Цветное зрение — это способность организма или машины различать объекты на основе длин волн (или частот) света, который они отражают, излучают или передают. Цвета можно измерять и количественно определять различными способами; Действительно, восприятие человеком цвета — это субъективный процесс, при котором мозг реагирует на стимулы, которые возникают, когда входящий свет реагирует с несколькими типами конусных клеток в глазу. По сути, разные люди видят один и тот же освещенный объект или источник света по-разному.

Определение длины волны и цвета
Исаак Ньютон обнаружил, что белый свет, будучи разделенным на его составные цвета, когда он проходит через рассеивающую призму, мог бы, передав их через другую призму, рекомбинировать, чтобы сделать белый свет.

Характерные цвета: от длинной до короткой длины волны (и, соответственно, от низкой до высокой), красного, оранжевого, желтого, зеленого, синего и фиолетового. Достаточные различия в длине волны вызывают разницу в воспринимаемом оттенке; только заметная разница в длине волны изменяется от примерно 1 нм в сине-зеленой и желтой длинах волн до 10 нм и более в более длинных красных и более коротких синих длинах волн. Хотя человеческий глаз может различать до нескольких сотен оттенков, когда эти чистые спектральные цвета смешиваются или разбавляются белым светом, количество различимых цветностей может быть довольно высоким [неоднозначно]

При очень низких уровнях освещенности зрение является скотопическим: свет обнаруживается стержневыми клетками сетчатки. Прутки максимально чувствительны к длинам волн около 500 нм и играют небольшую роль, если таковые имеются, в цветовом зрении. При ярком свете, таком как дневной свет, зрение является фотопическим: свет обнаруживается клетками конуса, которые отвечают за цветовое зрение. Конусы чувствительны к диапазону длин волн, но наиболее чувствительны к длинам волн около 555 нм. Между этими областями вступает в действие мезопическое зрение, и оба стержня и конуса подают сигналы сетчатым ганглиозным клеткам. Сдвиг в восприятии цвета от тусклого света до дневного света порождает различия, известные как эффект Пуркинье

Восприятие «белого» формируется всем спектром видимого света или путем смешивания цветов всего лишь нескольких длин волн у животных с несколькими типами цветовых рецепторов. У людей белый свет может восприниматься сочетанием длин волн, таких как красный, зеленый и синий, или просто пара дополнительных цветов, таких как синий и желтый.

Физиология восприятия цвета

Восприятие цвета начинается со специализированных клеток сетчатки, содержащих пигменты с различной спектральной чувствительностью, известные как конусные клетки. У людей существует три типа конусов, чувствительных к трем различным спектрам, что приводит к трехцветному цветному зрению.

Каждый отдельный конус содержит пигменты, состоящие из апосина опсина, который ковалентно связан либо с 11-цис-гидроретинальным, либо с реже 11-цис-дегидроретинальным.

Конусы условно маркируются в соответствии с упорядочением длин волн пиков их спектральных чувствительностей: коротких (S), средних (M) и длинных (L) типов конусов. Эти три типа плохо соответствуют конкретным цветам, как мы их знаем. Скорее, восприятие цвета достигается сложным процессом, который начинается с дифференциального выхода этих клеток в сетчатке, и он будет завершен в зрительной коре и ассоциативных областях мозга.

Например, хотя L-конусы упоминаются просто как красные рецепторы, микроспектрофотометрия показала, что их пиковая чувствительность находится в зеленовато-желтой области спектра. Аналогично, S- и M-конусы не соответствуют непосредственно синему и зеленому, хотя они часто описываются как таковые. Цветовая модель RGB, следовательно, является удобным средством для представления цвета, но не основана непосредственно на типах конусов в человеческом глазу.

Пиковая реакция клеток конуса человека варьируется, даже среди людей с так называемым нормальным цветным зрением; в некоторых нечеловеческих видах эта полиморфная вариация еще больше, и она вполне может быть адаптивной.

