Dlaczego czerwony, zielony i niebieski składają się na wszystkie kolory?

Dlaczego kombinacje czerwieni, zieleni i niebieskiego mogą tworzyć wszystkie widoczne kolory?

Przypomnijmy sobie, czym jest światło.

Fale radiowe, mikrofale, promienie X i promienie gamma są promieniowaniem elektromagnetycznym i różnią się jedynie częstotliwością. Tak się składa, że ​​ludzkie oko jest w stanie wykryć promieniowanie elektromagnetyczne od ~ 400 nm do ~ 800 nm, które postrzegamy jako światło. Koniec 400 nm jest postrzegany jako fioletowy, a koniec 800 nm jest postrzegany jako czerwony, z barwami tęczy pomiędzy nimi.

Promień światła może być mieszanką dowolnej z tych częstotliwości, a gdy światło wchodzi w interakcję z materią, niektóre częstotliwości są pochłaniane, a inne mogą nie: to właśnie postrzegamy jako kolory przedmiotów wokół nas. W przeciwieństwie do ucha, który potrafi rozróżnić wiele częstotliwości dźwięku (możemy rozpoznać poszczególne nuty, głosy i instrumenty podczas słuchania piosenki), oko nie jest w stanie rozróżnić każdej częstotliwości. Na ogół może wykryć tylko cztery zakresy częstotliwości (są wyjątki, takie jak daltonizm lub mutacje).

Dzieje się tak w siatkówce, gdzie istnieje kilka rodzajów foto-receptorów . Pierwszy rodzaj, zwany „ prętami ”, wykrywa większość częstotliwości światła widzialnego, nie będąc w stanie ich rozróżnić. Są odpowiedzialni za nasze postrzeganie jasności.

Drugi rodzaj foto-receptorów, zwany „ stożkami ”, istnieje w trzech specjalizacjach. Wykrywają węższy zakres częstotliwości, a niektóre z nich są bardziej wrażliwe na częstotliwości wokół czerwieni, niektóre na częstotliwości wokół zieleni, a ostatnie na częstotliwości wokół niebieskiego.

Ponieważ wykrywają zakres częstotliwości , nie są w stanie odróżnić dwóch częstotliwości w tym zakresie, a także nie mogą odróżnić światła monochromatycznego od mieszanki częstotliwości w tym zakresie. System wizualny ma tylko sygnały wejściowe z tych trzech detektorów i rekonstruuje z nimi postrzeganie kolorów.

Z tego powodu oko nie jest w stanie odróżnić białego światła od wszystkich częstotliwości światła widzialnego od prostej mieszanki tylko czerwonych, zielonych i niebieskich świateł. Tak więc, używając tylko trzech kolorów, możemy odtworzyć większość kolorów, jakie widzimy.

Nawiasem mówiąc, pręty są znacznie bardziej wrażliwe niż stożki, i dlatego nie postrzegamy kolorów w nocy.

Oni nie.

Problem z diagramami przedstawiającymi gamę widzialną i RGB jest taki, że są one prezentowane na wyświetlaczach RGB. Oczywiście nie mogą pokazać ci tego, czego nie mogą pokazać: obszar wewnątrz paraboli, ale poza trójkątem.

Region poza trójkątem nie może być wiernie pokazany na ekranie. Na przykład RGB nie może wyświetlać prawdziwej głębi cyjanu. Wszystko, co widzisz, to przybliżenie za pomocą zielonego i niebieskiego. Niektóre diagramy nawet nie próbują i pokazują tylko szary obszar:

Aby zobaczyć, jak może wyglądać cyjan, możesz wpatrywać się w białą kropkę na tym rysunku przez co najmniej 30 sekund (zalecane 2 minuty), a następnie powoli przesuń głowę w kierunku białej ściany:

Podobnie wyświetlacze RGB nie mogą pokazywać głębokich, nasyconych pomarańczy ani brązów.

Ludzie są trójchromatyczni, co oznacza, że ​​mamy 3 różne rodzaje receptorów kolorów (lepiej znane jako komórki stożkowe ), z których każdy jest wrażliwy na inny zestaw długości fal:

Źródło obrazu: wikipedia

Tak więc potrzeba tylko 3 różnych monochromatycznych bodźców, aby oszukać nasze oko do myślenia, że ​​widzi kolor, który jest taki sam jak inny. Czerwony, zielony i niebieski są dobrze dopasowane do szczytów krzywych odpowiedzi częstotliwościowej każdego rodzaju receptora koloru.

Jeszcze jedno: „fiolet” i „fiolet” nie są tego samego koloru. Fiolet jest czystym kolorem około 400 nm; ale fioletowy to połączenie czerwieni i niebieskiego. Dla naszych niezupełnie doskonałych ludzkich oczu wyglądają tak samo.

Jeśli przepuścisz wiązkę czystego fioletu przez trójkątny pryzmat, światło będzie zgięte, ale nie rozbite na elementy. Jeśli następnie przebijesz wiązkę fioletu przez ten sam pryzmat, zostanie on podzielony na niebieską i czerwoną wiązkę, z różnymi ilościami „zgięcia” do nich.

Oni nie. Oprócz tego, co inni mówili o przyczynach fizycznych, nie, z praktycznego punktu widzenia grafiki komputerowej, reprezentowanie pigmentów powierzchniowych lub źródeł światła w kolorze RGB jest niewystarczające do modelowania kolorowego oświetlenia sceny. Na przykład nie ma możliwości przedstawienia materiału, który jest półprzezroczysty lub odblaskowy tylko w wąskim paśmie; możesz jedynie reprezentować półprzezroczystość lub odblask szerokich pasm odpowiadających z grubsza temu, co wychwytują czerwone, zielone i niebieskie stożki w ludzkim oku. Ma to znaczenie dla wielu rzeczywistych kolorów w rodzinie różowych / fioletowych / fioletowych, które wyglądają radykalnie inaczej w różnych rodzajach światła, nawet w różnych „białych” światłach, które wyglądają identycznie, gdy ogląda się je na białej powierzchni.