Por que vermelho, verde e azul compõem todas as cores?


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Por que combinações de vermelho, verde e azul podem compor todas as cores visíveis?


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Eles não compõem todas as cores. Eles apenas formam uma gama suficiente deles para que a maioria das cenas possa ser representada com fidelidade aceitável.
Peter Green

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Porque os humanos têm receptores vermelhos, verdes e azuis nos olhos.
user253751

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Isso seria melhor para a troca de pilha de biologia (se houver), porque é mais uma questão sobre o sistema visual humano do que sobre computação gráfica.
mathreadler


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Aparentemente, há pelo menos uma mulher tetracromatizada (veja en.wikipedia.org/wiki/Tetracromacy ) capaz de distinguir mais cores do que aquelas que são tricromáticas.
Bill Sino

Respostas:


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Vamos nos lembrar o que é luz.

Ondas de rádio, micro ondas, raios X e raios gama são todas radiação eletromagnética e diferem apenas por sua frequência. Acontece que o olho humano é capaz de detectar radiação eletromagnética entre ~ 400nm e ~ 800nm, que percebemos como luz. A extremidade de 400 nm é percebida como violeta e a extremidade de 800 nm é percebida como vermelha, com as cores do arco-íris no meio.

Um raio de luz pode ser uma mistura de qualquer uma dessas frequências e, quando a luz interage com a matéria, algumas freqüências são absorvidas enquanto outras não: é isso que percebemos como as cores dos objetos ao nosso redor. Ao contrário do ouvido, que é capaz de distinguir muitas frequências sonoras (podemos identificar notas, vozes e instrumentos individuais ao ouvir uma música), o olho não é capaz de distinguir todas as frequências. Geralmente, ele pode detectar apenas quatro faixas de frequências (há exceções como daltonismo ou mutações).

Isso acontece na retina, onde existem vários tipos de foto-receptores . Um primeiro tipo, chamado " bastões ", detecta a maioria das frequências da luz visível, sem ser capaz de diferenciá-las. Eles são responsáveis ​​por nossa percepção do brilho.

Um segundo tipo de foto-receptores, chamado " cones ", existe em três especializações. Eles detectam uma faixa mais estreita de frequências, e algumas delas são mais sensíveis às frequências em torno do vermelho, algumas às frequências em torno do verde e as últimas às freqüências em torno do azul.

Como eles detectam uma faixa de frequências , eles também não conseguem distinguir a diferença entre duas frequências dentro dessa faixa, nem a diferença entre uma luz monocromática e uma mistura de frequências dentro dessa faixa. O sistema visual apenas possui as entradas desses três detectores e reconstrói uma percepção de cor com eles.

Por esse motivo, o olho não consegue distinguir a diferença entre uma luz branca feita com todas as frequências da luz visível e a simples mistura de apenas luzes verdes e azuis vermelhas. Assim, com apenas três cores, podemos reconstruir a maioria das cores que podemos ver.

A propósito, as hastes são muito mais sensíveis que os cones, e é por isso que não percebemos as cores durante a noite.


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"Assim, com apenas três cores, podemos reconstruir todas as cores que podemos ver". Esta frase está incorreta. A partir de três primárias, você só pode reconstruir determinadas cores. A gama de cores que podem ser reconstruídas é chamada de "gama". Você pode procurar por "gama sRGB" e encontrar imagens que mostram um triângulo dentro de uma parábola maior. O triângulo representa as cores que podemos fazer das primárias sRGB e a parábola são todas as cores que podemos ver. A partir disso, fica claro que qualquer triângulo dentro da parábola será menor que ele.
Dietrich Epp

woops, você está certo. Substituí "all" por "most" e tentarei pensar em uma explicação para as cores visíveis restantes.
Julien Guertault

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Além disso, o conceito de luz branca é governado pelo nosso sistema de balanço de branco realmente sofisticado, não importa qual seja a cor, será precedida de branco. As lâmpadas incandescentes são alaranjadas, mas se estivermos dentro da casa, as precificaremos como brancas. Quanto às cores extras, se você integrar as energias de sua distribuição de cores multiplicada por curvas, as aberrações de catraca mostram que você notará que às vezes você recebe sinais únicos porque a sobreposição é diferente.
Joojaa # 28/17

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Eles não.

O problema com os diagramas que representam as gamas visível e RGB é que eles são apresentados em telas RGB. Eles obviamente não podem mostrar o que não podem mostrar: a área dentro da parábola, mas fora do triângulo.

Gama RGB

A região fora do triângulo não pode ser exibida na tela de maneira fiel. Por exemplo, o RGB não pode exibir um ciano profundo verdadeiro. Tudo o que você vê é uma aproximação usando verde e azul. Alguns diagramas nem tentam mostrar apenas uma área cinza:

insira a descrição da imagem aqui

Para ver como o ciano pode parecer, você pode olhar o ponto branco neste desenho por pelo menos 30 segundos (recomenda-se 2 minutos) e depois mover a cabeça lentamente em direção a uma parede branca:

ilusão de ciano

Da mesma forma, as telas RGB não podem mostrar laranjas ou marrons profundas e saturadas.


