Az érzékszervre gyakorolt hatás nyomán keletkezik az érzet. Az, hogy mit látunk - tehát, hogy milyen érzet keletkezik bennünk - függ a fény jellemzőitől (spektrum) és érzékszerveink tulajdonságaitól.

A látásnak, a fény érzékelésének a végeredménye egy összetett színérzet. A színérzet a vizuális észlelésnek az a tulajdonsága, amit a fehér, szürke, fekete, vörös, barna, narancs, sárga, kék, bíbor stb. jelzőkkel, illetve ezek kombinációjával illetünk.

Az érzetjellemzők szubjektív fogalmak, nem mérhetők. A fényelektromos átalakítás (tárolás, továbbítás) és visszaalakítás azonban megköveteli, hogy objektívvá, mérhetővé tegyük.

A színérzet jellemzői két részre bonthatók: világosság és színezettség. Ez egyben a fekete-fehér és színes televízió információtartalom szerinti csoportosításának is megfelel. A színezettség önmagában is összetett fogalom: a színérzetnek az a jellemzője, amelyet a színezet és a telítettség határoz meg. Tehát ha a színérzetet jellemezni akarjuk, három tulajdonságot, a tv-technika számára célszerűen három mennyiségi adatot (illetve a fényelektromos átalakítással három feszültséget) kellene megadnunk.

Kövessük végig, hogy ez mennyire járható út. Lehet-e, és ha igen, akkor hogyan alakíthatók a szubjektív érzetjellemzők továbbítható (tárolható, reprodukálható) mennyiségi adattá?

A világosság a színérzet (első) alaptulajdonsága, amely szerint úgy tűnik, hogy több vagy kevesebb fény jut a szemünkbe. A fénysűrűségnek érzékelés szerinti megfelelője. A látásérzetnek az a jellemzője, amely a fény teljesítményével együtt változik, de függ az összetevők hullámhosszától is. Nagyobb, illetve kisebb teljesítményű fényt világosabbnak, illetve sötétebbnek látunk. Ugyanakkor tapasztalatból tudjuk azt is, hogy különböző hullámhosszúságú fényt - még azonos teljesítmények mellett is - esetenként különböző világosságúnak érzékelünk. Nézzük például a szivárvány színeit: a sárga világosabbnak látszik, mint a vörös vagy a kék.

Látószervünknek egyik alapvető tulajdonsága, hogy különböző hullámhosszúságú fényingerekre különböző érzékenységgel reagál. Az egyenlő energiájú, de különböző hullámhosszú (spektrális, monokromatikus) fénysugarak okozta relatív világosságérzet hullámhossz-függését a világossági görbe (láthatósági függvény) adja meg (3. ábra). Ez sok emberen végzett mérés szabványosított átlageredményét tartalmazza.

3. ábra

A csapok és a pálcikák különböző képességei miatt különbség van a világosban és sötétben való látás érzékenységi görbéje között. Az utóbbit az ábrán szaggatott vonal jelzi. Az eltérés lényege az, hogy különböző erősségű megvilágítások esetén a különböző hullámhosszúságú monokromatikus fények egymáshoz viszonyított láthatósága más és más. Jól megfigyelhető az eltérés például a vörösnél és kéknél. Mivel a pálcikák a színkép ibolya színe felé érzékenyebbek, szürkületben a kék látszik jobban. Világosban viszont a vörös látszik élénkebb színűnek. Ezt esetenként a fényelektromos átalakításnál figyelembe kell venni.

Az előbbiekből következik, hogy: olyan fényelektromos átalakító, amelynek viszonylagos spektrális érzékenységi görbéje megegyezik a láthatósági függvénnyel, alkalmas arra, hogy a világossággal arányos feszültséget állítson elő.

A fényelektromos átalakító ilyenkor a különböző hullámhosszúságú és teljesítményű összetevőket egyenként súlyozza, és az így kapott y·P tagokat összegzi:

Az ezzel arányos, tehát a világosságinformációt tartalmazó U_Y feszültség már tárolható, továbbítható; és ennek alapján - újabb fényelektromos átalakítás után - a világosság, mint érzetjellemző reprodukálható (4. ábra).

4. ábra

Ilyenkor az eredeti (bármilyen színű!) fény és az előállított (szürke!) fény világossága azonos.

A színezettség két összetevője - ez már a színes televízió témája - a színezet és a telítettség. Mindkettő a fény összetevőinek hullámhosszától és ezek egymáshoz viszonyított teljesítményétől függ.

A színezet - a színérzet (második) alaptulajdonsága - az, amit vörös, sárga, narancs, kék, illetve bíbor jelzőkkel vagy ezek kombinációjával nevezünk meg. A színezetválasztékot a fehér fény mesterségesen előállított színképe (ld. 1. ábra) vagy a szivárvány mutatja, amit még a bíbor egészít ki. A színezetek folyamatosan mennek át egymásba, amire az elnevezések is utalnak: zöldeskék, sárgászöld; a bíbor tulajdonképpen kékesvörös.

A fehér, a szürke és a fekete különböző világosságú színezet nélküli színérzéklet.

A telítettség - a színérzet (harmadik) alaptulajdonsága - arra jellemző, hogy érzetünk mennyire színezetdús: erős színélményt vagy kevés színtartalmat fejez ki. A telítettség mértékére a szín mellé tett jelzőkkel utalunk: tűzpiros vagy rózsaszín, élénk kék vagy pasztell kék stb.

Mint minden érzetjellemző, ezek is szubjektívek. Ahhoz, hogy mérhetővé tegyük, hogy mennyiségi adattá tudjuk alakítani, szükséges a látásunk további vizsgálata.

A trikromatikus (háromszínlátás) elmélet szerint a színérzékelés a retina csapocskáinak háromféle színreceptora útján történik. A kék érzetet okozó receptorok főleg a kis hullámhosszúságú fénysugarakra érzékenyek; a zöld érzetet okozó receptorok a közepes-, a vörös érzetet okozó receptorok főleg a nagy hullámhosszúságú fénysugarakra érzékenyek.

A retinát az adott pontban érő fény - a színösszetételének megfelelően - különböző erősséggel ingerli a háromféle receptort. Az alapingerek egymás közti aránya szabja meg a keletkezett színérzetet, illetve a keletkezett színezettséget. Ez az oka annak, hogy a színérzet (mint arány) nem függ a fényérzet erősségétől. Amennyiben a keletkező három alapinger egyforma, semleges fehér, szürke vagy fekete színt látunk.

Láttuk már, hogy a fehér fény prizma segítségével spektrumára bontható (ld. 1. ábra). A színérzékelés a fény spektrális összetételén alapul.

Mielőtt továbbhaladnánk, gondoljuk végig még egyszer: az eredeti színes fényt fényelektromos átalakítások után általában nem tudjuk újra előállítani. Ennek megfelelően a televíziós reprodukálásához más megoldást kell keresni.

Az természetes, hogy azonos spektrumú fény azonos érzetet kelt; de hogyan érzékeljük a különböző összetételű fényeket? Különböző spektrumú sugárzások mindig különböző érzetet hoznak-e létre? Ezt vizsgáljuk meg a továbbiakban.