Kolory
Środowisko wypełnione jest promieniowaniem elektromagnetycznym, pokrywającym długości fali od nanometrów (nm.) po kilometry (1 bilion nm. = 1 km). Ludzie są ślepi prawie w całym zakresie tego promieniowania, w wyjątkiem bardzo małego pasma pomiędzy 400 a 800 nm. W przybliżeniu jest to ten sam zakres spektrum elektromagnetycznego, które przenika przez wodę.
funkcjonowanie układu wzrokowego
Obraz jest wyświetlany/rzucany przez rogówkę i źrenicę do wewnętrznej przestrzeni w tyle gałki ocznej, która pokryta jest cienką warstwą tkanki nerwowej (siatkówka), która jest częścią mózgu. Około 200 milionów cienkich detektorów światła gęsto pokrywa powierzchnię siatkówki, wyściełając ścianę gałki. Te fotoreceptory składają się z dwóch typów: pręcików i czopków. Każde niezależnie mierzy światło i reaguje generowaniem impulsów nerwowych. Intensywność impulsów nerwowych zależy od ilości absorbowanego światła. Jasne światło powoduje ostrą reakcję a słabe wywołuje słabszą odpowiedź.
Fotoreceptory siatkówki reagują na padające światło tworzące obraz widzianego przedmiotu. Komórki nerwowe siatkówki kodują ten wzór na sygnały nerwowe i transmitują je do wyższych centrów mózgowych, które "rekonstruują" obraz wzrokowy. Podczas tej skomplikowanej i wciąż w większości nieznanej obróbki danych powstaje kolor. Kolor jest jedynie wrażeniem, które nasza siatkówka i mózgowe centra wzrokowe tworzą jako interpretacje świata zewnętrznego. Naturalne światło jest przypadkową mieszaniną długości fal w przedziale 400 do 800 nm. Molekuły zwane pigmentami absorbują pewne długości fal i odbijają pozostałe.
W ten sposób, odbite światło różni się od otaczającego światła brakiem absorbowanych długości fali. Otaczające światło postrzegane jako bezbarwne – białe i światło kolorowe różnią się składem widmowym.
Receptory siatkówki, zwane czopkami mają zdolność rozróżniania kolorów. Występują trzy typy czopków różniące się absorbującym światło pigmentem. Każdy z tych rodzajów wykazuje maksimum absorpcji w innym zakresie widma. Stąd ich oznaczenia R (red) G (green) i B (blue) .Np. czopek typu B jest maksymalnie czuły w okolicach długości fali 450nm podczas gdy pozostałe niemal nie reagują. Maksima czułości dla pozostałych to : G 550nm, R 560nm. Płynie stąd ważny wniosek : reakcja pojedynczego czopka, może powstać w wyniku słabego sygnału o długości fali odpowiadającej maksimum czułości, lub silnego sygnału spoza tego zakresu, dając podobną odpowiedź. Pojedynczy czopek nie jest w stanie tego odróżnić. Pojedynczy czopek jest ślepy na kolory, lecz trzy różne czopki obok siebie wywołują wrażenie kolorów dzięki analizie sygnałów z trzech "kanałów koloru"
Oto przykład: wszystkie trzy czopki reagują na światło o długości 500nm. Czopek G najmocniej zaś R i B słabiej lecz na jednakowym poziomie. Mózg interpretuje taki sygnał jako kolor zielony. Nie ma przy tym znaczenia czy światło zawiera jedną składową (tzw monochromatyczne) czy też jest mieszaniną wielu barw. Istotny jest wzajemny stosunek reakcji tych trzech czopków. Jeśli używać światła monochromatycznego "system widzenia" interpretuje je następująco : 400nm fiolet, 450nm niebieski, 500nm zielony, 550nm żółty, 600nm pomarańczowy, 650nm czerwony.
System widzenia ma jeszcze jedną bardziej skomplikowaną właściwość zwaną "selektywna adaptacją". Polega ona na dostrojeniu percepcji koloru do przeważającego światła otoczenia, tak aby było widziane jako białe. Mechanizm ten pozwala widzieć te same kolory w pomieszczeniu niezależnie od tego czy sa oświetlone dziennym światłem z okna, czy światłem żarówki w nocy. Porównując to ze zdjęciami wykonanymi filmem przeznaczonym dla światła dziennego widać różnice. Zdjęcia wykonane w nocy są nienaturalnie przeczerwienione. To samo zjawisko występuje podczas patrzenia na krajobraz przez przyciemniane okulary. Po pewnym czasie oko zaczyna widzieć barwy właściwe, tak jak bez okularów.
Choć światło niebieskie dominuje w wodzie, nawet na głębokości 50 m przedostają się pewne ilości światła czerwonego (650nm). U nurków selektywna adaptacja prowadzi do zmniejszenia czułości w zakresie fal krótkich (niebieskich) zaś zwiększenia w zakresie fal długich ( czerwonych). Nurek zaczyna dostrzegać otoczenie jako bezbarwne, co może pozwolić nawet na większej głębokości dostrzegać kolory. Klisza fotograficzna nie posiada takiej zdolności i zdjęcia na zwykłym filmie wykonane pod wodną są całe niebieskie.
