Işık karışınca beyaz, boya karışınca kahverengi: neden?

Kısa cevap

Işıkları karıştırdığınızda göze ulaşan ışığı artırırsınız: kırmızı, yeşil ve mavi ışık üst üste gelince beyaz elde edilir. Boyaları karıştırdığınızda ise her boya gelen ışıktan bir parça daha çıkarır; karışım ne kadar çok şeyi soğurursa o kadar koyulaşır ve gerçek boyalarda sonuç çoğu zaman bulanık bir kahverengi olur. Bir de üçüncü yol vardır: renkler çok küçük noktalar ya da hızla dönen dilimler hâlinde yan yana durduğunda göz onların ortalamasını görür.

Toplamalı karışım: ışık üstüne ışık

Karanlık bir sahnede üç spot düşünün: biri kırmızı, biri yeşil, biri mavi. Kırmızı ile yeşilin ışık halkaları üst üste geldiği yerde sarı görünür. Yeşil ile mavinin kesiştiği yerde camgöbeği, kırmızı ile mavinin kesiştiği yerde macenta belirir. Üçünün birden buluştuğu ortada ise beyaz vardır. Işıklar birbirine ekleniyor, göze gelen toplam ışık artıyor.

Bu karışımın neden tam bu üç renkle bu kadar iyi çalıştığı gözdeki üç koni türüyle ilgilidir: seçilen üç ışık, üç koni türünü birbirinden olabildiğince ayrı biçimde uyarır. Bu ilişkinin kuramı, yani üç uyaranla bütün renklerin nasıl üretilebildiği, BI-10'un konusudur. Burada önemli olan şudur: kırmızı ile yeşil ışığın karışımındaki "sarı", içinde sarı dalga boyu bulunmayan bir sarıdır. Göz, iki ışığın konilerde yarattığı tepkiyi gerçek sarı ışığın tepkisinden ayıramaz.

Bu ilkeyi ilk kez bir fotoğrafla gösteren James Clerk Maxwell'dir. 1861'de Londra'daki Royal Institution'da verdiği bir konferansta, fotoğrafçı Thomas Sutton'ın kırmızı, yeşil ve mavi süzgeçlerle çektiği üç siyah-beyaz fotoğrafı üç projektörle, her birinin önüne aynı süzgeci koyarak perdede üst üste düşürdü. Ortaya ekoseli bir kurdelenin renkli görüntüsü çıktı. Bugün cebinizdeki telefonun ekranı aynı fikirle çalışır: her piksel, kırmızı, yeşil ve mavi alt piksellerin farklı oranlarda yanmasıyla renk üretir.

Çıkarmalı karışım: boya ışığı eksiltir

Boyalar ışık üretmez; BI-04'te gördüğümüz gibi üstlerine düşen ışıktan bir kısmını soğurup kalanını geri gönderirler. Sarı bir boya maviyi soğurur, kırmızı ve yeşili bırakır. Camgöbeği bir boya kırmızıyı soğurur, yeşil ve maviyi bırakır. İkisini karıştırdığınızda karışım hem maviyi hem kırmızıyı soğurur ve geriye yalnız ikisinin de bıraktığı yeşil kalır. Her yeni boya, gözünüze ulaşan ışıktan bir parça daha "çıkarır".

Kuramda camgöbeği, macenta ve sarının kusursuz bir karışımı bütün ışığı soğurup siyah vermelidir. Gerçekte ise durum daha karmaşıktır. Gerçek pigmentlerin soğurma bantları geniş ve dağınıktır; her biri istemediği bazı dalga boylarını da biraz soğurur, istediği bazılarını da tam soğuramaz. Birçok boyayı karıştırdığınızda bu küçük kusurlar üst üste biner: ışığın büyük bölümü soğurulur, ama eşit biçimde değil. Geride kalan, çoğu zaman uzun dalga boylarına biraz ağırlık veren sönük bir karışımdır ve bu da gözümüzde kahverengi, bulanık bir ton olarak belirir.

