4 Сложность цветовосприятия

3.1 Цветовые модели

Вероятностей комбинирования качественных характеристик света существует бесконечное количество. И любое такое изменение будет иметь визуальное отражение в любом случае. В мире широко распространены несколько моделей цветопредставления:

• Цветовая модель RGB. RGB (от англ. «Red, Green, Blue» – «Красный, Зеленый, Синий») – цветовая модель, которая использует для воспроизведения оттенков цветные световые лучи трех цветов: красного, зеленого, синего. Данная модель адекватна цветовому восприятию человеческого глаза, рецепторы которого тоже настроены на эти цвета. (рисунок 2)

• Цветовая модель SMYK. В данной цветовой модели основными цветами выступают голубой, пурпурный и желтый (SMY, без черного). Данная модель очень активно используется в печати на крупных типографиях. (рисунок 2)

Рисунок 2 – модели RGB и SMYK

• Цветовая модель HSB (HSL).Более интуитивным способом описания цвета является представление его в виде цветового тона (Hue), насыщенности (Saturation) и яркости (Brightness), но иногда вместо яркости используется термин интенсивность (Lightness). Тут тон представляет собой конкретный оттенок цвета: красный, синий, коричневый и т.п. Насыщенность характеризует его относительную интенсивность и чистоту. Так, если уменьшать интенсивность красного, можно получить пастельный красный, похожий на серый. Яркость/интенсивнось цвета описывает количество черного оттенка в цвете, что делает его темнее. Предыдущие две модели легко реализуются через HSB. [3]

• Цветовая модель Lab

Представляет цвет в виде 3 каналов, первый из которых для значений яркости (L – Lightness), а два других (a и b) – для цветовых данных. Эти два канала соответствуют не определенному цвету, а спектру. Канал а отвечает за спектр, изменяющийся от зеленого к красному, а канал b - от синего к желтому.

3.2 Неоднозначность цветоощущения

Характер ощущений зависит как от суммарной реакции рецепторов глаза (светлота), так и от соотношения реакций каждого из трех видов рецепторов (цветность).

По диапазону, занимаемому излучением, цвет можно указать вполне однозначно: если тело отражается или излучает в пределах 565-580 нм, то цвет его желтый всегда. Однако обратное заключение не всегда верно: по цвету невозможно сказать его спектральный состав или длину волны. Желтым может выглядеть зеленый с длиной волны = 546 нм с красным, имеющего длину волны = 700 при определенных соотношении их мощностей.

Рецепторы: теория цветового зрения: светочувствительные нервные окончания, называемые фоторецепторами, реагируют на излучение видимой части спектра. Их 3 вида: Одни наиболее чувствительны к интервалу 400-500 нм, другие – 500-600 нм, третьи – 600-700 нм. Они реагируют на излучения в соответствии с их спектральной чувствительностью, и ощущения всез цветов возникают в результате комбинации трех реакций.

Пусть существует световой поток из источника. Тогда, излучение, направленное в глаз, будет иметь отличную от начального спектральный состав. Это происходит, потому что отражающая поверхность имеет свой коэффициент отражения. При преломлении луча на поверхности тела часть его суммарной энергии поглощается этой поверхностью и идет на нагревание отражающего тела. Каждый из фоторецепторов за один из основных цветов.

Полные реакции рецепторов зависят от их спектральной чувствительности (особенность человека) и от внешних факторов, от мощностей излучения, приходящихся на соответствующие участки спектра. Сигналы о величинах каждой из них вызывают соответственно ощущение красного, синего, зеленого. Если излучение вызвало наибольшую реакцию только зеленых рецепторов, то появляется ощущение зеленого. Если будет перевес зеленого и красного, то будет казаться желтый. Вследствие взаимного перекрывания излучений разных спектральных составов могут получаться одинаковые соотношения интенсивностей сигналов и, следовательно, появляться ощущения одинаковых цветов.

При очень больших и очень малых яркостях наблюдают­ся отклонения от нормального восприятия. Изменяются контраст, светлота и цветовой тон цветов. Это находится в соответствии с обще­известным явлением, состоящим в том, что при очень низ­ких и очень высоких яркостях детали предметов перестают различаться. Цветовые пороги, так же как и яркостные, воз­растают при отклонении условий освещения от средних, удобных.

Это называется Явления Бецольда. При низкий значениях освещенности сетчатки становится неразличимым цветовой фон длин волн в пределах 10 нм. [1,4]

Эффект Пуркине (Пуркинье) (гипотеза: будет ли обусловлен выбор цвета пишущих принадлежностей среди студентов освещенностью аудитории): красный и синий квадраты на темном (черном) фоне. (рисунок 3). При ярком освещении красный квадрат кажется светлее, чем синий, а в условиях пониженной освещенности синий кажется светлее красного. Чувствительность к цветам зависит светлоты. (рисунок 4)

Рисунок 3 – демонстрация эффекта Пуркине

Рисунок 4 – объяснение эффекта Пуркине

Термином «эффекты зрительного контраста» обозначают несколько явлений. В результате одного из них — одновре­менного контраста— цвет поля находится в зависимости от цвета окружающего его фона. Другое явление — после­довательный контраст — проявляется в том, что на воспри­ятие излучения влияют условия предыдущего облучения сетчатки.

Последовательный контраст - если после прекращения действия некоторого излучения подействовать другим, то последовательный образ от первого из­лучения сложится с ощущением от второго.

Одновременный контраст: зрительная индукция (воздействие) состоит в том, что свет, упавший на некоторую площадь сетчатки, вызывает не только ее реакцию, но и действует на участки, расположенные рядом с ней.

Одновременный светлостный контраст: поле на светлом фоне кажется более темным, чем такое же поле, помещенное на темный фон. (рисунок 5) Если хроматическое или ахроматическое после поместить на фон, имеющий тот или иной цвет, то будет наблюдаться ее цветной одновременный контраст. Так, серое поле на красном фоне будет казаться зеленым, а на синем – желтым. Желтое же поле на красном фоне – зеленым. При этом цвет фона, оказывающий влияние на цвет поля, называется индуктирующим, а цвет поля, возникающее под его влиянием, индуктируемым. Получается, что индуктируемый цвет сдвигается в сторону наибольшего отличия от индуктирующего: темно-серый цвет темнеет на светлом фоне, желтый на красном зеленеет. [5]

Рисунок 5 - одновременный светлостный контраст

Процесс формирования восприятия любой информации от органа чувств зависит не только от показаний этого органа, но и от совокупностей нервных импульсов всего организма, всей нервной системы.

Влияние непрямых раздражений: работа глаза связана с работой других органов чувств, поэтому характер зрительного ощущения в большинстве случаев определяется общим состоянием организма, раздражением его определенных органов. Степень влияния раздражителей, называемых непрямыми, описывается в работах Кравкова. [6] Непрямыми считаются слуховые, обонятельные, температурные, вкусовые, позиционные раздражители. Воздействие этих раздражителей влияет на восприятие длинноволновой и коротковолновой частей спектра. Граница различия между короткими и длинными волнами проходит вблизи 570 нм. Так, большинство вкусовых, слуховых, температурных и некоторые непрямые раздражители оказывают следующие действия: повышение чувствительности фоторецепторов к коротковолновой части спектра (т.е. до 570 нм.), а восприятие длинноволновой части снижается. Действие других раздражителей, например запаха индола (сноска примечание - бесцветные кристаллы с запахом, напоминающим нафталин), наоборот стимулирует чувствительность к длинноволновым излучениям и подавляет к коротковолновым. Так же изменяется характер ощущений при запрокидывании головы назад.