Color

ontwikkeling van theorieën over kleurenzicht

hoewel Aristoteles en andere antieke wetenschappers al hadden geschreven over de aard van licht en kleurenzicht, was het pas Newton dat licht werd geïdentificeerd als de bron van de kleurensensatie., In 1810 publiceerde Goethe zijn uitgebreide kleurentheorie, waarin hij fysiologische effecten toeschreef aan kleuren die nu als psychologisch worden beschouwd.in 1801 stelde Thomas Young zijn trichromatische theorie voor, gebaseerd op de observatie dat elke kleur kan worden vergeleken met een combinatie van drie lichten. Deze theorie werd later verfijnd door James Clerk Maxwell en Hermann von Helmholtz. Zoals Helmholtz het stelt: “de principes van Newton’ s wet van mengsel werden experimenteel bevestigd door Maxwell in 1856., Young ‘ s theorie van kleurensensaties, zoals zoveel anders dat deze geweldige onderzoeker voor zijn tijd bereikte, bleef onopgemerkt totdat Maxwell de aandacht erop richtte.”

Op hetzelfde moment als Helmholtz ontwikkelde Ewald Hering de kleurenprocestheorie van de tegenstander, waarbij hij opmerkte dat kleurenblindheid en naafbeeldingen meestal voorkomen in paren van de tegenstander (Rood-Groen, Blauw-oranje, geel-violet en zwart-wit)., Uiteindelijk werden deze twee theorieën in 1957 gesynthetiseerd door Hurvich en Jameson, die aantoonden dat de netvliesverwerking overeenkomt met de trichromatische theorie, terwijl de verwerking op het niveau van de laterale geniculaatkern overeenkomt met de tegenstander theorie.in 1931 ontwikkelde een internationale groep van deskundigen, bekend als de Commission internationale de l ‘ éclairage (CIE), een wiskundig kleurenmodel, dat de ruimte van waarneembare kleuren in kaart bracht en elk een verzameling van drie getallen toekende.,

kleur in het oog

het vermogen van het menselijk oog om kleuren te onderscheiden is gebaseerd op de variërende gevoeligheid van verschillende cellen in het netvlies naar licht van verschillende golflengten. Mensen zijn trichromatisch – het netvlies bevat drie soorten kleurreceptorcellen of kegels., Een type, relatief verschillend van de andere twee, is het meest ontvankelijk voor licht dat wordt waargenomen als blauw of blauw-violet, met golflengten rond 450 nm; kegels van dit type worden soms kort-golflengtekegels of s kegels genoemd (of misleidend, blauwe kegels)., De andere twee types zijn genetisch en chemisch nauw verwant: Midden-golflengtekegels, m-kegels, of groene kegels zijn het gevoeligst voor licht waargenomen als groen, met golflengten rond 540 nm, terwijl de lange-golflengtekegels, l-kegels, of rode kegels, zijn het gevoeligst voor licht dat wordt waargenomen als groenachtig geel, met golflengten rond 570 nm.

licht, hoe complex de samenstelling van golflengten ook is, wordt door het oog gereduceerd tot drie kleurcomponenten., Elk type kegel houdt zich aan het principe van univariantie, dat is dat de output van elke kegel wordt bepaald door de hoeveelheid licht die erop valt over alle golflengten. Voor elke locatie in het gezichtsveld, de drie soorten kegels produceren drie signalen gebaseerd op de mate waarin elk wordt gestimuleerd. Deze hoeveelheden stimulatie worden soms tristimuluswaarden genoemd.

