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.
Можливо, ви чули, що світло є своєрідною хвилею, і що колір об'єкта залежить від частоти світлових хвиль, які він відбиває. Високочастотні хвилі світла виглядають фіолетовими, низькочастотні хвилі світла - червоними, а частоти між ними виглядають жовтими, зеленими, жовтогарячими і так далі. Це можна назвати фізичним кольором, бо вважається, що колір є фізичною властивістю самого світла. Він не залежить від людського сприйняття. І хоча це справді так, це ще не все. Наприклад, цей малюнок ви напевне вже бачили. Як бачите, там, де перетинаються зелений і червоний, виникає жовтий. Якщо замислитися над цим, то це досить дивно. Якщо світло - це хвиля, дві різні частоти взагалі не повинні взаємодіяти одна з одною, вони мають просто співіснувати як співзвучні співаки. Отже, в цій жовтій частини присутні два різних типи світлових хвиль: одна з червоною частотою, а інша - з зеленою. Жовтого світла тут зовсім немає. То чому ця частина, де червоне і зелене світло перетинаються, здається нам жовтим? Щоб зрозуміти це, треба згадати дещо з біології, а саме, як людина сприймає колір. Світлоспийняття відбувається у тонкому як папір шарі клітин, який називається сітківкою, що покриває задню частину очного яблука. У сітківці є два різних типи світлосприймаючих клітин: палички та колбочки. Палички спеціалізуються на баченні при слабкому освітленні, існує лише один тип таких клітин. Із колбочками, однак, зовсім інша історія. Існує три типи колбочок, які відповідають за червоний колір, зелений і синій. Коли ви бачите колір, кожна з колбочок посилає власний сигнал у мозок. Наприклад, жовте світло (справжнє жовте світло з жовтою частотою) сяє вам в око. Колбочки, яка відповідає за жовте світло, немає, але жовтий трохи близький до зеленого кольору, а також до червоного, тому активуються як зелена, так і червона колбочки; кожна з них посилає свій сигнал у мозок. Звичайно, існує інший спосіб активувати червоні та зелені колбочки одночасно: якщо і червоне, і зелене світло присутні разом. Річ у тім, що ваш мозок отримує той же самий сигнал, незалежно від того, бачите ви світло, яке має жовту частоту, чи світло, яке є сумішшю зеленої і червоної частот. Ось чому в прикладі зі світлом червоне + зелене = жовте. А от чому неможливо відрізняти кольори в темряві? При слабкому освітленні всю роботу на себе беруть палички. Існує лише один тип паличок, тому лише один тип сигналу може передатися до мозку: світло або його відсутність. Тільки один вид детектора світла не залишає місця для спостереження кольорів. Існує нескінченно багато різноманітних фізичних кольорів, але оскільки у нас є тільки три види колбочок, мозок можна одурити, і він подумає, що бачить якийсь колір, якщо ретельно буде змішана правильна комбінація лише з трьох кольорів: червоного, зеленого та синього. Ця властивість людського зору дуже корисна в реальному світі. Наприклад, на виробництві телевізорів. Замість того, щоб ставити нескінченно багато кольорів у телевізорі, для симуляції реального світу потрібно лише три: червоний, зелений та синій. От їм пощастило!