Barva

Rozvoj teorie barevného vidění

i když Aristoteles a další antičtí vědci již napsal na povaze světla a barevné vidění, to nebylo až Newton, že světlo bylo identifikováno jako zdroj color sensation., V roce 1810 vydal Goethe svou komplexní teorii barev, ve které připisoval fyziologické účinky barvě, která je nyní chápána jako psychologická.

v roce 1801 Thomas Young navrhl svou trichromatickou teorii na základě pozorování, že jakákoli barva by mohla být porovnána s kombinací tří světel. Tuto teorii později zdokonalili James Clerk Maxwell a Hermann von Helmholtz. Jak říká Helmholtz, “ principy Newtonova zákona směsi byly experimentálně potvrzeny Maxwellem v roce 1856., Youngova teorie barevných pocitů, stejně jako tolik jiného, že tento úžasný vyšetřovatel dosáhl před svým časem, zůstal bez povšimnutí, dokud na něj Maxwell neupozornil.“

Ve stejné době jako Helmholtz, Ewald Hering vyvinul soupeř proces, teorie barev, a upozorňuje, že barvoslepost a přetrvávajícího obvykle přicházejí v soupeře dvojici (červená-zelená, modrá-oranžová, žlutá-fialová, černá-bílá)., Nakonec tyto dvě teorie byly syntetizovány v roce 1957 tím, že Hurvich a Jamesonová, který ukázal, že sítnice zpracování odpovídá trichromatické teorie, zatímco zpracování na úrovni boční geniculate jádro odpovídá soupeře teorie.

V roce 1931, mezinárodní skupina expertů známý jako Commission internationale de l’éclairage (CIE) vyvinul matematický model, který zmapoval prostor pozorovatelné barvy a přiřazena sada tří čísel na každé.,

Barva do očí

schopnost lidského oka rozlišovat barvy je založen na různou citlivost různých buněk sítnice na světlo o různých vlnových délkách. Lidé jsou trichromatické-sítnice obsahuje tři typy buněk barevných receptorů, nebo kužely., Jeden typ, poměrně odlišné od dalších dvou, je nejvíce citlivý na světlo, které je vnímáno jako modré nebo modré-fialové, s vlnové délky přibližně 450 nm; šišky tohoto druhu jsou někdy nazývány krátké vlnové délky, kužely nebo S kužely (nebo klamavě, modré kužely)., Další dva druhy jsou blízce příbuzné geneticky a chemicky: střední vlnová délka kužele, M kužely, nebo zelené kužely jsou nejvíce citlivé na světlo vnímáno jako zelené, s vlnovými délkami kolem 540 nm, zatímco dlouho-vlnová délka kužele, L kužely, nebo červené kužely, jsou nejvíce citlivé na světlo, které je vnímáno jako zeleno-žluté, s vlnových délkách 570 nm.

světlo, bez ohledu na to, jak složité je jeho složení vlnových délek, je oko redukováno na tři barevné složky., Každý typ kužele dodržuje princip univariance, což znamená, že výstup každého kužele je určen množstvím světla, které na něj dopadá na všech vlnových délkách. Pro každé umístění ve zorném poli poskytují tři typy kuželů tři signály založené na tom, do jaké míry je každý stimulován. Tato množství stimulace se někdy nazývají hodnoty tristimulus.

křivka odezvy jako funkce vlnové délky se mění pro každý typ kužele. Protože se křivky překrývají, některé hodnoty tristimulus se nevyskytují pro žádnou kombinaci příchozího světla., Například není možné stimulovat pouze kužely střední vlnové délky (tzv. Sada všech možných hodnot tristimulus určuje lidský barevný prostor. Odhaduje se, že lidé mohou rozlišit zhruba 10 milionů různých barev.

druhý typ buňky citlivé na světlo v oku, tyč, má jinou křivku odezvy. V normálních situacích, kdy je světlo dostatečně jasné, aby silně stimulovalo kužely, tyče nehrají prakticky žádnou roli ve vidění vůbec., Na druhou stranu, v tlumeném světle jsou kužely podtimulovány a zanechávají pouze signál z tyčí, což vede k bezbarvé reakci. (Kromě toho jsou tyče sotva citlivé na světlo v“ červeném “ rozsahu.) V určitých podmínkách střední osvětlení, tyče reakci a slabý kužel reakce mohou spolu vést v barvě diskriminaci, které nebyly použity pro kužel odpovědi sám. Tyto efekty, kombinované, jsou shrnuty také v křivce Kruithof, která popisuje změnu vnímání barev a příjemnosti světla jako funkci teploty a intenzity.,

Barva v mozku

Zatímco mechanismy barevného vidění na úrovni sítnice jsou dobře popsány v podmínkách stimulových hodnot, zpracování barev po tomto bodě je uspořádán jinak., Dominantní teorie barevného vidění navrhuje, aby barva informace se přenáší z oka třemi soupeř procesů, nebo soupeř kanály, každý konstruovány z surového výstupu z kužele: červená–zelená kanál, modrá–žlutá kanálu, a černá–bílý „jas“ kanál. Tato teorie byla podpořena neurobiologií a představuje strukturu naší Subjektivní barevné zkušenosti., Konkrétně to vysvětluje, proč lidé nemohou vnímat „načervenalé zelenou“ nebo „nažloutlý modrý“, a to předpovídá barevné kolo: je to kolekce barev, u nichž je alespoň jeden ze dvou barevných kanálů měří hodnoty na jednom ze svých extrémů.

