Color (Svenska)

utveckling av teorier om färgseende

Även om Aristoteles och andra forntida forskare redan hade skrivit om ljus-och färgseende, var det inte förrän Newton att ljuset identifierades som källan till färgupplevelsen., År 1810 publicerade Goethe sin omfattande teori om färger där han tillskrev fysiologiska effekter till färg som nu förstås som psykologiska.

1801 Thomas Young föreslog sin trikromatiska teori, baserat på observationen att vilken färg som helst kan matchas med en kombination av tre lampor. Denna teori förfinades senare av James Clerk Maxwell och Hermann von Helmholtz. Som Helmholtz uttrycker det, ” principerna i Newtons lag av blandning experimentellt bekräftades av Maxwell 1856., Youngs teori om färgupplevelser, som så mycket annat att denna underbara utredare uppnådde före sin tid, förblev obemärkt tills Maxwell riktade uppmärksamhet åt det.”

samtidigt som Helmholtz utvecklade Ewald Hering motståndarens processteori för färg och noterade att färgblindhet och efterbilder vanligtvis kommer i motståndarpar (röd-grön, blå-orange, gul-violett och svartvit)., I slutändan syntetiserades dessa två teorier 1957 av Hurvich och Jameson, som visade att retinalbearbetning motsvarar den trichromatiska teorin, medan bearbetning på nivån av den laterala genikulära kärnan motsvarar motståndarens teori.

1931, en internationell expertgrupp som kallas kommissionen internationale de l ’ éclairage (CIE) utvecklat en matematisk färgmodell, som kartlagt utrymmet av observerbara färger och tilldelas en uppsättning av tre nummer till varje.,

färg i ögat

det mänskliga ögats förmåga att skilja färger är baserat på varierande känslighet hos olika celler i näthinnan mot ljus av olika våglängder. Människor är trikromatiska-näthinnan innehåller tre typer av färgreceptorceller eller kottar., En typ, relativt skild från de andra två, är mest mottaglig för ljus som uppfattas som blå eller blåviolett, med våglängder runt 450 nm; kottar av denna typ kallas ibland kortvåglängdskontar eller s-kottar (eller vilseledande, blå kottar)., De andra två typerna är nära besläktade genetiskt och kemiskt: mellanvåglängdskottar, m-kottar eller gröna kottar är mest känsliga för ljus som uppfattas som gröna, med våglängder runt 540 nm, medan långvåglängdskottar, l-kottar eller röda kottar är mest känsliga för ljus som uppfattas som gröngul, med våglängder runt 570 nm.

ljus, oavsett hur komplex dess sammansättning av våglängder, reduceras till tre färgkomponenter vid ögat., Varje kontyp följer principen om univariance, vilket är att varje kones utgång bestäms av den mängd ljus som faller på den över alla våglängder. För varje plats i synfältet ger de tre typerna av kottar tre signaler baserat på i vilken utsträckning varje stimuleras. Dessa mängder av stimulering kallas ibland tristimulus värden.

svarskurvan som en våglängdsfunktion varierar för varje typ av kon. Eftersom kurvorna överlappar varandra uppstår inte några tristimulus-värden för någon kombination av inkommande ljus., Det är till exempel inte möjligt att stimulera endast mitten av våglängden (så kallade ”gröna”) kottar; de andra konerna kommer oundvikligen att stimuleras till viss del samtidigt. Uppsättningen av alla möjliga tristimulus-värden bestämmer det mänskliga färgutrymmet. Det har uppskattats att människor kan skilja ungefär 10 miljoner olika färger.

den andra typen av ljuskänslig cell i ögat, stången, har en annan responskurva. I normala situationer, när ljuset är tillräckligt ljust för att starkt stimulera konerna, spelar stavar nästan ingen roll i synen alls., Å andra sidan, i svagt ljus, är konerna understimulerade och lämnar endast signalen från stavarna, vilket resulterar i ett färglöst svar. (Dessutom är stavarna knappt känsliga för ljus i det” röda ” intervallet.) Under vissa betingelser med mellanliggande belysning kan stångresponsen och ett svagt konrespons tillsammans resultera i färgdiskriminering som inte redovisas av konsvar ensamma. Dessa effekter, kombinerade, sammanfattas också i Kruithof-kurvan, som beskriver förändringen av färguppfattning och behaglighet av ljus som funktion av temperatur och intensitet.,

färg i hjärnan

medan mekanismerna för färgvision på näthinnans nivå är väl beskrivna när det gäller tristimulus-värden, är färgbehandling efter den punkten organiserad annorlunda., En dominerande teori om färgseende föreslår att färginformation överförs ur ögat av tre motståndarprocesser, eller motståndarkanaler, var och en konstruerade från konernas råa utgång: en rödgrön kanal, en blågul kanal och en svartvit ”luminans”–kanal. Denna teori har stödts av neurobiologi och står för strukturen i vår subjektiva färgupplevelse., Specifikt förklarar det varför människor inte kan uppfatta en ”rödaktig grön” eller ”gulaktig blå”, och det förutspår färghjulet: det är samlingen av färger för vilka minst en av de två färgkanalerna mäter ett värde vid en av dess ytterligheter.

