¿Por qué podemos 'crear' nuevos colores simplemente agregando longitudes de onda?

Es simplemente una cuestión de percepción.

Los ojos humanos tienen cuatro tipos de receptores.

• "conos" que vienen en tres variedades, cada uno con una curva de respuesta que alcanza su punto máximo a una frecuencia diferente (pero que tienen una dispersión y una superposición considerables)
• "barras" que funcionan bien con poca luz que los conos y brindan una visión monocromática por la noche de manera efectiva

Entonces, para comprender la percepción humana del color a la luz del día, solo necesita trabajar con un modelo de luz como una mezcla de diferentes frecuencias que se cruzan entre sí sin pérdidas.

Si una fuente de luz particular es fuerte en frecuencias que estimulan principalmente dos tipos de cono, su cerebro interpreta esto como un "color" intermedio entre los picos de cada tipo de curva de respuesta.

Ver Wikipedia - Visión del color

Tenga en cuenta que las pantallas de televisión explotan los mecanismos específicos de la percepción humana del color. Realmente no necesitan producir un rango arbitrario de frecuencias, solo necesitan producir tres colores específicos en la combinación correcta de intensidades para estimular sus receptores en el mismo grado que lo haría una frecuencia intermedia.

En mi respuesta a esta pregunta , explico cómo la luz blanca está compuesta por todas las longitudes de onda emitidas por el Sol en el espectro visible. También paso a explicar cómo podemos agregar longitudes de onda específicas para "simular" la luz blanca debido a la forma en que han evolucionado nuestros ojos. Las células cónicas especializadas en nuestros ojos están sintonizadas a diferentes longitudes de onda y, al estimularlas en proporciones específicas, podemos simular cualquier longitud de onda visible. Recomiendo leerlo, ya que debería responder perfectamente a su pregunta y tiene algunas imágenes realmente bonitas y coloridas.

Siempre se dice que la luz blanca contiene todas las diferentes longitudes de onda de la luz.

Bueno en realidad no.

La forma en que percibimos los colores es un poco compleja y se explica en detalle en las respuestas a esta pregunta . En resumen, el color que uno va a ver depende de las longitudes de onda que llegan a la retina del ojo, pero también de la forma en que nuestra mente las interpreta. Algunas combinaciones de longitudes de onda producen color blanco en nuestra mente y la que contiene todas las longitudes de onda (con más o menos la misma fuerza en cada longitud) será interpretada por nuestra mente como blanca. La verdad es que casi no hay ninguna fuente que produzca todas las longitudes de onda. Sun no es una excepción aquí, sin embargo, tiene una cobertura casi completa. En la imagen a continuación, puede ver que hay algunas líneas negras que indican que faltan longitudes de onda en el espectro solar.

No repetir la respuesta completa de la pregunta mencionada si los conos en su retina reaccionan de la misma manera que lo hacen para una línea blanca de espectro completo, su mente no tendrá forma de distinguirla, por lo que también verá esto como una luz blanca. Y debido a la forma en que están construidos nuestros ojos, puedes reproducir el mismo efecto con un espectro muy limitado, en la versión más estrecha usando solo 3 longitudes de onda.

La luz de entrada tiene (matemáticamente hablando, ignorando la mecánica cuántica) un número infinito de posibilidades, representadas por el espectro: para cada longitud de onda, indica la intensidad de luz exacta, y cualquier curva espectral es válida (líneas nítidas para láseres, líneas más borrosas para LED y fluorescentes, liso con ocasionales bandas oscuras por fuentes térmicas,...).

El ojo (o una cámara) reduce toda esta información en 3 intensidades: rojo, verde y azul. Esta reducción de información te dice inmediatamente que hay infinitos espectros posibles que dan como resultado la misma percepción. Como resultado, se puede producir luz blanca o cualquier otra luz combinando casi cualquier combinación de longitud de onda, siempre que las intensidades relativas detectadas por cada uno de los receptores de color coincidan con lo que estamos tratando de reproducir.

Por otro lado, el espacio RGB sigue siendo tridimensional. Si REDUCE sus espectros disponibles a longitudes de onda individuales (líneas espectrales nítidas), solo tiene un único grado de libertad: la longitud de onda. Al variar la longitud de onda, puede mover el color percibido a lo largo de una curva en el espacio RGB 3D, pero sigue siendo una sola curva. Echas de menos la mayoría de las combinaciones. Esta es la razón por la que las combinaciones de colores espectrales puros pueden dar como resultado colores percibidos que no coinciden con ninguna longitud de onda. Los mejores ejemplos son el blanco, el magenta y todo tipo de colores grisáceos parduscos desaturados.

Debido a que simplemente puede multiplicar cada color por un factor para hacerlo más brillante, no importa escalar todo en el espacio RGB, por lo que efectivamente solo tiene espacio 2D para describir el tono.

Todo esto está representado de forma muy compacta en el espacio de color CIE .