_443908423.jpg)
Fotografia barwna - podstawy
2. Mechanizm widzenia barwnego
Jak widać, to, co jesteśmy w stanie zarejestrować naszym zmysłem wzroku, zajmuje bardzo wąski obszar promieniowania elektromagnetycznego. Nieco więcej widzą węże — grzechotnik dysponuje specjalnym organem pozwalającym mu odbierać promieniowanie podczerwone (cieplne), dzięki czemu nawet w głębokiej nocy może upolować niespodziewającą się niczego mysz — ale już nie zmiennocieplną żabę czy jaszczurkę. Z kolei niektóre owady, m.in. pszczoły, widzą ultrafiolet — ba, są nawet w stanie określić kierunek polaryzacji światła, co ułatwia im odnalezienie powrotnej drogi do ula.
Już z tego, co powyżej, wynika, że nasz zmysł wzroku nie jest wcale taki doskonały — a to tylko początek, najgorsze dopiero nastąpi! Otóż powiedzmy sobie bez ogródek, że wszystkie używane obecnie metody reprodukcji barwy, czy to będzie druk, czy telewizja, czy monitor komputera, czy wreszcie fotografia, to czyste oszustwo — tak naprawdę bowiem nie reprodukujemy barwy, tj. fali świetlnej o określonej długości, a jedynie WRAŻENIE barwy!
Jeśli weźmiesz, Czytelniku, do ręki lupę i zbliżysz ją do ekranu swojego telewizora czy też monitora, dostrzeżesz, że miejsce wszystkich barw, jakie normalnie widzisz, zajęły tylko trzy: czerwona, zielona i niebieska. Gdzie się podziała cała reszta?! Ano, żeby to zrozumieć (a fotograf powinien to dobrze rozumieć!), musimy nieco bliżej przyjrzeć się mechanizmowi postrzegania barw.
Należy powiedzieć na wstępie, że jeszcze nie wszystko zostało wyjaśnione i naukowcy nadal intensywnie zajmują się tym problemem, ale podstawy wydają się nie budzić już wątpliwości, choćby dlatego, że najwyraźniej to wszystko działa...
 rys. 08-1-01 Promieniowanie elektromegnetyczne |
Te podstawy to teoria Younga-Helmholtza, sformułowana przez tych badaczy pod koniec XIX wieku i wspaniale potwierdzona przez jednego z najwybitniejszych ówczesnych fizyków Jamesa Clerka Maxwella, skądinąd twórcę teorii elektromagnetyzmu. Według Younga i Helmholtza na ekranie światłoczułym oka, czyli siatkówce, znajdują się dwa rodzaje receptorów: pręciki, o dużej czułości na światło, ale reagujące wyłącznie na intensywność oświetlenia, oraz czopki. Te rozróżniają barwy, ale są znacznie mniej czułe — dlatego właśnie przy niskim poziomie oświetlenia przestajemy widzieć kolory, które nadal tam są; kto nie wierzy, niech zrobi zdjęcie przy dostatecznie długim czasie ekspozycji (uwaga na drenaż baterii!) — kolory mogą się wydać nieco dziwne z uwagi na niecodzienne oświetlenie, ale niewątpliwie będą łatwo rozróżnialne.
Substancją uczulającą czopki na światło jest rodopsyna — związek zabarwiony na czerwono, stąd efekt czerwonych oczu. W zależności od swojej struktury chemicznej jest ona uczulona na światło niebieskie, zielone lub czerwone — i w efekcie na te właśnie kolory reagują czopki. Reszta odbywa się już w mózgu. Mózg niemowlęcia mozolnie uczy się, jak z proporcji bodźców odbieranych przez receptory budować wrażenie jasności i barwy — jaka proporcja sygnałów czerwonego, zielonego i niebieskiego odpowiada jakiemu kolorowi, odcieniowi i tonalności. Potem już wie: jednakowego natężenia sygnały zielony i czerwony to kolor żółtego słonecznika; więcej czerwonego niż zielonego to pomarańcza; jednakowe bodźce czerwony i niebieski to liliowy tulipan, więcej niebieskiego to fiołki. Nieważne, jaki jest rzeczywisty skład widmowy odbieranego światła, liczy się tylko wielkość i proporcje bodźców: czerwonego, zielonego, niebieskiego.
 rys. 08-1-02 Widmo światła białego wysyłanego przez rzeczywiste źródło termiczne |
Pod tym względem zmysł wzroku działa zupełnie inaczej niż słuch, gdzie wprawne ucho muzyka jest w stanie rozróżnić w złożonym brzmieniu orkiestry dźwięki wysyłane przez poszczególne instrumenty, precyzyjnie określić wysokość tonów, usłyszeć fałszywą nutę. Nie ma tam mowy o żadnej rekonstrukcji wrażeń — słysząc dźwięk, jesteśmy w stanie określić jego wysokość, tzn. częstotliwość fali akustycznej, wychwycić każdą zmianę tej częstotliwości, która objawia się obniżeniem lub podwyższeniem wysokości tonu, odróżnić barwę tonu klarnetu i trąbki, czyli zawartość składowych harmonicznych podstawowego dźwięku. Wzrok natomiast bardzo łatwo oszukać: jeśli umiejętnie dobierzemy proporcje np. bodźców zielonego 550 nm i czerwonego 700 nm, oko (a właściwie mózg) nie odróżni tak spreparowanego światła od autentycznej, „widmowej” żółcieni odpowiadającej fali o długości 620 nm.
Barwy (lub światła), które oko postrzega jako identyczne, a które różnią się składem widmowym, noszą nazwę barw (świateł) metamerycznych. I właśnie na tworzeniu takich metamerów barw natury zasadza się barwna fotografia, barwna telewizja, barwny druk. Wszystkie te techniki operują w zasadzie trzema kolorami: czerwonym (R — red), zielonym (G — green) i niebieskim (B — blue). To właśnie słynne RGB, podstawa syntezy barw. Mieszając te trzy światła w odpowiednich proporcjach, jesteśmy w stanie odtworzyć w zasadzie wszystkie barwy natury, aczkolwiek, jak później zobaczymy, w sposób nie do końca doskonały, podobnie jak „dzienna” świetlówka tylko w pewnym stopniu może udawać światło słoneczne, a żarówki energooszczędne mimo starań producentów świecą jednak trochę inaczej niż stare, poczciwe żarówki tradycyjne.
 rys. 08-1-03 Widmo światła białego emitowanego przez jarzeniówki (źródło: katalog OSRAM) |
Optyczne.pl jest serwisem utrzymującym się dzięki wyświetlaniu reklam. Przychody z reklam pozwalają nam na pokrycie kosztów związanych z utrzymaniem serwerów, opłaceniem osób pracujących w redakcji, a także na zakup sprzętu komputerowego i wyposażenie studio, w którym prowadzimy testy.