Světlo
Vlnová délka a frekvence: jak světlo získává svou barvu
Barva není náhoda: každá barva světla patří k určité vlnové délce. To vysvětluje, proč můžeme barvu LED přesně popsat v nanometrech a proč naše oko vnímá jednu barvu mnohem jasněji než jinou.
Světlo se pohybuje v malých vlnách, trochu jako vlny na vodě. U některých vln jsou hřebeny daleko od sebe, u jiných blízko.
Vzdálenost mezi dvěma hřebeny se nazývá vlnová délka. A právě ta vlnová délka určuje barvu! Červené světlo má delší vlny, modré světlo kratší vlny. Tak tvé oko ví, jakou barvu vidí.
Zajímavé je, že naše oko vidí nejlépe žlutozelené světlo. Proto žlutá a zelená obzvlášť dobře vynikají, i z dálky.
Protože se světlo chová jako vlna, můžeme měřit dvě věci: vlnovou délku (vzdálenost mezi dvěma hřebeny) a frekvenci (počet vln, které za sekundu projdou bodem). Obě jsou nepřímo úměrné: čím vyšší frekvence, tím kratší vlnová délka, a naopak.
Vlnová délka popisuje barvu přesně
Obvykle říkáme „červená“, „zelená“ nebo „modrá“, ale ve světě LED je potřeba přesnější jazyk. K tomu používáme vlnovou délku v nanometrech (nm). Červené LED používané ve venkovních obrazovkách leží například kolem 625 nm. Lidské oko vidí vlnové délky mezi přibližně 400 a 700 nm.
Ne každá barva se jeví stejně jasná
V dobře osvětleném prostředí je oko nejcitlivější na světlo kolem 555 nm (žlutozelené) a mnohem méně citlivé na sytě červenou a modrou. Při stejné energii se proto žlutozelené světlo jeví jasnější. Právě proto je oděv s vysokou viditelností a mnoho výstražných obrazovek žlutozelených, a proto to hraje roli při návrhu čitelné obrazovky.
Pro elektromagnetické záření platí c = λ·ν, kde c je rychlost světla. Vlnová délka a frekvence jsou tedy při konstantním c navzájem převrácené. Pro viditelné světlo je vlnová délka (nm) obvyklým popisem; dominantní vlnová délka určuje vnímaný odstín. Samotné vnímání barvy však závisí na více než jen vlnové délce: roli hrají i odstín (hue), sytost a jas.
Citlivost oka V(λ)
Spektrální citlivost oka za denního světla popisuje fotopická funkce světelné účinnosti V(λ), s maximem při 555 nm. Tato funkce tvoří most mezi radiometrií (fyzikální energií) a fotometrií (vnímaným jasem): dva světelné zdroje se stejnou zářivou energií, ale různou vlnovou délkou dávají různý světelný tok v lumenech.
Důsledek pro barvu LED displejů
Protože LED vyzařuje úzkopásmově kolem dominantní vlnové délky, jsou primární barvy LED silně syté. Míchání červené, zelené a modré (aditivní míchání barev) dává široký rozsah barev (gamut). Volba přesných vlnových délek čipů R, G a B spoluurčuje velikost tohoto rozsahu a vyvážení bílé obrazovky.