Farebné videnie je veľmi zložitý psychofyzikálny proces, pri ktorom naše oko rozoznáva rôzne farby. Z fyzikálneho hľadiska farba neexistuje, ide len o zrakový vnem, ktorý je podmienený vlnovou dĺžkou svetla. Od rôznych predmetov sa odráža určitá časť spektra, dopadá do oka, kde spôsobí podráždenie svetlocitlivých elementov, reagujúcich na farbu - čapíkov. Na jeho realizáciu je potrebná správna a neporušená činnosť zraku a to oka ako prijímacieho orgánu, zrakovej dráhy ako prenášacieho systému a mozgových centier, vďaka ktorým si uvedomujeme a sú preto analyzátorom vnemu.
U všetkých ľudí je farebné videnie závislé na vonkajších a vnútorných podmienkach. Na jednej strane stojí vonkajšie okolie, ktoré farebný podnet vytvára a na strane druhej náš zrak, ktorý rovnaký podnet vyhodnocuje. Z vonkajších podmienok je dôležité adekvátne osvetlenie, keďže pri nadmernom osvetlení prestávame vnímať farby od krátkovlnného konca spektra. Pri nedostatku svetla je tomu tiež tak, len farby prestávame vidieť v opačnom poradí. Po prekročení určitej prahovej hodnoty sa stáva vnímanie farieb nemožné a dochádza k tzv. fyziologickej monochromázii , všetky farby sa potom javia ako šedé.
Farebné videnie sa nelíši iba u rôznych osôb. Je fyziologické, že sa farbocit mení aj u jednej osoby s postupujúcim vekom. Prispieva k tomu predovšetkým postupné odumieranie buniek sietnice. Taktiež šošovka stratou priehľadnosti a žltnutím spôsobuje, že na sietnicu starších osôb dopadá oveľa menej svetla s dojmom žltého filtra. V celkovom pohľade je videnie menej ostré a farby menej výrazné. Farby krátkovlnného konca spektra vnímajú staršie osoby oveľa tmavšie, než ľudia mladšieho veku.
Rozoznávame tzv. skotopické pásmo videnia, čo je pásmo pod prahovou hodnotou osvetlenia. Pri ňom fungujú iba tyčinky a oko farby nevníma. Skotopické sa nazýva preto, že v podprahových hodnotách nefungujú čapíky a vzniká centrálny skotóm. Vo fotopickom pásme videnia naopak prevláda funkcia čapíkov. Úzka časť medzi skotopickým a fotopickým pásmom sa nazýva mezopické pásmo, videnia kedy ešte fungujú oba druhy receptorov, rozoznávame iba modrú a žltú farbu.
Citlivosť ľudského oka
Ľudské oko je citlivé na svetelné lúče v rozmedzí 380 – 780 nm. Vlnové dĺžky nižšie ako 380 nm pohlcuje šošovka. Viditeľné spektrum pritom predstavuje len určitú menšiu časť celého oboru elektromagnetických vĺn. Jeho hranice nie sú presne definované, keďže citlivosť ľudského oka sa asymptoticky blíži k nule na oboch koncoch spektra. Ak budeme považovať za hranice vlny, u ktorých klesne citlivosť na 1% svojej maximálnej hodnoty, dostávame rozsah od 430 nm po 690 nm. Ľudský zrak je však schopný vnímať vlnové dĺžky aj za týmto rozmedzím, pokiaľ je intenzita dostatočne veľká.
Dokážeme rozlíšiť až 160 farieb a niektoré zdroje hovoria dokonca o 600 tisícoch odtieňoch (farby rôznej sýtosti a jasu). Pri neporušenom farebnom videní rozoznávame vlnové dĺžky o rozdiele až 1 nm. Máme tri druhy čapíkov, ktorých fotopigment sa líši maximálnou absorpciou v oblasti modrej 440-450 nm, zelenej 535-555 nm a červenej oblasti 570-590 nm. Podráždením len jedného druhu čapíku získavame vnem základnej farby. Podráždením dvoch či dokonca všetkých troch typov vnímame farebné odtiene a bielu až šedú farbu. Čiernu potom získavame, pokiaľ nie je podráždený žiaden z troch druhov čapíkov. Citlivosť oka je pre fialovú a červenú farbu znížená, preto sietnica obsahuje vyšší počet čapíkov s absorpčným maximom v červenej časti spektra.