De responscurve als functie van de golflengte varieert voor elk type kegel. Omdat de curven elkaar overlappen, komen sommige tristimuluswaarden niet voor bij een binnenkomende lichtcombinatie., Het is bijvoorbeeld niet mogelijk om alleen de middengolflengte (zogenaamde “groene”) kegels te stimuleren; de andere kegels zullen onvermijdelijk tot op zekere hoogte tegelijkertijd worden gestimuleerd. De verzameling van alle mogelijke tristimulus waarden bepaalt de menselijke kleurruimte. Men schat dat de mens ongeveer 10 miljoen verschillende kleuren kan onderscheiden.

het andere type lichtgevoelige cel in het oog, de staaf, heeft een andere responscurve. In normale situaties, wanneer het licht helder genoeg is om de kegels sterk te stimuleren, spelen staafjes vrijwel geen rol in het zicht., Aan de andere kant, bij zwak licht, de kegels zijn onderstimulatie waardoor alleen het signaal van de staven, wat resulteert in een kleurloze reactie. (Bovendien zijn de stangen nauwelijks lichtgevoelig in het” rode ” bereik.) In bepaalde omstandigheden van tussenverlichting kunnen de staafrespons en een zwakke kegelrespons samen leiden tot kleurdiscriminatie die niet alleen door kegelresponsen wordt verklaard. Deze effecten, gecombineerd, worden ook samengevat in de Kruithof-kromme, die de verandering van kleurwaarneming en lichtplezier beschrijft als functie van temperatuur en intensiteit.,

Color in the brain

hoewel de mechanismen van kleurzicht op het niveau van het netvlies goed zijn beschreven in termen van tristimuluswaarden, is de kleurverwerking na dat punt anders georganiseerd., Een dominante theorie van kleurenvisie stelt voor dat kleurinformatie uit het oog wordt verzonden door drie processen of kanalen van de tegenstander, elk opgebouwd uit de ruwe output van de kegels: een rood–groen kanaal, een blauw–geel kanaal en een zwart–wit “Luminantie” kanaal. Deze theorie wordt ondersteund door neurobiologie en verklaart de structuur van onze subjectieve kleurervaring., In het bijzonder verklaart het waarom mensen een “roodgroen” of “geelblauw” niet kunnen waarnemen, en het voorspelt het kleurenwiel: het is de verzameling kleuren waarvoor ten minste een van de twee kleurkanalen een waarde meet op een van de uitersten.

de exacte aard van kleurwaarneming buiten de reeds beschreven verwerking, en inderdaad de status van kleur als een kenmerk van de waargenomen wereld of liever als een kenmerk van onze waarneming van de wereld—een soort qualia—is een kwestie van complexe en voortdurende filosofische dispuut.,

niet-standaard kleurwaarneming

Kleurdeficiëntie

als een of meer typen van de kleurwaarnemende kegels van een persoon ontbreken of minder reageren dan normaal op binnenkomend licht, kan die persoon minder kleuren onderscheiden en wordt gezegd dat hij kleurdeficiënt of kleurenblind is (hoewel deze laatste term misleidend kan zijn; bijna alle kleurdeficiënte personen kunnen ten minste enkele kleuren onderscheiden). Sommige soorten kleurdeficiëntie worden veroorzaakt door afwijkingen in het aantal of de aard van kegels in het netvlies., Andere (zoals centrale of corticale achromatopsie) worden veroorzaakt door neurale anomalieën in die delen van de hersenen waar visuele verwerking plaatsvindt.

Tetrachromaat

hoewel de meeste mensen trichromatisch zijn (met drie soorten kleurreceptoren), hebben veel dieren, bekend als tetrachromataten, vier soorten. Deze omvatten enkele soorten spinnen, de meeste buideldieren, vogels, reptielen en vele soorten vissen. Andere soorten zijn gevoelig voor slechts twee assen van kleur of nemen helemaal geen kleur waar; deze worden respectievelijk dichromatten en monochromatten genoemd., Er wordt een onderscheid gemaakt tussen retinale tetrachromaat (met vier pigmenten in kegelcellen in het netvlies, vergeleken met drie in trichromatten) en functionele tetrachromaat (met de mogelijkheid om verbeterde kleurdiscriminatie te maken op basis van dat retinale verschil). Maar liefst de helft van alle vrouwen zijn retinale tetrachromatten.: p. 256 het fenomeen doet zich voor wanneer een individu twee lichtjes verschillende exemplaren van het gen voor of de middelgrote of lange golflengtekegels ontvangt, die op het chromosoom van X worden gedragen., Om twee verschillende genen te hebben, moet een persoon twee X-chromosomen hebben, daarom komt het fenomeen alleen bij vrouwen voor. Er is één wetenschappelijk rapport dat het bestaan van een functioneel tetrachromaat bevestigt.

