Длиной волны называется расстояние, которое свет проходит за один цикл своего колебания. Длина волны X и частота/связаны обратно пропорциональной зависимостью: X - ь//, где V - скорость света в интересующей нас среде. В воздухе (или в вакууме) V - 300 000 км/с; в стекле свет распространяется со скоростью 65 % от максимальной.
Теория цвета
В противоположность этому палочки (rods) не способны ни различать цвета, ни видеть мелкие детали. От 75 до 150 миллионов палочек заполняют сетчатку, окружая ямку со всех сторон. Более того, к одному нервному окончанию прикреплено много палочек, что не позволяет различать детали [Gonzalez, 88]. Что же в таком случае делают палочки? Они очень чувствительны к низким уровням освещенности и способны видеть в такой темноте, которая недоступна колбочкам. Например, ночью лучше всего смотреть слегка в сторону от объекта, вследствие чего изображение попадает за пределы ямки. Детали и цвет не воспринимаются, но по крайней мере видна общая форма объекта (хищник?). И, возможно, чувствительность нашего периферийного зрения к слабому свету способствовала нашей эволюции.
Некоторые источники света, такие как лазеры, излучают свет почти исключительно с единственной длиной волны, иначе называемый светом с «чистым спектром». Человек воспринимает свет с длиной волны 400 нм как фиолетовый, а с длиной волны 620 нм - как красный; все другие чистые цвета находятся между этими границами. На рис. 12.2 показано несколько примеров спектральной плотности (spectral density) S(X) (мощность на единицу длины волны) для чистого света, а также общепринятые названия соответствующих им воспринимаемых цветов.
Рис. 12.2. Спектры для некоторых чистых цветов Свет большинства источников не состоит из единственной длины волны; напротив, он содержит различные количества энергии непрерывного множества длин волн, и их спектральные плотности (или просто «спектры») охватывают некоторый диапазон длин волн. На рис. 12.3 приведено несколько примеров спектров света. На каждом спектре указан цвет, который мы воспринимаем, когда смотрим на такой свет. Отметим, что белый свет содержит примерно равные количества всех частот, в то время как энергия красных цветов сосредоточена на более обширном участке длин волн. Серый цвет также демонстрирует «плоскую» спектральную плотность, однако с меньшей интенсивностью, чем белый. Эти примеры показывают одну из трудностей цифрового описания цвета, заключающуюся в том, что огромное разнообразие спектральных плотностей воспринимается как один и тот же цвет. Например, заданный образец цвета может быть «подобран» с помощью различных форм спектральной плотности так, что цвет этого образца и любая из этих спектральных плотностей будут неотличимы, если их поместить рядом.