Το ανθρώπινο οπτικό σύστημα έχει μια εντυπωσιακή ικανότητα να ξεχωρίζει τεράστιο αριθμό διαφορετικών χρωμάτων. Συχνά αναφέρεται ότι μπορούμε να διακρίνουμε περίπου 10 εκατομμύρια χρώματα, όμως αυτός ο αριθμός είναι μια εκτίμηση και όχι ένα απόλυτο βιολογικό όριο.
Στην πραγματικότητα, οι επιστημονικές εκτιμήσεις διαφέρουν ανάλογα με τις συνθήκες φωτισμού, τη μέθοδο μέτρησης και τον ίδιο τον παρατηρητή. Αυτό που γνωρίζουμε με βεβαιότητα είναι ότι η αντίληψη του χρώματος προκύπτει από μια πολύπλοκη συνεργασία ανάμεσα στον αμφιβληστροειδή και τον εγκέφαλο.
Οι τρεις τύποι κωνίων που βρίσκονται στον αμφιβληστροειδή
Στον αμφιβληστροειδή υπάρχουν φωτοϋποδοχείς που ονομάζονται κωνία και λειτουργούν καλύτερα όταν υπάρχει αρκετό φως. Η φυσιολογική ανθρώπινη χρωματική όραση βασίζεται σε τρεις βασικούς τύπους κωνίων.
- S κωνία: είναι περισσότερο ευαίσθητα σε μικρά μήκη κύματος.
- M κωνία: είναι περισσότερο ευαίσθητα σε μεσαία μήκη κύματος.
- L κωνία: είναι περισσότερο ευαίσθητα σε μεγάλα μήκη κύματος.
Συχνά περιγράφονται απλοποιημένα ως «μπλε», «πράσινα» και «κόκκινα» κωνία. Η πραγματικότητα όμως είναι διαφορετική: κάθε τύπος ανταποκρίνεται σε ένα εύρος μηκών κύματος και οι περιοχές ευαισθησίας τους επικαλύπτονται.
Ο εγκέφαλος συγκρίνει τα σήματα που προέρχονται από αυτούς τους φωτοϋποδοχείς και δημιουργεί την εμπειρία των διαφορετικών χρωμάτων.
Γιατί τρεις τύποι κωνίων αρκούν για τόσα πολλά χρώματα;
Κάθε χρώμα που βλέπουμε δεν αντιστοιχεί σε έναν ξεχωριστό αισθητήρα μέσα στο μάτι. Αντίθετα, το χρώμα προκύπτει από τον διαφορετικό βαθμό ενεργοποίησης των τριών τύπων κωνίων και από τον τρόπο με τον οποίο ο εγκέφαλος επεξεργάζεται αυτά τα σήματα.
Αυτό εξηγεί γιατί ένας σχετικά μικρός αριθμός τύπων φωτοϋποδοχέων μπορεί να δημιουργεί μια εξαιρετικά πλούσια χρωματική εμπειρία.
Στην προσθετική μίξη φωτός, για παράδειγμα:
- κόκκινο + πράσινο φως μπορούν να δημιουργήσουν την αντίληψη του κίτρινου,
- πράσινο + μπλε φως δημιουργούν κυανό,
- κόκκινο + μπλε φως δημιουργούν ματζέντα.
Αυτή είναι και η βασική αρχή πίσω από την αναπαραγωγή χρωμάτων στις περισσότερες ψηφιακές οθόνες μέσω του συστήματος RGB.
Μπορούμε πράγματι να διακρίνουμε 10 εκατομμύρια χρώματα;
Η φράση ότι το ανθρώπινο μάτι βλέπει «10 εκατομμύρια χρώματα» χρησιμοποιείται πολύ συχνά, αλλά πρέπει να αντιμετωπίζεται ως κατά προσέγγιση εκτίμηση.
Επιστημονικές αναφορές έχουν υπολογίσει ότι ένας άνθρωπος με φυσιολογική τριχρωματική όραση μπορεί, υπό κατάλληλες συνθήκες, να διακρίνει από περισσότερα από ένα εκατομμύριο έως περίπου 10 εκατομμύρια διαφορετικές χρωματικές διαφορές.
Δεν υπάρχει ένας απόλυτος αριθμός που να ισχύει για όλους. Η ικανότητα διάκρισης εξαρτάται από τη φωτεινότητα, την αντίθεση, το μέγεθος του οπτικού ερεθίσματος, τα γειτονικά χρώματα και τις ατομικές διαφορές.
Γιατί το ίδιο χρώμα μπορεί να φαίνεται διαφορετικό;
Η αντίληψη του χρώματος δεν εξαρτάται αποκλειστικά από τα χαρακτηριστικά ενός αντικειμένου. Επηρεάζεται σημαντικά από το φως που το φωτίζει και από το οπτικό περιβάλλον στο οποίο βρίσκεται.
Φωτισμός
Σε συνθήκες έντονου φωτισμού χρησιμοποιούμε κυρίως τα κωνία και η χρωματική μας όραση λειτουργεί αποτελεσματικά. Όταν το φως μειώνεται σημαντικά, αποκτούν μεγαλύτερο ρόλο τα ραβδία του αμφιβληστροειδούς, τα οποία είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στο χαμηλό φως αλλά δεν προσφέρουν την ίδια χρωματική πληροφορία.