Теории
Две взаимодополняющие теории цветного зрения — это трихроматическая теория и теория процессов противника. Трихроматическая теория или теория Юнга-Гельмгольца, предложенная в 19 веке Томасом Яном и Германом фон Гельмгольцем, как упоминалось выше, утверждает, что три типа конусов сетчатки предпочтительнее чувствительны к синему, зеленому и красному. Эвальд Геринг предложил теорию теории оппонента в 1872 году. В ней говорится, что визуальная система интерпретирует цвет антагонистическим образом: красный или зеленый, синий или желтый, черный против белого. Обе теории теперь считаются действительными, описывая различные этапы визуальной физиологии, которые визуализируются на диаграмме справа. Зеленый ← → Пурпурный и синий ← → Желтый — это шкалы с взаимоисключающими границами. Точно так же, как не может быть «слегка отрицательного» положительного числа, один глаз не может воспринимать голубовато-желтый или красновато-зеленый. (Но такие невозможные цвета можно воспринимать из-за бинокулярного соперничества.)

Конические клетки в человеческом глазу
Тип конуса имя Ассортимент Пиковая длина волны
S β 400-500 нм 420-440 нм
M γ 450-630 нм 534-555 нм
L ρ 500-700 нм 564-580 нм
Диапазон длин волн света стимулирует каждый из этих типов рецепторов в различной степени. Желто-зеленый свет, например, стимулирует как L, так и M конусы одинаково сильно, но только слабо стимулирует S-конусы. С другой стороны, красный свет стимулирует L конусы гораздо больше, чем M конусов, и S конусов почти не существует; сине-зеленый свет стимулирует конусы М более L конусов, а S конусы немного сильнее, а также является пиковым стимулятором для стержневых клеток; и синий свет стимулирует S конусы сильнее, чем красный или зеленый свет, но L и M конусы более слабы. Мозг объединяет информацию от каждого типа рецептора, чтобы вызвать разные восприятия разных длин волн света.

Опсины (фотопигменты), присутствующие в конусах L и M, кодируются на Х-хромосоме; дефектное кодирование приводит к двум наиболее распространенным формам цветной слепоты. Ген OPN1LW, который кодирует opsin, присутствующий в L-конусах, является высокополиморфным (недавнее исследование Веррелли и Тишкоффа показало 85 вариантов в выборке из 236 мужчин). Очень маленький процент женщин может иметь дополнительный тип рецептора цвета, потому что у них разные аллели для гена L opsin на каждой Х-хромосоме. Инактивация Х-хромосомы означает, что, хотя в каждой конической клетке выражается только один ОПИС, оба типа встречаются в целом, и некоторые женщины могут поэтому показать степень тетрахоматического цветного зрения. Вариации в OPN1MW, которые кодируют opsin, выраженные в M конусах, оказываются редкими, и наблюдаемые варианты не влияют на спектральную чувствительность.

Цвет в человеческом мозге
Обработка цвета начинается на очень раннем уровне в визуальной системе (даже в сетчатке) через исходные механизмы цветных противников. Таким образом, трихроматическая теория Гельмгольца и теория процесса Геринга правильны, но трихроматичность возникает на уровне рецепторов, а процессы противника возникают на уровне клеток ганглиона сетчатки и за ее пределами. В теории Геринга механизмы противника относятся к противоположному цветовому эффекту красно-зеленого, сине-желтого и светло-темного. Однако в визуальной системе активность различных типов рецепторов противоположна. Некоторые сетчатые сетчатые ганглиозные клетки противостоят активности конуса L и M, что явно соответствует красно-зеленой противоположности, но фактически проходит вдоль оси от сине-зеленого до пурпурного. Небольшие бистратизированные клетки ганглиона сетчатки выступают против ввода S-конусов на вход от конусов L и M. Это часто считается сине-желтым противником, но на самом деле проходит вдоль оси цвета от желто-зеленого до фиолетового.

Затем визуальная информация отправляется в мозг из клеток ганглиона сетчатки через зрительный нерв в оптическую хиазму: точка, где встречаются два зрительных нерва, и информация из временного (контралатерального) поля зрения пересекает другую сторону мозга. После оптической хиазмы визуальные тракты называются оптическими трактами, которые входят в таламус в синапс в латеральном коленчатом ядре (LGN).

