يصف تأثير أبني تحول التدرج المدرك الذي يحدث عند إضافة الضوء الأبيض إلى مصدر ضوء أحادي اللون.

ستؤدي إضافة الضوء الأبيض إلى عدم تشبع المصدر أحادي اللون ، كما تدركه العين البشرية. ومع ذلك ، هناك تأثير أقل بديهية للاضاءة البيضاء التي ينظر إليها بعين الإنسان هو التغيير في اللون الظاهر. هذا التحول هو هو الفسيولوجية بدلا من الطبيعة المادية.

هذا التباين في الصبغة نتيجة لإضافة الضوء الأبيض تم وصفه لأول مرة من قبل الكيميائي والفيزيائي الإنجليزي السير وليام دي فيفيللي أبني في عام 1909 ، على الرغم من أن التاريخ يتم الإبلاغ عنه بشكل عام على أنه 1910. يتم إنشاء مصدر الضوء الأبيض بمزيج من اللون الأحمر الضوء ، الضوء الأزرق ، والضوء الأخضر. أثبت السير أبني أن سبب التغير الواضح في اللون هو الضوء الأحمر والضوء الأخضر الذي يشتمل على مصدر الضوء هذا ، ولم يكن لمكون الضوء الأزرق من الضوء الأبيض أي مساهمة في تأثير أبني.

مخططات اللونية
المخططات اللونية هي رسوم بيانية ثنائية الأبعاد ترسم إسقاط الفضاء اللوني للهيئة الدولية للإضاءة (CIE) XYZ على الطائرة (x، y). تُستخدم قيم X ، Y ، Z (أو قيم tristimulus) ببساطة كأوزان لإنشاء ألوان جديدة من الألوان الأساسية ، بنفس الطريقة التي يتم بها استخدام RGB لإنشاء ألوان من الانتخابات التمهيدية في التلفزيونات أو الصور الفوتوغرافية. يتم إنشاء قيم x و y المستخدمة لإنشاء رسم الشكل اللوني من قيم XYZ بقسمة X و Y على مجموع X ، Y ، Z. تعتمد قيم اللونية التي يمكن رسمها عندئذ على قيمتين: الطول الموجي المهيمن والتشبع . نظرًا لعدم تضمين الطاقة المضيئة ، لا يتم تمييز الألوان التي تختلف في خفة الضوء فقط على الرسم التخطيطي. على سبيل المثال ، لن يظهر اللون البني ، الذي هو مجرد مزيج منخفض الإنارة من اللون البرتقالي والأحمر ، على هذا النحو.

يمكن توضيح تأثير أبني على الرسوم البيانية اللونية كذلك. إذا أضفنا الضوء الأبيض إلى ضوء أحادي اللون ، فسوف نحصل على خط مستقيم على الرسم البياني اللوني. قد نتخيل أن الألوان على طول هذا الخط تعتبر كلها بنفس درجة اللون. في الواقع ، هذا لا يصدق ، وينظر إلى تحول هوى. في المقابل ، إذا قمنا برسم الألوان التي يُنظر إليها على أنها تحتوي على نفس اللون (وتختلف فقط في درجة نقاءها) ، فسوف نحصل على خط منحني.

في الرسوم البيانية اللونية ، يجب أن يكون الخط الذي له لون مدرك ثابت منحنيًا ، بحيث يتم حساب تأثير أبني. ومن ثم ، فإن الرسوم البيانية اللونية التي تم تصحيحها للتأثير على Abney هي صور توضيحية ممتازة للطبيعة غير الطبيعية [توضيح المطلوب] للنظام البصري. أيضا ، تأثير أبني لا يمنع أي وجميع الخطوط المستقيمة على الرسوم البيانية اللونية. قد يختلط المرء بين مصباحين أحاديين اللون ولا يشاهدان أي تغير في الصبغة ، مما يوحي بأن مخطط الخط المستقيم لمختلف مستويات الخليط يكون مناسبًا على الرسم البياني اللوني.