Kahverengi aslında ilginç bir renktir, çünkü spektrumda karşılığı yoktur. Kahverengi, çevresine göre koyu kalan turuncu ya da kırmızımsı bir renktir. Aynı ışığı karanlık bir odada tek başına görseniz turuncu ya da sarımsı bir ışık dersiniz; parlak bir çevrenin içinde koyu bir yüzey olarak gördüğünüzde ise ona kahverengi dersiniz. Boya karışımlarının "çamurlaşması" bu yüzden çoğu zaman kahverengiye varır: turuncu bölgede kalan ama çok ışık kaybetmiş bir karışım.

Üçüncü tür: ortalama karışım

Maxwell'in bir de oyuncağa benzeyen bir aracı vardı: renkli kâğıt dilimlerinin takıldığı bir topaç. Topaç hızla döndüğünde göz dilimleri tek tek seçemez ve onların karışımını görür. Ama sonuç, spotlarda gördüğümüz toplamalı karışımdan farklıdır: tamamlayıcı iki renkten oluşan bir topaç beyaz değil gri görünür. Göz, dilimlerin ışığını toplamaz, ortalamasını alır.

Ortalama karışım hayatımızın her yerindedir. Uzaktan bakıldığında tek renk görünen bir kumaş, yakından farklı renkte ipliklerin dokunmasıdır. Bir dergi fotoğrafı, büyüteçle bakıldığında dört mürekkebin minik noktalarına ayrılır; bu raster düzenini EK-12 açıklar. 19. yüzyılın sonunda Seurat ve çevresindeki ressamlar, renkleri paletle karıştırmak yerine tuvale yan yana noktalar hâlinde koyarak aynı etkiyi aradılar; bu denemenin sonuçları SA-04'te tartışılır.

Sarı ışık ile sarı boya

Artık kartın sorusuna dönebiliriz: sarı ışık ile sarı boya aynı şekilde mi üretilir? Hayır. Sarı ışık iki yoldan gelebilir: ya gerçekten yaklaşık 580 nanometre civarındaki dalga boylarından oluşur, ya da ekranlarda olduğu gibi iki ayrı ışığın, kırmızıyla yeşilin toplamıdır. Her iki durumda da göze bir şey eklenerek sarı üretilir.

Sarı boya ise tam tersini yapar: üstüne düşen beyaz ışıktan maviyi çıkarır ve kırmızı ile yeşili geri gönderir. Göze ulaşan karışım, ekrandaki sarının karışımına benzer; ama oraya ekleyerek değil, eksilterek varılmıştır. Aynı renk adı, iki ayrı fiziğin sonucudur. Bu yüzden ekranda parlak görünen bir sarı, basıldığında her zaman aynı parlaklıkta çıkmaz; ekran ile baskı arasındaki bu fark EK-08'in konusudur.

Örnek — ekrandaki ten, paletteki ten

Bir makyaj sanatçısı iki fondöten tonunu avucunda karıştırdığında çıkarmalı karışım yapar: her iki ürünün pigmentleri ışıktan kendi payını soğurur ve karışım genellikle iki tonun arasında ama biraz daha sönük bir renk verir. Aynı yüzün fotoğrafı bir telefonun ekranında göründüğünde ise ten rengi toplamalı karışımla, kırmızı, yeşil ve mavi alt piksellerin ışığıyla yeniden kurulur. Hangi tonda olursa olsun, ten burada iki farklı fizikle iki kez üretilmiş olur.

Bu fark pratikte önemlidir. Bir kozmetik markasının ürün fotoğrafında gördüğünüz ton, kavanozdaki pigmentle birebir aynı olmayabilir; ekranın ve kameranın ayarı, özellikle koyu tenlerde ve doygun tonlarda sapma yaratabilir. Fotoğraftaki rengin gerçeğe ne kadar yakın olduğu sorusu e-ticaret için PZ-08'de, kozmetikteki ton skalaları ise MT-08'in sorusudur.

