Farebné modely
Projekt na PMMS
Človek a vnímanie farieb
Problematika farebných modelov sa vyskytuje vo viacerých disciplínach. Už oddávna bola predmetom záujmu filozofov, ale aj umelcov, hlavne maliarov. V dnešnej dobe sa ňou zaoberajú aj grafici, dizajnéri, ba aj televízni technici. V tejto podkapitole sa však na túto problematiku pozrieme z pohľadu biológie - zistíme, ako vlastne človek vníma farby.
Evolúcia farebného vnímania stavovcov - ako je na tom človek?
Prvé stavovce mali štyri rôzne druhy čapíkov (svetlocitlivých buniek na sietnici) - jeden
citlivý na ultrafialové žiarenie, jeden na krátke vlnové dĺžky (modrá), jeden na stredné (zelená) a
jeden na dlhé (červená). Ryby, plazy aj vtáky majú ešte aj dnes tetrachromatické videnie
(rozoznávajú 4 "farby").
U cicavcov však už nenachádzame čapíky citlivé na svetlo krátkej a strednej vlnovej dĺžky. Preto väčšina
cicavcov vidí len odtiene červenej.
Človek a primáty sú však výnimkou. Vďaka evolúcii sa im z kópie
čapíku citlivého na červenú vytvoril čapík citlivý na zelenú farbu. (Keďže ich gény sú umiestnené tesne
vedľa seba na X chromozóme a sú takmer identické, občas drobnou mutáciou niektorého z nich vzniká
červeno-zelená farbosleposť.) Z čapíka citlivého na UV žiarene zase mutáciou vznikol čapík citlivý na svetlo
krátkej vlnovej dĺžky (teda modrú farbu).
Človek teda má čapíky rozoznávajúce tri farby - červenú, zelenú a modrú. Okrem toho je citlivý na "nefarby" -
svetlú a tmavú, respektíve čiernu a bielu. Z tohto "trojfarebného" pohľadu na svet (a schopnosti rozoznávať
intenzitu svetla pomocou tyčiniek, čiže schopnosť "vidieť" tmavú a svetlú) vychádzali aj
prvé farebné modely.
Farebné vnímanie človeka
Ľudské oko obsahuje dva druhy svetlocitlivých buniek - tyčinky a čapíky. Tyčinky vnímajú intenzitu svetla, sú veľmi citlivé a umožňujú nočné videnie. Čapíky rozpoznávajú svetlo rôznych vlnových dĺžok a umožňujú farebné videnie. Obidva druhy buniek sa nachádzajú na sietnici. Čím bližšie k žltej škvrne, tým väčší je pomer čapíkov z celkového počtu svetlocitlivých buniek na plošnú jednotku. Obrázok vľavo ukazuje štruktúru buniek, obrázok vpravo hore zase ilustruje ich rozmiestnenie.
Každý druh svetlocitlivej bunky je schopný vnímať svetlo iných vlnových dĺžok
a intenzity. Obrázok vpravo ukazuje relatívne intenzity vzhľadom k vlnovej dĺžke.
Čierna znázorňuje tyčinky, farebné jednotlivé druhy čapíkov. Vidíme teda, že
tyčinky sú najcitlivejšie na zelené až modré svetlo, na červené však
už skoro vôbec nie.
Čapíky však tiež nevnímajú presne červenú, zelenú
a modrú. Skôr by sa dalo povedať, že ide o oranžovočervenú, žltozelenú
a tmavomodrú. Dobre to vidno na na sledujúcom obrázku:
Vlastnosti tyčiniek a čapíkov určujú viditeľné spektrum, teda odtiene
farbieb, ktoré môžeme vidieť. Viditeľné svetlo má farby, ktoré
získame rozkladom bieleho svetla cez hranol. Ultrafialové žiarenie
nevidíme, naše vizuálne vnímanie začína fialovou, potom prechádza
cez modrú, tyrkysovú, zelenú, žltú, oranžovú až do červenej.
Infračervené žiarenie už ale nevidíme.
Farebné modely, ktoré vychádzajú z farebného vnímania
Dalo by sa povedať, že skoro všetky staršie historické farebné modely vychádzali z aktuálnych vedomostí o farebnom vnímaní človeka. V mnohých prípadoch práve farebné modely mali vysvetliť, ako vnímanie farieb funguje. Tieto pokusy však mali ďaleko od biologického základu, z ktorého vychádzame dnes. Preto prvý presný model vznikol až v prvej polovici 20. storočia.
V roku 1931 vznikol na základe biologických aspektov vnímania farieb farebný model CIE. Vytvorí sa 3D model, kde jednotlivé súradnice prislúchajú rôznym druhom čapíkov (obrázok vľavo). Každá vlnová dĺžka viditeľného svetla sa následne premietne do tohto modelu tak, že jej pozícia je určená reakciou každého druhu čapíkov na toto svetlo (obrázok vpravo). Vznikne tvar podobný podkove v 3D priestore. Je to vlastne krivka tristimulu človeka. Keď sa táto krivka premietne do 2D roviny tvorenej osami X a Y, dostaneme podkovovitý tvar, ktorý je vlastne modelom CIE XYZ. Je to žltá oblasť an obrázku vpravo. Samozrejme, táto oblasť je vzplnená viditeľným spektrom v závislosti od reakcie jednotlivých druhov čapíkov na tú či onú farbu spektra (obrázok vpravo hore).
Farebosleposť?
Zaujímavý je pohľad na celé farebné spektrum z uhlu farboslepého človeka.
Preňho sa farby opakujú, nerozozná ich tak, ako by "mal", teda tak, ako ich rozoznáva
zdravý človek. Celý svet je preňho iný - všetky predmety vidí inak. Ako?
Na túto otázku odpovedal jeden z nich na svojom
blogu
- vystavil dvojice obrázkov,
ktoré preňho vyzerajú úplne rovnako. Zdravý človek vidí, že sa obsahujú len
modrú a rôzne odtieňe špinavej žltohnedej farby.
Dnešné farebné modely pre farboslepého človeka nemajú veľa zmyslu. Ako by vyzerali,
keby ich vytváral človek farboslepý? Zrejme úplne inak. Ale farboslepí sú v menšine -
musia sa teda prispôsobiť nášmu farebnému dizajnu. Nemali by sme však na nich zabúdať
napríklad pri vytváraní webstránok alebo označení - dbať nielen na to, aby boli
esteticky správne zladené, ale aj na to, aby ich farboslepí ľudia vedeli prečítať.
Viac o farbosleposti >>>
Zhrnutie
Ľudské oko obsahuje dva druhy svetlocitlivých buniek - tyčinky a čapíky. Tyčinky vnímajú intenzitu svetla, čapíky sú zodpovedné za farebné vnímanie. Z tohto pohľadu na problematiku vychádza napríklad farebný model CIE.