Різні феномени колірного зору особливо ясно показують, що зорове сприйняття залежить не тільки від виду стимулів і роботи рецепторів, але також і від характеру переробки сигналів у нервовій системі. Різні ділянки видимого спектра здаються нам по-різному пофарбованими, причому відзначається безперервна зміна відчуттів при переході від фіолетового й синього через зелений і жовтий кольори – до червоного. Разом з тим ми можемо сприймати цвіту, відсутні в спектрі, наприклад, пурпурний тон, що виходить при змішанні червоної й синьої квіток. Зовсім різні фізичні умови зорової стимуляції можуть приводити до ідентичного сприйняття цвіту. Наприклад, монохроматичний жовтий цвіт неможливо відрізнити від певної суміші чисто зеленого й чисто червоного.
Феноменологію цветовосприятия описують закони колірного зору, виведені за результатами психофізичних експериментів. На основі цих законів за період більше 100 років було розроблено кілька теорій колірного зору. І тільки в останні 25 років або біля того з’явилася можливість безпосередньо перевірити ці теорії методами електрофизиологии шляхом реєстрації електричної активності одиночних рецепторів і нейронів зорової системи.
Феноменологія цветовосприятия
Зоровий мир людини з нормальним колірним зором надзвичайно насичений колірними відтінками. Людина може розрізняти приблизно 7 мільйонів різних колірних відтінків. Зрівняєте – у сітківці ока налічується теж близько 7 мільйонів колбочек. Втім, гарний монітор у стані відобразити близько 17 мільйонів відтінків (точніше, 16′777′216) .
Весь цей набір можна розбити на два класи – хроматичні й ахроматичні відтінки. Ахроматичні відтінки утворять природну послідовність від самого яскравого білого до глибокого чорного, котрий відповідає відчуттю чорного в явищі одночасного контрасту (сіра фігура на білому тлі здається темніше, ніж та ж сама фігура на темному) . Хроматичні відтінки пов’язані з фарбуванням поверхні предметів і характеризуються трьома феноменологическими якостями: колірним тоном, насиченістю й светлотой. У випадку світних світлових стимулів (наприклад, кольорове джерело світла) ознака “светлота” заміняється на ознаку “освітленість” (яскравість) . Монохроматичні світлові стимули з однаковою енергією, але різною довжиною хвилі викликають різне відчуття яскравості. Криві спектральної яскравості (або криві спектральної чутливості) як для фотопического, так і для скотопического зори будуються на підставі систематичних вимірів випромінюваної енергії, що необхідна для того, щоб світлові стимули з різною довжиною хвилі (монохроматичні стимули) викликали рівне суб’єктивне відчуття яскравості.
Колірні тони утворять “природний” континуум. Кількісно він може бути зображений як колірне коло, на якому задана послідовність виду: червоний, жовтий, зелений, голубой, пурпурний і знову червоний. Тон і насиченість разом визначають кольоровість, або рівень цвіту. Насиченість визначається тим, яке у цвіті зміст білого або чорного. Наприклад, якщо чистий червоний змішати з білим, то вийде рожевий відтінок. Будь-який цвіт може бути представлений крапкою в тривимірному “колірному тілі” . Один з перших прикладів “колірного тіла” – колірна сфера німецького художника Ф. Рунге (1810) . Кожному цвіту тут відповідає певну ділянку, розташована на поверхні або усередині сфери. Таке подання може бути використане для опису наступних найбільш важливих якісних законів цветовосприятия.
1. Сприймані кольори утворять континуум; іншими словами, близькі кольори переходять один в інший плавно, без стрибка.
2. Кожна крапка в колірному тілі може бути точно визначена трьома змінними.
3. У структурі колірного тіла є полюсні крапки – такі додаткові кольори, як чорний і білий, зелений і червоний, голубой і жовтий, розташовані на протилежних сторонах сфери.
У сучасних метричних колірних системах цветовосприятие описується на основі трьох змінних – тону, насиченості й светлоти. Це робиться для того, щоб пояснити закони зсуву квітів, які обговоримо нижче, і для того, щоб визначити рівні ідентичного цветоощущения. У метричних тривимірних системах зі звичайної колірної сфери за допомогою її деформації утвориться несферичне колірне тіло. Метою створення таких метричних колірних систем (у Німеччині використовується колірна система DIN, розроблена Ріхтером) є не фізіологічне пояснення колірного зору, а скоріше однозначний опис особливостей цветовосприятия. Проте, коли висувається вичерпна фізіологічна теорія колірного зору (поки такої теорії ще немає) , вона повинна мати здатність пояснити структуру колірного простору.