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@arthex: Obrigado pelo comentário. Eu atualizei a resposta. Está melhor agora?
Eric Duminil

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E também (olhando para a última imagem), o círculo vermelho dança ao redor. Fun

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O problema das plotagens de espaço de cores da CIE é que elas são muito difíceis de entender, diabos nem sabemos se algumas das áreas do gráfico produzem metâmeros. Além disso, a razão pela qual você simplesmente não pode criar um triângulo maior não é aparente (dica: não há nada fora da forma).
Joojaa 28/10


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Ótimo, agora eu tenho um ponto ciano no meio da minha visão :-(
Kevin

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Os seres humanos são tricromáticos, o que significa que temos três tipos diferentes de receptores de cores (mais conhecidos como células cônicas ), cada um sensível a um conjunto diferente de comprimentos de onda:

respostas de frequência de diferentes células cônicas
Fonte da imagem: wikipedia

Portanto, são necessários apenas três estímulos monocromáticos diferentes para enganar nossos olhos e pensar que vê uma cor igual à outra. Vermelho, verde e azul são bons ajustes para os picos das curvas de resposta em frequência de cada tipo de receptor de cor.


Mas .. alguns humanos são tetracromatos :) pt.wikipedia.org/wiki/Tetrachromacy
wip

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Mais uma coisa: "violeta" e "roxo" não são da mesma cor. Violeta é uma cor pura em torno de 400 nm; mas roxo é uma combinação de vermelho e azul. Aos nossos olhos humanos não tão perfeitos, eles parecem iguais.

Se você passar um feixe de violeta puro através de um prisma triangular, a luz será dobrada, mas não dividida em componentes. Se você então brilhar um feixe de roxo através do mesmo prisma, ele será separado em um feixe azul e vermelho, com diferentes quantidades de "curvatura" para eles.


Depende do que você quer dizer com "cor". Em muitos contextos, faz muito sentido dizer que, se ninguém consegue ver a diferença entre dois remendos diferentes em uma superfície, os dois remendos devem ter a mesma "cor". Por outro lado, quando um pintor diz "cor", ele ou ela está falando sobre a substância física na qual mergulha um pincel. Nesse caso, consulte en.wikipedia.org/wiki/Metamerism_(color)#Metameric_failure
Solomon Slow

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@ jameslarge: Realmente não. Só porque eles parecem iguais sob uma fonte de luz não significa que eles terão a mesma aparência sob uma fonte diferente, mesmo que ambas as fontes pareçam idênticas em uma superfície branca.
R ..

Eu não acho que isso responda a pergunta de forma alguma. Também se aplica a todas as cores - não apenas violeta e roxo. A luz monocromática de qualquer tonalidade do vermelho ao violeta não será dividida por um prisma, e qualquer luz mista será dividida.
Dawood diz que restabelece Monica

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Eles não. Além do que outros disseram sobre as razões físicas, não do ponto de vista prático de computação gráfica, representar pigmentos de superfície ou fontes de luz com cores RGB é insuficiente para modelar a iluminação colorida de uma cena. Por exemplo, não há como representar um material que seja translúcido ou refletivo apenas em uma faixa estreita; você só pode representar a translucidez ou a refletividade de bandas largas correspondentes aproximadamente ao que os cones vermelho, verde e azul do olho humano captam. Isso realmente importa para muitas cores do mundo real na família rosa / roxo / violeta, que parecem radicalmente diferentes sob diferentes tipos de luz, até mesmo uma luz "branca" que parece idêntica quando vista em uma superfície branca.


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Um exemplo comum disso são as lâmpadas de vapor de sódio quase monocromáticas, que são comumente usadas para lâmpadas da cidade e parecem sempre diferentes na realidade do que nas fotos.
Julien Guertault

mas esses são problemas marginais, eu consideraria muito avançados. O problema não se materializa na maioria dos casos, o RGB é apenas uma codificação fourier com 3 harmônicos de algum sinal que é suficiente para a maioria dos casos.
v.oddou

@JulienGuertault: Embora esse seja um bom exemplo, não acho que seja um exemplo do que minha resposta está apontando - desde que as respostas do seu fotossensor / filme à luz em seus 3 componentes correspondam bem ao olho humano, deveria representam fielmente o que um humano veria. Onde o RGB (ou qualquer outro modelo que agrupe faixas inteiras do espectro de frequências) é insuficiente é para realmente modelar superfícies e fontes de luz de uma maneira que você possa prever a cor percebida de uma luz em uma superfície.
R. ..

@ v.oddou: "Eu não ligo, parece bom o suficiente" é uma posição razoável a ser tomada, mas realmente há uma diferença. Você não será capaz de modelar a aparência da cor de uma parede sob luz do dia, luz incandescente e luz led, que deveria ter a mesma temperatura de cor que uma ou outra.
R. ..

hmm, eu poderia ter entendido errado. Você tem um exemplo concreto da limitação a que se refere?
Julien Guertault
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