علم وظائف الأعضاء
يتكون نموذج عملية المعارض للنظام المرئي من قناتين لونيتين عصبيتين وقناة عصبية واحدة. تتكون القنوات اللونية من قناة حمراء وخضراء وقناة صفراء زرقاء وتكون مسؤولة عن اللون وطول الموجة. القناة الونيّة مسؤولة عن الإنارة ، أو الكشف الأبيض والأسود. يُنظر إلى الصبغة والتشبع بسبب تنوع كميات النشاط في هذه القنوات العصبية التي تتكون من مسارات محوارية من خلايا العقدة الشبكية. ترتبط هذه القنوات الثلاث عن كثب بوقت الاستجابة استجابة للألوان. تتميز القناة العصبية الأذرية بوقت استجابة أسرع من القنوات العصبية اللونية في معظم الظروف. وظائف هذه القنوات تعتمد على المهام. تعتمد بعض الأنشطة على قناة واحدة أو أخرى ، بالإضافة إلى كلتا القناتين. عندما يتم جمع حافز ملون مع منبه أبيض ، يتم تنشيط كل من القنوات اللونية والأروماتية. سيكون للقرص المتلألئ وقت استجابة بطيئ قليلاً ، لأنه يجب أن يتكيف مع الإضاءة المختلفة ؛ ومع ذلك ، على الرغم من هذه الاستجابة المتأخرة ، فإن سرعة استجابة القناة الودية ستظل أسرع من سرعة استجابة القناة اللونية. في هذه الظروف للمحفزات المجمعة ، سيكون حجم الإشارة المنبعثة من القناة اللونية أشد من القناة اللونية. إن اقتران الاستجابة الأسرع مع الإشارة ذات الاتساع العالي من القناة اللونية يعني أن وقت التفاعل سيعتمد على الأرجح على مستويات الإنارة والتشبع للمنبهات.

تشرح التفسيرات المعتادة لرؤية اللون الفرق في إدراك الأشكال مثل الأحاسيس الأساسية المتأصلة في فسيولوجيا الراصد. ومع ذلك ، لم تكن هناك قيود أو نظريات فسيولوجية محددة قادرة على شرح الاستجابة لكل لون فريد. ولهذه الغاية ، أثبتت كل من الحساسية الطيفية للمراقب والرقم النسبي لأنواع المخروط أنها لا تلعب أي دور مهم في إدراك الأشكال المختلفة. ربما تلعب البيئة دورًا أكبر في إدراك الأشكال الفريدة من السمات الفسيولوجية المختلفة بين الأفراد. ويدعم ذلك حقيقة أن أحكام الألوان يمكن أن تختلف باختلاف الاختلافات في بيئة الألوان عبر فترات طويلة من الزمن ، ولكن هذه الأحكام اللونية والإنسية ثابتة ثابتة إذا كانت بيئة اللون هي نفسها ، على الرغم من التقدم في العمر والعوامل الفسيولوجية الأخرى المؤثرة شبكية العين.

نقاء اللونية
يرتبط التشبع ، أو درجة شحوب اللون ، بنقاوة اللونية. معادلة النقاوة اللونية هي: P = L / (Lw + L). في هذه المعادلة ، يساوي L النصوع لمنبه الضوء الملون ، Lw هو نصوع منبه الضوء الأبيض المراد مزجه مع الضوء الملون. المعادلة أعلاه هي طريقة لقياس كمية الضوء الأبيض الممزوج بالضوء الملون. في حالة اللون الطيفي النقي ، مع عدم إضافة ضوء أبيض ، يساوي L واحد ويساوي Lw الصفر. وهذا يعني أن نقاء اللونية يساوي واحد ، وبالنسبة لأي حالة تنطوي على إضافة الضوء الأبيض ، فإن درجة نقاء اللونية ، أو قيمة P ، ستكون أقل من واحدة. يمكن تغيير نقاء حافز اللون الطيفي عن طريق إضافة حافز أبيض أو أسود أو رمادي. ومع ذلك ، فإن تأثير أبني يصف التغيير في نقاء اللونية عن طريق إضافة الضوء الأبيض. من أجل تحديد التأثير الذي يحدثه تغيير النقاء على الشكل المدرك ، من المهم أن يكون النقاء هو المتغير الوحيد في التجربة ؛ يجب أن تظل الإنارة ثابتة.

