KHOA HỌC MÀU SẮC - 05

-Part 05-
CHÚNG TA TIẾP NHẬN VÀ XỬ LÝ MÀU SẮC TỪ ÁNH SÁNG NHƯ THẾ NÀO?
Lý thuyết tam sắc (Trichromatic theory) là gì? SML là gì?
Mô hình RGB ra đời từ khi nào?
Người mù màu có phải thấy thế giới toàn màu xám?
Ở số trước ta đã cùng bàn về nguồn gốc của Color Wheel đầu tiên và nơi mà màu sắc tồn tại, dựa theo một trong những thí nghiệm nổi tiếng nhất trong lịch sử của Newton. Sau thí nghiệm, Newton cho rằng bảy màu từ Red(Đỏ), Orange(Cam), Yellow(Vàng), Green(Lục), Blue(Lam), Indigo(Chàm), Violet (Tím) là bảy màu Primary (cơ bản) của ánh sáng, vì khi trộn bảy màu lại lại ta sẽ có ánh sáng trắng.
Vậy điều này có hoàn toàn chính xác không?
OK, let's goooo!

Sau khi cuốn Opticks của Newton xuất bản được 98 năm, vào năm 1802 xuất hiện một định đề của Thomas Young cho rằng, mắt ta không thể nào có đủ số tế bào cảm quang cho từng màu sắc mà ta thấy (với số lượng hàng triệu), vì vậy tầm nhìn có màu sắc là kết quả từ chỉ ba loại tế bào cảm quang khác nhau.
Lý thuyết này được hoàn thiện bởi Herman von Helmholtz vào những năm 1850, được gọi là Trichromatic theory (lý thuyết tam sắc) hay Young-Helmholtz theory.
Theo Trichromatic theory, tất cả màu sắc mà ta có thể thấy là sự kết hợp của chỉ ba loại tế bào cảm quang, trong đó, dựa theo Spectrum:
1. Một loại cảm nhận tốt các bước sóng ngắn, vì vậy được gọi là Blue (các nhà nghiên cứu phân biệt bằng tên gọi S-Short, nhạy cảm nhất ở mức 437 nm)
2. Một loại cảm nhận tốt các bước sóng tầm trung, được gọi là Green (Medium-M, nhạy cảm nhất ở mức 533 nm)
3. Một loại cảm nhận tốt các bước sóng dài, được gọi là Red (Long-L, nhạy cảm nhất ở mức 564 nm)
Trichromatic theory lúc bấy giờ hoàn toàn dựa trên lý luận khoa học, mà không có bằng chứng thực nghiệm nào. Thực nghiệm đầu tiên của lý thuyết này đã được ghi nhận bởi James Clerk Maxwell trong tài liệu Experiments on Colour năm 1855 của ông.
Trong thực nghiệm này, Maxwell sử dụng một chiếc đĩa gắn trên đó ba màu Red, Green, Blue rồi cho xoay tròn, kiểm chứng và ghi nhận lý thuyết Young-Helmholtz. Định nghĩa các màu Primary của ánh sáng là Red, Green, Blue, và với liều lượng pha trộn khác nhau có thể đạt được tất cả các màu sắc mà ta có thể nhận thức. 

Năm 1861, với sự giúp đỡ của Thomas Sutton - cha đẻ dòng camera SLR (Single Lens Reflex), Maxwell đã áp dụng lý thuyết của ông vào Photography (Nhiếp ảnh), chụp một dải ruy băng bằng camera đen-trắng ba lần, mỗi lần sử dụng một tấm lọc màu (R)ed hoặc (G)reen hoặc (B)lue. 
Kết quả là Max và Sutton đã tạo ra bức ảnh màu đầu tiên trên thế giới khi kết hợp 3 tấm ảnh RGB lại làm một, tạo tiền đề cho màu sắc trong nhiếp ảnh và hiển thị màu sắc trên màn hình cho tới tận ngày nay. Đây có thể nói chính là sự khai sinh của hình mẫu RGB (còn được gọi là hệ màu cộng (Additive Color) hay hệ màu của ánh sáng)
Video trực quan hơn Tại đây
Quay lại Trichromatic theory, tất cả màu sắc là kết quả của 3 tế bào cảm quang Red, Green, Blue pha trộn với nhau theo liều lượng thay đổi. Sau này khoa học phát triển hơn, ta nhận dạng các tế bào cảm quang là Cone (tế bào hình nón, dựa trên hình dáng của chúng), mức độ phản ứng của Cones với các bước sóng được biểu hiện trong biểu đồ. 

Ánh sáng khi được tiếp nhận, sẽ kích hoạt xung thần kinh từ các Cone. Phụ thuộc vào tỉ lệ xung thần kinh được kích hoạt từ mỗi loại Cone, ta cảm nhận được những màu cụ thể khác nhau.
Nói một cách khác, não bộ so sánh tỉ lệ phản ứng giữa S-M-L, từ đó cho ta kết quả là màu sắc. Khi S-M-L đều phản ứng giống nhau, ta thấy ánh sáng màu trắng. Khi tỉ lệ phản ứng giữa S-M-L không giống nhau, ta thấy những màu khác. 

Điều thú vị là não ta chỉ quan tâm so sánh tỉ lệ phản ứng giữa S-M-L với nhau, nghĩa là kể cả khi thông tin đầu vào khác nhau nhưng tỉ lệ giữa chúng tương đồng, thì ta vẫn có thể thấy kết quả cùng một màu.
Ví dụ: ta có các dãy 8-2-1 = 7-1-1 = 9-3-1 = 3+1+1 = 6+1-2 đều có kết quả bằng 5, dù thông tin đầu vào mỗi dãy khác nhau.
Điều này lí giải tại sao mô hình RBG hoạt động, khi ta thấy Yellow = Red + Green có tỉ lệ phản ứng tương tự Yellow từ Spectrum, dù thực chất chúng có bước sóng khác nhau.
Vậy khi một người không có đủ một trong ba tế bào S-M-L, chuyện gì sẽ xảy ra?
Họ sẽ thấy thế giới này theo những cách khác nhau, phụ thuộc vào loại tế bào nào bị thiếu. Ta thường gọi hiện tượng này là chứng mù màu.
Một người mắc chứng mù màu có thể thiếu một loại Cone hoặc S hoặc M hoặc L, mỗi loại bị thiếu sẽ cho ra kết quả hình ảnh khác nhau. Khi thiếu 2 loại Cone, bộ não không thể so sánh tỉ lệ giữa các Cone, vì vậy có kết quả hình ảnh cho ra hoàn toàn màu xám. 

KẾT
Trichromatic theory đã giải thích được sự pha trộn màu sắc và bệnh mù màu dựa trên ba loại tế bào Cone. Thế nhưng, thuyết này đã không thể lý giải được một số hiện tượng khác. Chẳng hạn, nó không giải thích được lí do các cặp màu đối có thể pha trộn thành màu xám. Bên cạnh đó, thuyết này cũng không giải thích được tại sao có hiện tượng lưu ảnh (after image). Sau khi nhìm chằm chằm vào màu sắc trong thời gian lâu, ta thấy tồn lại màu kể cả khi đã nhìn ra nơi khác.
Để có thể lí giải được những thiếu sót mà Trichromatic theory để lại, xin hãy đón chờ số tiếp theo, với sự góp mặt của Ewald Hering cùng Opponent - Process theory 😉
Ok, mình xin kết thúc số này tại đây.
Hẹn gặp lại các bạn trong số tới!
#High_on_Sharing
#Delnary_Color
13
1037 lượt xem
13
0
0 bình luận