Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Цвет и измерение цвета





Цветовое зрение

Феномен цветового зрения особенно ясно свидетельствует, что восприятие зависит не только от вида стимулов и работы рецепторов, но и от характера обработки информации в нервной системе. В психофизике цветового восприятия выделяют две главные характеристики окраски–еехроматические(красная, оранжевая, синяя и т. д.) иахроматические(от глубокой черной через различные оттенки серой до самой яркой белой) «валентности». В видимом солнечномспектре (например, в случае радуги) различные зоны кажутся окрашенными по–разному, давая плавный переход цветовых ощущений–от фиолетового через синий, зеленый, желтый, оранжевый до красного. Однако это не означает, что ощущение цвета определяется только длиной волны \ монохроматического светового стимула. С одной стороны, мы способны воспринимать цветовые оттенки, отсутствующие в солнечном спектре, напримерпурпурный (смешение красного и синего). С другой стороны, все цвета видимого спектра можно получить путем смешения света с другими длинами волн. Цвета, получаемые путем спектрального смешения, неотличимы от чистых спектральных цветов.

Феноменологическая структура цветовосприятия описываетсязаконами цветового зрения. «Цветовое пространство» нормального человека содержит примерно 7 млн. различных валентностей, включая небольшую категорию ахроматических и весьма обширный класс хроматических. Хроматические валентности поверхностной окраски объекта характеризуются тремя феноменологическими качествами:

тоном, насыщенностью и светлотой. В случае светящихся цветовых стимулов (например, цветного источника света) «светлота» заменяется на «яркость».

Цветовыетона образуют естественный бесконечный континуум,цветовой круг с последовательностью: красный, желтый, зеленый, синий, пурпурный и снова красный (рис. 11.40, А). В идеале тона–это «чистые» цвета. Тон может быть «смешан» с ахроматической валентностью, что дает различные оттенки цвета. Например, чистый красный при смешении с белым дает розовый, а при смешении с черным – коричневый.Насыщенность оттенка–это мера относительного содержания в нем хроматических и ахроматических компонентов, асветлотаопределяется положением ахроматического компонента на шкале серого.



Все воспринимаемые цветовые валентности можно представить в виде трехмерногоцветового тела,в котором относительное положение цветов определимо с метрической точностью или же задается чисто качественно. На рис. 11.40, А 'показан один из первых (1810 г.), неметрических, вариантов такой формы представления–цветовойшар немецкого художника Филиппа Отто Рунге. Каждой цветовой валентности здесь соответствует определенный участок на поверхности шара или внутри него. Сечение по экватору дает на периферии чистые цвета цветового круга, которые к центру все больше смешиваются с серым. Центр шара занимает нейтральный серый цвет. Вдоль оси, идущей от одного полюса до другого, располагаются все оттенки серого–от белого до глубокого черного. В современных моделях, где восприятие цвета задано метрически, простой шар Рунге деформируется в нешаровидное цветовое тело. Цель создания таких метрических цветовых систем – однозначноеописание цветовосприятия здоровых людей. Они не дают физиологического объяснения цветового зрения. Однако любая физиологическая теория цветового зрения должна объяснять структуру метрического психофизического цветового пространства.

Постоянство цвета. В повседневной жизни важно, чтобы при естественном освещении восприятие цветов поверхностей было относительно независимым от спектрального состава падающего света. Чтобы обеспечить такую независимость, объекты должны освещаться светом, включающим значительный диапазон видимого спектра. Постоянство их цвета связано с восприятием нами преимущественноспектральной отражательной способности поверхностей. Она позволяет распознать объекты в естественных условиях при различном освещении. Однако у постоянства цвета есть свои границы. Сравните, например, контраст между коричневым стволом пихты и глубоким зеленым

Рис. 11.40. А. Распределение тонов на цветовом круге. Тоны между А и Б (стрелка) не относятся к спектральным, а получаются за счет смешения красного и синего. Б. Цветовой шар Рунге (1810 г.)–неметрическое представление цветового пространства

 

цветом ее иголок в серый дождливый день с гораздо более сильным цветовым контрастом в случае, когда дерево освещается в летний вечер красноватым светом заходящего солнца. При искусственном освещении, соответствующем только части видимого спектра, цвета тканей кажутся иными, чем при естественном. Это следует помнить, когда покупаешь одежду.

Смешение цветов. Из повседневного опыта мы знаем, что при смешении красок разного тона получается цвет другого тона. Однако последствия смешения красок совершенно отличны от того, что получается при сочетании света из разных частей спектра.При аддитивном смешении цветов свет с разной длиной волны падает на одну и ту же точку сетчатки (рис. 11.41). Если отдельные источники света монохроматические, аддитивное смешение может дать тон, соответствующий другой части спектра или же неспектральной области между красным и синим (пурпурный). Описание цветовых соотношений в форме цветового тела частично основано на изучении уравнений аддитивного смешения цветов. Эти уравнения используются также в тестах по выявлениюдефицита цветового зрения. Инструмент для проведения таких испытаний называетсяаномалоскопом. С помощью него можно, например, спроецировать спектральный желтый



Рис. 11.41. Схема аддитивного (А) и субтрактивного (Б) смешения цветов

(λ= 589 нм) на одну половину круга, а смесь спектральных красного (λ = 671 нм) и зеленого (λ = 546 нм)–на другую (рис. 11.41). Задача испытуемого – подобрать соотношение красного и зеленого, чтобы получилась смесь желтого цвета, неотличимая от его спектрального эквивалента. Результат описывается уравнением смешения цветов

а(красный, 671)+ b(зеленый, 546) ≈(желтый, 589), (12)

где символ ≈ означает эквивалентность ощущения и не имеет математического смысла. У людей с нормальным цветовым зрением коэффициент для красной составляющей–примерно 40, а для зеленой–около 33 относительных единиц (если для желтого цвета он равен 100).

