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.
Może słyszeliście, że światło jest rodzajem fali, a kolor danego przedmiotu wynika z częstotliwości odbijanych fal świetlnych. Wysokiej częstotliwości fale świetlne wyglądają fioletowo, niskiej czerwono, częstotliwości średnich żółto, zielono, pomarańczowo i tak dalej. Można nazwać tę ideę kolorem fizycznym bo dowodzi, że kolor jest fizyczną własnością światła. Nie zależy od ludzkiej percepcji. Choć to prawda, historia się na tym nie kończy. Pewnie znacie już taki obrazek. Tam, gdzie nakłada się światło czerwone i zielone, widać kolor żółty. Wydaje się to dziwne. Ponieważ światło jest falą, dwie różne częstotliwości nie powinny w ogóle ze sobą oddziaływać, powinny współistnieć, jak wokaliści śpiewający na głosy. W tym żółto wyglądającym obszarze, występują dwa różne rodzaje fal świetlnych, jedna o częstotliwości czerwonej, druga zielonej. Żółte światło nie występuje w ogóle. Jak zatem ten obszar, gdzie mieszają się czerwone i zielone światła, może wyglądać żółto? By to zrozumieć, trzeba trochę biologii, zwłaszcza o sposobie, w jaki ludzie widzą kolor. Percepcja światła zachodzi w cienkiej błonie, znajdującej się w tylnej części oka, zwanej siatkówką. Siatkówka składa się z dwóch rodzajów światłoczułych komórek: czopków i pręcików. Pręciki służą do widzenia w warunkach słabego oświetlenia, i występują tylko w jednym rodzaju. Czopki natomiast, to zupełnie inna historia. Istnieją trzy rodzaje tych komórek, które odpowiadają za widzenie koloru czerwonego, zielonego i niebieskiego. Kiedy widzimy kolor każdy czopek wysyła do mózgu swój własny odrębny sygnał. Na przykład, załóżmy, że prawdziwe żółte światło, o żółtej częstotliwości, świeci nam w oczy. Nie macie czopków wykrywających żółty, ale żółty znajduje się blisko zielonego i czerwonego, więc aktywują się i czerwone i zielone czopki i każdy wysyła do mózgu swój sygnał. Jest też inny sposób na jednoczesną aktywację czerwonych i zielonych czopków, gdy światło czerwone i zielone pojawia się jednocześnie. Mózg odbiera ten sam sygnał, niezależnie od tego, czy widzimy światło o żółtej częstotliwości, czy mieszankę światła zielonego i czerwonego. Dlatego, dla światła, czerwony i zielony dają żółty. A dlaczego nie widzimy kolorów, gdy jest ciemno? Pręciki siatkówki odpowiadają za widzenie przy słabym oświetleniu Pręciki występują tylko w jednym rodzaju i dlatego istnieje tylko jeden rodzaj sygnału wysyłanego do mózgu: światło i brak światła. Posiadanie tylko jednego rodzaju detektora światła nie pozostawia już miejsca na widzenie koloru. Istnieje nieskończenie wiele różnych kolorów fizycznych, ale ponieważ posiadamy tylko 3 rodzaje czopków, możemy wmówić mózgowi dowolny kolor, starannie dodając odpowiedniej kombinacji zaledwie 3 kolorów: czerwonego, zielonego i niebieskiego. To bardzo przydatne w rzeczywistym świecie. Na przykład w produkcji telewizorów. Zamiast umieszczać w odbiorniku nieskończenie wiele kolorów, by symulować świat rzeczywisty, wystarczy umieścić zaledwie trzy: czerwony, zielony i niebieski. Dla nich to naprawdę szczęście.