Латеральное ядро ​​коленного сустава разделено на слои (зоны), из которых три типа: М-пластинки, состоящие в основном из М-клеток, Р-пластинки, состоящие в основном из Р-клеток и кониоцеллюлярных пластинок. M- и P-клетки получают относительно сбалансированный вход как L-, так и M-конусов на протяжении большей части сетчатки, хотя, похоже, это не так в ямке, при этом клетки-карлики синапсируют в P-ламинах. Кониоцеллюлярные пластинки получают аксоны из небольших клеток, подвергнутых бинализации ганглиона.

После синапсинга в LGN визуальный тракт продолжается назад к первичной зрительной коре (V1), расположенной в задней части мозга внутри затылочной доли. Внутри V1 имеется четкая полоса (полоса). Это также называют «полосатой коры головного мозга», с другими кортикальными зрительными областями, которые в совокупности называются «экстраритарной корой». Именно на этом этапе обработка цвета становится намного сложнее.

В V1 простейшая трехцветная сегрегация начинает разрушаться. Многие клетки в V1 лучше реагируют на некоторые части спектра, чем другие, но эта «цветовая настройка» часто отличается в зависимости от состояния адаптации визуальной системы. Данная ячейка, которая лучше всего реагирует на длинноволновый свет, если свет относительно яркий, может затем реагировать на все длины волн, если раздражитель относительно тусклый. Поскольку цветовая настройка этих клеток нестабильна, некоторые считают, что различное относительно небольшое количество нейронов в V1 отвечает за цветовое зрение. Эти специализированные «цветные ячейки» часто имеют восприимчивые поля, которые могут вычислять локальные коэффициенты конуса. Такие клетки «двойного противника» первоначально были описаны в сетчатке золотых рыбок Найджелом Доу; их существование у приматов было предложено Дэвидом Хьюбелем и Торстеном Визелем и впоследствии доказано Бевилем Конвеем. Как показали Маргарет Ливингстон и Дэвид Хьюбель, двойные клетки противника группируются в локализованные области V1, называемые капли, и, как полагают, имеют два аромата: красно-зеленый и сине-желтый. Красно-зеленые клетки сравнивают относительные количества красно-зеленого в одной части сцены с количеством красно-зеленого в соседней части сцены, наилучшим образом реагируя на местный цветовой контраст (красный рядом с зеленым). Моделирующие исследования показали, что клетки с двойным оппонентом являются идеальными кандидатами на нейронную аппаратуру цветоустойчивости, объясненную Эдвином Х. Ландом в его ретикс-теории.

Из капель V1 информация о цвете отправляется в ячейки во второй визуальной области V2. Клетки в V2, которые наиболее сильно настроены по цвету, сгруппированы в «тонкие полосы», которые, подобно капли в V1, окрашиваются для фермента цитохромоксидазы (разделение тонких полос — это межстрочные полосы и толстые полосы, которые, по-видимому, связаны с другими визуальная информация, такая как движение и форма с высоким разрешением). Нейроны в V2 затем синапсируют на клетки расширенного V4. Эта область включает в себя не только V4, но и две другие области в задней нижней коре головного мозга, перед областью V3, спинной заднюю нижнюю временную кору и задний TEO. Область V4 первоначально была предложена Семиром Зеки исключительно для цвета, но теперь это считается неправильным. В частности, присутствие в V4 ориентировочно-селективных ячеек привело к тому, что V4 участвует в обработке как цвета, так и формы, связанной с цветом. Обработка цвета в расширенном V4 происходит в миллиметровых цветовых модулях, называемых глобусами. Это первая часть мозга, в которой цвет обрабатывается по всему спектру оттенков, найденных в цветовом пространстве.

Анатомические исследования показали, что нейроны в расширенном V4 обеспечивают вход в нижнюю височную долю. Предполагается, что корка «ИТ» объединяет информацию о цвете с формой и формой, хотя было сложно определить соответствующие критерии для этой заявки. Несмотря на эту мутность, было полезно описать этот путь (V1> V2> V4> IT) как вентральный поток или «какой путь», отличающийся от дорсального потока («где путь»), который, как считается, анализирует движение, среди многих других особенностей.

