En este momento, tengo entendido que una mezcla de fotones de muchas frecuencias diferentes es percibida como blanca por su ojo. Si bien no hay fotones en absoluto, se percibe como negro. Y los fotones con la frecuencia azul solo te hacen ver azul, etc.
Mi pregunta es, ¿cómo se controla el "brillo"? Creo que tiene que ver con la cantidad de fotones azules que llegan a tu ojo, una cantidad baja será azul oscuro, una cantidad alta será... un azul más claro. Pero luego pienso, para obtener un azul claro, ¿no es una mezcla de fotones en su mayoría azules con luz blanca (fotones de todas las frecuencias) para producir un blanco azulado o un azul claro?
Además, cuando los colores se combinan para producir diferentes colores, ¿existe alguna combinación de fotones o es porque sus ojos ven mezclas de fotones y no fotones en sí mismos?
1) Sí. Tienes razón con la percepción de blanco y negro. En cuanto a otros colores, depende de la energía del fotón que excita tu cono y bastones .
2) El brillo en términos físicos (cosmológicos para ser específicos), se diferencia en luminosidad y flujo. Ambos son bastante comparables. La luminosidad es la cantidad de energía emitida por segundo ( o simplemente, vatios) de la fuente, mientras que el flujo es la potencia recibida por unidad de área . Ambos están relacionados simplemente usando el área de superficie de una esfera de radio , que es probablemente la distancia desde la fuente y la relación es . Este flujo le dice cuánta energía se emite en función del tiempo, lo que muestra explícitamente la cantidad de fotones que inciden en su retina.
Cuando los colores se combinan para producir diferentes colores, ¿existe alguna combinación de fotones o es porque tus ojos ven mezclas de fotones y no fotones en sí mismos?
Por ahora, hay una diferencia. Los fotones no se combinan. En cambio (como mencioné anteriormente), diferentes fotones excitan sus fotorreceptores en períodos de tiempo diferentes o iguales. Según la excitación, usted observa el color. Por otro lado (si se supone que tienen carácter de onda), pueden interferir de manera constructiva o destructiva para producir color aditivo o sustractivo. Ahora, a otra pregunta.
Para obtener un azul claro, ¿no es una mezcla de fotones en su mayoría azules con luz blanca (fotones de todas las frecuencias) para producir un blanco azulado o un azul claro?
Esto produce azul claro. Pero, el factor de flujo produce azul grisáceo y no azul blanquecino . Ahora que la luz blanca contiene todas las frecuencias, las percibirá todas de la misma manera pero con varios fotones energizados de color azul junto con ella. Imagina que esto es el área de la superficie de un objeto circular blanco con algunas manchas azules. A una distancia comparable, puedes verlo azul blanquecino (tu favorito)...
Si todavía estás confundido con el brillo , Wiki tiene una buena cita al respecto...
"Brillo" se usaba anteriormente como sinónimo del término fotométrico "luminancia" e (incorrectamente) del término radiométrico "radiancia". En el espacio de color RGB, el brillo se puede considerar como la media aritmética de las coordenadas de color R, G y B (aunque algunos componentes hacen que la luz parezca más brillante que otros, lo que, de nuevo, puede ser compensado automáticamente por algunos sistemas de visualización )
La percepción del color y el brillo es muy complicada. Tu cerebro realiza todo tipo de normalización y predicción de color en función de lo que cree que es correcto. Lo mismo es cierto para la estimación del brillo. Esto conduce a un gran número de sorprendentes ilusiones ópticas. Aquí hay uno basado en sombras .
Ninguna respuesta aquí podrá cubrir todos los procesos biológicos y cognitivos que ocurren para permitir la visión del color. También es importante darse cuenta de que el color es una ilusión creada por nuestro cerebro. Los fotones tienen una energía proporcional a su frecuencia. Un fotón "rojo" es solo un fotón con una frecuencia específica.
La esencia básica de la visión del color proviene de la comprensión de los receptores en el ojo. Los humanos tenemos cuatro receptores. Las celdas de varilla son sensores de luz/oscuridad, no sensores de color y son sensibles a una amplia gama de frecuencias. Las células de varilla no se utilizan para la percepción del color. También tenemos tres celdas sensibles al color llamadas celdas cónicas . Las celdas cónicas también son sensibles a una amplia gama de frecuencias, pero cada tipo de celda cónica tiene una sensibilidad centrada en una frecuencia diferente.
Los fotones que ingresan a su ojo tienen una probabilidad de activar una celda de cono o bastón proporcional a la frecuencia de la foto en relación con la frecuencia de absorción máxima de la celda que golpea. Los fotones de la frecuencia "roja" tienen pocas posibilidades de activar una celda cónica sensible al verde, pero una alta probabilidad de activar una celda cónica sensible al rojo.
Todo el color que ves es la interpretación de tu cerebro de las tasas relativas de las tres células cónicas en tu ojo que activa la luz.
El brillo de la luz que percibes es solo una medida de la velocidad a la que se activan las células. Más fotones significa que se activan más células, lo que significa una percepción de luz más brillante.
En su pregunta sobre azul oscuro versus azul claro, hay dos cosas que mide su cerebro. Para percibir la luz como azul, los conos azules deben activarse más que los otros dos conos. El brillo de la luz azul es la medida de su cerebro tanto de la velocidad absoluta a la que se activan todas sus células cónicas como de la velocidad relativa a la que se activan las células azules en comparación con sus otras células cónicas. Si todos se activan con frecuencia pero el azul es un poco más, entonces percibirá un color azul-blanco. Si las celdas de cono azul se activan con mucha más frecuencia que otras celdas, las percibirá como un azul más oscuro y saturado.
Motl de Luboš