Рис. 6.4 Демонстрация отличий между симультанным контрастом и смазыванием: все серые области физически идентичны, но на красном фоне воспринимаются по разному — в зависимо сти от их относительного пространственного размера.

ние, и патчи воспринимаются розоватыми. Зависимость от пространственной частоты можно отследить, меняя расстояние просмотра рис. 6.4.

Симультанный контраст и смазывание указывают на латеральное взаимо действие клеток и адаптационные эффекты в зрительной системе человека.

6.3 ЭФФЕКТ БЕЦОЛЬДА — БРЮККЕ

(ЗАВИСИМОСТЬ ЦВЕТОВОГО ТОНА ОТ ФОТОМЕТРИЧЕСКОЙ ЯРКОСТИ)

Часто полагают, что цветовой тон можно специфицировать длиной волны мо нохроматического излучения. К сожалению, дело обстоит иначе, что иллюстри руют феномены наподобие эффекта Бецольда — Брюкке.

Эффект Бецольда — Брюкке выражается в сдвиге цветового тона при изменении фотометрической яркости монохроматического стимула.

Экспериментальные результаты по изучению эффекта Бецольда — Брюкке опубликованы Парди (1931). Некоторые из них показаны на рис. 6.5: данные указывают на изменение в длине волны, необходимое для сохранения постоян ства восприятия цветового тона при десятикратном падении яркости стимула. К примеру, для получения соответствия по цветовому тону при данной яркости стимула на длине волны в 650 нм, при десятикратно меньшей яркости потребу ется стимул с длиной волны 620 нм (сдвиг: –30 нм). Напомним, что монохрома тический свет независимо от уровня фотометрической яркости стимула всегда имеет одни и те же трехстимульные значения (в трехстимульной колоримет рии уровень фотометрической яркости обычно не принимается во внимание). Таким образом, трехстимульные значения указывают на то, что цвет монохро матического излучения якобы одинаков на всех уровнях яркости. Данные Пар ди опровергают этот тезис и говорят о необходимости учета абсолютного уровня яркости стимула в прогнозировании цветового восприятия.

Эффект Бецольда — Брюкке свидетельствует о том, что с момента абсорбции

148

Рис. 6.5 Данные, иллюстрирующие цветовой сдвиг Бецольда — Брюкке. Кривая демонстриру ет сдвиг длины волны, требуемый для обеспечения постоянства цветового тона при десяти кратном уменьшении светимости стимула.

световой энергии колбочками в зрительной системе человека начинаются не линейные процессы, которые заканчиваются до того, как вынесено оконча тельное суждение о цветовом тоне стимула.

Хант (1989) показал, что эффект Бецольда — Брюкке не возникает в случае неизолированных стимулов.

6.4 ЭФФЕКТ ЭБНЕЯ

(ЗАВИСИМОСТЬ ЦВЕТОВОГО ТОНА ОТ КОЛОРИМЕТРИЧЕСКОЙ ЧИСТОТЫ)

Если белый свет смешивать в разных пропорциях с монохроматическим све том определенной длины волны, то смесь будет менять свою колориметрическую чистоту, сохраняя при этом постоянство доминирующей длины волны. Легко догадаться, что набор таких смесей будет лежать на прямой линии между белой точкой и позицией монохроматического стимула на локусе диаграммы цветно стей; при этом цветовой тон набора смесей будет оставаться постоянным.

Однако, как показывает эффект Бецольда — Брюкке, длина волны монохро матического излучения — это плохой физический идентификатор восприятия цветового тона: смеси монохроматического излучения с белым светом не дер жат цветовой тон, что известно как эффект Эбнея.

Эффект Эбнея можно проиллюстрировать путем вычерчивания линий по стоянного цветового тона для смесей монохроматических стимулов с белыми стимулами. Результаты Робертсона (1970), также изучавшего данный фено мен, показаны на рис. 6.6: шесть линий с постоянным цветовым тоном получе ны им на основе психофизических экспериментов, проведенных с тремя на блюдателями. Отметим, что наблюдаемое нами искривление линий постоянно го цветового тона на диаграмме цветностей возникает и в отношении других

149

y

x

Рис. 6.6 Контуры постоянного цветового тона на диаграмме цветностей CIE 1931, иллюстри рующие эффект Эбнея.

5G

5Y

y

5R

5B

5P

x

Рис. 6.7 Контуры постоянного манселловского цветового тона со светлотой 5 на диаграмме цветностей CIE 1931.

