Lekcia 2. Ako vnímame farby
Ľudské oko
Pozorovateľ je tretím učastníkom farebnej udalosti. Ak je ním človek, tak farby vníma prostredníctvom zraku. Jeho primárnym orgánom je oko. Jeho optická funkcia je podobná jednoduchému fotoaparátu. Objektív vytvára rohovka, tekutina medzi rohovkou a dúhovkou, šošovka. Zrenička pôsobí ako clona. Zaostrovanie zabezpečujú drobné svaly, ovládajúce polohu šošovky a zakrivenie rohovky. Senzorom je sietnica, na ktorú sa premieta zaostrený obraz. Obsahuje asi 130 miliónov receptorov. Signály z nich sú zrakovým nervom privádzané do mozgu. Až v mozgu vzniká samotný vnem videnia. Tranformuje sa stranové, výškové prevrátenie obrazu, kompenzujú optické vady oka.
Trichromázia
V sietnici sa nachádzajú dva typy receptorov. Tyčinkové receptory sú citlivé len na intenzitu svetla. Je ich v oku okolo 120 miliónov. Fungujú lez za velmi slabého osvetlenia, pri dennom svetle sú zahltené. Na jeden neurón býva pripojených viacero ryčiniek. Čapíkové receptory sú citlivé aj na vlnové dĺžky dopadajúceho svetla. V oku je ich okolo 7 miliónov. Čapíky umožňujú farebné videnie. Na sietnici nie sú rozložené rovnomerne. Ich najväčšia hustota je v žltej škvrne, nachádzajúcej sa v strede sietnice. Je ich tam okolo 150 tisíc a nenachádzajú sa tam takmer žiadne tyčinky. Preto je vnímanie obrazu v strede oka najostrejším, s najväčším farebným rozlíšením. Čapíkové receptory sú troch typov. Každý typ je citlivý na inú časť spektra. Prvý na červenú, druhý na zelenú, tretí na modrú.
Na obrázku je zobrazená spektrálna citlivosť jednotlivých typov čapíkov. Teda čapíky snímajú tri základné farbné kanály: červený, zelený, modrý. Tento princíp nazývame trichromázia. Akákoľvek farba premietnutá na sietnicu je prevedená na tri signály uvedených kanálov. Ich vyhodnotením v neurónovom systéme a v mozgu získavame vnem danej farby.
V sietnici nad vrstvou čapíkov sa nachádza ďalšia vrstva neurónov, ktorá spracováva signály z jednotlivých čapíkov. Neuronálna schéma je na obrázku. Do mozgu sú privádzané zo skupiny čapíkov tri signály. Prvý je súčtom zelenej a červenej zložky, určuje vnímaný jas. Teda či je pozorovaná farba tmavá, alebo svetlá. Druhý signál je rozdielom červenej a zelenej zložky. Určuje či je pozorovaná farba červená, alebo zelená. Tretí signál je rozdielom modrej a súčtu červenej so zelenou zložkou. Určuje, či pozorovaná farba je modrá, alebo žltá. Táto architektúra má dopad na vnímanie farebných protikladov. Môžeme vidieť červenú farbu so žltým nádychom, teda oranžovú. Ale nikdy nemôžeme vidieť žltomodrú farbu. Preto modrú a žltú považujeme za protikladné farby. Podobne sú pritikladné červená a zelená.
Tristimulácia
Z trichromatického princípu vyplýva možnosť simulácia akejkoľvek viditeľnej farby svetlami s variabilnou intenzitou troch vhodne zvolených základných farieb. Tento jav sa nazýva tristimulácia. Najčastejšie sa používajú základné farby červená, zelená, modrá. Na tristimulácii fungujú technické zariadnia umožňujúce zobrazovanie farebných obrazov. Napríklad projektory, obrazovky televízorov a monitorov. Tristimulácia umožňuje aj tlač farebných fotografii s obmedzeným počtom farbív. Minimálne su potrebné tri farbivá.
Aditívne základné farby
Trichromatické videnie nám umožňuje vytváranie farieb pomocou troch zdrojov farebného svetla rôznej intenzity. Ich spektrálne charakteristiky by mali rozdeliť viditeľné spektrum na tretiny a mali by sa navzájom prekrývať. Nazývame ich aditívne základné farby: červená, zelená, modrá. Miešaním týchto svetiel sa pridávajú vlnové dĺžky každého z nich. Hovoríme o aditívnom miešaní farieb. Ak majú všetky tri zdroje zovnakú intenzitu, ich zmiešaním dostaneme biele svetlo. Ak budú mať nulovú intenzitu, nezmieša sa žiadne svetlo, dostávame čiernu farbu.
Subtraktívne základné farby
Vďaka trichromatickému videniu možeme vytvárať farby nanášaním troch farebných atramentov s rôznym krytím na bielu podložku. Nazývame ich subtraktívne základné farby: azúrová, purpurová, žltá. Azúrový atrament pohlcuje červenú zložku svetla, purpurový zelenú, žltý modrú. Miešanie týchto farieb pôsobí subtraktívne, čiže odpočíta pohlcované zložky spektra. Napríklad zmiešaním azúrovej a purpurovej sú odčítané červené a zelené zložky spekta, zostane len modrá zložka. Vznikmutú farbu vidíme ako modrú. Zmiešaním všetkých troch základných subtraktívnych farieb s plným krytím získame čiernu farbu. Ak majú všetky tri zložky nulové krytie, vidíme len bielu podložku, teda získavame bielu farbu.
