концепции ретинексной теории могут оказаться весьма полезными, к примеру: сравнительно недавно ретинексные алгоритмы стали применять для компрес сии динамического диапазона цифровых изображений и их цветокоррекции (Джобсон и колл., 1997). Прочие сферы применения, претензии и успехи рети нексной теории описаны Мак Канном (1993).

Необходимость учета высшими моделями цветового восприятия пространст венных размерностей в связке со спектральными — бесспорна, и концепции ре тинексной теории дают нам некоторое понимание того, каким образом можно обеспечить такой учет. В процессе развития находятся и иные подходы к теории ретинексов (к примеру, Поирсон и Ванделл, 1993; Чанг и Ванделл, 1996), что го товит почву для дальнейшего развития моделей хроматической адаптации.

Таким образом, фонкризовская модель — это прочный фундамент моделей цветового восприятия, но для прогнозирования ряда феноменов адаптации он нуждается в некотором укреплении.

О пространственных моделях хроматической адаптации и моделях воспри ятия изображений мы будем подробно говорить в 20 й главе.

9.3 МОДЕЛЬ НАЯТАНИ

Одним из важных расширений фонкризовской гипотезы является нелиней ная модель хроматической адаптации, разработанная научной командой На ятани. Данная модель была создана на основе т.н. фоновой колориметрии (рас ширение CIE трехстимульной колориметрии), лежащей в сфере интересов све тотехники. Исток модели — в исследованиях Мак Адама (1961).

Модель Мак;Адама

В1961 г. Мак Адам описал нелинейную модель хроматической адаптации,

вкоторой колбочковые ответы были выражены как некая постоянная в сово купности с коэффициентом усиления колбочкового возбуждения, растущим по некоей степенной зависимости. Данная модель представляет собой результат эмпирической подгонки данных о хроматической адаптации, ранее получен ных Мак Адамом (1956). Интересно, что Мак Адаму потребовалась условная зрительная система с колбочками пяти типов, дабы истолковать эксперимен тальные данные в линейном виде (вероятно, так получилось потому, что Мак Адам использовал технику ассиметричных соответствий, при которой две разных области сетчатки [левая и правая половины] экспонировались различ ными адаптирующими стимулами). Нелинейная модель Мак Адама дает хоро шее приближение к экспериментальным данным и является предшественни ком сегодняшних нелинейных моделей.

Модель Наятани

Нелинейная модель научной группы Наятани (1980, 1981) начинается с управления усилением, идущим по степенной функции с вариабельным зна чением степени. В этой модели фонкризовские коэффициенты пропорциональ

209

ны максимумам длинно , средне и коротковолновых колбочковых ответов и степень функции зависит от фотометрической яркости адаптирующего поля. Напомним, что нелинейная функция была заявлена в классической работе Стивенсов (1963), посвященной субъективной яркости.

Другой интересной и важной особенностью нелинейной модели является до бавка к колбочковым ответам понятия «шум», что позволяет моделировать по роговое поведение зрительной системы.

В общем виде модель выражается уравнениями 9.12–9.14:

где La, Ma и Sa — колбочковые сигналы после адаптации; L, M и S — колбочко вые возбуждения; Ln, Mn и Sn — шум; L0, M0 и S0 — колбочковые возбуждения по адаптирующему полю; L, M и S — степени монотонно растущих функций соответствующих колбочковых возбуждений по адаптирующему полю (кон кретные величины степеней можно найти у Наятани [1982]); aL, aM и aS — коэф фициенты, заданные тем принципом, что точное цветовое постоянство немар кированного манселловского образца сохраняется, если его коэффициент яр кости равен коэффициенту яркости адаптирующего фона.

Такахама (1984) расширил модель Наятани до уровня прогнозирования со гласованных цветовых стимулов при фонах с различными коэффициентами яркости. Версия модели от 1987 г. (Наятани, 1987) была принята CIE в качест ве пробной: предполагалось, что CIE, действуя через свои технические комите ты, соберет дополнительные данные для тестирования и возможного улучше ния модели Наятани и решит вопрос о том, рекомендовать ли данную модель для общего пользования. Результаты тестирования оказались неубедительны ми, поэтому CIE не приняла модель в качестве кандидата на международный стандарт. Тонкости модели и ее полная формулировка были отработаны в ис пытательный период и подытожены в техническом отчете CIE (CIE 1994).

Нелинейная модель Наятани использовалась для прогнозирования брене мановских согласованных стимулов; результаты, аналогичные результатам фонкризовской модели (рис. 9.2), представлены на рис. 9.3: предикторы весь ма хороши, но все же несколько менее точны, чем у простой фонкризовской мо дели (по тем же данным).

Одна из причин такой ситуации состоит в том, что бренемановские данные были собраны в таких условиях просмотра, при которых отсутствовал эффект когнитивного обесцвечивания осветителя, поэтому хроматическая адаптация была неполной и бренемановское адаптирующее поле, построенное на свете

210

Рис. 9.3 Предикторы некоторых согласованных цветовых стимулов, полученные при помощи нелинейной модели Наятани. Полые треугольнички представляют визуальные данные; сплошные треугольнички — предикторы модели.

ламп накаливания, по ощущению оставалось желтоватым. В результате кон трольные визуальные данные оказались сдвинутыми в желтую сторону относи тельно всех предикторов модели Наятани. Сравнительно недавно (Наятани, 1997) появились усовершенствованные методы определения и учета степени хроматической адаптации в научных экспериментах.

Нелинейная модель Наятани способна прогнозировать эффекты Ханта (рост полноты цвета по мере роста адаптирующей яркости), Стивенса (рост светлот ного контраста по мере роста яркости) и Хельсона — Джадда (появление цвето вого тона у немаркированных манселловских образцов при резкохроматичном освещении). Стоит отметить, что фонкризовский расчет смены хроматической адаптации не зависит от яркости и, таким образом, не может быть использован для прогноза тех феноменов восприятия, которые являются функцией от нее. Плюс к тому, линейный характер простого фонкризовского расчета препятст вует прогнозу эффекта Хельсона — Джадда.

Модель Наятани интересна по ряду причин. Она весьма простым путем со вершенствует фонкризовскую гипотезу, поднимая ее на уровень, при котором модель становится способной к прогнозу некоторых дополнительных эффек тов. Также модель Наятани оказала серьезное влияние на работу CIE в области моделирования хроматической адаптации и цветового восприятия в целом, что заложило базис одной из двух существующих сегодня полноценных моделей цветового восприятия1.

1Здесь автор намекает на модели CIECAM97s и CIECAM02, утвержденные CIE. — Прим. пер.

211