You might have heard that light is a kind of wave and that the color of an object is related to the frequency of light waves it reflects. High-frequency light waves look violet, low-frequency light waves look red, and in-between frequencies look yellow, green, orange, and so on. You might call this idea physical color because it says that color is a physical property of light itself. It's not dependent on human perception. And, while this isn't wrong, it isn't quite the whole story either. For instance, you might have seen this picture before. As you can see, the region where the red and green lights overlap is yellow. When you think about it, this is pretty weird. Because light is a wave, two different frequencies shouldn't interact with each other at all, they should just co-exist like singers singing in harmony. So, in this yellow looking region, two different kinds of light waves are present: one with a red frequency, and one with a green frequency. There is no yellow light present at all. So, how come this region, where the red and green lights mix, looks yellow to us? To understand this, you have to understand a little bit about biology, in particular, about how humans see color. Light perception happens in a paper-thin layer of cells, called the retina, that covers the back of your eyeball. In the retina, there are two different types of light-detecting cells: rods and cones. The rods are used for seeing in low-light conditions, and there is only one kind of those. The cones, however, are a different story. There three kinds of cone cells that roughly correspond to the colors red, green, and blue. When you see a color, each cone sends its own distinct signal to your brain. For example, suppose that yellow light, that is real yellow light, with a yellow frequency, is shining on your eye. You don't have a cone specifically for detecting yellow, but yellow is kind of close to green and also kind of close to red, so both the red and green cones get activated, and each sends a signal to your brain saying so. Of course, there is another way to activate the red cones and the green cones simultaneously: if both red light and green light are present at the same time. The point is, your brain receives the same signal, regardless of whether you see light that has the yellow frequency or light that is a mixture of the green and red frequencies. That's why, for light, red plus green equals yellow. And, how come you can't detect colors when it's dark? Well, the rod cells in your retina take over in low-light conditions. You only have one kind of rod cell, and so there is one type of signal that can get sent to your brain: light or no light. Having only one kind of light detector doesn't leave any room for seeing color. There are infinitely many different physical colors, but, because we only have three kinds of cones, the brain can be tricked into thinking it's seeing any color by carefully adding together the right combination of just three colors: red, green, and blue. This property of human vision is really useful in the real world. For example, TV manufacturing. Instead of having to put infinitely many colors in your TV set to simulate the real world, TV manufacturers only have to put three: red, green, and blue, which is lucky for them, really.
光は波の一種で 物の色は その物が反射する 光の波の周波数と関係があります 周波数が高い光は紫に見え 低い光は赤く見えます 赤と紫の間には 黄色や緑色 赤と紫の間には 黄色や緑色 オレンジ色など 沢山の色があります オレンジ色など 沢山の色があります これは物理的に見た色の考え方で 色を光の物理的な特性として 説明しているものです 人間の認識によるものとは違います これは間違いではありませんが まだ 続きがあるんです 例えば この絵を見たことありますね ご覧の通り 赤と緑の光の 重なる部分は黄色になっています 考えてみると不思議です 光は波ですから 二つの違う周波数の波が 作用し合うことはないはずです 一緒に存在するだけで 二人が歌うハーモニーと同じはずです ですから この黄色の部分は 2種類の別の光の波が存在しています 赤の周波数のものと 緑の周波数のものです ここには 黄色の光なんてないんです でも それならなぜ 赤と緑の光が混ざる所が 黄色に見えるのでしょう? これを理解するために 目の仕組みを見てみましょう 目が色を感知する仕組みです 光は眼球の奥にある 細胞が紙の様に薄く並んだ層の 光は眼球の奥にある 細胞が紙の様に薄く並んだ層の 網膜で感知されます 網膜には光を感じる 2種類の細胞があります 「桿体(かんたい)」と「錐体(すいたい)」です 桿体は比較的 暗いところで働き 一種類しかありません でも錐体は全く違います 「赤」「緑」「青」 それぞれの色に近い光に対応する 「赤」「緑」「青」 それぞれの色に近い光に対応する 3種類のものがあり 3種類のものがあり 色をみると 各種の錐体が それ特有の信号を脳に送ります 例えば 黄色の光 黄色の周波数を持つ 真の黄色い光が 目に届いたとします 人間には黄色を感知する錐体はありませんが 黄色はなんとなく 緑に近く なんとなく赤にも近い色です ですから 赤と緑 両方の錐体が活性化します そして それぞれの細胞が脳に信号を送ります もちろん赤と緑に対応する錐体を 同時に活性化させるためには 他の方法もあります 赤と緑の光が 同時に両方存在すれば良いんです つまり 脳にとっては 黄色の周波数を持つ光を見ても 赤と緑の周波数を持つ光が 混ざったものを見ても同じなのです このため 赤と緑の光を足すと 黄色に見えるわけです では 暗い所で色が見えないのはなぜでしょう? 暗い所では網膜にある桿体が 主に働きます 桿体は1種類だけですから 脳に届く信号は1種類しかありません 脳に届く信号は1種類しかありません 明るいか 暗いか だけの信号です 1種類の光センサーだけでは 色を見ることは出来ないのです 物理的な色は無数にありますが 人間の目には錐体が3種類しかないので 脳は「赤」「緑」「青」の 3色をうまく組み合わせて いろいろな色を見ていると 錯覚しているのです いろいろな色を見ていると 錯覚しているのです この人間の目の仕組みは いろいろなことに応用できます 例えば テレビを作るためには 自然界にある無数の色を 再現して表示するかわりに 自然界にある無数の色を 再現して表示するかわりに 「赤」「緑」「青」の 3つの色を組み合わせて 表示すれば良いんです 便利なことですね