Hakim dalgaboyu

Hakim dalgaboyu optikte gözün algıladığı renkleri temsil eden ışık dalga boyu. Kimi renkler dalga boyu ile ifade edilirken, pastel renkler için hakim dalgaboyundan bahsetmek daha doğrudur.
Işığın dalga boyu
Işık elektromanyetik dalgaların bir bölümüne verilen isimdir. Elektromanyetik dalga tayfı (spektrumu) çok geniş olduğu halde, insan gözü bu tayfın 380-740 nm arasındaki küçük bir bölümüne duyarlıdır. Bu dalgaboylarına sahip dalgalar ışık dalgaları, tayfın bu bölgesi de optik bölgedir. (Metre'nin askatı nanometre nm kısaltmasıyla gösterilir.1 nm = 10−9 m.)
Frekans ile dalga boyu arasında şu ilişki vardır.

Burada c metre/saniye cinsinden ışık hızı, λ nm cinsinden dalgaboyu ve f de GHz (gigahertz) cinsinden frekanstır. (Hertz'in üst katı gigahertz GHz kısaltmasıyla gösterilir. 1 GHz = 109 Hz.) Buna göre, optik bölgenin en düşük frekansı 405, en yüksek frekansı da 790 THz dir. (1 THz = 1012 ) Ne var ki, ışıkla ilgili teknik literatürde frekanstan çok dalgaboyu kullanılır.
Renkler ve dalgaboyu
İnsan gözü her dalgaboyundaki ışığı farklı renkte görür. Tayfın 740 nm ucundan başlamak üzere bu renkler kırmızı, turuncu, sarı, filizi, yeşil, camgöbeği, mavi, çivit rengi ve menekşe gibi isimler alırlar. Şüphesiz her dalgaboyu için ayrı renk isimleri yoktur. Ancak, tayf üzerinde renkler çeşitli ara tonlar ile birbirlerine bağlanırlar.
Arı renk kavramı
Arı renk (saf renk) ideal olarak tek bir dalgaboyuna sahip olan renk demektir. Ama, doğada böyle bir renk bulunmaz. Bu sebepten, arı rengi optik tayf üzerinde çok dar bir banda sahip renk olarak tanımlamak gerekir (Mesela bayrak kırmızısı gibi). Tayf üzerindeki renkler yani spektral renkler arı renk sayılabilirler. Teknolojide, ayrıca bu renkler doymuş (saturated) olarak da nitelenirler. Bu iş için yapılmış özel bir ışık kaynağı, mesela lazer, arı renk renk üretebilir. Ama bu özel kaynaklar hariç, ışık kaynakları arı renkte ışık üretemezler. Öte yandan, yüzey renkleri de hiçbir zaman arı renk özelliğinde değildir.
Pembe, gök mavisi, krem, bej, eflatun gibi renkler günlük hayatta pastel renk olarak bilinirler. Bu renkler arı değildir; ya da teknoloji diliyle söylenecek olursa, bu renkler doymamış renklerdir. Doymamış renkler spektrumda geniş bir bantla temsil edilirler. En pastel renk sayılabilecek olan beyaz ise bütün optik spektruma yayılmış bir bantla temsil edilir.
Geniş bir bantla temsil edilmek demek, pastel renklerin çok sayıda dalgaboyuna sahip olması demektir. Kısacası, pastel rengin tek bir dalgaboyu olmaz. Bunun yerine, pastel renkler için hakim dalga boyu tanımlaması yapılır. Fakat, bu tanımlamanın yapılması için, öncelikle renklerin koordinat sisteminde gösterilmesi gerekir.
