ВВЕДЕНИЕ

Стоящее прежде него — не имеет начала, и даже когда продолжается — не имеет конца. Оно суще1 ствует сейчас: им пользуются, идут за ним и при1 ходят к истокам.

Тао Ти Чинг, 300–600 гг. до н. э.

Подобно красоте, цвет рождается в сознании наблюдателя. От момента появления науки как таковой интерес к природе цветового восприятия не ослабевает, но, несмотря на сегодняшнее бурное развитие технологии, фун

даментальные научные вопросы по прежнему остаются без ответа. Многие уче ные пытаются объяснить цвет, апеллируя лишь к физическим характеристи кам света и объектов, однако без наблюдателя, то есть — человека — никакого цвета не бывает. Часто спрашивают: существует ли звук падающего дерева, если нет слушателя? С тем же успехом этот вопрос можно отнести и к цвету его листьев...

ЧТО ТАКОЕ МОДЕЛЬ ЦВЕТОВОГО ВОСПРИЯТИЯ?

Обычно говорят, что свет с данными длинами волн или точно известный ко эффициент спектрального отражения поверхности объектов — это, собственно, и есть цвет, однако такое утверждение — это попытка низвести понимание цве та до уровня простого физического толкования. Безусловно более верным явля ется утверждение, что физически существуют лишь стимулы, рождающие цветовые ощущения, характер которых зависит от условий просмотра этих стимулов.

Попытки описать цвет с сугубо физических позиций относятся к области

спектрофотометрии и спектрорадиометрии.

Раскладывая визуальный ответ низшего уровня на составляющие, мы вхо дим в область колориметрии.

Когда в целях наиболее полного описания восприятия цветовых стимулов принимаются во внимание многие другие переменные — исследование оказы вается в сфере моделирования цветового восприятия. Последнее и есть предмет нашей книги.

Теперь обратимся к простым и сугубо бытовым наблюдениям:

—свет фар приближающегося автомобиля почти что ослепляет нас ночью, но едва различим днем;

—по мере того как свет становится все более и более тусклым, цвета «вя нут», но объекты остаются вполне различимыми;

—звезды днем не видны;

26

ВВЕДЕНИЕ

—стены недавно окрашенной комнаты существенно отличаются по цвету от пробной выкраски;

—одна и та же фотография в разных паспарту воспринимается по разному;

—отпечатки не соответствуют оригиналам, отображенным на экране мони

тора;

—сцена воспринимается более красочной и контрастной солнечным днем;

—синие и зеленые объекты становятся неразличимыми при тусклом осве щении;

—рано утром почти невозможно разобраться в оттенке темных носков (на пример, черных, коричневых или синих) и подобрать парный;

—не существует серой или коричневой электролампочки;

—не существует красно зеленого или желто синего цветов.

Ни один из вышеперечисленных феноменов невозможно объяснить путем физических измерений материалов и/или освещения. Чтобы выполнять досто верные прогнозы подобных эффектов, физические измерения должны быть объединены с некими иными измерениями, выполненными при фактических условиях просмотра, а полученные данные обработаны моделями человеческо го зрительного восприятия. Каждое из описанных выше наблюдений (и множе ство других, сходных с ними) может быть объяснено различными феноменами цветового восприятия и учтено его моделями, однако с помощью существую щей техники цветовых измерений, называемой иногда базовой колориметрией, они не могут быть истолкованы никоим образом.

Наша книга детализирует отличие базовой колориметрии от моделей цвето вого восприятия, дает общеконцептуальное толкование процесса человеческо го зрения и его феноменов, а также предлагает примеры использования моде лей цветового восприятия при решении текущих технологических задач, в ча стности таких, как цифровое цветовоспроизведение. По прочтении «Моделей цветового восприятия» читатель сможет легко объяснить каждый из зритель ных феноменов, описанных выше.

Базовая колориметрия дает нам фундаментальные методы цветовых измере ний, используемых для спецификации цветовых стимулов в логике их сенсор ного потенциала (применительно к некоему усредненному наблюдателю). Од нако сами по себе эти методы могут быть использованы лишь для определения того, соответствуют ли два стимула друг другу по зрительному ощущению или нет в одинаковых условиях просмотра.

Высшая колориметрия (advanced colorimetry) имеет целью поднять базовые колориметрические методы на уровень спецификации цветовых отличий по перцепционным размерностям, то есть в конечном счете на уровень описания самоего цветового восприятия.

Методы спецификации цветовых отличий, разработанные и усовершенство ванные в последние два десятилетия, достигли такого уровня, что некоторые из них приняты в качестве международных стандартов, однако заключительным этапом исследования являются модели цветового восприятия, поскольку имен но они призваны дать математическое описание восприятия стимула в широком диапазоне различных условий просмотра. Отметим, что модели цветового вос

27

ВВЕДЕНИЕ

приятия, оставаясь в течение последних двадцати лет предметом сугубо науч ных изысканий, в последнее время стали остро востребованы практикой: они на чинают находить активное применение в системах цветовоспроизведения, со вершенствуя методики управления цветом. Последние требуют от ученых, ин женеров, программистов, специалистов по изображениям и пр. четкого понима ния идеологических основ, конструкции и возможностей моделей цветового вос приятия.

Чтобы лишний раз не усложнять изучение материала, дадим толкование описанных зрительных эффектов:

—изменение в восприятии света фар приближающегося автомобиля может быть в целом объяснено процессами световой адаптации и описано законом Ве бера;

—«угасание» цветов при тусклом освещении (но без потери видимости объ ектов) объясняется переходом от трихроматического колбочкового зрения

кмонохроматическому палочковому;

—приращения интенсивности свечения звезд по отношению к фотометри ческой яркости дневного неба недостаточно для того, чтобы звезды стали види мыми, в то время как при той же яркости, но на ночном небосклоне — звезды отчетливо видны. Последнее легко объясняется изменением визуального поро га восприятия;

—цвет образца не соответствует цвету стены, поскольку изменились раз мер, окружение и освещенность цветового стимула;

—изменение цвета окружения (или фона) глубоко влияет на восприятие стимула (что может иметь огромное значение для фотографов и живописцев);

—даже если монитор и принтер тщательно откалиброваны и точно характе ризованы, отличия в носителях, белых точках, уровне фотометрической ярко сти и окружении все равно приведут к тому, что отпечатанное изображение бу дет существенно отличаться от оригинала;

—явное увеличение полноты цвета и контраста сцены при повышении уров ня освещенности объясняются эффектами Ханта и Стивенса;

—низкий уровень освещенности при свете ламп накаливания не в состоя нии обеспечить энергию, необходимую для запуска в зрительной системе чело века механизма коротковолновой чувствительности, благодаря чему зеленые объекты неотличимы от синих;

—при тусклом утреннем свете способность к цветовому восприятию стиму лов понижена;

—восприятие серого и коричневого возникает только в отношении т.н. не изолированных цветовых стимулов, и, таким образом, источники освещения не могут быть серыми или коричневыми, поскольку являются наиболее ярки ми элементами сцены;

—ощущение зеленого и красного цветовых тонов (или желтого и синего) не может быть одновременным, поскольку кодируется в нашей зрительной систе ме т.н. биполярным способом.

А теперь, дорогие друзья, начнем чтение и станем постепенно отпирать зам ки тайн цветового восприятия.