¿Por qué se pueden mezclar los colores? [duplicar]

Un ojo humano "normal y saludable" tiene dos tipos de células sensibles a la luz en la retina: bastones ("daltónicos", pero capaces de detectar niveles bajos de luz) y conos: células que son sensibles a diferentes bandas. Consulte esta figura para conocer su sensibilidad relativa (de http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vision/colcon.html )

Cuando miras un espectro de luz, puedes pensar en la respuesta del ojo como el resultado de la integral de$\int{I(\lambda)* sensitivity(\lambda)*d\lambda}$para cada uno de los tres tipos de conos. Debería ser inmediatamente obvio que diferentes espectros (es decir, diferentes "colores") pueden percibirse como "lo mismo" debido a esta forma de procesar la luz. Se complica aún más porque a algunas personas les puede faltar uno o más tipos de conos ("daltónicos"), por lo que su percepción de algunos colores puede ser completamente diferente.

Lo anterior es la razón por la que hacer "buena luz blanca" es difícil. Si comienza con una fuente incandescente brillante (caliente), iluminará un objeto con todas las longitudes de onda del espectro visible; pero las luces fluorescentes (y los LED) tienden a crear luz en "bandas". Por lo tanto, su percepción de algunos colores será diferente según la fuente de luz utilizada. Esto generalmente se refleja en algo llamado "índice de reproducción cromática" de la fuente de luz, donde "100" representa una reproducción perfecta y los números más bajos indican un espectro "grumoso". El ojo aún puede ver esto como "blanco" (porque la fuente de luz excita los tres tipos de conos de manera uniforme), pero es posible que otros "colores" no se muestren muy bien ya que, de hecho, no se iluminan.

Se proporciona un ejemplo de los diferentes espectros en http://www.ledsmagazine.com/content/dam/leds/migrated/objects/features/10/2/11/Avnet_Fig2T_22513.jpg

Puede ver que una lámpara incandescente típica está sesgada hacia el rojo (porque el filamento no está tan caliente como el sol; esta es la razón por la cual las cámaras digitales realizan una "corrección del balance de blancos" y generalmente tienen una configuración de "filamento de tungsteno"). Por el contrario, una lámpara fluorescente tiende a tener varios picos distintos en el espectro de emisión: estos son los picos de emisión de los fósforos utilizados para convertir la luz ultravioleta emitida en el gas del tubo en luz visible. Finalmente, la tecnología LED blanca moderna está llegando a un punto en el que está presente una gama bastante amplia de longitudes de onda de excitación, lo que conduce a una mayor fidelidad de reproducción cromática.

Mirando el espectro del tubo fluorescente de arriba, si tuviera un objeto que fuera "negro" excepto por un reflejo en una banda estrecha a 570 nm, se vería negro con esa fuente, cuando debería verse anaranjado. Sin embargo, si el mismo objeto fuera reflectante a 545 nm (el pico de emisión), se vería de color verde brillante. Un objeto que fuera una mezcla de "colores" en ese rango estrecho se vería muy diferente a la luz fluorescente que a la luz del sol.

Entonces, la respuesta a su pregunta es realmente: está en el ojo, no en el cerebro.

Las células de nuestra retina que detectan por frecuencia (léase: color) detectan con mayor fuerza en tres bandas ligeramente diferentes que conocemos como rojo, verde y azul.

Para hacer una pequeña corrección, diría que una bombilla incandescente está bastante lejos del blanco , por lo que prefiero seguir hablando de la luz del sol en un día despejado. La razón por la que la luz del sol aparece tan blanca como, por ejemplo, una linterna blanca hecha de LED RGB es porque la luz de ambas fuentes estimula todas las células retinales RGB de manera similar y, lo que es más importante, en proporciones similares.

Para ponerlo en perspectiva, una bombilla incandescente es muy similar a la luz del sol en la distribución RGB por proporción (ver curva de cuerpo negro), excepto que hay una mayor contribución en las frecuencias que asociamos con el color rojo. La luz de las velas es similar.

Los fluorescentes de luz diurna son mucho más blancos , pero tras una inspección más cercana, en realidad producen más azul en comparación con R/G. Otra cosa a tener en cuenta con las fuentes de luz que no son de cuerpo negro como estas es que hacen trampa al no tener casi ninguna salida de luz en frecuencias que no sean RG o B. Sus ojos no pueden notar la diferencia porque todas las células RGB están estimuladas, que es exactamente lo que sucede cuando la luz natural golpea esas células.

Ninguna de estas luces se vería igual para una abeja melífera, que tiene 4 tipos de células cónicas en sus ojos. Esa celda adicional dedicada a los rayos UV podría muy bien ser lo que le permite a una abeja distinguir muy fácilmente la luz solar de la luz RGB reconstituida proveniente de las linternas LED.

En mi respuesta a esta pregunta: (¿ Cuál es la serie espectral del sol? ), doy una respuesta muy detallada sobre por qué mezclar colores de luz produce otros colores y cómo es puramente un resultado de la biología y la evolución. También profundizo un poco en la estructura del ojo humano y por qué, de hecho, solo se necesitan tres colores para reproducir todos los colores que podemos ver. Toca mucho de lo que ha escrito Floris, pero tiene más imágenes y está escrito un poco más para una explicación laica.