CIE 1931
Hakim dalga boyu tanımlaması için, renklerin tayf üzerindeki dağılımı koordinat sistemi üzerinde gösterilir. Böyle bir çalışma 1920 li yıllarda yürütülmüştü. Standart beyaz yüzeye sahip iki karanlık oda hazırlanmış, bir oda araştırılan renk ile aydınlatılırken, diğer karanlık oda birer potansiyometre yardımıyla ile denetlenen üç ana renk ile aydınlatılmış ve yüzey renginin eşitliği ölçülmüştü. Böylelikle, her renk üç ana renk cinsinden ifade edilebilmişti.
Üç ana renk bütün renklerin üretilmesi için, uygun bir tanımlama tekniğidir. Gerçi bu üç ana rengin seçimi araştırmacılara kalmıştır. Ama, 1931 yılında Viyana'da yayınlanan ve günümüzde standart kabul edilen Uluslararası Aydınlanma komisyonu (Commission internationale de l'éclairage) üç ana rengi cıva buharının üç emisyon çizgisi olarak nitelemiştir. Bunlar 700 nm deki kırmızı, 546.1 nm deki yeşil ve 435.8 nm deki mavidir.
Bütün renkler bu ana renk cinsinden ifade edildikten sonra, renkler x ekseni kırmızı ana renk ve y ekseni yeşil ana renk olacak şekilde bir koordinat sisteminde gösterilir. (Daha önce mavi ana renge göre normalizasyon ve eksen düzeltme işlemi gibi matematiksel bazı işlem yapılabilir. Ama, bu gibi yardımcı işlemler yapılan işin esasını değiştirmez.)
Doymamış ve doymuş renkler arasındaki ilişki
CIE 1931 incelenirse, tayf üzerinde yer alan renklerin at nalı şeklinde bir geometrik yer oluşturduğu görülür. Şekilde sol alt uç kısa dalgaboyu (mavi uç), sağ uç ise uzun dalgaboyu (kırmızı uç) bölgesidir. Spektral renklerin dalgaboyları şekil üzerinde gösterilmiştir. Genellikle geometrik yerin sağ yarısı sıcak renk, sol yarısı ise soğuk renk olarak nitelenir. Alttaki taban çizgisi mavi ile kırmızı bağlayan ve aspektral denen mor ve bordo tonlarına aittir.
Şeklin iç bölgesindeki renkler ise doymamış renklerdir. Merkeze gidildikçe, bu renklerin giderek pastelleştiği ve beyaza dönüştüğü görülmektedir.
Hakim renk
Pastel renkler de doymuş renklerin bir türüdür. Mesela pembe gerçekte kırmızının pastel tonudur. Bu durumda pembenin şeklin iç bölümünde, fakat kırmızıya yakın bir bölgede yer alması gerekir. Bu şekil üzerinde gösterilebilir. Önce merkezdeki beyaz nokta ile pastel renk (mesela pembe) bir doğru ile birleştirilir. Daha sonra doğru dış bölgeye kadar uzatılır. Doğrunun geometrik yeri kestiği dalga boyu hakim dalga boyu, bu noktadaki renk te hakim renktir.
Tamlayan renk
CIE 1931 şablonu üzerinde (pastel renkler de dahil) her rengin bir tamlayanı olduğu da gösterilebilir. Renk ile tamlayanı uygun ölçülerde karıştırıldığında, beyaz elde edilir. Tamlayan rengi bulmak için, renk ile beyaz arasındaki doğru karşı yöne doğru uzatılır. Doğrunun karşı tarafta geometrik yeri kestiği nokta tamlayan renktir. Mesela, şekilde 600 nm deki kırmızı tonu ile beyaz arasındaki doğru beyazdan sola doğru uzatıldığı zaman, geometrik yeri yaklaşık olarak 490 nm. deki turkuazda keser. Şu halde 600 ve 490 nm. deki renklerin tamlayan olduğu söylenebilir. Şekilde, yeşil tonlarının tamlayanının aspektral renkler olduğu görülmektedir. Bu yeşil renk ile bir başka spektral rengi karıştırarak, beyaz elde etmenin mümkün olmadığı anlamına gelir.