Cor é a percepção visual produzida pela ativação dos diferentes tipos de células cone do olho pela luz. Embora a cor não seja uma propriedade inerente da matéria, sua percepção está relacionada à absorção, emissão, reflexão e transmissão da luz por um objeto. Para a maioria dos seres humanos, os comprimentos de onda visíveis da luz são percebidos dentro do espectro visível, por meio de três tipos de células cone, característica conhecida como tricromacia. Outros animais podem ter um número diferente de tipos de cones ou olhos sensíveis a outros comprimentos de onda. As abelhas, por exemplo, conseguem distinguir ultravioleta e possuem uma faixa de sensibilidade cromática diferente. A percepção da cor nos animais tem origem nas diferenças de comprimento de onda da luz ou na sensibilidade espectral dos tipos de células cone, cujos sinais são processados pelo cérebro.
As cores possuem propriedades perceptivas como matiz, vivacidade e luminosidade. Elas também podem ser misturadas de forma aditiva, pela mistura de luz, ou subtrativa, pela mistura de pigmentos. Devido ao metamerismo, estímulos produzidos por diferentes espectros de reflexão ou emissão podem parecer da mesma cor quando combinados nas proporções adequadas. Por conveniência, as cores podem ser organizadas em um espaço de cores, que, quando abstraído como um modelo de cores matemático, atribui a cada região cromática um conjunto correspondente de números. Os espaços de cores são usados na reprodução de cores em impressão a cores, fotografia colorida, monitores de computador e televisão em cores. Entre os modelos e espaços de cores mais conhecidos estão RGB, CMYK, HSL/HSV, CIE Lab e YCbCr/YUV.
A percepção da cor faz parte de muitos aspectos da experiência humana, e diferentes cores são relacionadas a emoções, atividades e nacionalidades. Os nomes dados às regiões de cor em diferentes culturas podem abranger áreas distintas ou sobrepostas. Nas artes visuais, a teoria das cores orienta o uso das cores e suas combinações. Ela abrange as cores complementares, o equilíbrio cromático e a classificação em cores primárias, secundárias e terciárias. O estudo das cores em geral é chamado de ciência da cor.
A radiação eletromagnética é caracterizada por seu comprimento de onda, ou frequência, e por sua intensidade. Quando o comprimento de onda está dentro do espectro visível, a faixa perceptível pelos seres humanos, aproximadamente entre 390 nm e 700 nm, ela é chamada de "luz visível".
A maioria das fontes luminosas emite luz em muitos comprimentos de onda. O espectro de uma fonte é uma distribuição que fornece sua intensidade em cada comprimento de onda. Embora o espectro da luz que chega ao olho a partir de determinada direção determine a sensação de cor nessa direção, existem muito mais combinações espectrais possíveis do que sensações cromáticas. Formalmente, uma cor pode ser definida como uma classe de espectros que produzem a mesma sensação de cor, embora essas classes variem bastante entre diferentes espécies animais e, em menor grau, entre indivíduos da mesma espécie. Em cada classe, seus integrantes são chamados de metâmeros da cor em questão. Esse efeito pode ser visualizado comparando as distribuições espectrais de potência das fontes luminosas com as cores resultantes.
As cores familiares do arco-íris no espectro, ao qual Isaac Newton deu em 1671 um nome derivado da palavra latina para aparência ou aparição, abrangem todas as cores que podem ser produzidas por luz visível de um único comprimento de onda, as chamadas cores espectrais puras ou monocromáticas. O espectro acima mostra comprimentos de onda aproximados, em nanômetros, das cores espectrais da faixa visível. As cores espectrais possuem 100% de pureza de excitação e são plenamente saturadas. Uma mistura de cores espectrais pode ser usada para representar qualquer cor, princípio que está na definição de um espectro de potência da luz.
As cores espectrais formam um espectro contínuo. A divisão linguística desse espectro em cores distintas depende da cultura e de circunstâncias históricas. Apesar do uso frequente do mnemônico inglês ROYGBIV para memorizar as cores espectrais, há divergências sobre quais cores devem ser incluídas, principalmente em torno do índigo e do ciano. Mesmo quando há concordância sobre o conjunto de nomes das cores, seus intervalos de comprimento de onda e os limites entre eles podem variar.