Субъективность восприятия цвета

Ничто категорически не отличает видимый спектр электромагнитного излучения от невидимых частей более широкого спектра. В этом смысле цвет не является свойством электромагнитного излучения, а особенностью визуального восприятия наблюдателем. Кроме того, существует произвольное отображение между длинами волн света в визуальном спектре и человеческими переживаниями цвета. Хотя большинство людей, как предполагается, имеют одинаковое сопоставление, философ Джон Локк признал, что альтернативы возможны, и описал один такой гипотетический случай с экспериментом мысли «перевернутого спектра». Например, у кого-то с перевернутым спектром может появиться зеленый цвет, когда он увидит свет «красный» (700 нм) и станет красным, увидев свет «зеленого» (530 нм). Синестезия (или идеастезия) дает некоторые нетипичные, но освещающие примеры субъективного восприятия цвета, вызванные входным сигналом, который даже не свет, например, звуки или фигуры. Возможность чистой диссоциации между опытом цвета от свойств мира показывает, что цвет является субъективным психологическим явлением.

Было обнаружено, что люди Химба классифицируют цвета по-разному от большинства евро-американцев и могут легко отличить близкие оттенки зеленого, едва различимые для большинства людей. Химба создал очень разную цветовую схему, которая разделяет спектр на темные оттенки (зузу в Химбе), очень легкий (вапа), яркий синий и зеленый (буру) и сухие цвета как адаптация к их конкретному образу жизни.

Восприятие цвета в значительной степени зависит от контекста, в котором представлен воспринимаемый объект. Например, белая страница под синим, розовым или фиолетовым светом будет отражать в основном синий, розовый или фиолетовый свет, соответственно; мозг, однако, компенсирует эффект освещения (на основе смещения цвета окружающих объектов) и, скорее всего, интерпретирует страницу как белую при всех трех условиях, явление, известное как постоянство цвета.

У других видов животных
Многие виды могут видеть свет с частотами вне человеческого «видимого спектра». Пчелы и многие другие насекомые могут обнаружить ультрафиолетовый свет, который помогает им найти нектар в цветах. Виды растений, которые зависят от опыления насекомых, могут быть связаны с репродуктивным успехом ультрафиолетовых «цветов» и паттернов, а не с красочными людьми. Птицы также могут видеть в ультрафиолете (300-400 нм), а некоторые имеют сексуальную маркировку на своем оперении, которые видны только в ультрафиолетовом диапазоне. Однако многие животные, которые могут видеть в ультрафиолетовом диапазоне, не могут видеть красный свет или любые другие красноватые волны. Например, видимый спектр пчел заканчивается около 590 нм, как раз перед началом оранжевой волны. Птицы, однако, могут видеть некоторые красные длины волн, хотя и не так далеко от спектра света, как люди. Неправильно распространено мнение, что обычная золотая рыбка — единственное животное, которое может видеть как инфракрасный, так и ультрафиолетовый свет, их цветное зрение распространяется на ультрафиолетовое, но не инфракрасное.

Основой для этого варианта является количество типов конусов, которые различаются между видами. Млекопитающие, как правило, имеют цветное зрение ограниченного типа и обычно имеют красно-зеленую слепоту цвета, только с двумя типами конусов. Люди, некоторые приматы и некоторые сумчатые, видят расширенный диапазон цветов, но только по сравнению с другими млекопитающими. Большинство видов позвоночных не млекопитающих различают разные цвета, по крайней мере, так же, как и люди, и многие виды птиц, рыб, рептилий и земноводных и некоторые беспозвоночные имеют более трех видов конусов и, вероятно, превосходят цветное зрение для людей.

Related Post

В большинстве Catarrhini ( Старый мир обезьян и обезьян-приматов, тесно связанных с людьми) существует три типа цветовых рецепторов (известных как конусные клетки), что приводит к трехцветному цветному зрению. Эти приматы, как и люди, известны как трихроматы. Многие другие приматы (в том числе Новый мир обезьяны), а другие млекопитающие — это дихроматы, которые являются общим состоянием цветного зрения для млекопитающих, которые активны в течение дня (например, кошки, клыки, копытные). Ночные млекопитающие могут иметь мало или вообще не иметь цветного зрения. Млекопитающие без приматов трихромата встречаются редко.

