Ez nem azt jelenti, hogy ellentmond a szemben levő csapok három fajtájának. A látott színek vagy színélmények szerveződése azonban már az idegrendszer működésén alapul, nem csupán a csapok érzékenységén, és olyan észlelési struktúrákat eredményez, amelyek magyarázata a látáskutatás legnagyobbjainak is sokáig fejtörést okozott. Rögtön hozzáteszem, hogy amiről most lesz szó, annak bizonyos vonatkozásaival már találkozhattál a sorozat 495-507. részeiben, és nem nagyon fogom ezeket szó szerint megismételni.

Az észlelt színeket általában három dimenzió mentén jellemezzük: ezek a színárnyalat, a telítettség és a világosság. (Ezen alapul egyébként az összes elektronikus színfeldolgozás.) A tiszta ég színe telítetlen és világoskék; a hagyományos tinta színe viszont telített sötétkék. Hasonló a különbség az éretlen, illetve az érett cseresznye piros színe között. E három dimenzió segítségével már jellemezni lehet az ún. színhasonlósági teret, amely a látott színek perceptuális, vagyis észlelési szerveződését írja le. A három dimenzió közül a telítettség és a világosság lineáris: a színhasonlósági tér világosság tengelye a fehértől a szürke árnyalatokon át a feketéig terjed, míg a telítettség minden színárnyalat esetén valamilyen maximumértéktől a szürke valamely árnyalatáig (nulla telítettség) változik. A spektrális, ahogy tudományosan nevezik, a monokromatikus fények színe a legtelítettebb (ilyen például egy vörös lézer színe), a kevert, szélesebb spektrumú fények színe már kevésbé. Ha egy adott színű, például piros festékhez fokozatosan egyre több fehéret adunk, akkor egyre telítetlenebb világos, ún pasztellszíneket kapunk. Ha a piros festéket egyre növekvő mennyiségű szürkével vagy feketével keverjük, az eredmény egyre telítetlenebb sötét színek sorozata lesz. Azt is tudod, hogy a szürke árnyalatait, valamint a fehéret és a feketét együtt szokás akromatikus színeknek is nevezni, a többi árnyalatot pedig összefoglaló névvel kromatikus színeknek. A harmadik, az árnyalatdimenzió azonban nem lineáris, hanem körkörös. A színkör színárnyalatainak azért nincs értelmezhető minimuma és maximuma, mert a látható spektrum két végének színe, az ibolya és a vörös (piros) meglehetősen hasonlóak, de legalábbis hasonlóbbnak tűnnek egymáshoz, mint a spektrum középső részének színeihez — a kékeszöld, zöld, sárgászöld, sárga és a narancs — árnyalataihoz. Azok a színek pedig, amelyek monokromatikus fényekkel nem állíthatóak elő — ilyen a lila színek tartománya —, átvezetést, átmenetet képeznek a látható spektrum két végének színe között. A lila színek az ibolyánál vörösesebbek, a pirosnál/vörösnél pedig kékesebbek. Összességében tehát a színhasonlósági tér jól jellemezhető két lineáris és egy körkörös, polár dimenzióval. (Polár karakterisztikával már a sorozat 4. részében, aztán a mikrofonoknál találkozhattál.)

A fenti ábrán a CIELAB nevű színes modellt láthatod. Ezt a Nemzetközi Világítástechnikai Bizottság (CIE — Commission Internationale de l'Éclairage) dolgozta ki 1976-ban annak érdekében, hogy a színeket az emberi látás érzékeléséhez közelebb álló módon írja le. Nem eszközfüggő, ellentétben pl. az RGB-vel vagy CMYK-kal, tehát bármely kijelzőtől, nyomtatótól vagy fényforrástól függetlenül határoz meg színeket. Célja, hogy a számított távolság két szín között nagyjából megegyezzen azzal, ahogyan az emberi látórendszer érzékeli a különbséget. A CIELAB színtér és az ellenszín-elmélet (opponensszín-elmélet) szoros kapcsolatban állnak, mert a CIELAB tengelyei közvetlenül az emberi látás idegi feldolgozásának ún. opponenscsatornáit modellezik. A CIELAB kitalálói nem véletlenszerű tengelyeket választottak, hanem pszichofiziológiai alapú koordinátákat. A CIELAB matematikai színtér, amely az opponensrendszert használja föl, de nem azonos az idegi feldolgozással — inkább annak mérnöki leképezése.

Ritkán szoktam ilyet írni, de most kicsit meg kell kapaszkodnod, mert az ellenszín-elmélet csak látszólag egyszerű.

Az ellenszín-elmélet nem zárja ki a háromszín-elméletet. A modern színlátásmodell szerint a csapok (vörös, zöld, kék) a háromszín-elmélet szerint működnek. A csapok jeleit a retinán túli idegrendszer az ellenszín-elmélet szerint dolgozza fel.

