Почему красный, зеленый и синий составляют все цвета?

Почему комбинации красного, зеленого и синего могут составлять все видимые цвета?

Давайте напомним себе, что такое свет.

Радиоволны, микроволны, рентгеновские лучи и гамма-лучи являются электромагнитным излучением, и они различаются только по частоте. Так уж получилось, что человеческий глаз способен обнаруживать электромагнитное излучение в диапазоне от ~ 400 до ~ 800 нм, которое мы воспринимаем как свет. Конец 400 нм воспринимается как фиолетовый, а конец 800 нм воспринимается как красный с промежуточными цветами радуги.

Луч света может быть смесью любой из этих частот, и когда свет взаимодействует с веществом, некоторые частоты поглощаются, а другие - нет: это то, что мы воспринимаем как цвета объектов вокруг нас. В отличие от уха, который способен различать множество звуковых частот (мы можем идентифицировать отдельные ноты, голоса и инструменты при прослушивании песни), глаз не способен различить каждую частоту. Как правило, он может обнаружить только четыре диапазона частот (есть исключения, такие как дальтонизм или мутации).

Это происходит в сетчатке, где есть несколько видов фоторецепторов . Первый вид, называемый « стержнями », обнаруживает большинство частот видимого света, не имея возможности отличить их друг от друга. Они ответственны за наше восприятие яркости.

Второй тип фоторецепторов, называемый « колбочками », существует в трех специализациях. Они обнаруживают более узкий диапазон частот, и некоторые из них более чувствительны к частотам вокруг красного, некоторые к частотам вокруг зеленого и последним к частотам вокруг синего.

Поскольку они обнаруживают диапазон частот , они не могут определить разницу между двумя частотами в этом диапазоне, а также не могут определить разницу между монохроматическим светом и сочетанием частот в этом диапазоне. Визуальная система имеет только входы от этих трех детекторов и восстанавливает восприятие цвета с ними.

По этой причине глаз не может определить разницу между белым светом, состоящим из всех частот видимого света, и простым сочетанием только красного, зеленого и синего света. Таким образом, используя только три цвета, мы можем реконструировать большинство цветов, которые мы можем видеть.

Кстати, палочки намного более чувствительны, чем колбочки, и поэтому ночью мы не воспринимаем цвета.

Они не

Проблема с диаграммами, представляющими видимую и RGB гаммы, состоит в том, что они представлены на дисплеях RGB. Очевидно, они не могут показать вам то, что не могут показать вам: область внутри параболы, но за пределами треугольника.

Область за пределами треугольника не может быть точно отображена на экране. Например, RGB не может отображать истинный, глубокий голубой. Все, что вы видите, это приближение, используя зеленый и синий. Некоторые диаграммы даже не пытаются и показывают только серую область:

Чтобы увидеть, как может выглядеть голубой, вы можете смотреть на белую точку на этом рисунке не менее 30 секунд (рекомендуется 2 минуты), а затем медленно двигать головой к белой стене:

Аналогично, на дисплеях RGB не могут отображаться глубокие, насыщенные апельсины или коричневые цвета.

Люди трихроматичны, что означает, что у нас есть 3 различных типа цветовых рецепторов (более известных как колбочковые клетки ), каждый из которых чувствителен к разному набору длин волн:

Источник изображения: Википедия

Таким образом, требуется всего лишь 3 различных монохроматических стимула, чтобы обмануть наш глаз, заставляя его думать, что он видит цвет, который совпадает с другим. Красный, зеленый и синий хорошо подходят к пикам частотных характеристик каждого типа цветовых рецепторов.

Еще одна вещь: «фиолетовый» и «фиолетовый» - это не один и тот же цвет. Фиолетовый - чистый цвет около 400 нм; но фиолетовый - это сочетание красного и синего. На наши не совсем совершенные человеческие глаза они выглядят одинаково.

Если вы пропустите луч чистого фиолетового через треугольную призму, свет будет согнут, но не разбит на компоненты. Если затем вы проведете луч фиолетового цвета через одну и ту же призму, он будет разделен на синий и красный луч с различным количеством «изгиба» к ним.

Они не Помимо того, что другие не говорили о физических причинах, с практической точки зрения компьютерной графики, представление поверхностных пигментов или источников света с RGB-цветом недостаточно для моделирования цветного освещения сцены. Например, нет способа представить материал, который является полупрозрачным или отражающим только в узкой полосе; Вы можете только представить прозрачность или отражательную способность широких полос, примерно соответствующих тому, что воспринимают красные, зеленые и синие колбочки в человеческом глазу. На самом деле это имеет значение для многих реальных цветов семейства розовых / фиолетовых / фиолетовых, которые радикально отличаются при разных типах освещения, даже при разном «белом» свете, который выглядит одинаково при просмотре на белой поверхности.