Khoa Khoa học Ứng dụng

Sắc màu

TS. Võ Thanh Tân

Cũng như các bức xạ khác, từ bước sóng cực ngắn (tia gamma) đến rất dài (sóng radio), ánh sáng thấy được có bản chất điện – từ và bước sóng thay đổi từ 400nm đến 760nm (TÍM – XÁM – LAM – LỤC – VÀNG – CAM – ĐỎ). Với cấu tạo mắt người và hầu hết các động vật, khoảng bước sóng này là thích hợp để bức xạ có thể xuyên qua thủy tinh thể và hội tụ tại võng mạc. Bước sóng ngắn hơn (như tia tử ngoại UV – Ultra Violet) bức xạ có thể đốt cháy giác mạc và đâm thủng võng mạc. Bước sóng dài hơn (như tia hồng ngoại IR – Infra Red) thì ánh sáng lại “lung linh” do sự nhiễu xạ và không đủ năng lượng để xuyên qua thủy tinh thể.

Bản thân ánh sáng không có màu vì chỉ đơn giản là các dao động điện từ. Ở các động vật cấp thấp, con vật chỉ đơn giản “thấy” bức xạ, tức là đen và trắng. Do nhu cầu cần phải phân biệt con mồi hay kẻ thù tốt hơn, mắt của động vật cấp cao đã phát triển thêm các tế bào hình nón có nhiệm vụ “tô màu” các bức xạ khác nhau. Với sự tiến hóa, có lẽ mắt người nhận được các màu “đẹp” hơn các con vật. Chẳng hạn, màu đỏ tươi thì con chó lại thấy như màu cam thẫm.

Mắt người có 3 loại tế bào hình nón. Loại 1: cảm thụ mạnh nhất ứng với bước sóng 580nm có nhiệm vụ “tô màu” sóng điện từ thành màu ĐỎ (R – Red) trước khi chuyển đến dây thần kinh thị giác. Loại 2: cảm thụ mạnh nhất 550nm và chuyển thành màu LỤC (G – Green). Loại 3: ứng với bước sóng 440nm và chuyển thành LAM (B – Blue) [xem hình]. Các màu sắc cảm nhận được từ sự phối màu của các màu RGB.

Trong vùng bước sóng từ 540nm đến 600nm, từ lục đến cam, có rất nhiều tế bào hình nón nên vùng này mắt người có thể phân biệt rất nhiều màu khác nhau tạo nên vẻ rực rỡ các màu sắc. Trái lại, vùng bước sóng ngắn (tím đến lam) số tế bào nón ít nên sự phân biệt các màu khó khăn hơn.

Bước sóng ánh sáng càng dài thì sự nhiễu xạ (sự lệch đường đi của ánh sáng) xảy ra càng mạnh. Do đó, màu đỏ nhiễu xạ mạnh hơn tím. Như vậy, nếu có hai nguồn sáng y hệt như nhau thì nguồn màu đỏ dường như rộng hơn và sáng hơn so với màu tím và tạo nên cảm giác gần hơn và rực rỡ hơn.

Với sự nhiễu xạ, các màu bước sóng dài ĐỎ, CAM, VÀNG nổi bậc lên một cách rực rỡ và tạo hóa ưa chuộng chúng để tạo nên các bông hoa. Màu TÍM, XÁM có bước sóng ngắn, nhiễu xạ kém tạo nên sự trầm lắng, lạnh lùng.

Chính vì sự nhiễu xạ này mà các họa sĩ gọi các màu đỏ - cam là màu NÓNG; cam – vàng là màu ẤM; lục – lam là màu MÁT và chàm – tím là màu LẠNH.

Đưa màu sắc lên máy tính gọi là số hóa. Màu R có 8 bit trên máy tính [2 (mũ 8) = 256 màu tùy mức độ đậm nhạt được đánh số từ 0 đến 255], tương tự cho các màu G và B. Một màu bất kỳ có TỌA ĐỘ MÀU là tổ hợp của 3 giá trị [R,G,B] và có tất cả 24 bit = 16.777.216 màu có thể thể hiện trên màn hình máy vi tính phổ thông. Chẳng hạn, [0,0,255] là màu lam; [255,255,255] là màu trắng. Ngoài ra, để thể hiện thêm độ đậm của các màu, người ta thêm 8 bit màu đen (K – black) và như thế máy tính bình thường có 32 bit màu. Sự phối màu này được gọi là phối màu phát xạ hay phép cộng màu.

Khi in màu ra giấy thì cơ chế phối màu lại khác. Các màu không phát xạ mà giấy đã hấp thu các màu khác, chỉ còn lại màu mong muốn bị phản xạ lại mắt. Lúc này sự phối màu gọi là phối màu hấp thu hay phép trừ màu dựa trên 3 màu cơ bản C (Cyan), M (Magenta) và Y (Yellow) và bổ sung thêm màu K (Key - Black), được gọi là hệ màu CMYK.

Các phần mềm đồ họa luôn có thuật toán chuyển đổi từ màu thể hiện trên màn hình RGB sang màu in trên giấy CMYK.

Dưới đây là các hình với kiếu phối màu CMYK khi in hình màu

Các ngôi sao là những khối khí rất nóng và bức xạ ánh sáng gọi là BỨC XẠ NHIỆT. Đặc điểm của bức xạ nhiệt là có một bước sóng l mà cường độ phát xạ cực đại tuân theo định luật Wien. Nếu ngôi sao nguội, nhiệt độ bề mặt nhỏ hơn 3.600K, l nằm vùng hồng ngoại, và người ta thấy nó có màu nâu tối. Ngược lại một ngôi sao rất nóng, L nằm vùng tử ngoại thì người ta thấy nó phát ra ánh sáng trắng. Tuy nhiên, nếu nó có nhiệt độ 6000K như Mặt Trời, l ứng với màu xanh lá cây thì mắt người ta không bao giờ thấy được màu xanh lá cây trong bức xạ nhiệt mà lại thấy nó có phát ra màu trắng!