A színárnyalatok egyes párjai olyanok, hogy a megfelelő arányban keverve őket, kioltják egymás kromatikus összetevőjét, s az eredmény valamelyik szürke árnyalat lesz. A vörös és a zöld ilyen ellenszínpárok, ugyanígy a kék és a sárga is. Minden kromatikus színnek van ellenszínpárja: a narancsszíneké a kékeszöld tartományba, a liláké a sárgászöld tartományba esik. A színhasonlósági tér alapvető tulajdonsága a tiszta színek, illetve a keverék színek elkülönülése is. Ez a pszichológiai színkeverés jelensége, amely tehát a fizikai színkeveréstől különbözik. Négy olyan kromatikus árnyalat van, amelyek nem tűnnek számunkra más kromatikus árnyalatok keverékének: ezek a piros, a zöld, a sárga és a kék. A többi kromatikus árnyalat e négy alapszínből kettő valamiféle keverékének tűnik. A narancssárga színek egyszerre kissé vörösesek és sárgásak is; a lilák egyszerre kékesek és vörösesek. A sárgászöld tartomány neve is jelzi, hogy ezek a színek egyszerre „rokonai” a sárgának és a zöldnek is; hasonló a helyzet a kékeszöld tartománnyal. Az eddigiekből következik, hogy a tiszta ellenszínek – piros és zöld, illetve sárga és kék – nem alkotnak keverékszíneket, pszichológiai szinten (ismétlem, nem fizikai szinten) nem keverednek egymással. Soha nem látunk vöröseszöld vagy kékessárga színeket.

Nana. Hiszen a zöld például a kék és a sárga keveréke, esetleg a kékessárga szín nem más, mint a zöld. S eszerint akkor mégis csupán három tiszta szín lenne. Számos, erre irányuló vizsgálat azonban cáfolta ezt a felvetést. Ezek eredményei szerint a kísérletekben részvevő személyek például akkor tudják jól leírni, megfelelően megnevezni az összes kromatikus színt, ha a négy kromatikus alapszín nevét használhatják. Ha e négyből valamelyiket letiltották, akkor a kísérleti személyek nem tudták az összes bemutatott színt megfelelően leírni. Más szóval, a színmegnevezési vizsgálatokból kitűnt egy aszimmetria: a narancssárga például jól leírható vörösessárgaként vagy sárgásvörösként, a vörös viszont nem írható le narancssárgás lilaként. Bizonyos narancssárga és lila fényeket fizikailag keverve ugyan kaphatunk vöröset (amely sem nem kékes, sem nem sárgás), mégis, pszichológiai szinten a vörös észlelete nem keveréke a narancssárgának és a lilának. E megfigyelések arra utalnak, hogy a zöld, ugyanúgy, mint a piros, a kék és a sárga, alapszín (tiszta szín). Ugyanakkor a kék és sárga festéket fizikailag keverve az arányoktól függően létrehozható sárgászöld (sok sárga és kevés kék festék eredményeként), kékeszöld (sok kék, kevés sárga), valamint olyan zöld is, amely sem nem kékes, sem nem sárgás, hanem csak zöld. A zöld tehát csak fizikai szinten keveréke a kéknek és a sárgának, pszichológiai szinten azonban független tőlük. Hm.

Az ellenszínek jelenségét, illetve a színek pszichológiai keveredését először Karl Ewald Konstantin Hering írta le a 19. században.

Az ellenszín-elmélet mai formáját Dorothea Jameson és Leo Hurvich dolgozta ki.

E modell és továbbfejlesztett változatai már elég jól magyarázzák a fenti jelenségeket. A részletes leírásához komoly matekot használnak, szerencsére a lényeg megértéséhez ez nem kell. Elég, ha az alapműveleteket és a zárójel felbontás szabályait, valamint a relációjeleket (kisebb, nagyobb, sokkal kisebb, sokkal nagyobb, egyenlő) ismered, de semmit nem kell végigszámolnod, csak elképzelned, esetleg elhinned. Ha emlékszel még rá, a három csapot az általuk érzékelt színek hullámhossza alapján H (hosszúhullámú) K (középhullámú) és R (rövidhullámú) betűvel jelöljük.

A modell feltevése szerint a látórendszer a csapok kimeneteiből különbségeket számolva hozza létre a színhasonlósági tér dimenzióit.

