بسم الله الرحمن الرحيم

وبه نستعين

الألوان / الانعكاس الطيفي - لماذا نرى الأشياء ملونة؟

Spectral Reflection - Why Do We See Things Colored?

 

ألوان العناصر

The Object or Stimulus

إن الضوء يأتي إلينا مباشرة من مصدر لها خصائص لونية خاصة بها، هناك عدة خيارات ممكنة لمصدر الضوء. أولاً، يمكن أن تذهب أشعة مصدر الضوء مباشرة إلى العين. إذا كان لمصدر الضوء هذا لونًا، مثل أضواء النيون، فإن الطاقة يكون لها انبعاث انتقائي بأطوال موجية مختلفة من الضوء. الاحتمال الآخر هو أن يكون مصدر الضوء من الممكن تعديله من خلال الانتقال عبر كائن، مثل مرشح أو زجاج ملون، مما ينتج عنه انتقال انتقائي لأطوال موجية مختلفة من الضوء.

بشكل أكثر شيوعًا، يمكن تعديل مصدر الضوء عن طريق الانعكاس عن كائن، مما يؤدي إلى انعكاس انتقائي عند أطوال موجية مختلفة من الضوء. يمكن لأي كائن مضاء بالضوء الأبيض أن يمتص أو يعكس المكونات الحمراء والخضراء والزرقاء للضوء الأبيض. وذلك، اعتمادًا على الملونات الموجودة في الكائن. والملونات colorants هي مواد كيميائية تعدل الضوء وتقوم بامتصاص وكذلك عكس بعض الأطوال الموجية، ويشتق منها الملونات الصناعية المستخدمة في الإنتاج والطباعة وغيره.

إن الجسم الأسود يمتص معظم الضوء أو كله، بينما يعكس الجسم الأبيض معظم الضوء أو كله. تمتص الأوراق الخضراء معظم مكونات الألوان الحمراء والزرقاء في شعاع الضوء الأبيض، وتعكس بعضًا من اللون الأخضر. أما إذا كان اللون الأخضر ليس نقيا وخالصاً تماماً، فإنه يمتص بعضًا من اللون الأخضر ويعكس أجزاء صغيرة من مكونات الضوء الأحمر والأزرق. مع العلم، وكما ذكرنا في السابق أنه إذا قمنا بتجميع ألوان الطيف كلها معًا في كل طرف وفي المنتصف، فيمكن وصف الضوء الأبيض بشكل أكثر بساطة على أنه مكون من ثلاث مكونات رئيسية وهما: الأزرق والأخضر والأحمر.

ومرة أخرى نكرر أن أي الجسم سيقوم بعمل شيئين مع الأطوال الموجية المختلفة للطاقة الضوئية المقدمة إليه. إما أنها سوف تمتصها أو تعكسها. كما ذكرنا، يُطلق على مقدار الطول الموجي لكل مكون في مصدر الضوء موزع الطاقة الطيفية أو التوزيع الطيفي، وإذا قمنا بعمل رسم بياني لهذه الكميات، فسينتج منحنى توزيع طاقة طيفي.

إذا رسمنا التوزيع الطيفي للضوء المنعكس من جسم ما، فسوف نحصل على منحنى انعكاس القدرة الطيفية أو بشكل عام، منحنى الانعكاس الطيفي لمختلف الألوان. يمكن ملاحظة أنه في الرسوم البيانية التي يكون المنحنى قريبًا من 0، فإن ذلك يعني أن الجسم يمتص المزيد من الطاقة الضوئية عند هذا الطول الموجي. أما عندما يكون المنحنى أقرب إلى 100٪، فإنه يعكس المزيد من طاقة الضوء عند هذا الطول الموجي. وفيما يلي عرض لأربعة أقسام تعبر عن توزيع الانعكاس الطيفي.

القسم الأول: المحايد Neutrals

في القسم الأول، بالركن العلوي يساراً. قسم المحايد Neutrals، نلاحظ على الرسم البياني ثلاث عناصر وهم قميص أبيض White Shirt، بطاقة رمادية بنسبة 18% 18% Gray Card، وكتاب أسود صغير Little Black Book. يعكس القميص الأبيض ما يقرب من 89٪ من الطاقة الضوئية في جميع الأطوال الموجية للطيف، بينما يمتص الكتاب الأسود الصغير معظم الطاقة الضوئية، ويعكس فقط حوالي 1٪ من الطاقة الضوئية عبر الطيف. 