Многие беспозвоночные имеют цветное зрение. Пчелы и шмели имеют трехцветное цветовое зрение, которое нечувствительно к красному, но чувствительно к ультрафиолету. Например, Osmia rufa обладает трехцветной системой окраски, которую они используют в фуражке для пыльцы из цветов. Учитывая важность цветного зрения для пчел, можно ожидать, что восприимчивость этих рецепторов отражает их специфическую визуальную экологию; например, типы цветов, которые они посещают. Однако основные группы перепончатокрылых насекомых, исключая муравьев (т. Е. Пчелы, осы и пилильщики), в основном имеют три типа фоторецепторов со спектральной чувствительностью, подобной пчеломе. Бабочки Papilio обладают шестью типами фоторецепторов и могут иметь пентахроматическое зрение. Самая сложная система цветного зрения в животном мире была обнаружена у стоматоподов (таких как креветка богомола) с до 12 спектральными рецепторными типами, которые, как полагают, работают как множественные дихроматические единицы.

Животные позвоночных, такие как тропические рыбы и птицы, иногда имеют более сложные системы цветного зрения, чем люди; таким образом, многие тонкие цвета, которые они проявляют, обычно служат в качестве прямых сигналов для других рыб или птиц, а не для обозначения млекопитающих. В птичьего видения тетрахроматия достигается до четырех типов конусов, в зависимости от вида. Каждый отдельный конус содержит один из четырех основных типов фотопигмента конуса позвоночных (LWS / MWS, RH2, SWS2 и SWS1) и имеет цветную масляную каплю во внутреннем сегменте. Ярко окрашенные капли масла внутри конусов сдвигают или сужают спектральную чувствительность ячейки. Было высказано предположение, что вполне вероятно, что голубей являются пентахроматами.

Рептилии и амфибии также имеют четыре типа конуса (иногда пять) и, вероятно, видят по крайней мере такое же количество цветов, что и люди, или, возможно, больше. Кроме того, некоторые ночные гекконы имеют возможность видеть цвет в тусклом свете.

В эволюции млекопитающих сегменты цветного зрения были потеряны, а затем для нескольких видов приматов, восстановленных путем размножения генов. Эвтеровые млекопитающие, кроме приматов (например, собаки, животные фермы млекопитающих), как правило, имеют менее эффективные двухрецепторные (дихроматические) системы восприятия цвета, которые различают синий, зеленый и желтый, но не могут различать апельсины и красные. Имеются некоторые свидетельства того, что несколько млекопитающих, таких как кошки, переработали способность отличать более длинные волны, по крайней мере, ограниченным образом, посредством мутаций с одной аминокислотой в генах opsin. Адаптация к красным особенно важна для млекопитающих приматов, поскольку она приводит к идентификации плодов, а также к новым прорастающим красноватым листьям, которые особенно питательны.

Однако даже среди приматов полноцветное зрение отличается между Новым Светом и Старый мир обезьян. Старый мир Приматы, в том числе обезьяны и все обезьяны, имеют видение, подобное человеку. Обезьяны Нового Мира могут иметь или не иметь цветовой чувствительности на этом уровне: у большинства разновидностей самцы являются дихроматами, а около 60% женщин являются трихроматами, но обезьяны-сова — монохромные конусы, а оба пола обезьян-ревунов — трихроматы. Визуальные различия в различиях между самками и самками у одного вида обусловлены геном желтовато-зеленого чувствительного белка опсина (который дает возможность дифференцировать красный цвет от зеленого), находящегося на X-половой хромосоме.

Было показано, что у нескольких сумчатых, таких как жирный хвост dunnart (Sminthopsis crassicaudata), есть трихроматическое цветное зрение.

Морские млекопитающие, приспособленные для зрения с низким освещением, имеют только один тип конуса и, таким образом, являются монохроматами.

