Imagen digital ~4.0

El ojo humano tiene más dificultades en medir la intensidad de la luz —al contrario que una cámara, que lo hace de maravilla. Esto confirma la idea de que el ojo no ha sido creado para ser un instrumento de medición de la luz. Todo lo contrario, se ha creado para leer la información de una escena y fragmentarla en componentes, captando así cuál es la naturaleza esencial de los objetos de esa escena.

El hecho de que el sistema visual no sólo esté capacitado sino diseñado para juzgar la luminosidad se llama "constancia de la luminosidad (lightness constancy), ya que la constancia se mantiene al variar la iluminación. Pero no se sabe cómo funciona nuestro modo de juzgar la luminosidad y porqué es éste el método preferente en el sistema visual humano

Hermann Günther Grassmann publicó el famoso artículo Sobre la teoría de la mezcla de los colores (Über die Theorie der Farbenmischung) en 1853 la hipótesis de que para producir el blanco eran necesarios al menos tres colores espectrales.

Grassman formuló cuatro postulados, es decir: cuatro leyes que resumían la experiencia de un observador empeñado en el estudio de la mezcla aditiva de los colores. Estas leyes son el fundamento teórico sobre el que se puede construir rigurosamente —matemáticamente— la teoría de los colores y expresan las propiedades del metamerismo en conexión con la síntesis aditiva.

La relación entre los valores máximo y mínimo de una serie de valores se llama en inglés dynamic range y, a veces, contrast ratio. Este concepto se aplica sobre todo a la luz.

En español se suele traducir como rango dinámico (de luminancia) o tasa de contraste. Es decir: La relación entre la luminancia máxima y mínima.

La magnitud radiométrica relevante para estos sensores es el producto de la irradiancia —vatio por metro cuadrado, W/m²—, lo que da la energía por unidad de área.

Esta magnitud radiométrica se llama exposición radiante y su unidad de medida es el julio por metro cuadrado —es decir, el vatio por segundo por metro cuadrado—.

Si dos estímulos de color (1 y 2), representados por dos triestímulos, se mezclan aditivamente, las mezclas resultantes se situan sobre una línea recta que une sus dos puntos de situación en el espacio del triestímulo XYZ. En el diagrama de cromaticidad, esa misma línea recta une los dos puntos que representan la cromaticidad de ambos colores.

La intensidad radiante (radiant intensity) es el flujo radiante transportado en una dirección dada en un ángulo sólido unitario (es decir, un ángulo sólido cónico de un estereorradián). Se mide en vatios por estereorradián (W/sr).

La transmisión de la energía radiante a través de un medio es el fenómeno por el cual esa energía lo atraviesa y sale por otro lado. Un cuerpo es opaco si la energía no se transmite o se transmite sólo de una forma muy reducida.

Stephen Westland, 2001.

Cuando la luz alcanza alguna forma de materia, puede resultar dispersada (scattered). Cuando las partículas que causan la dispersión son muy pequeñas (hablamos de unos 1.000 nanómetros), la luz se dispersa de acuerdo con la ley propuesta por Rayleigh, según la cual las longitudes de onda más corta se dispersan más que las largas.

En el caso de las más largas (de 4.000 nanómetros en adelante), la cantidad de dispersión se produce conforme a las ecuaciones de Fresnel: La cantidad de dispersión depende de la diferencia entre los índices de refracción de la partícula y del medio por el que se dispersa, y esta diferencia depende a su vez de la longitud de onda.

Si la luz se dispersa de forma igual por todas partes, se considera que es una dispersión isotrópica, pero eso es más bien inusual. Las propiedades de absorción y dispersión de las partículas son complejas y existen varias teorías para describirlas, incluyendo la teoría Kubelka-Munk de tranferencia de radiaciones.

Stephen Westland, 2001.

El mundo en el que vivimos tendría un aspecto muy distinto si nuestros ojos fueran sensibles a longitudes de onda que no fueran aquellas a las que llamamos "espectro luminoso".

La fosforescencia es un fenómeno similar a la fluorescencia. La principal diferencia es que hay un retraso temporal entre la absorción y la reemisión. De este modo, las sustancias fosforescentes pueden almacenar energía electromagnética, al menos por un breve período de tiempo.

La mayoría de los materiales dielectricos absorben la luz, que a continuación se disipa en forma de calor o energía cinética.

Las sustancias fluorescentes, sin embargo, pueden absorber la luz y volverla a emitir. Como el proceso no es perfecto, siempre hay una pérdida de energía que hace que la luz re emitida tenga una longitud de onda más larga que la de la luz recibida.

La luz procedente del sol se compone de todas las longitudes del espectro visible. El polvo y otros componentes de la atmósfera terrestre dispersan las longitudes cortas (azules) del espectro luminoso más que las otras.

Cuando la luz alcanza una superficie, pueden pasar dos cosas:

1. Un cambio en el índice de refracción hace que la luz se vea reflejada por la superficie. La luz así reflejada se llama "reflexión especular" (specular reflection).

2. La luz no se refleja, sino que penetra en la materia. Sin embargo, al atravesar la superficie, el cambio en el índice de refracción del material atravesado reduce algo la velocidad de la luz, lo que hace que se desvíe (refracción).

   La luz puede atravesar por completo un material. En ese caso decimos que ha sido "transmitida".

Cualquier radiación de energía electromagnética, luz visible incluida, se puede concebir en forma de onda. La energía se mueve hacia adelante como una ola, y la distancia entre cada una de sus crestas es lo que se llama "longitud de onda" (wavelenght), que se referencia con la letra griega lambda (λ).

La concepción moderna del color nació con el descubrimiento de la naturaleza espectral de la luz que hizo Isaac Newton en el siglo XVII.

Newton creía que la luz era un flujo de partículas. Sus experimentos con prismas de cristal demostraron que la luz se podía fraccionar en varios colores individuales. Es más, llegó a la conclusión de que las luces de distintos colores tenía diferentes grados de refracción; por ejemplo, la luz azul se desviaba más que la roja al pasar del aire a un medio con un índice de refracción mayor, como es el caso de un prisma de cristal.