البطاقة الرمادية التي تبلغ نسبة 18٪ تعكس حوالي 18٪ من الضوء. ويمكن استخدامها لتحديد نسبة التعرض لمقياس الضوء المنعكس، بشكل غير مفاجئ. ما تشترك فيه جميع العناصر المحايدة Neutrals هو أنها تعكس كميات متساوية تقريبًا من الطاقة في جميع الأطوال الموجية المرئية.

القسم الثاني: الأزرق Blues

في القسم الثاني من منحنيات الانعكاس الطيفي للأجسام الزرقاء Blues في الزاوية في الناحية اليمنى العليا. نلاحظ على الرسم البياني ثلاث عناصر وهم قماش أزرق سماوي Sky Blue Canvas، ملف أو مجلد أزرق Blue Folder، وبلاط أزرق Blue Tile. يمكن ملاحظة أن أعلى انعكاس أو ذروة في الجزء الأزرق من الطيف، أو بعبارة أخرى أكبر أطوال موجية من حوالي 400-500 نانومتر، على المقياس الأفقي.

السبب في ذلك والحقيقة العلمية هو أن هذه الأجسام تعكس المزيد من الطاقة الزرقاء وتمتص المزيد من الطاقة الخضراء والحمراء هو ما يجعلها زرقاء. يمكننا ملاحظة أيضًا أن نرى أن كلاً العنصرين وهم المجلد الأزرق والبلاط الأزرق هما لونان أغمق نسبيًا، لذلك ينعكس القليل من الضوء ويتم امتصاص المزيد من الضوء. من ناحية أخرى، فإن عنصر القماش الأزرق السماوي خفيف بالمقارنة بالعنصرين السابقين ويعكس نسبة أكبر من الطاقة الضوئية في الأجزاء الثلاثة من الطيف.

القسم الثالث: الأخضر والأصفر Greens and Yellows

في القسم الثالث من منحنيات الانعكاس الطيفي الأخضر والأصفر Greens and Yellows في أسفل اليسار، نلاحظ على الرسم البياني أربع عناصر وهم بلاط أصفر Yellow Tile، قطعة نحت صفراء Yellow Sculpture، نسيج أخضر مصفر Green-Yellow Fabric ، بلاط أخضر Green Tile.

يمكن ملاحظة أن البلاط الأخضر يكون له أعلى انعكاس أو ذروة انعكاسه في الجزء الأخضر من الطيف (أو أطوال موجية من حوالي 500-600 نانومتر) ويمتص أكثر أو يعكس القليل من الأجزاء الزرقاء والحمراء من الطيف، وذلك جزء مما يجعله أخضر. يمتص البلاط الأصفر وقطعة النحت الأصفر المزيد من الطاقة الزرقاء، بينما يعكسان المزيد من الطاقة في المقاطع الخضراء والحمراء من الطيف، وذلك جزء مما يجعلها صفراء اللون.

كما يمكن أن نرى ذلك موجود في النسيج الأخضر المصفر في مكان ما في المنتصف. حيث يتم امتصاص معظم الطاقة الزرقاء، بينما تعكس الأطوال الموجية الخضراء والأطوال الموجية الحمراء، لكنها لا تعكس الأطوال الموجية الحمراء بقوة كما في الأشياء ذات اللون الأصفر.

القسم الرابع: البرتقالي والأحمر Orange and Reds

في القسم الرابع من منحنيات الانعكاس الطيفي البرتقالي والأحمر Orange and Reds في أسفل اليمين، نلاحظ على الرسم البياني ثلاث عناصر وهم ظرف أحمر Red Envelope، شريط وردي Pink Ribbon، برتقالة Mandarin Orange. يمكن ملاحظة أن الظرف الأحمر، له أعلى انعكاس أو ذروة انعكاسه في الجزء الأحمر من الطيف (أو أطوال موجية من حوالي 600-700 نانومتر) ويمتص أكثر أو يعكس أقل من المقاطع الزرقاء والخضراء من الطيف، وذلك جزء مما يجعله أحمر.

