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.
Možno ste počuli, že svetlo je vlastne vlna a že farba objektu závisí od frekvencie svetelných vĺn, ktoré odráža. Vysoko-frekvenčné svetlo vyzerá fialové, nízko-frekvenčné svetlo červené, a medzi tým je žltá, zelená, oranžová a tak ďalej. Túto predstavu môžeme nazvať fyzikálnou farbou, pretože tvrdí, že farba je fyzikálnou vlastnosťou samotného svetla. Nezávisí na ľudskom vnímaní. A, i keď to nie je úplne nesprávne, nie je to všetko. Napríklad, možno ste už videli tento obrázok. Ako vidíte, oblasť, kde sa prekrýva červené a zelené svetlo, je žltá. Ak sa nad tým zamyslíte, je to dosť divné. Pretože svetlo je vlnou, dve rôzne frekvencie by sa nemali navzájom vôbec ovplyvňovať, mali by len koexistovať ako speváci, ktorí spievajú v harmónii. Takže, v tejto žltej oblasti, sú prítomné dve rôzne svetelné vlny: jedna s červenou frekvenciou, a druhá so zelenou frekvenciou. Nie je tam žiadne žlté svetlo. Tak ako je možné, že táto oblasť, kde sa mieša červené a zelené svetlo, vyzerá žltá? Aby sme to pochopili, musíme si povedať niečo o biológii, konkrétne, ako vidia farbu ľudia. Vnímanie farieb sa uskutočňuje na vrstve buniek tenkej ako papier, ktorá sa volá sietnica, a pokrýva zadnú stranu očnej gule. V sietnici sú dva typy svetlocitlivých buniek: Tyčinky a čapíky. Tyčinky používame v málo svetelných podmienkach, a je ich len jeden typ. Čapíky však sú iné. Existujú tri druhy čapíkov, ktoré zhruba zodpovedajú červenej, zelenej a modrej farbe. Keď vnímate farbu, každý čapík vysiela svoj jedinečný signál do vášho mozgu. Napríklad, ak žlté svetlo, skutočné žlté svetlo, so žltou frekvenciou, vám svieti do oka. Nemáte čapík, ktorý by rozoznával žltú, ale žltá je vcelku blízko k zelenej a tiež vcelku blízko k červenej, takže sa aktivujú aj zelené aj červené čapíky, a oba vyšlú mozgu signál. Samozrejme, existuje aj iný spôsob ako aktivovať naraz červené aj zelené čapíky: ak je prítomné naraz aj červené aj zelené svetlo. Dôležité je, že váš mozog dostane rovnaký signál, bez ohľadu na to, či vidíte svetlo so žltou frekvenciou alebo svetlo, ktoré je mixom zelených a červených frekvencií. Preto teda, pri svetle, červená plus zelená sa rovná žltá. A prečo nevieme rozoznať farby, keď je tma? No, vtedy preberú aktivitu na sietnici tyčinky v nízkych svetelných podmienkach. Tyčiniek máte len jeden druh, takže je tam len jeden typ signálu, ktorý dojde do mozgu: svetlo alebo tma. Keďže máme len jeden druh svetelného detektora, už nemôžeme vidieť farbu. Fyzikálnych farieb je nekonečné množstvo, ale, pretože máme len tri druhy čapíkov, mozog sa dá oklamať, aby si myslel, že vidí všetky farby tým, že sa poskladajú správne kombinácie len troch farieb: červenej, zelenej a modrej. Táto vlastnosť ľudského videnia je veľmi užitocná v skutočnom svete. Napríklad, pri výrobe televízorov. Namiesto toho, aby sme mali v televízore nekonečne veľa farieb, aby sme napodobnili skutočný svet, výrobcovia televízorov musia použiť len tri: červenú, zelenú a modrú, čo je pre nich ozaj výhodné.