Naše oči nie sú rovnako citlivé ku všetkým farbám. Za fotopických podmienok je citlivosť maximálna pre farbu o vlnovej dĺžke 555 nm, čo je žltozelená a zodpovedá zhruba stredu viditeľného spektra. Je veľmi zaujímavé, že Slnko vyžaruje najviac energie práve na vlnovej dĺžke okolo 550 nm. V skotopickom pásme však dochádza k posunu citlivosti. Vtedy sa farby líšia len svojim jasom a najjasnejšie sa nášmu oku javia vlnové dĺžky okolo 500 nm teda modrozelená farba. Tento jav dokazuje dvojakú činnosť sietnice: videnie za vyšších a nižších hladín osvetlenia.
Farebné charakteristiky
Farebné charakteristiky, ktorými je možné hodnotiť rôzne farby sú na sebe nezávislé a ich premenou môžeme vytvoriť nespočetné množstvo farebných variácií. Farba je určovaná niekoľkými rôznymi faktormi.
Farebný tón
Farebný tón, odtieň farby je subjektívnym vnemom ľudského zraku. Je určený vlnovou dĺžkou žiarenia dopadajúceho do oka. Vlnová dĺžka je fyzikálnou charakteristikou svetelného žiarenia a presne farbu určuje.
Sýtosť farby
Sýtosť dáva obsah bielej, alebo je taktiež možné povedať, že sýtosť farby udáva množstvo bieleho svetla zmiešaného s danou farbou. So znižujúcou sa sýtosťou farba jedného tónu bledne, stáva sa svetlejšia a nakoniec sa stráca v bielej. Z fyzikálneho hľadiska zodpovedá sýtosť čistote farby.
Jas
Jas závisí na intenzite svetelného zdroja, alebo tiež naopak na absorbujúcej prímesi. Čím máme výkonnejší svetelný zdroj, tým je farba jasnejšia. Pri zvyšovaní intenzity svetla sa tiež mení aj farebný odtieň. Po prekročení maximálnej intenzity vzniká vnem žltobielej farby pre všetky vlnové dĺžky. Jas môžeme tiež definovať ako miešanie farieb s nefarebnou radou (biela–šedá–čierna). Fyzikálne túto charakteristiku popisuje svetelnosť stimulu. Jas okrem iného závisí na vlnovej dĺžke svetelného zdroja.
Ako už bolo uvedené, sú vlnové charakteristiky na sebe nezávislé. Čo znamená, že napríklad dva farebné odtiene môžu byť rovnakej vlnovej dĺžky s rovnakou sýtosťou a môžu sa líšiť len jasom. Postupnou premenou všetkých troch fyzikálnych charakteristík (odtieňu, sýtosti a jasu) je možné získať veľké množstvo farieb.
Farebný vnem
Farebný vnem u ľudí s normálnym farebným videním je ovplyvňovaný mimo základných charakteristík ešte ďalšími faktormi. Kvalita farebného vnemu je daná napríklad veľkosťou stimulu. Ak je jeho veľkosť menšia, než 15% je farebná odpoveď výrazne znížená. Dôležitá je tiež intenzita stimulu. Musí byť nad prahovou hodnotou, aby sme dokázali farby vôbec vnímať a naopak nesmie dôjsť k oslneniu, kedy sa opäť schopnosť rozlišovania farieb znižuje. Veľkú rolu tiež hrá umiestnenie stimulu na sietnici, čo korešponduje s rozmiestnením svetlocitlivých elementov na nej. Nesmieme tiež zabudnúť ani na aktuálnu úroveň adaptácie sietnice, ktorá súvisí s dobou trvania farebného stimulu. Pokiaľ je oko adaptované na biele svetlo, je citlivosť pre jednotlivé farebné zložky rovnomerne potlačená.