A intensidade de uma cor espectral, em relação ao ambiente no qual é observada, pode alterar bastante sua percepção. Por exemplo, um amarelo-alaranjado de baixa intensidade é percebido como marrom, enquanto um amarelo-esverdeado de baixa intensidade é percebido como verde-oliva. O aumento da intensidade de uma luz espectral também pode deslocar o matiz em direção ao amarelo ou ao azul. Esse fenômeno é chamado de deslocamento de Bezold-Brücke. Em modelos de cores capazes de representar cores espectrais, como o CIELUV, uma cor espectral possui a saturação máxima. Nas coordenadas de Helmholtz, isso corresponde a 100% de pureza de excitação.
A cor física de um objeto depende de como ele absorve e espalha a luz. A maioria dos objetos espalha a luz em algum grau e não a reflete ou transmite de forma especular como um vidro ou espelho. Um objeto transparente permite que quase toda a luz seja transmitida, ou passe através dele, e por isso tende a ser percebido como incolor. Um objeto opaco, ao contrário, não permite a transmissão da luz através dele e absorve ou reflete a luz recebida. Assim como os objetos transparentes, os objetos translúcidos permitem a passagem de luz, mas parecem coloridos porque espalham ou absorvem determinados comprimentos de onda por meio do espalhamento interno. A luz absorvida costuma ser dissipada na forma de calor.
Desenvolvimento das teorias da visão cromática
Embora Aristóteles e outros estudiosos da Antiguidade já tivessem escrito sobre a natureza da luz e da visão cromática, foi com Isaac Newton que a luz passou a ser identificada como a origem da sensação de cor. Em 1810, Johann Wolfgang von Goethe publicou sua extensa Teoria das Cores, na qual apresentou uma explicação racional da experiência cromática, que "nos diz como ela se origina, não o que ela é".
Em 1801, Thomas Young propôs sua teoria tricromática para explicar como o olho humano podia detectar uma ampla faixa de comprimentos de onda. Seria pouco plausível supor que o olho contivesse centenas de receptores diferentes, cada um reagindo a um comprimento de onda específico. Young propôs que a experiência humana da cor resulta da interação e combinação dos sinais de três receptores.
A teoria foi confirmada mais tarde por James Clerk Maxwell e aperfeiçoada por Hermann von Helmholtz. Maxwell demonstrou experimentalmente que qualquer cor podia ser igualada por uma combinação de três luzes. Helmholtz escreveu que "os princípios da lei de mistura de Newton foram confirmados experimentalmente por Maxwell em 1856. A teoria de Young das sensações de cor, como tantas outras coisas que esse admirável pesquisador realizou à frente de seu tempo, permaneceu despercebida até Maxwell chamar atenção para ela".
Na mesma época em que Helmholtz trabalhava no tema, Ewald Hering desenvolveu a teoria do processo oponente da cor. Ele observou que o daltonismo e as pós-imagens geralmente surgiam em pares oponentes, vermelho-verde, azul-laranja, amarelo-violeta e preto-branco. As duas teorias foram reunidas em 1957 por Hurvich e Jameson. Eles mostraram que o processamento na retina corresponde à teoria tricromática, enquanto o processamento no núcleo geniculado lateral corresponde à teoria oponente.
Em 1931, a Comissão Internacional de Iluminação (CIE), grupo internacional de especialistas, desenvolveu um modelo matemático de cores que mapeava o espaço das cores observáveis e permitia especificar cada cor por um conjunto de três números.
A capacidade do olho humano de distinguir cores depende da sensibilidade diferente das células da retina à luz de diferentes comprimentos de onda. Os seres humanos são tricromáticos. A retina contém três tipos de células receptoras de cor, os cones. Um dos tipos, relativamente distinto dos outros dois, responde com maior intensidade à luz percebida como azul ou azul-violeta, com comprimentos de onda em torno de 450 nm. Esses cones são chamados de cones de comprimento de onda curto, ou cones S, e às vezes, de forma imprecisa, de "cones azuis". Os outros dois tipos possuem maior proximidade genética e química. Os cones de comprimento de onda médio, cones M ou "cones verdes" são mais sensíveis à luz percebida como verde, em torno de 540 nm. Os cones de comprimento de onda longo, cones L ou "cones vermelhos" são mais sensíveis à luz percebida como amarelo-esverdeada, em torno de 570 nm.