přesná povaha vnímání barev za zpracování již bylo popsáno, a ve skutečnosti stav barvy jako rys vnímaného světa, nebo spíše jako rys našeho vnímání světa—typ qualia—je záležitostí komplexní a trvající do filosofického sporu.,

Nestandardní vnímání barev

Barva nedostatku,

Pokud jeden nebo více typů člověka barva-snímání kužely chybí nebo jsou méně citlivé než normální příchozí světlo, že člověk může rozlišovat méně barev a je řekl, aby být barevné nedostatečné, nebo barvoslepý (i když tento termín může být zavádějící; téměř všechny barvy deficitních jedinců lze rozlišit alespoň některé barvy). Některé druhy nedostatku barev jsou způsobeny anomáliemi v počtu nebo povaze kuželů v sítnici., Jiní (jako centrální nebo mozková achromatopsie) jsou způsobeny nervové anomálie v těch částech mozku, kde vizuální zpracování probíhá.

Tetrachromacy

Zatímco většina lidí jsou tříbarevné (má tři druhy barevných receptorů), mnoho zvířat, známý jako tetrachromats, mají čtyři typy. Patří sem některé druhy pavouků, většina vačnatců, ptáků, plazů a mnoho druhů ryb. Jiné druhy jsou citlivé pouze na dvě osy barvy nebo vůbec nevnímají barvu; nazývají se dichromaty a monochromaty., Rozlišuje se mezi sítnice tetrachromacy (mají čtyři pigmenty v kuželové buňky v sítnici, ve srovnání s tři v trichromats) a funkční tetrachromacy (mají schopnost vytvořit lepší barvu diskriminaci na základě, že sítnice rozdíl). Až polovina všech žen jsou tetrachromaty sítnice.:p.256 tento jev vzniká, když se jedinec dostává dvě mírně odlišné kopie genu pro střední nebo dlouhé vlny kužely, které jsou prováděny na X chromozomu., Aby člověk měl dva různé geny, musí mít dva X chromozomy, a proto se tento jev vyskytuje pouze u žen. Existuje jedna vědecká zpráva, která potvrzuje existenci funkčního tetrachromatu.

Synestezie

V některých formách synestezie/ideasthesia, vnímání písmen a čísel (grafém–barva synesthesia) nebo slyšení, hudební zvuky (hudební–barva synesthesia) povede k další neobvyklé zážitky, vidět barvy., Behaviorální a funkční neurozobrazování experimenty prokázaly, že tyto barvy zkušeností vést ke změnám v chování, úkoly a vést ke zvýšené aktivaci mozkových oblastí zapojených ve vnímání barev, což prokazuje jejich reality, a podobnost se skutečnou barvu percepts, byť vyvolán pomocí nestandardní cestou.

Zbytkový

Po vystavení silnému světlu v jejich citlivosti rozsah, fotoreceptorů daného typu znecitlivět. Několik sekund poté, co světlo přestane, budou i nadále signalizovat méně silně, než by jinak., Zdá se, že barvy pozorované během tohoto období postrádají barevnou složku detekovanou desenzitizovanými fotoreceptory. Tento efekt je zodpovědný za fenomén přetrvávajícího, ve kterém oko může i nadále vidět světlou postavu po odvrátil se od ní, ale v doplňkové barvě.

Afterimage efekty byly také využity umělci, včetně Vincenta van Gogha.,

Barevná stálost

Když umělec používá omezenou paletu barev, oko má tendenci kompenzovat tím, že vidí nějaké šedé nebo neutrální barvy jako barva, která je chybějící z barevného kola. Například, v omezené palety, skládající se z červené, žluté, černé a bílé, směs žluté a černé se objeví jako různé zelené, směs červené a černé se objeví jako různé fialové a čistě šedé se objeví namodralé.

trichromatická teorie je přísně pravdivá, když je vizuální systém v pevném stavu adaptace., Ve skutečnosti, vizuální systém se neustále přizpůsobuje změnám v prostředí a porovnává různé barvy ve scéně snížit účinky osvětlení. Pokud je scéna osvětlena jedním světlem a pak druhým, pokud rozdíl mezi světelnými zdroji zůstává v rozumném rozsahu, barvy ve scéně se nám zdají relativně konstantní. To bylo studováno Edwinem Landem v 70.letech a vedlo k jeho retinexové teorii barevné stálosti.,

oba jevy jsou snadno vysvětleny a matematicky modelovány moderními teoriemi chromatické adaptace a barevného vzhledu (např. CIECAM02, iCAM). Není třeba odmítat trichromatickou teorii vidění, ale spíše ji lze vylepšit pochopením toho, jak se vizuální systém přizpůsobuje změnám v pozorovacím prostředí.,

Barva pojmenování

V roce 1969 studovat Základní Barevné Termíny: Jejich Univerzálnost a Vývoj, Brent Berlin a Paul Kay popsat vzor v pojmenování „základní“ barvy (jako „červená“, ale ne „red-orange“ nebo „tmavě červená“, nebo „blood red“, které jsou „odstíny“ red). Všechny jazyky, které mají dvě „základní“ názvy barev, odlišují tmavé / chladné barvy od jasných / teplých barev., Další barvy, které je třeba rozlišovat, jsou obvykle červené a pak žluté nebo zelené. Všechny jazyky se šesti „základními“ barvami zahrnují černou, bílou, červenou, zelenou, modrou a žlutou. Vzor pojme až soubor dvanácti: černá, šedá, bílá, růžová, červená, oranžová, žlutá, zelená, modrá, fialová, hnědá, a azure (odlišný od modré v ruské a italské, ale ne v angličtině).