Bagaimana Manusia Membedakan Warna — Sel Kerucut dan Proses Warna Lawan
Menjelaskan prinsip pembedaan warna dengan menelusuri bagaimana cahaya merangsang tiga jenis sel kerucut di retina, lalu otak memilah sinyalnya kembali menjadi kanal merah–hijau, biru–kuning, dan kecerahan.
Warna bukanlah sifat yang melekat pada benda, melainkan persepsi yang tercipta bersama oleh cahaya, mata, dan otak. Seberapa baik kita membedakan warna juga ditentukan oleh karakteristik masing-masing dari ketiga tahap ini.
Tahap 1: tiga jenis sel kerucut
Retina memiliki tiga jenis sel kerucut yang bertugas melihat warna dalam kondisi terang. Berdasarkan panjang gelombang yang paling direspons, sel-sel ini biasa disebut kerucut L (gelombang panjang, sekitar 560nm), M (gelombang menengah, sekitar 530nm), dan S (gelombang pendek, sekitar 420nm).
Satu sel kerucut tidak bisa memberi tahu panjang gelombang. Panjang gelombang apa pun yang diserapnya hanya menghasilkan sinyal yang sama. Warna ditentukan oleh perbandingan respons ketiga kerucut. Itu sebabnya dua cahaya dengan spektrum yang sama sekali berbeda akan tampak berwarna sama jika merangsang ketiga kerucut dengan perbandingan yang sama (metamerisme). Inilah juga alasan layar mampu meniru begitu banyak warna hanya dengan tiga cahaya: merah, hijau, dan biru.
Kurva sensitivitas kerucut L dan M sangat tumpang-tindih. Pembedaan merah–hijau berasal dari selisih kecil antara kedua kurva ini, sehingga jika secara genetik salah satu kerucut tidak ada atau kurvanya bergeser, kemampuan membedakan merah–hijau melemah. Menurut laporan, sekitar 8% laki-laki dan sekitar 0.5% perempuan keturunan Eropa Utara memiliki buta warna merah–hijau (Birch, 2012).
Tahap 2: kanal warna lawan
Sinyal sel kerucut tidak langsung diteruskan ke otak apa adanya. Saat melewati retina dan talamus, sinyal itu dihitung ulang sebagai selisih.
- Kanal kecerahan: jumlah sinyal L + M. Bertugas menangkap terang-gelap dan bentuk.
- Kanal merah–hijau: selisih sinyal L − M.
- Kanal biru–kuning: selisih sinyal S − (L + M).
Struktur ini disebut proses warna lawan (opponent process). Hering mengusulkannya pada abad ke-19 berdasarkan pengamatan bahwa kita tidak dapat membayangkan “hijau kemerahan” atau “biru kekuningan”, lalu Hurvich dan Jameson (1957) mendukungnya secara kuantitatif. Sumbu a* (hijau–merah), b* (biru–kuning), dan L* (kecerahan) pada CIELAB juga meniru struktur ini.
Pada warna apa kita lebih peka
Jika kita mengubah sedikit demi sedikit satu panjang gelombang spektrum dan mengukur selisih panjang gelombang terkecil yang bisa disadari, kepekaan tertinggi ada di sekitar biru kehijauan (sekitar 490nm) dan kuning–jingga (sekitar 580–590nm), sedangkan kedua ujung spektrum kurang peka (Wright & Pitt, 1934). Penyebabnya, di sekitar panjang gelombang inilah sinyal kedua kanal warna lawan berubah paling tajam.
Keadaan khusus kerucut S
Kerucut S hanya sekitar 5–10% dari seluruh sel kerucut dan hampir tidak ada di pusat bidang pandang (bagian terdalam fovea). Karena itu, perbedaan ke arah biru–kuning sangat sulit dikenali pada area yang kecil. Inilah salah satu alasan soal kelompok biru dan kuning terasa lebih sulit ketika kisi membesar menjadi 8×8 dan kotaknya mengecil.
Tahap 3: tafsiran otak
Otak menafsirkan ulang warna dengan memanfaatkan konteks di sekitarnya. Abu-abu yang sama tampak lebih terang di atas latar gelap dan lebih gelap di atas latar terang (kontras simultan). Konstansi warna, yaitu tetap melihat kertas putih sebagai putih walau pencahayaan berubah, juga merupakan koreksi oleh otak. Tes ini mengunci area di sekitar kisi pada abu-abu netral agar efek konteks seperti ini tidak berubah-ubah dari soal ke soal.
Usia dan pembedaan warna
Seiring bertambahnya usia, lensa mata perlahan menguning sehingga cahaya bergelombang pendek yang masuk berkurang. Akibatnya, pembedaan ke arah biru–kuning cenderung menurun lebih dulu, dan hal ini makin nyata dalam pencahayaan redup (Knoblauch dkk., 1987). Pada orang yang sama pun hasil bisa naik-turun tergantung kelelahan, pencahayaan, dan waktu.
Apa yang diukur tes ini
HueSense melihat hasil akhir dari ketiga tahap tersebut, yakni kemampuan menyadari perbedaan antara dua warna di layar. Ini bukan pemeriksaan medis yang mengukur fungsi tiap sel kerucut, dan tidak menentukan ada atau tidaknya gangguan penglihatan warna.
Referensi
- Hurvich, L. M., Jameson, D. (1957). An opponent-process theory of color vision. Psychological Review 64(6), 384–404
- Wright, W. D., Pitt, F. H. G. (1934). Hue-discrimination in normal colour-vision. Proceedings of the Physical Society 46(3), 459–473
- Birch, J. (2012). Worldwide prevalence of red-green color deficiency. JOSA A 29(3), 313–320
- Knoblauch, K. et al. (1987). Age and illuminance effects in the Farnsworth-Munsell 100-hue test. Applied Optics 26(8), 1441–1448