¿Hay algo físico o matemáticamente especial en los colores primarios rojo, verde y azul?

Una muy buena pregunta.

Rojo, verde y azul definitivamente no son las únicas primarias. Hay otros que podrían reproducir una gama más amplia de colores.

Antes de comenzar, me gustaría abordar un cambio importante en la mentalidad: los conos S, M y L no representan rojo, verde y azul. Representan la sensibilidad de cada tipo de cono, cuya salida combinada conduce a la percepción del color. Para modelar la respuesta de cada tipo de cono, realizamos varias pruebas psicofísicas para generar la figura que se ve a continuación.

Esta es una respuesta espectral normalizada para cada tipo de cono. Los primarios RGB suelen ser señales de banda estrecha centradas en longitudes de onda particulares, similar a lo que se muestra a continuación. Las posiciones centrales, las intensidades de pico y el ancho espectral pueden variar para diferentes fabricantes, pero esencialmente permanecen alrededor de estas longitudes de onda.

Se pueden usar diferentes intensidades de cada primario para simular un color diferente. Cuando estas primarias se colocan suficientemente cerca (como nuestras pantallas de visualización) o se muestran rápidamente en sucesión (proyectores de pantalla con una rueda de colores), las primarias se “suman” para producir un color dado (Color aditivo – Wikipedia). Para visualizar, mira a continuación:

La extraña figura en forma de herradura es el lugar geométrico o la gama perceptible. Contiene toda la gama de colores perceptibles por un observador humano estándar sin ningún defecto visual.

Las esquinas de todos los triángulos en el lugar representan las 3 primarias. Notarás que se encuentran en las regiones Roja, Verde y Azul. Todos los colores que caen dentro de los triángulos pueden ser reproducidos por ese sistema de visualización.

Ahora, me gustaría que navegues a este Applet y hagas tus propias primarias.

Mapeo de gama

¿Ves cómo cambian los colores? 🙂

¿Qué tiene de especial el rojo, el verde y el azul?

Los primarios rojo, verde y azul cubren una gran parte de la gama perceptible. También podríamos usar 4 o 5 primarios, pero eso provocaría un conjunto diferente de problemas en la tecnología de visualización, como el consumo de energía (la conducción de 3 LED es eficiente en comparación con 4 o 5 en comparación con la poca o ninguna adición en un rango más amplio de colores visualizables), velocidades de actualización más rápidas (para 60Hz, la rueda de color en un proyector se movería 60 * N veces por segundo, donde N es el número de primarios) y un cambio en la disposición de los subpíxeles de LED o LCD, lo cual es costoso.

Si le gustó esta respuesta, también le recomiendo leer otra respuesta, con suerte informativa, mía.

La respuesta de Rakshit Kothari a ¿Cuáles son las diferencias entre RGB, HSV y CIE-Lab?

Como muchas cosas sobre la visión, las elecciones fueron hechas por ingeniería, y solo más tarde se descubrió que era una buena elección física o matemáticamente. Pero no realmente en este caso. La elección se realizó principalmente por razones de costo: sobre el costo del material para producir filtros RGB. NTSC tenía mejores primarias (más amplias), pero debido a los costos, se eligió una primaria de baja calidad. Y los costos seguían siendo una cuestión sobre la elección de primarias amplias en BT Rec.2020

Nota: uno no debe ir demasiado en rojo extremo o en violeta extremo, porque los ojos no son tan eficientes para ver esa luz, por lo que necesita una fuente de alta energía. Por cierto, no es tan bueno para los ojos.

Los colores primarios se pueden usar para crear otros colores mediante la mezcla. El rojo y el verde pueden crear amarillo. Cyan y Magenta pueden crear azul.

Al mezclar luces de colores, (como en una pantalla), rojo, verde y azul proporcionan la gama más amplia de colores mezclados. Por lo tanto, rojo, verde y azul son excelentes colores primarios para la mezcla de colores aditivos.

Por otro lado, al mezclar tintas, (en la impresión) se obtiene la gama más amplia de colores utilizando tintas cian, magenta y amarilla.

En realidad es todo nuestro sistema visual. Primero tenemos tres opsinas de cono (moléculas sensibles a la luz) con sensibilidades máximas para 419 nm (violeta profundo), 527 nm (verde) y 557 nm (amarillo verdoso).

A continuación, la lente del ojo y los pigmentos maculares son amarillos, lo que determina la longitud de onda efectiva máxima de los conos azules hasta aproximadamente 430 nm (violeta).

Luego tenemos neuronas retinianas que comienzan el proceso de transformar las señales de los conos en colores. Por ejemplo, si los conos rojos son al menos cinco veces más estimulados que los conos verdes dentro del mismo píxel, vemos rojo. Si son diez veces, vemos rojo intenso. Un mecanismo similar desplaza los conos azules de violeta a azul.

El algo especial es físico: los conos en nuestra retina. Hay tres tipos, por lo que podemos analizar los colores en un modelo tridimensional. Y cada uno de los tres tipos se centra en uno de los colores primarios.