¿Cómo hace la luz se combinan para hacer nuevos colores?

Question

En ciencias de la computación, hacemos referencia a los colores utilizando el sistema RGB y Televisores tienen los píxeles que componen de grupos de rojo, verde y azul, las líneas que se enciende y apaga para crear colores.

Pero, ¿cómo funciona esto? ¿Por qué ciertas cantidades de rojo, verde y azul de la luz de hacer algo parecen amarillo? Es este un biológicos cosa, donde nuestro cerebro lleva a cabo algún tipo de promedio de operación, o las ondas interactuando a hacer la luz de una nueva longitud de onda?

Parece RGB es un "universal triplete", ya que cada color dentro del espectro visible puede ser creado por la combinación de los tres en diferentes intensidades. Es RGB el único triplete? Si es así, ¿por qué? Si no, ¿qué características tiene un triplete de colores tiene que ser universal?

Answer 1

La percepción del Color es totalmente biológico y psicológico) de respuesta. La combinación de luz roja y verde se ve indistinguibles, a los ojos humanos, a partir de determinadas longitudes de onda de color amarillo de la luz, pero eso es debido a que los ojos humanos tienen los tipos específicos de color de los fotorreceptores que hacen. La misma no será cierto para otras especies.

Razonable de un modelo de color es que el ojo se lleva a la superposición de la longitud de onda del espectro de la luz entrante en contra de la función de respuesta de la ti tipos de fotorreceptores, los cuales se ven básicamente como esta:

^{Fuente de la imagen}

Si la luz tiene dos picos en la verde y la roja, el resultado es que tanto la M y la L receptores son igualmente estimulado, por lo que el cerebro interpreta como "bueno, la luz debe de haber estado en el medio, entonces". Pero, por supuesto, si hemos tenido un extra de receptor en el medio, nos gustaría ser capaz de notar la diferencia.

Hay dos más en lugar de puntos interesantes en su pregunta:

cada color dentro del espectro visible de alguna manera puede ser creado por "combinar" los tres en diferentes intensidades.

Esto es falso. Hay una porción considerable de espacio de color que no está disponible para las combinaciones RGB. La herramienta básica para el mapa esto se llama una cromaticidad de la parcela, que tiene este aspecto:

^{Fuente de la imagen}

El puro longitud de onda de los colores en la curva del borde exterior, marcados por su longitud de onda en nanómetros. La norma fundamental que la combinación RGB dispositivos objetivo es ser capaz de mostrar son los que en el interior del triángulo marcado sRGB; dependiendo del dispositivo, es posible que se quedan cortos o se puede ir más allá y abarcar un mayor triángulo (y si esta un triángulo más grande es lo suficientemente grande como para cubrir, por ejemplo, una buena fracción de la Adobe RGB espacio, entonces es típicamente de forma destacada publicidad) pero aún así es una fracción de la cantidad total de espacio de color disponibles para la visión humana.

(Una nota de advertencia: si usted está viendo la cromaticidad de las parcelas en un dispositivo con un RGB de la pantalla, a continuación, los colores fuera de su dispositivo representable espacio no se hizo correctamente y ellos se parecen más planas que los colores reales que representan. Si desea que el total de la diferencia, obtener un prisma y una blanca-fuente de luz y la forma de un espectro completo, y compararlo con el borde del diagrama como se muestra en su dispositivo).

Es RGB el único triplete?

No. Hay un montón de posibles número de tripletes formas de codificar el color, conocida como espacios de color, cada uno con sus propias ventajas y desventajas. Algunas de las alternativas comunes a RGB son CMYK (cian-magenta-amarillo-negro), HSV (hue-saturation-valor) y HSL (tono-saturación, luminosidad), pero también hay algunas más exóticas opciones como la CIE XYZ y de LABORATORIO de los espacios. Dependiendo de sus áreas de distribución, que puede ser re-codificaciones del espacio de color RGB (o coincide con el re-codificaciones de RGB en las partes de sus dominios), pero algunos de los espacios de color utilice diferentes enfoques para la percepción del color (es decir, que pueden ser aditivos, como RGB, sustractiva, como CMYK, o un no lineal de la re-codificación de color, como XYZ o VHS).

Answer 2

En la retina del ojo hay tres tipos de conos, que actúan como filtros en la figura, que abarca bastante amplio de bandas de frecuencia.

Allí se puede ver que la pura luz amarilla estimulará tanto "rojo" y "verde" de los conos.

Así que, por la luz, cerca de píxeles de color rojo y verde, los conos de la retina va a responder de la misma manera como se haría desde el amarillo puro, si la mezcla es correcta.

Así es mucho más que un biológicos cosa. Observe que una longitud de onda que estimula un cono verde también estimulará al menos uno de los rojo y azul de los conos. Así, podríamos imaginar estimular artificialmente sólo conos verdes (con electrodos) y luego podría ver una llama imposible de color.