وكذلك لاحظ أن البرتقالة، مثل الظرف الأحمر، تعكس أطوال موجات حمراء، لكنها تعكس أيضًا بعض الأطوال الموجية الخضراء، ولكن ليس بقدر الأصفر. وبالمثل إن الشريط الوردي مثل الظرف الأحمر، يعكس الكثير من الأطوال الموجية الحمراء ويمتص الأطوال الموجية الخضراء، ولكن على عكس الكائن الأحمر، فإنه يعكس أيضًا بعض الأطوال الموجية الزرقاء.

بشكل عام، إن الكمية المختلفة من أجسام الطاقة الضوئية تمتص أو تنعكس بأطوال موجية مختلفة، ولكنها فقط تمثل جزء بسيط يجعلها تأخذ هذا اللون في النهاية. ويجب العلم أن هناك عنصر آخر ضروري لوجود اللون، وهو كيف نراه، أو كيف يتلقاه الإنسان كمراقب.

دور المراقب - الإنسان

Observer Role - The Human

إن لون العنصر أو الجسم له تأثير في تحديد اللون، ولكن الأمر لا يقتصر على لون العنصر فقط، ولكنه مرتبط بكيفية رؤية الإنسان للألوان. حيث أن الإنسان له دور في عملية الرؤية وتحديد الألوان. المراقب البشري هو إلى حد بعيد الجزء الأكثر تعقيدًا في لغز تجربة الألوان. لدينا كبشر تأثير كبير على كيفية إدراك اللون وتجربته. يمكنا أن نبدأ بفهم ما يحدث داخل العين وفي شبكية العين لكي نرى اللون.

عندما تنعكس بعض الأطوال الموجية من الطاقة الضوئية عن جسم ما، فإن أشعة الضوء تنكسر في القرنية cornea (الطبقة الواقية الشفافة للعين، بالعامية بياض العين)، وصولاً إلى بؤبؤ العين أو الحدقة pupil (الجزء الأسود من أعيننا، بالعامية النني)، والتي يتم تعديلها بواسطة القزحية iris (الجزء من أعيننا المرتبط بلون العين مثل الأزرق، الأخضر، البني، وغيره. وهو الجزء الذي يفتح ويغلق حسب كمية الضوء في المكان).

بالإضافة إلى الأجزاء الخارجية من العين، يوجد أجزاء داخلية في العين مسئولة عن الرؤية. مثل عدسة العين eye lens والتي تعمل على تركيز أشعة الضوء بها. تعمل العدسة على تركيز أشعة الضوء على الشبكية، وتحتوي العضلة الهدبية، والتي لها صفات تجعلها تتحكم في شكلها لتجميع أشعة الضوء على الأشياء، وذلك لتوفير أفضل وسيلة للرؤية على مسافات مختلفة.

عند عمل العين بشكل صحيح، فإن العدسة والعضلة الهدبية تركز الضوء المنعكس على منطقة تسمى النقرة fovea، وهي نقطة في مؤخرة العين أو شبكية العين. في بعض الأحوال، إذا كانت العدسة والعضلات الهدبية لا تعمل بشكل صحيح لدى بعض الناس، فإننا نحتاج إلى عدسات تصحيحية للرؤية بشكل جيد والتركيز مثل النظارات أو العدسات اللاصقة.

ينتج عن الضوء الساقط على شبكية العين تيار معقد من التفاعلات والإشارات الكيميائية والكهربائية. يتكون النسيج الحساس للضوء في شبكية العين من مستقبلات ضوئية وخلايا عصبية مختلفة. تعتبر كتلة الخلايا العصبية المستقبلة للضوء مهمة للرؤية والاستجابة الانعكاسية لضوء النهار الساطع وذلك لأنها على اتصال بالعصب البصري.

تنتقل الإشارات ذهابًا وإيابًا على طول الخلايا العصبية ثنائية القطب والأفقية من الخلايا العقدية والمستقبلات الضوئية الأخرى. يوجد نوعان من خلايا الشبكية، وهما خلايا العصي أو القضبان rods، وخلايا المخاريط cones. حيث خلايا العصي مسئولة عن الرؤية بالأبيض والأسود، وخلايا المخاريط مسئولة عن رؤية بالألوان.

تتغذى العصي والمخاريط بواسطة الخلايا الصبغية الداكنة الموجودة في الطبقة الخارجية لشبكية العين. تساعد الخلايا الصبغية على توفير فيتامين (أ) وتساعد في التحكم بالضوء في العين. تعمل خلايا القضبان في الضوء الخافت وتسمح لنا بالرؤية في حالات الإضاءة المنخفضة ولذلك هي مسئولة عن الرؤية بالأبيض والأسود.

