1. A szín

A külvilágból érkező információinkat az öt érzékszervünk segítségével dolgozzuk fel, melyek közül a legfontosabb a látásunk. Szemünk segítségével nyerjük a környezeti információink több mint 90%-át, melyben jelentős szerepet töltenek be a színek. Mik a szín jellemzői? Hogyan érzékeljük a színeket? Ebben a fejezettben megtaláljuk a válaszokat.

Színeket alapvetően megvilágított környezetben érzékelhetünk, a fény látható spektrumai közül szemünk csak a kék, a zöld és a vörös tartományt különbözteti meg, a színárnyalatok további számtalan variációit már az emberi agy hozza létre. A színeknek kiemelkedően fontos szerepe van mindennapjainkban. A természetben számtalan helyen és formában megtalálható a színek információközlő tulajdonságai, legyen az veszélyt jelző vagy csalogató, ugyanakkor az ember is tudatosan használja fel az élet megannyi területén a színek által kiváltott pszichológiai ingereket. A vörös figyelemfelkeltő, stimuláló, a zöld színnek nyugtató, természetes hatása van, a kék pedig intelligenciát és békét sugároz, de különböző árnyalatainak még számtalan más hatásuk lehet. A fények és a színek hiánya általános levertséget, búskomorságot eredményezhetnek, ugyanez igaz ellenkezőleg is, gazdag meglétük kedélyjavító hatással bírhat.

Napjainkban a minőség fontos jellemzőjének tartjuk termékeink színét. Akár nyomdai, akár kozmetikai vagy textilipari termékek esetében, de élelmiszereknél, konzervek, húsok, zöldségek és gyümölcsök színétől is elvárjuk, hogy pont megfelelőek legyenek, ellenkező esetben eladhatatlanná válnak. A színek jelentéstartalmai kultúránként eltérőek lehetnek, ezek a különbözőségek megfigyelhetők a népi színhasználatban, színszimbolikában is.

Egy színtévesztő vagy egy színvak számára egészen másként értelmezhető minden, ami a színekkel kapcsolatosan igaz egy ép színlátónak, hiszen más szemmel nézik, érzékelik azokat. Tekintettel arra, hogy a színtévesztők száma jelentős, (Magyarországon kb. 400 000 embert érint) fontos foglalkozni azzal is, hogy ők miként látják a színeket. [1]

1.1. A szín fogalma

A fény elektromágneses sugárzás, látható fénynek pedig az emberi szem által érzékelt tartományát nevezzük (1. ábra). 1. ábra: Elektromágneses sugárzás és a látható fény tartománya

Színnek nevezzük azt a látással érzékelhető fiziológiai érzetet, amelyet a látható fény kelt, méghozzá a hullámhosszától függő minőségben. Fényforrásokat akkor nevezhetünk színesnek, ha különböző hullámhosszúságokon eltérő intenzitással sugároznak. Felületeket akkor nevezhetünk színesnek, ha más-más mértékben verik vissza a fényt a különböző hullámhosszokon. Átlátszó anyagokat is nevezhetünk színesnek, ha más-más mértékben engedik át a fényt a különböző hullámhosszokon.

A Magyar Szabvány (MSz 9620) definíciója szerint a szín „A látható sugárzásnak az a jellemzője, amelynek alapján a megfigyelő a látótér két azonos méretű, alakú és szerkezetű, egymáshoz csatlakozó része között különbséget tud tenni, és ezt a különbséget a megfigyelt sugárzások spektrális eloszlásának eltérése okozhatja.”

A színes látás összetettségéből adódóan a szín fogalmának 3 különböző definíciója lehet: Ingerként értelmezzük a színt fizikai szempontból, mint meghatározott hullámhosszúságú fény. Ingerületként értelmezzük a színt fiziológiai szempontból, mint a szemünkben egy, vagy több fénysugár által kiváltott inger. Színérzetként értelmezzük a színt pszichológiai szempontból, mint a látószerv idegpályáin továbbított ingerületek által az agykérgi látóközpontban létrejött érzet.

