ВВЕДЕННЯ В СПЕЦІАЛЬНІСТЬ Лекція № 1 4 Введення в спеціальність Колір у

Ткаченко В. П.
Факультет комп’ютерних наук, кафедра інженерної та комп’ютерної графіки,

ХНУРЕ

1

сознании наблюдателя. От момента
появления науки как таковой интерес к природе

цветового восприятия
не ослабевает, но, несмотря на сегодняшнее бурное развитие технологии, фундаментальные научные вопросы по-прежнему остаются без ответа.

Многие ученые пытаются объяснить цвет, апеллируя лишь к физическим характеристикам 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...

данными длинами волн или точно известный коэффициент спектрального отражения поверхности

объектов—это, собственно,
и есть цвет, однако такое утверждение—это попытка низвести понимание цвета до уровня простого физического толкования. Безусловно более верным является 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 входим в область колориметрии.
Когда в целях наиболее полного описания восприятия цветовых стимулов
принимаются во внимание многие другие переменные—исследование оказывается в сфере моделирования цветового восприятия.

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 «вянут», но объекты остаются вполне различимыми;
— звезды днем не видны;
—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 монитора;
— сцена воспринимается более красочной и контрастной солнечным днем;
— синие и зеленые объекты становятся неразличимыми при тусклом освещении;
— рано утром почти невозможно разобраться в оттенке темных носков (на
пример, черных, коричневых или синих) и подобрать парный;

Ни один из вышеперечисленных феноменов невозможно объяснить путем
физических измерений материалов и/или освещения.

подобных эффектов, физические измерения должны быть объединены с некими иными

измерениями, выполненными при фактических условиях просмотра, а полученные данные обработаны моделями человеческого зрительного восприятия. Каждое из описанных выше наблюдений (и множество других, сходных с ними) может быть объяснено различными феноменами цветового восприятия и учтено его моделями, однако с помощью существующей техники цветовых измерений, называемой иногда базовой колориметрией, они не могут быть истолкованы никоим образом.

глаза и непосредственно зависит
от его анатомической структуры.
На рисунке 1.1

представлены основные элементы оптической системы человеческого глаза.

Глаз работает аналогично фотокамере. Роговица и хрусталик действуют совместно (подобно тому как действуют вместе линзы фотообъектива), фокусируя видимый мир на сетчатой оболочке глазного дна, которая, в свою очередь, подобна фотопленке или иному светочувствительному материалу.

Эти и другие структуры оказывают радикальное влияние на наше цветовое восприятие.

прозрачная поверхность глазного яблока, через которую проникает свет. Роговица —

это самый главный из элементов, формирующих изображение, так как его изогнутая поверхность, находясь
в непосредственном контакте с воздухом, обеспечивает наибольшее изменение
коэффициента преломления в оптической системе глаза. Роговица не имеет кровеносных сосудов и получает питательные вещества из окружающих ее маргинальных капилляров и жидкостей. Дефекты преломления, такие, как близорукость (миопия), дальнозоркость (гиперопия) или астигматизм, могут являться следствием изменений кривизны роговицы.
Хрусталик
Хрусталик выполняет функцию т.н. аккомодации зрения и представляет
собой слоистую гибкую структуру с неравномерным коэффициентом преломления. Хрусталик—это естественный индекс градиентный элемент с максимальным коэффициентом преломления в его центре и минимальным на периферии. Такая особенность хрусталика снижает вероятность аберраций, присущих всем простым оптическим системам.

заполнено т.н. водянистой
влагой, то есть по сути—водой. Пространство между хрусталиком

и сетчаткой заполнено т.н. стекловидным телом, которое также является жидкостью, но с большей вязкостью, подобной вязкости желатина. Давление обеих жидкостей слегка повышено относительно атмосферного, дабы обеспечить постоянство формы глазного яблока и избежать нежелательного дрожания изображения на сетчатке. Упругость глазного яблока обеспечивает его устойчивость к механическим повреждениям.
Радужная оболочка
Радужная оболочка (радужка) представляет собой циркулярную
мышцу, управляющий размером зрачка. Радужка пигментирована, благодаря чему у каждого из нас цвет глаз индивидуален и определяется концентрацией и распространенностью меланина внутри радужной оболочки.
Зрачок представляет собой отверстие в центре радужки, через которое освещается сетчатка. Диаметр зрачка во многом зависит от уровня освещенности.

поверхности глазного яблока и включающий в себя, наряду с другими,

светочувствительные клетки.
Оптическое изображение, сформированное глазом, проектируется на сетчатку, которая обеспечивает начальную обработку сигнала и формирует «схему» его передачи. Светочувствительные клетки, или фоторецепторы, это фрагмент центральной нервной системы, которые можно рассматривать как часть головного мозга.
Фоторецепторы—палочки и колбочки—служат для того, чтобы преобразовывать информацию, представленную в оптическом изображении, в химические и электрические сигналы, которые затем могут быть переданы вышестоящим узлам зрительной системы.
Эти сигналы обрабатываются сетью нервных клеток сетчатки, а затем передаются в мозг по зрительному нерву.
Позади сетчатки находится т.н. пигментный эпителий—темный пигментный слой, который обеспечивает абсорбцию любого света, прошедшего через
сетчатку, но не поглощенного фоторецепторами. Функция пигментного
эпителия состоит в том, чтобы предотвращать обратное рассеяние света через сетчатку, снижающее резкость и контраст воспринимаемого изображения.

колбочками: при низких уровнях яркости (к примеру, меньших чем1cd/m2) зрение

обеспечивают только палочки, в то время как колбочки работают при более высоких уровнях яркости.
Переход от палочкового зрения к колбочковому — один из механизмов, благодаря которым наше зрение функционирует в большом диапазоне уровней яркости: на высоких уровнях яркости (к примеру, выше чем 100 cd/m2) палочки полностью насыщаются и функционируют только колбочки. На промежуточных уровнях яркости и палочки и колбочки функционируют совместно.

Зрение, при котором активны только палочки, называется скотопическим зрением, а зрение, обеспеченное только колбочками, именуется фотопическим. Термин мезопическое зрение относится к зрению, обеспеченному одновременной активностью палочек и колбочек.

системе человека.

координатную систему, которая позволяет давать однозначную спецификацию цветовому восприятию.


Но при

этом не стоит ожидать, что описание цветов, данное в рамках той или иной координатной системы, будет распространяться на все возможные условия просмотра или что оно будет иметь прямую математическую связь с физическими измерениями.

Kолір у поліграфії

цвет, но у его академического определения
и точной спецификации особая история:

в 1931 году Международная комиссия по освещению (CIE) предложила систему цветовых измерений, которая стала базисом современной колориметрии и позволила специфицировать цветовые соответствия посредством т.н. трехстимульных значений CIE XYZ.

И хотя сразу стало ясно, что для эффективной работы необходимы цветовые измерения более высокого уровня, только через 45 лет (в 1976 г.) CIE удалось позиционировать два цветовых пространства — CIELAB и CIELUV — в качестве единого стандарта на измерение цветовых отличий и установку допусков.

цвет, но у его академического определения
и точной спецификации особая история:

в 1931 году Международная комиссия по освещению (CIE) предложила систему цветовых измерений, которая стала базисом современной колориметрии и позволила специфицировать цветовые соответствия посредством т.н. трехстимульных значений CIE XYZ.

И хотя сразу стало ясно, что для эффективной работы необходимы цветовые измерения более высокого уровня, только через 45 лет (в 1976 г.) CIE удалось позиционировать два цветовых пространства — CIELAB и CIELUV — в качестве единого стандарта на измерение цветовых отличий и установку допусков.