Зеленый цвет повсеместно встречается в природе. От пышных зеленых лесов до покатых зеленых холмов зеленый цвет доминирует во многих природных ландшафтах. Но откуда берется этот яркий цвет? Может ли зеленый существовать без синего?
Чтобы понять зеленый, нам сначала нужно немного понять, как работают цвет и свет. Видимый цветовой спектр, который могут видеть люди, состоит из диапазона длин волн света. Он простирается от красного света с более длинными длинами волн до фиолетового света с более короткими длинами волн. Где-то посередине этого спектра находится зеленый свет.
Когда свет взаимодействует с объектами, некоторые длины волн поглощаются, а другие отражаются. Отраженные длины волн определяют, какой цвет воспринимают наши глаза. Зеленые объекты отражают больше зеленых световых волн, поглощая другие цвета. Растения кажутся зелеными, потому что пигмент хлорофилл в их листьях поглощает синий и красный свет, отражая зеленый.
Но восприятие цвета — это нечто большее, чем просто отражение одной длины волны. Большинство цветов, которые мы видим, представляют собой комбинацию нескольких длин волн. Вот где на сцену выходит синий для зеленого. Хотя зеленые объекты могут в основном отражать зеленый свет, они также отражают немного синего. Именно эта комбинация в основном зеленого с некоторыми длинами волн синего создает то, что наш мозг распознает как зеленый цвет.
Основные цвета света — красный, зеленый и синий. Это отличается от основных цветов пигмента, которые являются голубым, пурпурным и желтым. С помощью света основные цвета можно комбинировать, чтобы создать все другие цвета в видимом спектре с помощью процесса, называемого аддитивным смешиванием. Это можно продемонстрировать с помощью красного, зеленого и синего сценического освещения:
| Красный + зеленый | Желтый |
| Красный + синий | Пурпурный |
| Зеленый + синий | Голубой |
| Красный + зеленый + синий | Белый |
Как вы можете видеть из этой таблицы, сочетание зеленого и синего света дает голубой. Это показывает, что зеленый требует синего как основного цвета света, чтобы существовать.
Более детальное рассмотрение анатомии человеческого глаза позволяет узнать больше о взаимосвязи между зеленым и синим. В сетчатке глаза есть два типа фоторецепторных клеток, которые распознают цвет: колбочки и палочки.
Колбочки — это специализированные клетки с пигментами, которые чувствительны к разным длинам волн света. Существует три типа колбочек:
Выходной сигнал от этих трех типов колбочек обрабатывается зрительной корой мозга для создания всех цветов, которые мы видим. В частности, M-колбочки распознают зеленый свет. Однако они также улавливают некоторую информацию от S-колбочек, которые чувствительны к синему свету. Эта синяя реакция способствует нашему нейронному восприятию зеленого цвета.
С пигментами, такими как краски и красители, цвета работают иначе, чем свет. Пигменты избирательно поглощают определенные длины волн, отражая другие. Отраженные длины волн — это то, что мы видим как цвет. Основные цвета смешивания пигментов — голубой, пурпурный и желтый.
Эти основные цвета пигментов объединяются, чтобы создать вторичные цвета. Зеленый — это вторичный цвет, образованный из голубого и желтого пигментов. Голубой поглощает красный, отражая зеленый и синий. Желтый поглощает синий, отражая красный и зеленый. При смешивании отраженный синий голубого и отраженный зеленый желтого смешиваются, чтобы создать воспринимаемый нами зеленый:
| Голубой пигмент | Отражает зеленый и синий |
| Желтый пигмент | Отражает красный и зеленый |
| Голубой + желтый | Отражает зеленый ? зеленый цвет |
Таким образом, при смешивании пигментов зеленый можно создать, смешав только голубой и желтый. Но восприятие зеленого по-прежнему происходит из комбинации длин волн зеленого и синего цветов.
На цифровых дисплеях, таких как компьютерные мониторы и экраны телефонов, цвета создаются с помощью светоизлучающих пикселей. Большинство современных устройств используют ЖК- или OLED-экраны, где каждый пиксель содержит красный, зеленый и синий субпиксели. Изменение интенсивности этих субпикселей позволяет генерировать все цвета посредством аддитивного смешивания света, аналогично сценическому освещению.
Это означает, что на цифровых дисплеях зеленые пиксели полагаются на наличие как зеленого, так и синего субпикселей в каждом пикселе. Интенсивность этих двух компонентов можно регулировать для точного управления оттенком зеленого, который выводится. Итак, снова, синий свет по своей сути необходим для создания зеленого цвета, который мы видим на большинстве экранов.
Из приведенных выше примеров ясно, что синий свет или пигмент необходим для создания большинства зеленых цветов, с которыми мы сталкиваемся. Но в природе есть некоторые редкие исключения.
Одним из примеров являются зеленые серные бактерии Chlorobium. Эти бактерии содержат особый пигмент хлорофилла, называемый хлоробактеном, который поглощает красновато-оранжевый и ближний инфракрасный свет, отражая при этом зеленый.
Так что Chlorobium способен отражать яркие зеленые цвета без использования синего света. Однако это весьма необычно. Большинство натуральных зеленых цветов используют комбинацию синего и зеленого для получения зеленого цвета, который мы знаем.
Люди могут видеть свет только в относительно узком видимом спектре. Однако мы можем представить себе гипотетические зеленые цвета, которые существуют за пределами этого диапазона. Зеленые цвета, которые отражают свет только в инфракрасном или ультрафиолетовом спектре, были бы невозможны для наших глаз. Инопланетный вид мог бы воспринимать такие зеленые цвета.
Также могут существовать воображаемые зеленые цвета, которые отражают совершенно неестественные длины волн света. В этих гипотетических сценариях зеленому цвету может вообще не понадобиться синий цвет, поскольку правила физики не будут применяться. Но реальный зеленый цвет, который могут наблюдать люди, по-видимому, повсеместно требует некоторого количества синего.
Подводя итог, зеленый цвет в основном возникает из света средней длины волны около 510 нанометров. Однако восприятие зеленого цвета также требует некоторой стимуляции рецепторов в наших глазах, которые чувствительны к синим длинам волн около 450 нанометров. Поэтому зеленый цвет, каким мы его знаем, не может существовать, не вызывая также реакции синего цвета.
Это согласуется с принципами света, пигментов и цифровых экранов. Единственными исключениями являются несколько экзотических биологических пигментов, которые могут отражать зеленый цвет, поглощая не-синие длины волн. В противном случае синий цвет, по-видимому, является незаменимым компонентом зеленого цвета в нашем визуальном мире.
Поэтому, когда вы любуетесь зеленой зеленью пышного леса или листового растения, знайте, что вы на самом деле видите слияние зеленого и синего света, объединенных вместе для создания прекрасных цветов природы.