تمييز هوى
يتم استخدام مصطلح hue التمييز لوصف التغيير في الطول الموجي الذي يجب الحصول عليه من أجل العين للكشف عن تحول في الصبغة. يعرّف التعبير λ + Δλ تعديل الطول الموجي المطلوب الذي يجب أن يحدث. يؤدي تغيير صغير (أقل من 2 نانومتر) في الطول الموجي إلى ظهور معظم الألوان الطيفية لتتخذ ألوانًا مختلفة. ومع ذلك ، للضوء الأزرق والضوء الأحمر ، يجب أن يحدث تحول أكبر في الطول الموجي لكي يتمكن الشخص من تحديد اختلاف في التدرج.

التاريخ
المقال الأصلي الذي يشرح تأثير أبني نشره السير ويليام دي وويليسلي أبني في وقائع الجمعية الملكية بلندن ، السلسلة أ في ديسمبر 1909. قرر إجراء بحث كمي بعد اكتشاف أن الملاحظات البصرية للون لم تتطابق مع المهيمنة الألوان التي تم الحصول عليها تصويريا عند استخدام نماذج من مضان.

تم استخدام جهاز قياس اللون شائع الاستخدام في التجارب في 1900 بالتزامن مع المرايا الفضية جزئيا لتقسيم شعاع من الضوء إلى حزمتين. نتج عن ذلك حزمتان من الضوء متوازيتين مع بعضهما بنفس الكثافة واللون. تم عرض الحزم من الضوء على خلفية بيضاء ، وخلق بقع من الضوء التي كانت 1.25 بوصة (32 ملم) المربعات. تمت إضافة الضوء الأبيض إلى واحدة من بقع الضوء الملون ، الرقعة على اليمين. تم إدخال قضيب في مسار الشعاعين بحيث لا يكون هناك فراغ بين السطوح الملونة. تم استخدام قضيب إضافي لإنشاء ظل حيث انتشر الضوء الأبيض على الرقعة التي لم تكن لتتلقى إضافة الضوء الأبيض (التصحيح على الجانب الأيسر). تم تحديد كمية الضوء الأبيض المضاف كنصف لمعان الضوء الملون. على سبيل المثال ، كان مصدر الضوء الأحمر مضافًا إلى الضوء الأبيض أكثر من مصدر الضوء الأصفر. بدأ في استخدام رقعتين من الضوء الأحمر ، وفي الواقع ، أدى إضافة الضوء الأبيض إلى التصحيح الخفيف على اليمين إلى نغمة صفراء أكثر من مصدر الضوء الأحمر النقي. نفس النتائج حدثت عندما كان مصدر الضوء التجريبي برتقالي. عندما يكون مصدر الضوء أخضر ، تسببت إضافة الضوء الأبيض في ظهور الرقعة باللون الأصفر والأخضر. في وقت لاحق ، عندما تم إضافة الضوء الأبيض إلى الضوء الأصفر والأخضر ، ظهر التصحيح الضوء الأصفر في المقام الأول. في مزيج من الضوء الأزرق والأخضر (مع نسبة أعلى قليلا من اللون الأزرق) مع الضوء الأبيض ، يبدو أن اللون الأزرق يأخذ لونا أحمر. في حالة مصدر الضوء البنفسجي ، تسببت إضافة الضوء الأبيض في تأثر الضوء البنفسجي بلون أزرق.