Ugyan a fény színességét nem csak mi, emberek érzékeljük, hanem az állatvilágban is pl. kutyák, macskák, rovarok, mindegyik kicsit másképpen, a saját spektrális érzékelésének megfelelően. A színtan tudományterületén a szín fogalmát teljesen az emberi szem látásával értelmezzük, tehát színnek csak azt a spektrális élményt nevezzük, amelyet az ép színlátó emberből vált ki a színes fény.[1, 2]

1.2. A szín jellemzői

A színeket háromdimenziós mennyiségként érzékeljük, és köznapi értelemben minden nyelvben három meghatározó tulajdonsággal jellemezzük: világosság, telítettség, színezet (2. ábra). A színes fény környezethez viszonyított relatív intenzitása meghatározza a szín világosságát. A fehér, illetve szürke szín telítettséget okoz, így mennyiségi tartalmuk határozzák meg a színek telítettségét. A színek színezetét a „jellemző hullámhosszuk” határozza meg, vagyis annak a spektrálisan tiszta (monokromatikus) fénynek a hullámhossza, mely azonos színűnek látszik az adott színnel.

Színeket jellemezhetünk még fizikai szempontból is, hiszen egy szemünkbe jutó szín-inger forrása lehet egy fényforrás színes fénye, ilyenkor beszélhetünk fény-színekről, illetve lehet egy színes felületről visszaverődő színes fény is, ilyenkor festék-színekről beszélhetünk. Mindkét esetben szín-ingerről van szó, melyek ugyan egyformák is lehetnek spektrálisan, de pszichofizikai jellemzőik eltérhetnek. [1]

 1.3. A szín érzékelése

A színes látásért szemünk és agyunk együttesen felel, a fény ingerként a szem receptoraiba jutva válik ingerületté, később az agy dolgozza fel színérzetté. A szemgolyó enyhén tojásdad alakú, 25 mm átmérőjű páros szerv, benne található a fényinger felvételére szolgáló ideghártya, más néven retina. Három, jól elválasztható rétegből áll:

• Külső rostos burok (tunica fibrosa), mely a szaruhártyát és az ínhártyát foglalja magába.
• Középső eres burok (tunica vasculosa), mely három részből áll: szivárványhártya (iris), sugártest (corpus ciliare), érhártya (choroidea).
• Ideghártya (tunica nevrosa), más néven retina, mely két részből áll: neuroretina és pigmentephitelium.

A külvilágról visszaverődő fény a szaruhártyán, a csarnokvízen és a szemlencsén, mintegy összetett optikai rendszeren keresztül halad az üvegtesten át, és jut el a szemfenék receptorsejtekkel gazdagon borított felületére, a retinára (3. ábra).

3. ábra: A szemgolyó felépítése és a retina

A retina tíz rétegből álló hártya, belső kilenc rétege alkotja a neuro-epitheliumot, külső tízedik rétege a pigmentephitheliumot. A legbelsőbb réteget alapvetően két receptor típus alkotja: a rövidebb, de vastagabb csapok és a hosszabb, de keskenyebb pálcikák, melyek bipoláris sejteken keresztül ganglionsejtekhez kapcsolódnak. A ganglionsejtek rostjai alkotják az idegrostréteget, ahonnan a nervus opticus rostjai összeszedődnek. Ezeken keresztül jut az ingerületet az agykéregbe. A receptor sejtek között találhatóak még az amakrin és a horizontális sejtek, melyek fontos ingerületi keresztkapcsolatokat hoznak létre.

A két receptorsejt keverten helyezkedik el a retinában, a csapok a nappali látásért, a pálcikák az éjszakai látásért felelősek. Csapok főként a macula lutea területén helyezkedő fovea centralisban találhatók, melynek átmérője kb. 0,3 mm. Itt minden egyes csaphoz egy bipoláris és egy ganglionsejt csatlakozik közvetlenül, ezért itt valósul meg a legjobb látóélesség. Pálcikák itt egyáltalán nem találhatóak, ugyanakkor periféria felé haladva számuk egyre nő és egyre több csap jut egy-egy ganglionsejtre, emiatt a foveától távolodva az éleslátás csökken. 