Γι’ αυτό στο πολύ χαμηλό φως τα χρώματα γίνονται δυσκολότερο να διακριθούν και ο κόσμος γύρω μας φαίνεται περισσότερο γκριζωπός.
Αντίθεση και γειτονικά χρώματα
Ένα χρώμα μπορεί να φαίνεται διαφορετικό ανάλογα με τα χρώματα που το περιβάλλουν. Ο εγκέφαλος δεν επεξεργάζεται κάθε περιοχή μιας εικόνας απομονωμένα, αλλά λαμβάνει υπόψη τις σχέσεις φωτεινότητας και χρώματος ανάμεσα στις γύρω περιοχές.
Έτσι, ακόμη και δύο αντικείμενα που αντανακλούν παρόμοιο φως μπορεί να φαίνονται διαφορετικά όταν βρίσκονται σε διαφορετικό οπτικό περιβάλλον.
Τι είναι η ανεπάρκεια χρωματικής όρασης;
Ο όρος ανεπάρκεια χρωματικής όρασης περιγράφει καταστάσεις στις οποίες ένα άτομο αντιλαμβάνεται ορισμένα χρώματα διαφορετικά από τους περισσότερους ανθρώπους ή δυσκολεύεται να τα ξεχωρίσει.
Η πιο συχνή μορφή είναι η κόκκινο-πράσινη ανεπάρκεια, η οποία συνδέεται συνήθως με διαφορές στη λειτουργία των L ή M κωνίων. Υπάρχουν επίσης πιο σπάνιες διαταραχές που επηρεάζουν κυρίως τη διάκριση μπλε και κίτρινων αποχρώσεων.
Η πλήρης αδυναμία αντίληψης χρωμάτων είναι πολύ πιο σπάνια. Επομένως, ο συνηθισμένος όρος «αχρωματοψία» ή «χρωματική τύφλωση» δεν σημαίνει συνήθως ότι κάποιος βλέπει τον κόσμο μόνο ασπρόμαυρο.
Αλλάζει η χρωματική όραση με την ηλικία;
Η ικανότητα διάκρισης ορισμένων αποχρώσεων μπορεί να μεταβάλλεται καθώς μεγαλώνουμε. Ένας από τους λόγους είναι ότι ο φυσικός φακός του ματιού αλλάζει σταδιακά και μπορεί να απορροφά περισσότερο φως μικρού μήκους κύματος.
Η παρουσία καταρράκτη και ορισμένων παθήσεων του ματιού ή του νευρικού συστήματος μπορεί επίσης να επηρεάσει τη χρωματική όραση. Γι’ αυτό μια νέα ή απότομη αλλαγή στον τρόπο με τον οποίο κάποιος αντιλαμβάνεται τα χρώματα χρειάζεται οφθαλμολογική αξιολόγηση.
Πώς οι οθόνες δημιουργούν εκατομμύρια χρώματα;
Οι ψηφιακές οθόνες εκμεταλλεύονται την τριχρωματική φύση της ανθρώπινης όρασης. Συνδυάζοντας διαφορετικές εντάσεις κόκκινου, πράσινου και μπλε φωτός μπορούν να δημιουργήσουν την εντύπωση εκατομμυρίων διαφορετικών χρωμάτων.
Μια τυπική εικόνα 24-bit, για παράδειγμα, μπορεί να κωδικοποιήσει περίπου 16,7 εκατομμύρια αριθμητικούς συνδυασμούς RGB. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι το μάτι μπορεί να διακρίνει ως διαφορετικό κάθε έναν από αυτούς σε κάθε περίσταση.
Οι τεχνολογίες οθόνης, όπως OLED και άλλες σύγχρονες τεχνολογίες, μπορούν να διαφέρουν ως προς τη φωτεινότητα, την αντίθεση, τη χρωματική γκάμα και την ακρίβεια αναπαραγωγής. Δεν αυξάνουν όμως τον φυσικό αριθμό χρωμάτων που μπορεί να αντιληφθεί το ανθρώπινο οπτικό σύστημα.
Το χρώμα δημιουργείται τελικά στο μάτι ή στον εγκέφαλο;
Το μάτι είναι το πρώτο στάδιο της διαδικασίας, αλλά η χρωματική αντίληψη δεν ολοκληρώνεται εκεί. Οι φωτοϋποδοχείς μετατρέπουν το φως σε νευρικά σήματα και το οπτικό σύστημα συγκρίνει και επεξεργάζεται αυτές τις πληροφορίες μέχρι να δημιουργηθεί η εμπειρία που αντιλαμβανόμαστε ως χρώμα.
Γι’ αυτό είναι ακριβέστερο να μιλάμε για το ανθρώπινο οπτικό σύστημα και όχι μόνο για το μάτι. Η δυνατότητά μας να ξεχωρίζουμε εκατομμύρια χρωματικές διαφορές είναι αποτέλεσμα της συνεργασίας αμφιβληστροειδούς, νευρικών οδών και εγκεφάλου.
Πηγές:
