Том 1 (1128361), страница 118
Текст из файла (страница 118)
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-ее хроматические (красная, оранжевая, синяя и т.д.)и ахроматические (от глубокой черной через различные оттенки серой до самой яркой белой) «валентности». В видимом солнечном спектре (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, например пурпурный (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 опт чистых спектральных тртетов. Феноменологическая структура цветовосприятня описывается законамн 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 качестваьпп тоном, цасьпценвостью и светлотой.
В случае светящихся цветовых стимулов (например, цвепюго источника света) «светлота» заменяется на <щркостьтх Цветовые тона образуют естественный бесконечный континуум, цветовой круг с последовательностью: красный„желтый, зеленый, синий, пурпурньтй 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.
Насыптенност оттенка — это мера относительного содержания в нем хроматических н ахроматических компонентов, а светлота определяется положением ахроматического компонента на шкале серого. Все воспринимаемые цветовые валентности можно представить в виде трехмерного цветового тела, в котором относительное положение цветов определимо с метрической точностью или же задается чисто качественно. На рнс. 11.40, Б показан один нз первых (1810 г.), неметрических, вариантов такой формы представления — цветовой шар немецкого художника Филиппа Отто Рунге. Каждой цветовой валентности здесь соответствует определенный участок на поверхности шара нли 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 нешаровцдное цветовое тело. Цель создания таких метрических цветовых систем -однозначное онвсяние 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 прв естественном освсщеннн воспрнатне цветов поверхностей было относнтельно независимым от спектрального состава падающего света. Чтобы обеспечять такую неэавнснмосгь, объекты должны освещаться светом, вюпочатощнм значительный диапазон видимою спектра. Постоянство нх цвета связано с восприятием нами пренмущественно спектральяай отражательной способаосщ поверхностей Она позволяет распознать объекты в естественных условиях прн раэлнчном освещении. Однако у постоянства цвета есть свои границы. Сравните, например, контраст между коричневым стволом пихты н глубоким зеленым янко Слава (Библиотака Ногфт)а) ( ( азаъааавеуапс)ах.гп ( ( Ытр Гууапно.ИЬ.гп 270 ЧАСТЬ НЬ ОБЩАЯ И СПЕЦИАЛЬНАЯ СЕНСОРНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ разной длиной волны надает на одну и ту зке точку сетчатки (рис.
И.41). Если отдельные источники света монохроматичсские, 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 адднтивного смешения цветов.
Эти уравнения используются также в тестах по выявлению дефицита цветового зрении (см. с. 273). Инструмент для проведения таких испытаний называется виомвлоскоиом. С помощью него можно, например, спроецировать спектральный желтый цветом ее иголок в серый дождливый день с гораздо более сильным цветовым колтрастом в случае.
когда дерево освещается в летний вечер красноватым светом заходациго солнца. При искусственном ссаещеаии. соответствующем только части видимого спектра, цвета тканей кажутск иными, чем при естественном. Это следует помнить, когда покупаешь одежду. Смещение 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 вддитнвиом смешении цветов свет с Рис. 11.40. 4. Распределение тонов на цветовом круге. Тоны между А и Б (стрелка) не относятся к спектральным, а получаются эа счет смешения красного и синего. Б. Цветовой шар Рунге (1810 г.) — неметрическсе представление цветового пространства Латке Слава Пииблиотека Рога/тза) ! ! агаыааааауапчгех.го ! ! Ъаерйкуапэко.таЪ.гп ГЛАВА 11. ЗРЕНИЕ 271 ироко- ооныа Фипатр к т „... „, аптого'чо'Р т'тт паата иткнт, оо~ . ~ .ато сап~а Источник Еааото паата Эапаныя Краоныи Источники паата Рис. 11.41.
Схема алдитивного (А) и субтрактивыого (Б) смешения цветов (7. = 589 нм) на одну половину круга, а смесь спекгральных красного (1 = 671 нм) и зеленого (). = = 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) + Ь(зеленый, 546) = с(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 светоных 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. 11АО„ 11.43). Белый цвет. Для каждого тона на цветовом круге существует другой тон, дающий при аддитивном смешении с ним белый цвет. Константы (весовые коэффициенты а и Ь) такого уравнения смешения цветов а(Гт) + Ь(Гэ) ск с(белый) (13) зависят от определения белого цвета. Любую пару тонов Г, и Гэ, удовлетворяющую уравнению (13), нааывают дополнительными цветами. Субтрактаваее смепжияе цветов отличается от адап- тивного тем, что является чисто физическим процессом.
Если белый свет пропустить через два фильтра с широкой полосой пропусканяя -сначала через синай, а затем через желтый,— получится «смесьп земного цвета, поскольку через оба фильтра могут пройти только зеленые световые лучи (рвс. 11.41). Художник, смешивая краски, производит субтрактавнсе смешение цветов, поскольку отдельные гравулы пигментов действуют кек широкополосные хроматические фильтры.
Трихроматичипсть. При нормальном цветовом зрении любой тон (Га) может быть получен путем аддитивного смешения трех других определенным образом подобранных тонов (Г, — Г,). Это записывается в виде уравнения необходимых и достаточных условий цветоощущения а(Гт) + Ь(Гэ) + с(Гэ) сх т)(Г4) (!4) Согласно меяцгународной конвенции, в качестве главных цветов Г,, Гэ и Гэ, 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 а+Ь+скд=1. (15) Результаты физиологических экспериментов по цветовосприятию, описываемые уравнениями (1!)- (14), могут быть геометрически представлены в виде диаграммы цветности («цветового треугольнике>), принеденной на рис. 11.42. Оттенки серого, присутствующие в цветовом 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 пряьбао через «белую точку» (Е) (9, 12, 13, 16, 31, 333.
Теории цветового эреиия. Ниже описаны две наиболее известные из этих теорий. В сесе время между вх сторонниками велись жаркие споры, однако сейчас обе можно рассматривать как взаимодополняющие теоретические яптерпретапия феномена цветового зрения, Каждая яз нях «правильно» описывает свой уровень афферентиой зрительной системы н подтверждается прямыми физиологическими измерениями.
Попытка синтеза двух этих конкурирующих теорий была предпрвнята 80 лег назад Иоганнесом фон Крисом, предложившим свою зоивую теоршо. Трехкемвеаеатяав теории, разработанная Юнгом, Максвеллом и Гельмгольцем, постулирует, что три разных типа колбочек прв фотопическом зрении работают как яезавясамые рецепторные системы. Комбинации получаемых от нях сигналов анализируются двумя нейронными системами - восприятия яркости я авета Справедливость этой теории подтверждается закономерностями цвстовосприятяя на нижнем пределе фотопаческой чувствительности: в таких условиям различаются только тря тона- красный, зеленый а синий. Прямые измерения спектров поглощения фотопигментов одиночных колбочек я записи ях рецепторвых потенциалов в сетчатке животных с цаетовым зреняем (см.
с. 248 н далее) объективно подтвердили наличие трех типов цветовых рецепторов. Янко С".лава (Биеааигг»ака 1"'о»Г/тда) 1 1 »1аь аааеауаа»тах.ги 1 1 Икр„//уап1»о.11Ьжн 272 ЧАСТЬ П1, ОБЩАЯ И СПЕЦИАЛЬНАЯ СЕНСОРНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ ° ВВИ ° ю юааюиаююааааа~и Ыйаааваивюююю ° ВВВЮВИИЮИВИВИИВВ ° Ввввваавввввввв ° Вввввввв ° ВВВВИВИ 0,8 ыо 0,7 0,6 ~ИЙЮ О,б Вава ° Ва ° ЮЮ 0,4 О,З 0,2 ЮИИ ° ВВ ° $ ° ° Ив ааааа ° ИИВВЙ ° ЮЮВВВВВВВЮ ° Ввввввввава ° Вава вв>ааааа ° ВВ Вввааввввва 0 Ю 0 ОД 0,2 0,3 0,4 О,б 0,6 0,7 х Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
