subtrativa de cores é a utilizada na aplicação da Teoria das cores em todos os processos de produção gráfica, como cartazes e impressos, nas artes plásticas, como a pintura e em todas as modalidades de Comunicação Visual onde são empregados os pigmentos.
Cores Complementares A partir de Newton, são consideradas complementares as cores cuja mistura produz o branco. As complementares podem ser formadas por cores simples ou compostas. Para Hermann von Helmholtz, autor de Handbuch der physiologischen Optik (1867; Manual de fisiologia óptica), excluindose o verde puro, todas as cores simples são
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|31| complementares de uma outra cor simples, formando-se os seguintes pares: vermelho e azul -esverdeado, amarelo e ani l , azul e laranja. À teoria das três componentes cor responde um sistema prático de obtenção das cores. Pode-se sintetizar cores por uma mistura adequada de dois ou mais comprimentos de onda que, chegando à retina ao mesmo tempo, produzem uma só impressão. Tem-se a sensação de preto, ou ausência de luz, quando a luz é inteiramente absorvida pela superfície de um corpo. Cores que aos pares produzam a sensação de branco, quando projetadas numa tela branca, são chamadas, em física, complementares. Assim, o azul e o amarelo são complementares. Pela mistura de três comprimentos de onda, um no centro do espaço do espectro visível e outros dois nas extremidades, pode-se produzir, por adição, todas as cores conhecidas e também o branco.
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CÍRCULO CROMÁTICO O círculo cromático é um espaço geométrico que descreve a relação entre 12 arranjos de classes de cores, que compõe a famosa escala cromática, e são elas:
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Amarelo puro Amarelo limão Azul violetado Azul cyan Azul escuro Laranja Verde puro Verde amarelado Verde limão Vermelho violetado Vermelho puro Violeta
Cores Primárias Cores que misturadas, duas a duas, produzem todas as cores do espectro. Cores primárias são conjunto de três cores que podem ser combinadas para se fazer uma gama total de cores. Para uma combinação aditiva de cores, como na superposição de luzes ou em um tubo catódico, as cores primárias são: vermelho, verde e azul . Estas cores são fundamentais na visão humana. Pois a sua mistura resulta na luz branca.
|33| A luz é aceita como branca pelos humanos quando todos os três tipos de células em forma de cone são simultaneamente estimulados por igual quantidade d e luz vermelha, verde e azul. Para uma combinação subtrativa de cores, como na mistura de pigmentos tal como na impressão, as cores primárias são magenta, cyan e amarelo. O olho humano é sensível a uma estreita banda de radiação eletromagnética que se encontra em um comprimento de onda entre 400 e 700 nanômetros, comumente conhecidos como o espectro de luz visível, o qual é a única fonte de cor. Quando combinadas, todos os comprimentos de onda presentes na luz visível, cerca de um terço do toda a distribuição do espectro que com sucesso passa através da atmosfera terrestre, formam luz branca sem cor que pode ser refratada com o uso de um prisma.
Cores Secundárias Em princípio a teoria para pigmentos deveria ser verdadeira para tintas também. No entanto as primeiras tintas foram misturadas muito antes da moderna ciência de cores, e os pigmentos disponíveis para os primeiros pintores eram limitados. Em particular os pigmentos naturais cyan e magenta eram muito difíceis de serem encontrados e consequentemente os tons de azul e vermelho eram usados respectivamente. Assim até aos dias de hoje é largamente ensinado que vermelho, amarelo e azul são as cores primárias e laranja, azul e roxo são cores secundárias. Na realidade é impossível se obter um verde saturado misturando-se azul e amarelo ou um roxo saturado misturando-se azul e vermelho. Este problema prático e frequentemente resolvido chamando-se rosa o “vermelho” e azul claro o “azul”.
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Cores Terciárias Cores terciárias - São as intermediárias, entre as cores primárias e as secundárias. Estas cores são criadas quando se misturam uma secundária e uma primária, exemplo: azul + violeta = azul violeta. Três ou mais cores separadas são usadas (uma primária e uma secundária – a combinação de duas primárias), e na nossa roda de cores cada cor terciária sendo criada será uma igual combinação de duas cores a esquerda e direita, cercando um segmento aberto. As cores terciárias são, amarelo- laranja, vermelho- laranja, vermelhovioleta, azul -verde, e amarelo-verde.
Cores Complementares São aquelas que ficam em posições opostas no círculo cromático sendo sempre uma primária e a outra secundária. São elas: azul violetado e amarelo, verde e magenta, vermelho e azul violetado.
Cores Análogas São aquelas que, no círculo cromático ficam dispostas umas ao lado das outras, incluindo nelas, as cores primárias, secundárias e terciárias.
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Gleiton Bastos - Design Grรกfico - UniBH Software aplicado ao Design Editorial