Začnime zhurta: farby objektívne neexistujú. Existuje len svetlo rôznych vlnových dĺžok. Je to malý, no podstatný rozdiel.
Svetlo si môžeme predstaviť aj ako súbor malých guličiek, tzv. fotónov. Fotóny majú svoju vlnovú dĺžku a jej odpovedajúcu energiu. Pre zaujímavosť, čím menšia vlnová dĺžka, tým väčšia energia.
Interpretácia signálov
Sietnica ľudského oka obsahuje tri druhy buniek, ktoré zodpovedajú za farebné videnie. Prvý druh je citlivý najmä na svetlo s vlnovou dĺžkou približne 420 nm (nanometrov), druhý na 534 nm a tretí na 564 nm. Keď na sietnicu dopadá svetlo s vlnovou dĺžkou) 420 nm, receptory (čapíky) prvého druhu vysielajú signály do mozgu, ostatné mlčia. Bunky sú citlivé aj na vlnové dĺžky, ktoré sa líšia od ideálnej hodnoty. Ak napríklad dopadá svetlo s vlnovou dĺžkou 440 nm, ozývajú sa receptory prvého aj druhého druhu, tretie prevažne mlčia, no občas pípnu aj tie.
Zatiaľ som sa úmyselne vyhýbal slovu farba – mali sme len fotóny rôznych vlnových dĺžok, ktoré po dopade na čapíky troch rôznych typov stimulovali nervové vzruchy. Kde sa teda berú farby? Farby sú interpretáciou týchto nervových signálov mozgom. Ak napríklad do mozgu prichádza signál iba z receptorov prvého druhu, mozog tomu priradí nálepku – modrá.
Väčšinou však prichádzajú impulzy zo všetkých receptorov a každému pomeru zodpovedá iná farba. Keď napríklad reagujú prevažne prvé receptory, no mierne aj druhé, mozog to interpretuje ako azúrovú farbu. Keď neprichádzajú žiadne signály, mozog to interpretuje ako čierne. Ak prichádzajú v rovnakom pomere zo všetkých receptorov, tak je to biela. Všetky ostatné farby sú niečím medzi – signály prichádzajú v nerovnakých pomeroch.
Porucha citlivosti
Vďaka tomu je ľahké oklamať mozog a vytvoriť hocijakú farbu. Na obrazovke ich vidíme milióny, no sú vyskladané iba z troch, napríklad RGB (červená, zelená, modrá). Namiešaním vhodných pomerov presvedčíme mozog, že sa pozerá na fialovú, hnedú, oranžovú… Stačí, aby boli receptory v oku stimulované v správnych pomeroch.
A práve preto bol taký významný objav kvalitného modrého LED svetla, za ktorý bola udelená aj Nobelova cena. Červené a zelené LED svetlá už existovali a spolu s modrým dokážu pre ľudské oko namiešať čokoľvek. Píšem pre ľudské, lebo niektoré zvieratá, napríklad morské ústonôžky, majú receptory citlivé aj na desať rôznych farieb.
Vráťme sa však k pôvodnému problému – farbosleposti. Existuje veľa foriem, niektorým ľudom napríklad chýbajú receptory jedného druhu, a preto niektoré farby nevnímajú – tejto skupine okuliare na farbosleposť nepomôžu.
Ishiharov test farbosleposti, ktorý obsahuje niekoľko obrazcov. Úlohou je prečítať číslo zložené z farebných bodiek obklopených bodkami inej farby, foto Science Museum, London/Wellcome Images.
Účinný filter
Iní však majú problém, ktorý sa riešiť dá. Majú receptory všetkých troch farieb, no mierne zmenenú citlivosť na vlnové dĺžky. Napríklad citlivosť ich zelených receptorov nedosahuje maximum pri hodnote 534 nm, ale napríklad pri 544 nm – veľmi blízko maxima pre červenú farbu. To znamená, že pri veľkom intervale vlnových dĺžok (napríklad 534 až 564 nm) reagujú červené aj zelené receptory takmer rovnako a mozog to interpretuje tak, že všade vidí svetlohnedú farbu.
Okuliare na farbosleposť (výrobca EnChroma) fungujú na pomerne jednoduchom princípe – túto spornú časť vlnových dĺžok odfiltrujú. Výsledný efekt je dramatický – z pohľadu farboslepých ľudí odstránia všadeprítomnú hnedú, no ostatné farby zostanú a tak ich môžu konečne naplno vnímať. Videá ľudí, ktorí tieto okuliare vyskúšali, sú pomerne dojímavé. Ide o peknú ukážku toho, ako nám technológie pomáhajú zlepšovať životy.
Farby berieme ako samozrejmosť, no sú nesmierne fascinujúce a krásnym spôsobom sa v nich prelína fyzika s biológiou a neurológiou. Objektívne vlastne neexistujú, no subjektívne sú jednou z najdôležitejších vecí vôbec.
Samuel Kováčik
Fakulta matematiky, fyziky a informatiky
Univerzita Komenského v Bratislave
Viac podobných článkov nájdete na stránke vedator.space.