افترض السير أبني أن التغير الناتج في اللون الذي حدث كان بسبب الضوء الأحمر والضوء الأخضر الذي كانا مكونان من مكونات الضوء الأبيض المضاف. واعتقد أيضًا أن الضوء الأزرق الذي يشتمل أيضًا على حزمة الضوء الأبيض كان عاملاً مهملاً ليس له أي تأثير على تحول الصبغة الظاهري. تمكن السير أبني من إثبات فرضيته بشكل تجريبي من خلال مطابقة قيمه التجريبية لتركيبة النسبة المئوية وإضاءة الأحاسيس الحمراء والخضراء والأزرق إلى القيم المحسوبة تمامًا تقريبًا. قام بفحص تركيبة النسبة المئوية والإضاءة الموجودة في الألوان الطيفية المختلفة بالإضافة إلى مصدر الضوء الأبيض الذي تمت إضافته.

لقطة جديدة لتأثير أبني
في حين أن اللاخطية من الترميز اللوني العصبي ، كما يتضح من الفهم الكلاسيكي لتأثير أبني واستخدامه للضوء الأبيض لأطوال موجية معينة من الضوء ، تمت دراستها بدقة في الماضي ، تم إجراء طريقة جديدة من قبل الباحثين في جامعة ولاية نيفادا. وبدلاً من إضافة الضوء الأبيض إلى الضوء أحادي اللون ، كان عرض النطاق الترددي متنوعًا. هذا التباين في عرض النطاق الترددي استهدف مباشرة الطبقات الثلاث لمستقبلات المخروط كوسيلة لتحديد أي تغيرات هوى كما تراها العين البشرية. كان الهدف الكلي للبحث هو تحديد ما إذا كان مظهر اللون قد تأثر بتأثيرات التصفية للحساسية الطيفية للعين. وأظهرت التجارب أن نسب المخروطي أشارت إلى أنه تم ضبط تدرج اللون بحيث ينتج لونًا ثابتًا يطابق الطول الموجي المركزي لمصدر الضوء. أيضا ، أظهرت التجارب التي أجريت أساسا أن تأثير أبيني لا يحمل كل التغييرات في درجة نقاء الضوء ، ولكنه محدود جدا إلى حد كبير من وسائل تدهور النقاء ، أي إضافة الضوء الأبيض. بما أن التجارب التي تم إجراؤها تفاوتت عرض النطاق للضوء ، وهي طريقة مماثلة وإن كانت مختلفة لتغيير النقاوة ، وبالتالي لون الضوء الأحادي اللون ، فإن عدم دقة النتائج تظهر بشكل مختلف عما كان يُنظر إليه تقليديًا. في النهاية ، توصل الباحثون إلى استنتاج مفاده أن التغيرات في عرض النطاق الطيفي تؤدي إلى آليات ما بعد الإدراك للتعويض عن تأثيرات الترشيح التي تفرضها حساسيات المخروط وامتصاصها قبلها ، وأن تأثير أبيني يحدث لأن العين قد خُدعت إلى حد ما لرؤية لون التي لا تحدث بشكل طبيعي ويجب بالتالي تقريب اللون. هذا التقريب للتعويض عن تأثير أبني هو وظيفة مباشرة من الإثارة المخروطية التي تحدث مع طيف النطاق العريض.

حقائق مثيرة للاهتمام
تم نشر براءة اختراع لطابعة ملونة تدعي أنها تعوض عن تأثير أبني في عام 1995.

يجب أن يؤخذ تأثير Abney بعين الاعتبار عند تصميم قمرة القيادة للطائرات المقاتلة الحديثة. تصبح الألوان التي يتم عرضها على الشاشة غير مشبعة عندما يضرب الضوء الأبيض الشاشة ، لذلك يتم وضع اعتبارات خاصة لمواجهة تأثير Abney.

توجد مجموعة واسعة من الألوان الطيفية التي يمكن إجراؤها لتتناسب تمامًا مع اللون النقي بإضافة مستويات مختلفة من الضوء الأبيض.

ولا يزال من غير المعروف ما إذا كان تأثير أبني ظاهرة ناتجة عن طريق الصدفة أثناء إدراك اللون أو أن التأثير يلعب دورًا متعمدًا في طريقة رموز العين للون.