Como para RGB alternativas, sí hay otros espacios de color que se puede utilizar del mismo modo la mezcla de todos los colores posibles (como se define por la retina humana).

Tenga en cuenta que RGB pantallas normalmente no puede reproducir todos los colores. La imagen de abajo muestra el triángulo de la limitación de una pantalla típica. Profesional de las pantallas tienden a abarcar más, pero rara vez de todos los colores.

Answer 3

Las otras respuestas por bernander y Emilio Pisanty ya se explica cómo los ojos captan la luz y la transforman en impulsos eléctricos. Hay algunas cosas más que entender. Mi respuesta va a centrarse sobre todo en la pregunta 1 a la pregunta 2 ya está completamente cubierta.

La luz es una combinación de múltiples longitudes de onda

Si usted toma cualquier tipo de luz, que en realidad es una onda electromagnética (estoy simplificando aquí, pero de lo contrario no voy a llegar a ninguna parte). El problema es que casi no hay ninguna fuente de luz que produce una única longitud de onda (láseres). Así que, esencialmente, la luz es una combinación de muchas longitudes de onda diferentes. A ver los que es necesario el uso de un prisma que divide el haz de luz en cada una de las longitudes de onda por separado. Esta es, esencialmente, ¿por qué vemos un arco iris gotas de agua de su trabajo tan natural prismas y la luz del Sol es mucho más bonita combinación de (casi) todas las longitudes de onda visibles.

Si utiliza más de una fuente de luz, en cada una de las longitudes de onda que va a tener una cantidad de luz que provienen de cada una de las fuentes. En otras palabras, si nos imaginamos tres láseres, rojo, verde y azul, cada uno de ellos produciendo exactamente una longitud de onda, si se nos cruzan sus rayos en un solo punto y poner una pantalla de allí, será un único punto iluminado con los tres longitudes de onda al mismo tiempo. Vamos a no ver tres colores, no será sólo un lugar con un color. ¿De qué color será? Voy a volver a esto más adelante.

Los ojos de los receptores de la captura si no hay luz solo (y su fuerza)

Esto es complicado. Existen básicamente 4 tipos de receptores en la retina del ojo. Uno (varillas) es el responsable de reconocer cualquier visible(1) la longitud de onda, y tres responsables de proyector de luz dentro de sólo una parte del rango de longitudes de onda visibles. Reaccionan más a la luz que está más cerca de su óptimo longitud de onda (que depende del receptor/tipo de cono - ya sea rojo, verde o azul, como ya se ha explicado por otros) y, más lejos que la luz de longitud de onda es de este óptimo, el más débil es la reacción. Voy a omitir las barras responsable de cualquier luz, dado que se utiliza sobre todo cuando no hay suficiente luz para los otros tres (conos) para operar (por eso vemos todo en tonos de gris en una luz muy tenue).

Los receptores no se puede decir que la longitud de onda se han capturado. Si por un solo receptor no es sólo un débil rayo de su longitud de onda óptima o un fuerte rayo, pero en el borde de lo que es notable - solo receptor se acaba de reconocer como un bastante mucho la misma cantidad de luz. Y producir impulso para el cerebro.

Es el cerebro el que decide qué hacer con la información

Este es el más complicado. Muy, MUY complicado. La cosa es que el cerebro recibe impulsos de ojos distintos receptores y las combina. Basado en lo que ha aprendido en el pasado (aka experiencia) se presenta a la conciencia de algo que se conoce como un color.

Si el uso de una única longitud de onda de la luz, los conos reaccionan de una manera específica. De esta manera, tu mente puede aprender (desde el arco iris!!!) esos colores. Ahora bien, si una combinación de muchas longitudes de onda producen similares cono de reacción, la mente no será capaz de entender que hubo múltiples longitudes de onda y solo te muestre el color se sabe a partir de una sola longitud de onda de la luz que produce el mismo conos de reacción. Así que si la combinación de las señales provenientes de los ojos de los receptores de mostrar que hay alguna luz roja y verde (es decir, los dos tipos de conos de producir una fuerte señal de exponerse a la luz), pero no mucho azul, entonces su mente se interpreta que debe haber algo que se conoce como el amarillo. Nota - no importa si la luz era sólo una amarilla única longitud de onda del rayo, un fuerte de la longitud de onda del rojo y de una fuerte onda de verde combinado o una combinación de longitudes de onda que hizo verde y rojo de los conos de reaccionar. Tu mente tiene solo 3 señales y basado en que tiene que decir de qué color es.

Así que si usted correctamente el balance de los tres rayos láser se mencionó anteriormente, usted podría terminar con un punto blanco, pero también puede terminar por ejemplo, con un punto amarillo. O un punto marrón. Todo depende de cómo los conos reaccionan a cada una de las longitudes de onda, y lo fuerte que va a las reacciones.