Таблица цветного зрения
состояние Типы конусных ячеек Прибл. количество воспринимаемых цветов Носители
Monochromacy 1 100 морские млекопитающие, обезьяна сова, австралийский морской лев, приматы ахромата
дихроматическое зрение 2 10000 большинство наземных млекопитающих, не приматов, слепых приматов
Trichromacy 3 10 миллионов большинство приматов, особенно великих обезьян (таких как люди), сумчатые, некоторые насекомые (такие как пчелы)
тетрахроматия 4 100 миллионов большинство рептилий, земноводных, птиц и насекомых, редко людей
Pentachromacy 5 10 миллиардов некоторые насекомые (отдельные виды бабочек), некоторые птицы (например, голуби)

эволюция
Механизмы восприятия цвета в значительной степени зависят от эволюционных факторов, из которых наиболее заметным считается удовлетворительное признание источников пищи. У травоядных приматов восприятие цвета важно для нахождения правильных (незрелых) листьев. В колибри, особые типы цветов часто распознаются по цвету. С другой стороны, ночные млекопитающие имеют менее развитое цветовое зрение, поскольку для правильного функционирования конусов необходим достаточный свет. Есть доказательства того, что ультрафиолетовый свет играет роль в восприятии цвета во многих ветвях животного мира, особенно насекомых. В общем, оптический спектр охватывает наиболее распространенные электронные переходы в материи и поэтому является наиболее полезным для сбора информации об окружающей среде.

Эволюция трихроматического цветового зрения у приматов происходила, когда предки современных обезьян, обезьян и людей переключились на суточную (дневную) активность и начали потреблять фрукты и листья из цветущих растений. Цветное зрение с УФ-дискриминацией также присутствует у ряда членистоногих — единственных наземных животных, кроме позвоночных, которые обладают этой чертой.

Некоторые животные могут различать цвета в ультрафиолетовом спектре. УФ-спектр выходит за пределы видимого человека, за исключением некоторых пациентов с хирургией катаракты. Птицы, черепахи, ящерицы, многие рыбы и некоторые грызуны имеют УФ-рецепторы в сетчатке. Эти животные могут видеть УФ-узоры, найденные на цветках и другой дикой природе, которые в противном случае невидимы для человеческого глаза.

Ультрафиолетовое зрение является особенно важной адаптацией у птиц. Это позволяет птицам обнаруживать небольшую добычу на расстоянии, перемещаться, избегать хищников и кормов во время полета на высоких скоростях. Птицы также используют свое видение широкого спектра, чтобы распознавать других птиц и в сексуальном отборе.

Математика восприятия цвета

«Физический цвет» представляет собой комбинацию чистых спектральных цветов (в видимом диапазоне). Поскольку в принципе существует бесконечно много различных спектральных цветов, множество всех физических цветов можно рассматривать как бесконечномерное векторное пространство, фактически гильбертово пространство. Мы называем это пространство Hcolor. Более технически пространство физических цветов можно рассматривать как (математический) конус над симплексом, вершинами которого являются спектральные цвета, с белым в центре тяжести симплекса, черным на вершине конуса и ассоциированным с монохроматическим цветом с любой данной вершиной где-то вдоль линии от этой вершины до вершины в зависимости от ее яркости.

Элемент C Hcolor является функцией из диапазона видимых длин волн, рассматриваемых как интервал действительных чисел [Wmin, Wmax] — к действительным числам, присваивая каждой длине волны w в [Wmin, Wmax] ее интенсивность C (w) ,

Человеко воспринимаемый цвет можно моделировать как три числа: экстенты, к которым стимулируется каждый из 3 типов конусов. Таким образом, человечески воспринимаемый цвет можно рассматривать как точку в трехмерном евклидовом пространстве. Мы называем это пространство R3color.

Поскольку каждая длина волны w стимулирует каждый из трех типов конусных ячеек в известной степени, эти экстенты могут быть представлены тремя функциями s (w), m (w), l (w), соответствующими отклику S, M, и L-конуса соответственно.

Наконец, поскольку луч света может состоять из множества разных длин волн, чтобы определить степень, в которой физический цвет C в Hcolor стимулирует каждую конусную ячейку, мы должны вычислить интеграл (по w) по интервалу [Wmin, Wmax], из C (w) · s (w), из C (w) · m (w) и C (w) · l (w). Тройка результирующих чисел ассоциируется с каждым физическим цветом C (который является элементом в Hcolor) определенным воспринимаемым цветом (который является единственной точкой в ​​R3color). Эта ассоциация легко воспринимается как линейная. Также легко можно увидеть, что многие разные элементы в «физическом» пространстве Hcolor могут привести к одному и тому же воспринимаемому цвету в R3color, поэтому воспринимаемый цвет не является уникальным для одного физического цвета.