Sık yapılan yanlış

Özet

1. Toplamalı karışımda ışıklar eklenir ve toplam artar; kırmızı, yeşil ve mavinin toplamı beyazdır, ekranlar böyle çalışır.
2. Çıkarmalı karışımda her boya ya da mürekkep ışıktan bir pay çıkarır; gerçek pigmentlerin kusurları yüzünden karışımlar çoğu zaman kahverengiye, yani koyu kalmış turuncuya kayar.
3. Ortalama karışımda küçük noktalar, iplikler ya da dönen dilimler göz tarafından ortalanır; sonuç ne toplamalı karışım kadar parlak ne de çıkarmalı karışım kadar koyudur.

Kendini sına

1. (Kolay) Kırmızı ve yeşil ışık üst üste düşürülünce hangi renk görülür?
2. (Kolay) Hangi karışım türünde eklenen her malzeme yansıyan ışığı azaltır?
3. (Orta) Sarı ışık ile sarı boya aynı şekilde mi üretilir?
4. (Orta) Tamamlayıcı iki renkten oluşan dönen bir topaç neden beyaz değil gri görünür?
5. (Zor) Kuramda camgöbeği, macenta ve sarının karışımı siyah vermeli; gerçek boyalarda neden çoğu zaman kahverengimsi bir çamur elde edilir?
6. (Zor) Kahverengi bir ışık kaynağı neden yoktur da kahverengi yüzeyler vardır?

Cevaplar

1. Sarı; göz iki ışığın konilerdeki birleşik etkisini sarı olarak yorumlar («Toplamalı karışım»).
2. Çıkarmalı karışımda; boya, mürekkep ve süzgeçler ışıktan bir pay soğurur («Çıkarmalı karışım»).
3. Hayır. Sarı ışık ya sarı dalga boylarından oluşur ya da kırmızı ve yeşil ışığın toplamıdır; göze bir şey eklenerek üretilir. Sarı boya ise beyaz ışıktan maviyi çıkararak kırmızı ve yeşili geri gönderir; aynı renge eksilterek varılır («Sarı ışık ile sarı boya»).
4. Göz hızla dönen dilimlerin ışığını toplamaz, ortalamasını alır; tamamlayıcı renklerin ortalaması gri bir ara değerdir («Üçüncü tür: ortalama karışım»).
5. Gerçek pigmentlerin soğurma bantları geniş ve kusurludur; karıştıkça ışığın büyük bölümü soğurulur ama eşit biçimde değil. Geriye uzun dalgalara ağırlık veren sönük bir karışım kalır ve bu gözde kahverengi görünür («Çıkarmalı karışım»).
6. Kahverengi, çevresine göre koyu kalan turuncu bir yüzey rengidir. Aynı ışık tek başına karanlıkta görülürse turuncu ya da sarımsı bir ışık olarak algılanır; kahverengi algısı parlak bir çevre içinde koyu bir yüzey bağlamı gerektirir («Çıkarmalı karışım»).

Kaynaklar

• James Clerk Maxwell Foundation, «First Colour Photographic Image by Maxwell».
• National Museums Scotland, «Edinburgh physicist James Clerk Maxwell's explorations in colour».
• Colour Literacy Project, «Mixing processes» ve «Optical mixing spinning disks».
• Scholarpedia, «Color mixture».

Sonraki adım

DT-03 bu dersten doğan soruyu sorgulayacak: okulda öğrendiğimiz kırmızı, sarı ve mavi ana renkler neden kırmızı, yeşil, mavi ve camgöbeği, macenta, sarı sistemleriyle çelişiyor ve bunların hangisi ne zaman kullanışlı? EK-08 ise çıkarmalı karışımın matbaadaki hâline geçiyor: dört mürekkepli CMYK baskıyı, siyah mürekkebin neden eklendiğini ve parlak ekran renklerinin baskıda neden donuklaştığını anlatıyor.