Y eso es más o menos como RGB funciona

Lo complicado aquí es que algunas combinaciones de longitudes de onda produce una combinación de los conos de las respuestas de los que son diferentes a cualquiera de los de una sola longitudes de onda de la luz de las respuestas. Su mente todavía tiene que interpretar de alguna manera, por lo que presenta es de algún modo diferente a cualquier color existente desde el punto de vista físico. De esa manera podemos ver colores como el marrón o el gris.

¿Qué acerca de esa experiencia

Como ya se ha mencionado, los conceptos básicos, es que ¿de qué color vas a ver va a ser la relación a la experiencia previa - si los conos de la reacción a la combinación de múltiples longitudes de onda es similar a una única longitud de onda que la reacción de color, usted verá que el color. Si no vas a ver algo más (pero de nuevo, en un repetitivo de la moda(2) - pero leer más).

Usted puede encontrar varias ilusiones ópticas relacionados a los colores o tonos de gris. Uno de los famosos ejemplos recientes visto en el internet era un vestido en una foto en la que algunos interpretan como el azul y el negro en luz fuerte, mientras que otros, blanco y amarillo en la sombra. Si usted va en una luz muy tenue en el bosque verás las hojas ligeramente verde a pesar de que su conos no reciben suficiente luz para trabajar y todo lo que vemos es en realidad un poco de luz en todo (por lo que algunos gris). Sin embargo, tu mente sabe que las hojas deben ser de color verde, lo que es una especie de pinturas para usted. Si vuelves más tarde, en plena luz, en realidad, puede ver que algunos de esos verdes hojas son de color rojo o amarillo. Pero nuestra mente intentó su mejor para llenar el vacío y se utiliza la experiencia para agregar un color. Es incluso más andar con cosas, cuando la luz no es blanca - mente todavía utiliza la experiencia y se adapta a la luz (hasta cierto nivel) - muy verde todavía se ven verdes en rojo la luz de una puesta de sol.

Entonces, ¿por qué RGB funciona?

Simplemente hablando de la luz utilizada en cada una de las fuentes de luz las causas específicas (a cierto nivel de predicción), la reacción de conos, como se describe anteriormente. Como se puede producir la mayoría de los posible los conos de las reacciones, como resultado, usted puede ver la mayoría de los colores en un TELEVISOR/monitor de la pantalla.

TL/DR

Lo que ves es una combinación de lo que la luz llegue a tus ojos, cómo los ojos hacen de ella los impulsos eléctricos que alcanza el cerebro y cómo el cerebro interpreta basándose en la experiencia anterior.

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(1) la llamamos visible debido a que nuestro ojo receptores son capaces de darse cuenta de ello. así que tal vez debería decir "algunas rango de longitud de onda a la que llamamos visible. De nuevo, hay un poco de la simplificación de los conos podría tener un poco más amplia de la longitud de onda de la cobertura de las barras. También esto puede variar ligeramente entre diferentes seres humanos, sino que esas diferencias pueden ser ignorados. Por otro lado, otras especies de responder a diferentes rangos de longitudes de onda, por ejemplo, los perros solo tienen dos tipos de conos, de modo que esencialmente ven menos colores.

(2) también es interpretado, por lo que los colores que producen sólo un poco diferente de los conos de reacción parecen bastante similares (tonos)

Answer 4

Me gustaría contestar al punto 1. como colourblind persona, ya que a menudo confunden los colores. Cuando los colores del sistema RGB se fusionan para formar el nuevo color, a menudo veo de manera diferente a otras personas. Por ejemplo, si el color se supone que ser de color amarillo, podía ver el verde. Pero esto no ocurre siemprecomo: cerca de algunos otros colores o varias fuentes de luz o incluso dependiente de mi cansancio me podía ver un color diferente con respecto a la original que he visto. Ejemplo: combinación precisa de RGB es visto por mí como el verde, pero, con un poco de rojo píxeles de alrededor o con algo de luz rojiza en la habitación, yo lo veo más como amarillo. Así que creo que es muy probable que es nuestra mente la que los promedios y calcula toda la información (como funciona también para los sonidos binaurales de historia) para nosotros. Desde el punto de vista físico, haciendo que una luz de una nueva longitud de onda significa que los fotones deben interactuar con ellos e intercambiar energía con ellos mismos, con el fin de cambiar su energía $h\nu$ y por lo tanto su frecuencia. Creo que esto no es posible ya que los fotones no interactuar con ellos para formar una nueva longitud de onda de las vigas.

Para el punto 2. Yo respondo que sí, porque de esta (es una página de la wikipedia sobre muchos otros espacios de color, además de RGB). Para un espacio de color a ser universal, es imposible como persona que como yo existen. Pero ellos se quedan con el uso de un espacio de color que intente reproducir todos los colores (para la percepción humana) para la mayoría de la gente.