стимулов. Сказанное можно проиллюстрировать на примере неизолированных цветовых стимулов с помощью линий постоянного манселловского цветового тона (рис. 6.7), полученных при переразметке манселловского атласа в 1940 г. (Ньюхолл, 1940).

150

1.2

1.1

1.3

y

1.0

1.4

1.5

Рис. 6.8 Контуры постоянного отношения субъективная яркость/фотометрическая яркость, иллюстрирующая эффект Гельмгольца — Кольрауша.

Итак,

Эффект Эбнея проявляет себя тем, что прямые линии, радиально рас ходящиеся из белой точки диаграммы цветностей, не являются линия ми постоянного цветового тона.

Аналогично эффекту Бецольда — Брюкке, эффект Эбнея указывает на нели нейность работы зрительной системы человека на участке между колбочковым возбуждением и восприятием цветового тона (Парди, 1931).

Экспериментальные данные по эффектам Бецольда — Брюкке и Эбнея мож но найти у Айямы (1987).

6.5 ЭФФЕКТ ГЕЛЬМГОЛЬЦА — КОЛЬРАУША

(ЗАВИСИМОСТЬ СУБЪЕКТИВНОЙ ЯРКОСТИ ОТ ФОТОМЕТРИЧЕСКОЙ ЯРКОСТИ И ЦВЕТНОСТИ)

В системе CIE колориметрии трехстимульное значение Y определяет фото метрическую яркость стимула (или коэффициент его яркости). Смысл величи ны Y состоит в том, чтобы описывать зрительную эффективность стимулов с различными длинами волн в контексте субъективной яркости (порой ошибоч но полагают, что, величина Y непосредственно описывает степень субъектив ной яркости стимула).

Один из феноменов, подтверждающий ошибочность такого мнения, носит название эффекта Гельмгольца — Кольрауша. Последний великолепно иллю стрируется вычерчиванием контуров постоянного отношения «субъективная

151

яркость/фотометрическая яркость» (рис. 6.8 — упрощенная иллюстрация Вы шецкого и Стайлса, 1982): контуры представляют собой локусы цветности сти мулов с постоянной субъективной яркостью при постоянной фотометрической яркости. Субъективная яркость стимулов (с данными цветностями относитель но белой точки и при постоянной фотометрической яркости) отмечена цифра ми. Предлагаемые контуры иллюстрируют то, что с повышением чистоты цве та стимула (и при условии его постоянной фотометрической яркости) ощуще ние субъективной яркости растет. Плюс к тому, мы видим, что эффект зависит от цветового тона стимулов.

Смоделировать эффект Гельмгольца — Кольрауша пытались разными спосо бами, и один из них — формулы Кована и Варэ (Хант, 1991), основанные на рас чете некоего поправочного F коэффициента, зависящего от цветности стимулов (формула 6.1):

Поправочные коэффициенты вычислены для всех возможных стимулов. Два стимула считаются равносветлыми, пока сохраняется равенство в формуле 6.2:

где L — фотометрическая яркость стимулов, а F — поправочный коэффициент из уравнения 6.3.

Уравнения Кована и Варэ получены для изолированных стимулов, однако дальнейшие визуальные эксперименты показали, что эффект Гельмгольца — Кольрауша распространяется и на неизолированные стимулы. Фершильд и Пиротта (1991) предлагают обзор научного исследования Кована и Варэ и ре зультирующую простую формулу прогноза светлоты, в которой коррекция CIELAB светлоты (L* предиктор) дается как функция от CIELAB насыщен ности (Cab* ) и угла цветового тона (hab ), а предиктор «хроматической светлоты» L** рассчитывается по формуле 6.3:

Уравнение 6.3 описывает эффект Гельмгольца — Кольрауша за счет управ ления предиктором светлоты L* (основанным на фотометрической яркости сти мула) с добавленным коэффициентом насыщенности (Cab* ), т.е. эффект Гельм гольца — Кольрауша зависит от светлоты и цветового тона стимула (подробнее см. Фершильд и Пиротта, 1991).

Эффект Гельмгольца — Кольрауша можно наблюдать при рассматривании образцов манселловского атласа цветов, где образцы с постоянной манселлов ской светлотой подобраны так, что имеют постоянный коэффициент яркости, то есть: если взять манселловские образцы с данным цветовым тоном и данной светлотой — коэффициент яркости будет постоянным при меняющейся насы

152