Photo by Gabriel Bassino on Unsplash
Leo Zisser
19 октября 18:02.
170

Как получается, что комбинации RGB позволяют симулировать цвета, длина волны которых выше, чем у самого высокочастотного G? Как работает восприятие цвета?

Ответить
Ответить
Комментировать
2
Подписаться
1
3 ответа
Поделиться

Как устроены рецепторы

Чтобы понять как работает зрение, удобно, для контраста, сравнить его с тем как работает слух. В обоих случаях у нас есть исходный сигнал, содержащий множество гармоник разной частоты. Задача: вытащить из этого сигнала как можно больше полезной для выживания информации. Со звуком всё просто. В ухе в улитке есть огромное количество волосков разной длины, которые резонируют каждый своей частоте, и каждый отправляет в нервную систему свой собственный сигнал о наличии гармоники и её интенсивности. Интенсивность механического колебания соответствует силе сигнала в нервной системе. От каждого рецептора идёт свой аксон. Со светом так нельзя. Резонаторы должны иметь размеры порядка размеров атома, а органов такого размера в нашем теле нет. Самая маленькая клетка космические больше. Что в замен? Есть несколько видов белков (вырабатывающихся в нескольких видах рецепторов, так называемых палочках и коробочках; у человека 3, а у некоторых животных до 12), которые химически устроены так, что разлагаются под действием света (обычное, в общем, свойство), но поглощают с большей вероятностью фотоны определённой энергии (частоты, длины волны). Далее происходит цепочка химических реакций приводящая к поляризации мембраны рецептора - всё сигнал пошёл. Каждый рецептор также отправляет индивидуальный сигнал в нервную систему. Определённое место обозреваемого пространства представлена сигналами от нескольких рецепторов трёх (у человека) типов.

Что они измеряют

Получается что для слуха один определённый сигнал пришедший по конкретному аксону выражает количественно наличие в звуке компонента определённой частоты. А для света информация о конкретном обозреваем месте поступает с нескольких рецепторов трёх типов. И каждый тип показывает вероятность, что прилетающие фотоны имеют определённую частоту. Либо их немного и они точно такие как надо, либо они чуть другие, но их чуть побольше, либо они другие, но их так много, что ладно, пойдут и эти! Сигнал будет одинаковым.  Т.е. на красном рецепторе мало красных фотонов дают такой же отклик, как много жёлтых и как очень много зелёных.

Так как же всё это работает

Возьмём для примера жёлтый цвет. Точнее два жёлтых цвета: спектрально чистый жёлтый из радуги и жёлтый с экрана телевизора. В первом случае свет задевает половину чувствительности красного и половину чувствительности зелёного типа рецепторов. (Очень грубо, только чтобы понять принцип.) Половина воспринимаемой интенсивности приходит от красных рецепторов а ещё половина от зелёных. Во втором случае в одну область сетчатки приходят фотоны от красных и зелёных пикселей экрана, и они изначально идут в половинном количестве (потому что так на экране конструируется жёлтый). Получаем аналогичную ситуацию: воспринимаемая интенсивность света складывается из половинных интенсивностей двух видов рецепторов: красного и зелёного.

Ну а уж коль скоро у нас есть возможность видеть каждую точку окружающего мира как совокупность трёх значений не зависимо от того, спектрально чистый ли это цвет, или комбинация цветов (То есть у нас нет технической возможности для этого.), то мы это именно различаем, осознаём и называем. И жёлтый у нас жёлтый, и зелёный с красным тоже жёлтый. Для выживания нам этого достаточно. Кстати, мы также не различаем, например, поляризацию излучения, тогда как некоторым бабочкам это важно и они могут.

Всё это чрезвычайно подробно исследовал Максвелл. Не зная ничего про белки и фотоны он разработал теорию цвета, которая в частности и утвердила красный, зелёный и синий как основные цвета.

10

Да, но в таком случае как человеческий глаз видит фиолетовый цвет с экрана, монохроматический брат которого находится выше по частоте самого высокого из экранных цветов - снего  - и, следовательно, не может быть адекватно отображен линейной комбинацией излучателей более низких монохроматических частот?

+1
Ответить

Линейной комбинацией конечно же не может. Спектрально чистый фиолетовый будет "цеплять" только краешек чувствительности синего рецептора. А в случае монитора
речь и не идёт о линейной комбинации, а только о возможности различать различные комбинации. Если рецепторы позволяют ощущать различия, то в процессе обработки сигнала от рецепторов происходит осознание видимого и причисление его к какому-то классу. Как яркий фиолетовый мы видим (точнее осознаём) комбирации синих и красных фотонов.

0
Ответить
Прокомментировать
АВТОР ВОПРОСА ОДОБРИЛ ЭТОТ ОТВЕТ

Цвет – это свойство человеческого восприятия. У цвета нет длины волны. Длина волны может быть у монохроматического излучения, и это не имеет никакого отношения к восприятию цветов на мониторе, потому что монитор не может передавать монохроматические цвета.

Говорить о длине волны, соответствующей цвету, вы можете только тогда, когда смотрите на луч лазера, спектр от призмы, радугу или какой-то ещё подобный феномен. Такое излучение монитор излучить не может, и создать впечатление такого же цвета тоже не может. Грубо говоря, все цвета, которые может показать монитор – смешанные, грязные.

Тем более комбинация RGB не позволяет даже отдалённо передать монохроматическое фиолетовое излучение (высокочастотное). Вместо фиолетового цвета монитор показывает оттенки лилового.

3
Прокомментировать

Самый высокочастотный в данном случае "B" (Blue, синий), так что, противоречия нет. Человеческий глаз усредняет длину волны и таким образом получается возможным получать промежуточные цвета просто смешивая в нужной пропорции первичные - R (красный), G (зеленый) и B (синий).

3

А как насчет V (violet)?

0
Ответить
Прокомментировать
Ответить