tl; dr: Spektranın üç geniş bölümündeki ışığı algılamak, frekansı doğru bir şekilde analiz etmekten çok daha kolaydır. Ayrıca, daha basit dedektör daha küçük olabileceği anlamına gelir. Ve üçüncü sebep: RGB renk uzayı, insan gözünün çalışma prensibini taklit ediyor.
Max Planck'ın kanıtladığı gibi her sıcak vücut çeşitli frekanslarda radyasyon yayar. Enerjinin daha önce olması gerektiği gibi sürekli olarak değil, foton adı verilen patlamalara yayıldığını kanıtladı ve kanıtladı. Ve o günden itibaren, fizik asla aynı değildi. Bunun tek istisnası, yalnızca bir frekansın radyasyon yayan ve deşarjların (neon çubuklar, ...) yaydığı, izole edilmiş birkaç frekanslı radyasyon yayan ideal LAZER / MASER'dir.
Yoğunlukların frekanslar üzerindeki dağılımına spektrum denir. Benzer şekilde, dedektörler de kendi spektrumlarına sahiptir, bu durumda dedektörün normalleştirilmiş yoğunluktaki bir radyasyona verdiği cevabın dağılımıdır.
Daha önce de belirtildiği gibi, beyaz ışık beyazdır çünkü gözlerimiz evrimseldir, güneş ışığını görmek için uzak kızılötesi ile ultraviyole arasında değişen beyaz renktedir. Örneğin yapraklar yeşildir, çünkü yeşil olarak gördüğümüz kısım dışındaki tüm frekansları emerler.
Tabii ki, spektrumu toplayabilen ve bilgiyi çıkarabilen dedektörler var. Kimyasal bileşimin veya mikro yapının spektrumdan değerlendirildiği optik emisyon spektroskopisinde ve x ışını kırınımında ve floresans tekniklerinde kullanılır. Bir fotoğrafçılık için overkill; astrofotografi hariç, "kimyasal" bileşimi değerlendirmek istediğimiz ancak görüntüler sahte renklere "çevrilir". Bu dedektörler hassas ve büyük veya küçüktür, ancak doğru değildir ve analiz etmek için daha fazla hesaplama gücüne ihtiyacınız vardır.
İnsan gözü veya başka herhangi bir göz bu durumda değildir. Nesnenin kimyasal bileşimini veya bağlanma durumlarını görmüyoruz. Gözde dört farklı "dedektör" var:
- renksiz: Bunlar en hassas olanıdır ve tüm görünür frekanslar için çalışırlar. Onlar olmadan gece hiçbir şey göremezsiniz.
- kırmızılar: Bunlar düşük frekans bölgesinde en hassastır. Bu yüzden sıcak şeyler ilk önce kırmızı yanıyor.
- yeşillikler: Bunlar daha yüksek frekans bölgelerinde hassastır. Bu yüzden sıcak şeyler daha fazla ısıtıldığında kırmızıdan sarıya döner.
- blues: Bu yüksek frekans bölgesinde en hassas sredir. Bu yüzden ısıtılan şeyler daha çok ısıtıldığında beyaz yanar. Onları daha fazla ısıtırsanız, açık mavi yanmaya başlarlar.
Gökkuşağı veya CD veya DVD'ye bakarsak, renkleri kırmızıdan menekşe döndüğünü görürüz. Gökkuşağının belirli bir kısmı için olan ışık huzmeleri çoğunlukla bir pertiküller frekansına sahiptir. Kızılötesi ışınlar gözlerimize görünmez ve retinadaki herhangi bir hücreyi heyecanlandırmaz. Frekansı arttıran kirişler, sadece kırmızı "hücreleri" ve kırmızı olarak görülen rengi ic uyarmaya başlar. Frekansı artırmak, kirişler çoğunlukla "kırmızı hücreleri" ve biraz da "yeşilleri" uyarır ve renk turuncu olarak görülür. Sarı ışınlar "yeşillikleri" biraz daha heyecanlandırıyor
Kameralarda, CCD veya CMOS'taki sensörler, herhangi bir frekanstaki ışık hüzmeleri tarafından heyecanlanır, gözlerimizin sadece insan gözünü taklit ettiğimiz bir renk olarak göreceği bir resim çekmek için - örneğin Bayes filtresi kullanırız. Kasıtlı olarak retinamızın hücre tiplerine benzeyen iletim spektrumlarına sahip üç renk filtresi içerir.
Güneş tarafından aydınlatılan sarı bir kağıttan yansıyan ışık "kırmızıları" tamamen (% 100), "yeşillikleri" tamamen (% 100) ve biraz da "mavileri" (% 5) çıkarır, bu yüzden onu sarı görürsünüz. Bir fotoğrafını çekerseniz, similler, aynı şeyi söyleyin, kamera tarafından uyarma toplanır. Ekrandaki görüntüye bakarken, ekran size kısa bir süre boyunca 100 kırmızı foton, 100 yeşil foton ve 5 mavi foton gönderir. Retinanızın uyarılma seviyeleri, doğrudan gözlemin neden olduğu uyarma ile aynı olacaktır ve sarı kağıdın bir fotoğrafını göreceksiniz.
Renkleri çoğaltmak istiyorsak çözülmesi gereken başka bir sorun var. RGB renk uzayını kullanarak, piksel başına sadece üç tür ışık kaynağına ihtiyacımız var. Üç renk filtremiz olabilir (LCD'ler böyle çalışır), üç tip LED'imiz olabilir (LED ve OLED paneller bunu kullanır), üç tip lüminofor olabiliriz (CRT kullanılır). Rengi tamamen yeniden üretmek istiyorsanız piksel başına sonsuz miktarda filtre / kaynak gerekir. Kullanmak istiyorsanız, bilgi renk sıklığını simgeleyin ya da yardımcı olmaz.
Rengi sıcaklığına göre de yeniden üretmeyi deneyebilirsiniz. Sanırım sadece kırmızı-turuncu-sarı-beyaz renkleri üretebileceksiniz ve her pikseli 3000 K civarında bir sıcaklığa ısıtmanız gerekecek.
Ve tüm bu teorik durumlarda gözleriniz hala gerçek rengi RGB sinyallerine çevirecek ve beyninize aktaracaktır.
Çözülmesi gereken bir başka sorun da verilerin nasıl depolanacağı? Geleneksel 18MPx RGB görüntü, her biri 8 bit boyutunda olan üç matris 5184x3456 hücreden oluşur. Bu görüntü başına 51 MiB sıkıştırılmamış dosya anlamına gelir. Her piksel için tam spektrumu saklamak istiyorsak, 8 bit çözünürlükte diyelim ki, bu 4 GiB sıkıştırılmamış dosyayla sonuçlanan 5184x3456x256 übermatrix olacaktır. Bu, 430-770 THz aralığında 256 farklı frekans yoğunluğunun depolanması anlamına gelir; bu, kanal başına 1,3 THz aralığının çözünürlüğü anlamına gelir.
Söyleyebilsem tamamen çabaya değmez ...