A H és K csapok jelének különbsége, vagyis H-K adja a piros-zöld jelet. Ha a H csapok kimenete a retina adott pontján nagyobb, mint a K csapoké, azaz H-K>0, a piros érzéklet jön létre. A H-K<0 viszont a zöld érzékletéhez vezet. A H=K esetében sem piros, sem zöld érzéklet nem származik a retina adott pontjáról, hiszen a különbség nulla. Ebből rögtön következik, hogy zöldespiros érzéklet nem állhat elő. A sárga-kék érzékletpár viszont az R-(H+K) receptorválasz-kombinációból áll elő. Ha H+K>R, akkor sárga színérzéklet keletkezik, míg ha H+K<R, akkor kék érzéklet. H+K=R esetén a kivonás eredménye 0, tehát sem sárgás, sem kékes nem lesz az eredő érzéklet. Ebből az is következik, hogy a modell nem engedi a sárga és a kék érzékletek keveredését. A harmadik lineáris kombináció, amit a látórendszer a csapválaszokból képez, a H és K csapok jelének összege: H+K. Ez a színérzéklet világosságának felel meg.

A következő ábra a színhasonlósági térnek a fentiek alapján újraértelmezett változatát mutatja be.

A körkörös színárnyalat-dimenziót a két opponens kromatikus dimenzióval helyettesítették; a világosság dimenzió és a telítettség dimenzió maradt, noha itt nincs nyíltan megnevezve. Az ábrán középen látható színkörön a periféria felé találjuk a legtelítettebb színeket, s a középpont (a világosságtengely) felé pedig az egyre kevésbé telítetteket. Ez a viszonylag egyszerű modell valamennyi leírt jelenséget magyarázni képes. Ha H=K és H+K=R, akkor akromatikus (fehér, szürke vagy fekete) színérzet keletkezik a H+K értéktől függően. Ha a két egyensúlyból csak az egyik áll fenn, akkor tiszta szín érzéklete keletkezik, ha mindkét kromatikus dimenzió értéke eltér a nullától, akkor kevert szín érzéklete jön létre. Utóbbiaknak négy nagy csoportjuk van: a narancssárgák (vörösessárga), a lilák (kékesvörös), a sárgászöldek és a kékeszöldek csoportja. Mindegyik ilyen csoportba számtalan árnyalat tartozik a két kromatikus komponens, illetve a telítettség fokától függően. Itt is lehetne kicsit matekozni, de bevallom, hogy az egyes árnyalatok kiszámításának módja többszöri tanulmányozás után is eléggé követhetetlen. A színlátást illetően vannak ennél fontosabb és érdekesebb problémák és jelenségek is.

Az egyik kérdés az, hogy van-e bizonyíték a pszichológiai színkeverésre, az ellenfény-elméletre? Az ellenszín modellt elsősorban a négy alapszín fogalma miatt érik kemény kritikák: a kutatók egy része úgy vélte, hogy az alapszín-keverék szín elkülönítés az észlelés szintjén meglehetősen ellentmondásos. A színhasonlósági tér szerkezete empirikus vizsgálatokkal tárható fel, melyekben különböző módszerekkel ítéltetik meg a személyekkel a színek hasonlósági viszonyait. Például színpárokat mutatnak, és szubjektív skálázással, mondjuk hétfokú skálán kell megítélni a hasonlóságot; vagy különbségi küszöbök segítségével skálázzák a színhasonlóságot.) Az ilyen vizsgálatokból nemegyszer az jön ki, hogy a piros és a zöld nem foglalnak el pontosan opponens pozíciót a színtérben (a piros-zöld dimenzió nem teljesen egyenes), s ugyanez igaz a sárga-kék dimenzióra. A lineáris kombináció elve abban az értelemben is sérül a színtérben, hogy két olyan fényt keverve, melyek egyike sem vált ki kékes vagy sárgás észleletet (tehát tisztán pirosak, illetve zöldek), sárgás szín észlelete kapható. A színegyezés szintjén viszonylag tág határok között fennáll a linearitás, éppen azért, mert a színegyezést a csapérzékenységi görbék határozzák meg. A színészleletek kialakulása viszont, amelyben már a receptorokon túli idegrendszeri mechanizmusok játsszák az alapvető szerepet, sokkal bonyolultabb, és részben nemlineáris folyamatokon alapul.

Ezt a bonyolult folyamatot is néhány szép ábrával viszonylag egyszerűen lehet elmesélni, de mivel a ChatGPT lustálkodik, ha nem fizet rá elő az ember, hiába bíztam meg a rajzolással, neked is várnod kell. Az alábbi sorrendet fogod látni, jelölve az agykéreg felszínén levő anatómiai határokat, az agytekervényeket és a mellékágakat. A háttere egy MRI fotó lesz.

Retina → LGN → V1 → V2 → V3v → hV4 → VO1 → VO2 → IT

Elárulom, hogy már negyedszer rajzoltatom a cuccot a ChatGPT-vel, mert mindig elszúrja valahol. Szóval nyugi, addig is nézd meg az alábbi videót, ami összefoglalja mindazt, amit a színlátásról eddig tudtál, sőt, itt-ott kicsit túl is lép rajta.