Если смешать аддитивно два монохроматических световых стимула, один в диапазоне 430–555 нм, а другой–492–660 нм, всегда можно получить белый цвет, подобрав соответствующую их пропорцию. Однако смешение монохроматических лучей с длиной волны более 660 и менее 430 нм белого цвета никогда не даст; получатся оттенки пурпурного, отсутствующие в спектре (рис. 11.40, 11.43).

Белый цвет. Для каждого тона на цветовом круге существует другой тон, дающий при аддитивном смешении с ним белый цвет. Константы (весовые коэффициенты a и b) такого уравнения смешения цветов

a (F1) + b (F2 ) ≈ с (белый) (13)

зависят от определения белого цвета. Любую пару тонов F1 и F2, удовлетворяющую уравнению (13), называютдополнительными цветами.

Субтрактивное смешение цветов отличается от аддитивного тем, что является чисто физическим процессом.

Если белый свет пропустить через два фильтра с широкой полосой пропускания–сначала через синий, а затем через желтый,–получится «смесь»зеленого цвета, поскольку черезоба фильтра могут пройти только зеленые световые лучи (рис. 11.41). Художник, смешивая краски, производит субтрактивное смешение цветов, поскольку отдельные гранулы пигментов действуют как широкополосные хроматические фильтры.

Трихроматичность. При нормальном цветовом зрении любой тон (F4) может быть получен путем аддитивного смешения трех других определенным образом подобранных тонов (F1 — F3). Это записывается в виде уравнения необходимых и достаточных условий цветоощущения

a (F1) + b (F2 ) + с (F3 ) ≈ d (F4 ) (14)

Согласно международной конвенции, в качестве главных цветов F1, F2 и F3 используемых для построения современных метрических цветовых систем, выбраны спектральные цвета с длинами волн 700 (красный), 546 (зеленый) и 435 (синий) нм. Для получения белого цвета при их аддитивном смешении весовые коэффициенты должны быть связаны соотношением

a+b+c=d=l. (15)

Результаты физиологических экспериментов по цветовосприятию, описываемые уравнениями (11)–(14), могут быть геометрически представлены в виде диаграммы цветности («цветового треугольника»), приведенной на рис. 11.42. Оттенки серого, присутствующие вцветовом теле, здесь опущены, так что трехмерная модель вырождается в двумерную. Согласно этой диаграмме, при смешении двух цветов точка, соответствующая получаемому цвету, лежит на соединяющей их прямой. Чтобы найти пары дополнительных цветов, необходимо провести прямую через «белую точку» (Е) [9, 12, 13, 16, 31, 33].

Теории цветового зрения. Ниже описаны две наиболее известные из этих теорий. В свое время между их сторонниками велись жаркие споры, однако сейчас обе можно рассматривать как взаимодополняющие теоретические интерпретации феномена цветового зрения. Каждая из них «правильно» описывает свой уровень афферентной зрительной системы и подтверждается прямыми физиологическими измерениями. Попытка синтеза двух этих конкурирующих теорий была предпринята 80 лет назад Иоганнесом фон Крисом, предложившим своюзонную теорию.

Трехкомпонентная теория, разработанная Юнгом, Максвеллом и Гельмгольцем, постулирует, что три разных типа колбочек при фотопическом зрении работают какнезависимые рецепторные системы. Комбинации получаемых от них сигналов анализируются двумя нейронными системами – восприятияяркости и цвета. Справедливость этой теории подтверждается закономерностями цветовосприятия на нижнем пределе фотопической чувствительности: в таких условиях различаются только три тона – красный, зеленый и синий. Прямые измерения спектров поглощения фотопигментов одиночных колбочек и записи их рецепторных потенциалов в сетчатке животных с цветовым зрением (см. и далее) объективно подтвердили наличие трех типов цветовых рецепторов.

Рис. 11.42. Цветовой треугольник, соответствующий немецкому стандарту DIN 5033. Область белого цвета окружает точку Е. В основании треугольника–оттенки пурпурного тона. При аддитивном смешении двух цветов А и В результирующий цвет лежит на линии, соединяющей соответствующие точки. Дополнительные цвета лежат на линиях, проходящих через точку Е.

Теория оппонентных цветов. Полярное расположение тонов на цветовом круге легло в основу другого подхода к цветовосприятию. Мах и Геринг предположили, что все хроматические валентности обусловлены четырьмяпервичными цветами (Urfarben) – красным, желтым, зеленым и синим. Согласно Герингу, они связаны попарно двумя физиологическими процессами, у каждого из которых антагонистическая организация,–восприятия зелено–красного и желто–синего. Третий оппонентный процесс постулирован для ахроматических дополнительных цветов–белого и черного. Термин «оппонентные цвета» основан на полярной природе цветовосприятия. Другими словами, не может быть «зеленовато–красного» и «синеватожелтого» цветов. Эта теория подтверждается эффектами одновременного и последовательного хроматического контраста. Например, если серый круг окружен ярко–зеленым кольцом, то за счет одновременного цветового контраста он приобретает красноватый оттенок. Если кольцо убрать, наблюдатель увидит красное кольцо, окружающее зеленоватый круг (последовательный хроматический контраст). Теория оппонентных цветов Геринга постулирует наличие антагонистических цветоспецифичных нейронных механизмов. Вероятно, уровень, на котором они действуют, у разных позвоночных неодинаков [5, 8, 9, 12, 13, 16, 31].






Date: 2015-10-18; view: 115; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2019 year. (0.009 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию