Barevné vidění je velmi složitý psychofyzikálny proces, při kterém naše oko rozeznává různé barvy. Z fyzikálního hlediska barva neexistuje, jde jen o zrakový vjem, který je podmíněn vlnovou délkou světla. Od různých předmětů se odráží určitá část spektra, dopadá do oka, kde způsobí podráždění světločivných elementů, reagujících na barvu - čípků. Na jeho realizaci je nutná správná a neporušená činnost zraku a to oka jako přijímacího orgánu, zrakové dráhy jako přenosného systému a mozkových center, díky kterým si uvědomujeme a jsou proto analyzátorem vjemu.
U všech lidí je barevné vidění závislé na vnějších a vnitřních podmínkách. Na jedné straně stojí vnější okolí, které barevný podnět vytváří a na straně druhé náš zrak, který stejný podnět vyhodnocuje. Z vnějších podmínek je důležité adekvátní osvětlení, protože při nadměrném osvětlení přestáváme vnímat barvy od krátkovlnného konce spektra. Při nedostatku světla je tomu také tak, jen barvy přestáváme vidět v opačném pořadí. Po překročení určité prahové hodnoty se stává vnímání barev nemožné a dochází k tzv. fyziologické monochromazii, všechny barvy se pak jeví jako šedé.
Barevné vidění se neliší pouze u různých osob. Je fyziologicky dané, že se barvocit mění u jedné osoby s postupujícím věkem. Přispívá k tomu zejména postupné odumírání buněk sítnice. Také čočka ztrátou průhlednosti a žluknutí způsobuje, že na sítnici starších osob dopadá mnohem méně světla s dojmem žlutého filtru. V celkovém pohledu je vidění méně ostré a barvy méně výrazné. Barvy krátkovlnného konce spektra vnímají starší osoby mnohem tmavší, než lidé mladšího věku.
Rozeznáváme tzv. skotopické pásmo vidění, což je pásmo pod prahovou hodnotou osvětlení. Při něm fungují pouze tyčinky a oko barvy nevnímá. Skotopické se nazývá proto, že v podprahových hodnotách nefungují čípky a vzniká centrální skotom. Ve fotopickem pásmu naopak převládá funkce čípků. Úzká část mezi skotopickým a fotopickým pásmem se nazývá mezopické pásmo, kdy ještě fungují oba typy receptorů, rozeznáváme pouze modrou a žlutou barvu.
Citlivost lidského oka
Lidské oko je citlivé na světelné paprsky v rozmezí 380 - 780 nm. Vlnové délky nižší než 380 nm pohlcuje čočka. Viditelné spektrum přitom představuje jen určitou menší část celého oboru elektromagnetických vln. Jeho hranice nejsou přesně definovány, protože citlivost lidského oka se asymptoticky blíží nule na obou koncích spektra. Pokud budeme považovat za hranice vlny, u kterých klesne citlivost na 1% své maximální hodnoty, dostáváme rozsah od 430 nm po 690 nm. Lidský zrak je schopen vnímat vlnové délky i za tímto rozmezím, pokud je intenzita dostatečně velká.
Umíme rozlišit až 160 barev a některé zdroje hovoří dokonce o 600 tisících odstínech (barvy různé sytosti a jasu). Při neporušeném barevného vidění rozeznáváme vlnové délky o rozdílu až 1 nm. Máme tři druhy čípků, jejichž fotopigment se liší maximální absorpcí v oblasti modré 440-450 nm, zelené 535-555 nm a červené oblasti 570-590 nm. Podrážděním jen jednoho druhu čípku, získáváme vjem základní barvy. Podrážděním dvou či dokonce všech tří typů vnímáme barevné odstíny a bílou až šedou barvu. Černou pak získáváme, pokud není podrážděný žádný ze tří druhů čípků. Citlivost oka je pro fialovou a červenou barvu snížená, proto sítnice obsahuje vyšší počet čípků s absorpčním maximem v červené části spektra.
Naše oči nejsou stejně citlivé ke všem barvám. Za fotopických podmínek je citlivost maximální pro barvu o vlnové délce 555 nm, což je žlutozelená a odpovídá zhruba středu viditelného spektra. Je velmi zajímavé, že Slunce vyzařuje nejvíce energie právě na vlnové délce kolem 550 nm. V skotopickem pásmu však dochází k posunu citlivosti. Tehdy se barvy liší pouze svým jasem a nejjasněji se našemu oku jeví vlnové délky kolem 500 nm tedy modrozelená barva. Tento jev dokazuje dvojí činnost sítnice: vidění za vyšších a nižších hladin osvětlení.
Barevné charakteristiky
Barevné charakteristiky, kterými lze hodnotit různé barvy jsou na sobě nezávislé a jejich přeměnou můžeme vytvořit bezpočet barevných variací. Barva je určována několika různými faktory.
Barevný tón
Barevný tón, odstín barvy je subjektivním vjemem lidského zraku. Je určen vlnovou délkou záření dopadajícího do oka. Vlnová délka je fyzikální charakteristikou světelného záření a přesně barvu určuje.
Sytost barvy
Sytost dává obsah bílé, nebo je také možné říci, že sytost barvy udává množství bílého světla smíšeného s danou barvou. Klesající sytostí barva jednoho tónu bledne, stává se světlejší a nakonec se ztrácí v bílé. Z fyzikálního hlediska odpovídá sytost čistotě barvy.
Jas
Jas závisí na intenzitě světelného zdroje, nebo také naopak na absorbující příměsi. Čím máme výkonnější světelný zdroj, tím je barva jasnější. Při zvyšování intenzity světla se také mění i barevný odstín. Po překročení maximální intenzity vzniká vjem žlutobílé barvy pro všechny vlnové délky. Jas můžeme také definovat jako míchání barev s nezabarveného radu (bílá-šedá-černá). Fyzikální tuto charakteristiku popisuje světelnost stimulu. Jas mimo jiné závisí na vlnové délce světelného zdroje.
Jak již bylo uvedeno, jsou vlnové vlastnosti na sobě nezávislé. Co znamená, že například dva barevné odstíny mohou být stejné vlnové délky stejnou sytostí a mohou se lišit pouze jasem. Postupnou přeměnou všech tří fyzikálních charakteristik (odstínu, sytosti a jasu) je možné získat velké množství barev.
Barevný vjem
Barevný vjem u lidí s normálním barevným viděním je ovlivňován mimo základních charakteristik ještě dalšími faktory. Kvalita barevného vjemu je dána například velikostí stimulu. Pokud je jeho velikost menší než 15% je barevná odpověď výrazně snížena. Důležitá je také intenzita stimulu. Musí být nad prahovou hodnotou, abychom dokázali barvy vůbec vnímat a naopak nesmí dojít k oslnění, kdy se opět schopnost rozlišování barev snižuje. Velkou roli také hraje umístění stimulu na sítnici, což koresponduje s rozmístěním světločivných elementů na ní. Nesmíme také zapomenout ani na aktuální úroveň adaptace sítnice, která souvisí s dobou trvání barevného stimulu. Pokud je oko adaptované na bílé světlo, je citlivost pro jednotlivé barevné složky rovnoměrně potlačena.