synesthesie

in bepaalde vormen van synesthesie / ideasthesie zal het waarnemen van letters en cijfers (grapheme–color synesthesie) of het horen van muzikale geluiden (muziek–color synesthesie) leiden tot de ongewone extra ervaringen van het zien van kleuren., Gedrags-en functionele neuroimaging experimenten hebben aangetoond dat deze kleur ervaringen leiden tot veranderingen in gedragstaken en leiden tot verhoogde activering van hersengebieden betrokken bij kleur perceptie, dus het aantonen van hun realiteit, en gelijkenis met echte kleur percepties, zij opgeroepen door een niet-standaard route.

Naafbeeldingen

na blootstelling aan sterk licht in hun gevoeligheidsbereik worden fotoreceptoren van een bepaald type ongevoelig. Gedurende een paar seconden nadat het licht ophoudt, zullen ze minder sterk blijven signaleren dan ze anders zouden doen., Kleuren waargenomen tijdens die periode zal lijken te ontbreken van de kleur component gedetecteerd door de ongevoelige fotoreceptoren. Dit effect is verantwoordelijk voor het fenomeen van naafbeeldingen, waarbij het oog een heldere figuur kan blijven zien nadat het ervan wegkijkt, maar in een complementaire kleur.

Afterimage effecten zijn ook gebruikt door kunstenaars, waaronder Vincent Van Gogh.,

kleurbestendigheid

wanneer een artiest een beperkt kleurenpalet gebruikt, heeft het oog de neiging om te compenseren door elke grijze of neutrale kleur te zien als de kleur die ontbreekt in het kleurenwiel. Bijvoorbeeld, in een beperkt palet bestaande uit rood, geel, zwart en wit, een mengsel van geel en zwart zal verschijnen als een verscheidenheid van groen, een mengsel van rood en zwart zal verschijnen als een verscheidenheid van paars, en puur grijs zal blauwachtig verschijnen.

De trichromatische theorie is strikt waar wanneer het visuele systeem zich in een vaste staat van aanpassing bevindt., In werkelijkheid past het visuele systeem zich voortdurend aan aan veranderingen in de omgeving en vergelijkt het de verschillende kleuren in een scène om de effecten van de verlichting te verminderen. Als een scène wordt verlicht met een licht, en dan met een ander, zolang het verschil tussen de lichtbronnen binnen een redelijk bereik blijft, lijken de kleuren in de scène relatief constant voor ons. Dit werd bestudeerd door Edwin Land in de jaren 1970 en leidde tot zijn retinex theorie van kleurconstantie.,

beide verschijnselen worden gemakkelijk verklaard en wiskundig gemodelleerd met moderne theorieën over chromatische aanpassing en kleurverschijning (bijvoorbeeld CIECAM02, iCAM). Het is niet nodig om de trichromatische theorie van het zicht te verwerpen, maar eerder kan het worden verbeterd met een begrip van hoe het visuele systeem zich aanpast aan veranderingen in de kijkomgeving.,

Color name

In de studie van 1969 Basiskleurtermen: hun universaliteit en evolutie, Brent Berlin en Paul Kay beschrijven een patroon in het benoemen van “basis” kleuren (zoals “rood”, maar niet “rood-oranje” of “donkerrood” of “bloedrood”, die “tinten” van rood zijn). Alle talen met twee” basic ” kleurnamen onderscheiden donkere / koele kleuren van heldere/warme kleuren., De volgende kleuren te onderscheiden zijn meestal rood en dan geel of groen. Alle talen met zes “basis” kleuren zijn zwart, wit, rood, groen, blauw en geel. Het patroon houdt een set van twaalf: Zwart, grijs, wit, roze, rood, oranje, geel, groen, blauw, paars, bruin en azuurblauw (verschillend van blauw in het Russisch en Italiaans, maar niet in het Engels).