2 tygodnie temu

Iluzja ekranów RGB

rgb

Jeśli posadzicie swojego psa lub kota przed ekranem zobaczy on zupełne inne kolory niż my. Dzieje się tak ponieważ monitory i ekrany są dostrojone do ludzkiego oka i sposobu jego działania.

Jak zapewne każdy wie ekrany komputerowe składają się z drobnych kropek zwanych pikselami, a kolor danego piksela jest skomponowany z trzech barw podstawowych: czerwonego, zielonego i niebieskiego. Tak więc każdy piksel składa się z trzech kropek, które świecą w różnych kolorach.

Typowe zbliżenie na ekran LCD wygląda następująco:

Jeden czerwony, jeden zielony i jeden niebieski pasek tworzą grupę – to właśnie piksel! Najmniejsza kropeczka, którą widać na ekranie.

Oczywiście poszczególnych pasków koloru nie da się zobaczyć gołym okiem, nowoczesne ekrany komputerowe i telewizyjne mają tak wysoką rozdzielczość, że jedynym sposobem, aby je zobaczyć jest użycie szkła powiększającego.

Patrząc z normalnej odległości wielokolorowy ekran LCD zaprezentowany na zdjęciu powyżej, będzie wyglądał na jednolicie biały. Jak to możliwe? To właśnie sprytna iluzja, która pozwala ludziom i tylko nam osiągnąć taki a nie inny efekt.

Aby zrozumieć, jak działają ekrany komputerowe, musimy najpierw zrozumieć własne oczy.

Widmo spektroskopowe jest wachlarzem fal różnej długości, z których tylko niewielka część jest widoczna dla ludzi. Nie widzimy już fal ultrafioletowych (i krótszych), ani podczerwieni (i dłuższych).

spectrum

Jak możemy zobaczyć resztę?

Mamy trzy rodzaje czułych na kolor komórek (receptorów) w naszych oczach, są to tak zwane czopki. Czopki nie dostrzegają tylko jednego koloru – są aktywowane przez całą gamą różnych barw.

Jak wynika z poniższego rysunku im wyższa krzywa, tym bardziej dany kolor aktywizuje receptor:

color-cones

Przykładowo, gdy widzisz żółte światło aktywowane są zarówno „zielone” jak i „czerwone” czopki, ale twój mózg wie, że „dużo czerwonego i trochę mniej zielonego” oznacza barwę żółtą, więc widzisz żółty.

Producenci ekranów używają sposobu, w jaki nasze oczy komponują kolory, z zaledwie trzech różnych rodzajów sygnału, powodując by nasz mózg widział kolory, których w rzeczywistości ma ekranie nie ma.

Monitory emitują światło zaledwie w trzech różnych barwach mniej więcej w następujących długościach:

color-cones-bars

Ekrany nie są zdolne do emitowania światła fioletowego, ale jak widać w lewej części wykresu, aktywując dwa kolory – czerwony i niebieski bez zielonego możemy uzyskać fioletowy.

Jeśli ekran emituje jasny niebieski i słabe czerwone światło to uaktywni dwa czopki w tym samym stosunku jak prawdziwe światło fioletowe, i nie ma sposobu aby mózg odróżnił te dwa rodzaje fioletu.

Gdy ekran ma wyprodukować określone barwy wybiera spośród czerwono-zielono-niebieskiego wskaźnika ten, który jest najbliższy pod względem aktywowania czopków w sposób w jaki kolor ten powinien normalnie oddziaływać na receptory.

Jednakże żaden ekran nie jest doskonały, istnieje wiele kolorów, które widzimy w świecie rzeczywistym, których monitor nie jest zdolny wygenerować.

Podsumowując – ekrany generują kolory opierając się na iluzji optycznej specyficznej dla ludzi.

Zwierzęta nie mają tych samych właściwości wizualnych czopków, mają też zupełnie inną ich liczbę. Psy posiadają jedynie dwa rodzaje czopków, wiele ptaki mają aż cztery, a krewetki ustonogie aż 16!

Jeśli pokażesz fotografię cyfrową swojemu zwierzakowi, to co zobaczy pod względem kolorów, będzie bardzo różnić się nie tylko od tego, co widzimy my. Będzie to też odmienne od rzeczywistego obrazu jaki zwierzę widzi.

Aby spróbować wyobrazić sobie jak zwierzęta mogą postrzegać kolory zobaczcie zdjęcie poniżej – to symulacja przygotowana dla ludzkiego oka ale widziana na „ekranie” przygotowanym dla ptaka.

Ptaki widzą światło ultrafioletowe i tylko trochę czerwonego. Zdjęcia na ekranie dla ptaków byłyby dziwnie fioletowe ze względu na światło aktywujące ich nadfioletowy czopek. Zielenie są dla nich prawdopodobnie niebieskawe ze względu na fakt, że ich zielony czopek znajduje się pomiędzy zielonym i niebieskim widmem światła. Obraz byłby także bez czerwieni.

W efekcie moglibyśmy zobaczyć coś takiego:

species-screen

Kiedy zwierzę patrzy na monitor (lub na wydrukowane zdjęcie, ponieważ drukowanie również opiera się na podobnej zasadzie kompozycji kolorystycznej) zobaczy coś odbiegającego od jego rzeczywistości. Kształty pozostaną te same, ale kolory mogą być nawet całkowicie wyłączone.