أما في الضوء الأكثر سطوعًا أو في النهار، فيجب العلم أن خلايا القضبان تحتوي على الكثير من الإشارات ولكنها لا تساهم في عملية الإدراك البصري للألوان. ولهذا السبب إن خلايا المخاريط هي المسؤولة عن إدراكنا للون، لكنها حساسة فقط في ظل الإضاءة الأكثر إشراقًا. هذا هو السبب في أننا نواجه مشكلة في اكتشاف اللون في الإضاءة المنخفضة المستوى. هناك ثلاثة أنواع من خلايا المخاريط، لكل منها حساسية طيفية فريدة ناتجة عن وجود أصباغ مختلفة حساسة للصور.

هناك حساسية رؤية قصوى للثلاث أنواع من خلايا المخاريط في الألوان (الأصفر – البرتقالي) وله أكبر طول موجي، والأخضر وله طول موجي متوسط، (والأزرق – البنفسجي) وله طول موجي قصير من الطيف. بناء على الأطوال الموجية للضوء المنعكس عن الكائن وإلى أعيننا، ووفقا لها يتم عمل المخاريط الثلاثة المختلفة وذلك بإشارة أكبر أو أقل.

فعلى سبيل المثال، يعكس الجسم الأصفر الطاقة المتمركزة على أطوال موجية صفراء (بين حوالي 550 و 600 نانومتر). فإن كلا من خلايا المخاريط بالشبكية ذات الطول الموجي المتوسط والطويل يكونوا حساسين لمثل هذه الأطوال الموجية، في حين أن خلايا المخاريط ذات الطول الموجي القصير ليست كذلك ولا ينطبق عليها نفس الأمر.

عندما تعمل خلايا المخاريط بكميات مناسبة وبأسلوب صحيح، يقوم المخ في النهاية بترجمة وتفسير المدخلات إلى اللون الأصفر. يقوم المخ بعمل قدر كبير من معالجة الصور لكي يراها ويفسرها، وذلك حتى قبل أن تغادر النبضات العصبية والإشارات لمختلف أنواع خلايا المخاريط وتنتقل عبر العصب البصري إلى القشرة البصرية في الجزء الخلفي من المخ.

على طول هذه المسافة من خلايا المخاريط حتى الجزء الخلفي من المخ، هناك العديد من الأماكن التي تحدث فيها المعالجة اللونية، ولكن عندما تصل الإشارات إلى القشرة البصرية، يحدث الجزء الأكبر من المعالجة والترجمة. ومن ثم، يحدث المزيد من المعالجة في المناطق العليا من المخ. وعلى طول هذه المسافة، يتم إجراء جميع أنواع المعالجة والتعديلات الإدراكية والمعرفية للألوان، والتي تساعدنا على رؤية وفهم ما نراه.

بناء على ذلك، نحن بحاجة إلى فهم الظروف المعقدة الخاصة بعملية الرؤية وتفسير الألوان. حيث أن هناك العديد من الأشياء والمؤثرات التي يمكن أن تؤثر على كيفية إدراك كل شخص للألوان بطريقة مختلفة، فكل شخص يرى اللون بشكل مختلف ويمثل له قيمة خاصة به قد لا تتشابه مع الأخرين حوله.

تتأثر الألوان التي نراها بالعديد من العوامل مثل العمر والحالة الصحية والعقلية والعاطفية وطريقة استهلاكنا لما حولنا بسبب الميراث الثقافي والبيئي. ليس من الغريب أن نرى الألوان لها تأثير مختلف حسب حالتا، فإذا كنت مريض، أو نعسان، أو مرهق، أو سعيد، أو حزين، فإنك ستنظر إلى كل شيء بشكل مختلف. ولذلك علينا أن نأخذ في الاعتبار دائما عندما نتعامل مع أشخاص أخرين أننا قد لا نتفق في النهاية عند اختيار الألوان.

 

أرجو أن تنال التدوينة إعجابكم وإلى لقاء قريب بإذن الله

 

المراجع والمصادر

إدارة الألوان وجودة المخرجات.

Color Management & Quality Output

لمزيد من التواصل تابعونا على وسائل التواصل الاجتماعي

حساب "مدونة ألوان" على فيسبوك.

حساب "مدونة ألوان" على انستجرام.

حساب "مدونة ألوان" على تويتر.