Таким образом, восприятие цвета человека определяется конкретным неединственным линейным отображением из бесконечномерного гильбертова пространства Hcolor в трехмерное евклидово пространство R3color.

Технически образ (математического) конуса над симплексом, вершины которого являются спектральными цветами, этим линейным отображением также является (математическим) конусом в R3color. Движение непосредственно от вершины этого конуса означает сохранение той же цветности при увеличении ее интенсивности. Взяв поперечное сечение этого конуса, получим двумерное пространство цветности. Как трехмерный конус, так и его проекция или поперечное сечение представляют собой выпуклые множества; то есть любая смесь спектральных цветов также является цветом.

На практике было бы физически физически измерить три реакции конуса человека на различные физические цветовые стимулы. Вместо этого делается психофизический подход. Обычно используются три специальных контрольных индикатора; назовем их S, M и L. Чтобы калибровать пространство восприятия человека, ученые позволили испытуемым пытаться соответствовать любому физическому цвету, поворачивая циферблаты для создания конкретных комбинаций интенсивностей (IS, IM, IL) для S, M, и L загорается, пока не будет найдено совпадение. Это нужно было сделать только для физических цветов, которые являются спектральными, поскольку линейная комбинация спектральных цветов будет соответствовать той же линейной комбинации их (IS, IM, IL). Обратите внимание, что на практике часто по крайней мере один из S, M, L должен быть добавлен с некоторой интенсивностью к цвету физического теста, и эта комбинация соответствует линейной комбинации оставшихся 2 огней. У разных людей (без цветовой слепоты) совпадения оказались почти одинаковыми.

Рассматривая все полученные комбинации интенсивностей (IS, Я , Иллинойс ) как подмножество 3-пространства, формируется модель для человеческого восприятия цветового пространства. (Заметим, что когда один из S, M, L нужно было добавить к тестовому цвету, его интенсивность считалась отрицательной.) Опять же, это оказывается (математическим) конусом, а не квадрикой, а скорее всеми лучами через начало в 3-пространстве, проходящее через некоторое выпуклое множество. Опять же, этот конус обладает тем свойством, что движение непосредственно от начала координат соответствует увеличению интенсивности S, M, L. Опять же, поперечное сечение этого конуса является плоской формой, которая (по определению) является пространством «цветности» (неофициально: разные цвета); одно конкретное такое поперечное сечение, соответствующее постоянному X + Y + Z цветного пространства CIE 1931, дает диаграмму цветности CIE.

Эта система подразумевает, что для любого оттенка или неспектрального цвета не на границе диаграммы цветности существует бесконечно много различных физических спектров, которые все воспринимаются как этот оттенок или цвет. Итак, вообще нет такой вещи, как сочетание спектральных цветов, которые мы воспринимаем как (скажем) конкретную версию загара; вместо этого существует бесконечно много возможностей, которые производят этот точный цвет. Цвета границ, которые являются чистыми спектральными цветами, могут быть восприняты только в ответ на свет, который имеет чисто связанную длину волны, тогда как граничные цвета на «линии пурпурных» могут генерироваться только определенным отношением чистого фиолетового и чисто красный на концах видимых спектральных цветов.

Диаграмма цветности CIE представляет собой подковообразную форму с изогнутой кромкой, соответствующей всем спектральным цветам (спектральный локус), а оставшаяся прямая кромка соответствует самым насыщенным пурпам, смесям красного и фиолетового.

Хроматическая адаптация
В цветовой науке хроматическая адаптация — это оценка представления объекта под другим источником света от того, в котором он был записан. Обычным приложением является поиск преобразования хроматической адаптации (CAT), который сделает запись нейтрального объекта нейтральной (цветовой баланс), сохраняя при этом другие цвета, также выглядящие реалистичными. Например, преобразования хроматической адаптации используются при преобразовании изображений между профилями ICC с разными белыми точками. Например, Adobe Photoshop использует Bradford CAT.

В цветовом восприятии хроматическая адаптация относится к постоянству цвета; способность зрительной системы сохранять внешний вид объекта в широком диапазоне источников света.

Share