1.4 Receptorok fajtái, működésük

A két fotoreceptor érzékelő mechanizmusa és szerkezeti jellemzői hasonlóak. Külső szegmentumaik fotopigmentet tartalmaznak, a belső szegmentumban a sejtmagot és sejtorganellumokat, az anyagcsere-folyamatokhoz szükséges sejtalkotókat találhatjuk,
A két szegmentumot cilium köti össze vékony hídhoz hasonlóan. Mindkét fotoreceptor közvetítő idegsejtekkel (bipoláris, horizontális és amakrin sejtek) kapcsolódik. A beérkező fényinger fotokémiai folyamatokat indít el, a fotopigmentek lebomlanak és a sejtek hiperpolarizálódnak, az így létrejött elektromos inger továbbítódik az agyba. [3]

A Jung – Helmholtz színlátási modell szerint spektrális érzékenységük alapján három féle csapot különböztetünk meg. A spektrum hosszú hullámaira (L, vagyis long wave) érzékeny csapsejt a protos, legnagyobb érzékenységi hullámhossza 570 nm. A spektrum közepes hosszúságú hullámaira (M, vagyis medium wave) érzékeny csapsejt a deuteros, legnagyobb érzékenységi hullámhossza 535 nm. A spektrum rövid hullámaira (S, vagyis small wave) érzékeny csapsejt a tritos, legnagyobb érzékenységi hullámhossza 445 nm.

E modell alapján tehát színlátásunk három alapszínből épül fel (4. ábra). 4. ábra: Épszínlátók színérzékelő receptorainak érzékenysége a hullámhossz mentén

A három különböző csaptípus működése hasonló három, egymástól független fényérzékelő detektor működéséhez: megvilágítás hatására az egyes csapok egy-egy kimenő jelet adnak le saját spektrális érzékenységüknek megfelelően. Ezen ingerek egymáshoz viszonyított értékeiből alakul ki a színérzet, továbbá mivel a három receptor kb. 100-120 világosságfokozatot különböztet meg, az elkülöníthető színárnyalatok száma közel 1-2 millió. Az érzékelő sejtek spektrális érzékenységi függvényei jelentős eltéréseket mutatnak, ugyanakkor az érzékenységi tartományok nagymértékben át is fedik egymást. [1]

1.5. Adaptációk (A fényhez való alkalmazkodási képesség)

Szemünk bámulatos fényhez való alkalmazkodási képessége teszi lehetővé, hogy akár erős napsütésben, akár éjszakai sötétben is képesek vagyunk használni a látásunkat. E képességünk több adaptációs mechanizmusból épül fel, melyek közül a legfontosabb a csapok és pálcikák közötti átváltás, a világos-sötét adaptáció. A csak sötét-világos észlelésre képes pálcikák érzékenysége mintegy ezerszer nagyobb a nappali fény mellet működő, színlátásért felelős csapokénál, ugyanakkor a retinán belül egy-egy ganglionsejthez több pálcika is csatlakozik ingerületet adva át, emiatt fényérzékenységük ugyan magas, de felbontóképességük rendkívül alacsony, a nappali látásban nem vesznek részt. Az adaptációhoz tartozó, talán legfontosabb mechanizmus a fotoreceptorok pigmentanyagának lebomlása majd újratermelődése, mely szabályozza az optimális látási körülményekhez szükséges pigment mennyiséget. Kevés fényinger következtében ez a mennyiség megnő, hogy a beérkező alacsony számú fotont nagyobb valószínűséggel legyenek képesek elnyelni és fordítva, magas fényinger mellett a pigment mennyisége csökken, így az elnyelődési valószínűség relatíve szintén csökken. A bomlási folyamat viszonylag gyors (100-120 másodperc), míg az újratermelődés ehhez képest lassabban (akár 20-30 perc) megy végbe.

Színekhez való alkalmazkodás esetén a három különböző csaptípuson (protos, deuteros, tritos) a pálcikaadaptációhoz hasonló folyamat egymástól külön-külön is létrejöhet, ennek köszönhetően számtalan különböző színhőmérsékletű megvilágításhoz (nappali fény, hideg-meleg beltéri lámpák) vagyunk képesek alkalmazkodni. Például ha mesterséges megvilágítás mellett olvasva a fényforrás sok hosszúhullámú vörös és kevés rövidhullámú kék összetevőt tartalmaz a protos érzékenysége relatíve lecsökken a tritoséhoz képest egészen addig, amíg a megvilágítás vörösségét kompenzálni tudja és a fehér papírlapot ismét fehérnek látja. A képességet, hogy eltérő megvilágítások mellett is közel azonosnak látjuk a színeket csaptípusok egymástól független adaptációja eredményezi, ezt színkonstanciának nevezzük.