den exakta karaktären av färguppfattning utöver den behandling som redan beskrivits, och faktiskt status av färg som en egenskap hos den upplevda världen eller snarare som en egenskap hos vår uppfattning om världen – en typ av qualia-är en fråga om komplex och fortsatt filosofisk tvist.,

Nonstandard färguppfattning

färgbrist

om en eller flera typer av en persons färgavkännande kottar saknas eller är mindre lyhörda än normalt för inkommande ljus, kan den personen skilja färre färger och sägs vara färgbrist eller färgblind (även om denna senare term kan vara vilseledande; nästan alla färgbrist individer kan skilja åtminstone vissa färger). Vissa typer av färgbrist orsakas av anomalier i antalet eller arten av kottar i näthinnan., Andra (som central eller kortikal achromatopsi) orsakas av neurala anomalier i de delar av hjärnan där visuell bearbetning sker.

Tetrakromacy

medan de flesta människor är trikromatiska (med tre typer av färgreceptorer), har många djur, kända som tetrakromat, fyra typer. Dessa inkluderar vissa arter av spindlar, de flesta pungdjur, fåglar, reptiler och många arter av fisk. Andra arter är känsliga för endast två axlar av färg eller uppfattar inte färg alls.dessa kallas dikromat och monokromat., En skillnad görs mellan retinal tetrachromacy (med fyra pigment i konceller i näthinnan, jämfört med tre i trichromat) och funktionell tetrachromacy (som har förmågan att göra förbättrade färgdiskrimineringar baserat på den retinala skillnaden). Så många som hälften av alla kvinnor är retinala tetrachromat.: s. 256 fenomenet uppstår när en individ får två något olika kopior av genen för antingen mellan-eller långvåglängdskottar, som bärs på X-kromosomen., För att ha två olika gener måste en person ha två X-kromosomer, varför fenomenet endast förekommer hos kvinnor. Det finns en vetenskaplig rapport som bekräftar förekomsten av en funktionell tetrakromat.

synestesi

i vissa former av synestesi / ideastesi, uppfattar bokstäver och siffror (grapheme–färg synestesi) eller hörsel musikaliska ljud (musik–färg synestesi) kommer att leda till ovanliga ytterligare erfarenheter av att se färger., Beteendemässiga och funktionella neuroimaging experiment har visat att dessa färgupplevelser leder till förändringar i beteendeuppgifter och leder till ökad aktivering av hjärnregioner som är involverade i färguppfattning, vilket visar deras verklighet och likhet med verkliga färgpercepter, om än framkallad genom en icke-standardväg.

efterbilder

efter exponering för starkt ljus i känslighetsområdet blir fotoreceptorer av en viss typ desensibiliserade. För några sekunder efter att ljuset upphör, kommer de att fortsätta att signalera mindre starkt än de annars skulle., Färger som observeras under den perioden verkar sakna färgkomponenten som upptäckts av desensibiliserade fotoreceptorerna. Denna effekt är ansvarig för fenomenet efterbilder, där ögat kan fortsätta att se en ljus figur efter att ha tittat bort från det, men i en kompletterande färg.

efterbild effekter har också använts av konstnärer, inklusive Vincent van Gogh.,

färgkonstantitet

När en artist använder en begränsad färgpalett, tenderar ögat att kompensera genom att se någon grå eller neutral färg som den färg som saknas från färghjulet. Till exempel, i en begränsad palett bestående av rött, gult, svart och vitt, kommer en blandning av gult och svart att visas som en mängd olika gröna, en blandning av rött och svart kommer att visas som en mängd lila, och ren grå kommer att visas blåaktig.

den trikromatiska teorin är strikt sann när det visuella systemet är i ett fast tillstånd av anpassning., I verkligheten anpassar det visuella systemet ständigt till förändringar i miljön och jämför de olika färgerna i en scen för att minska belysningens effekter. Om en scen är upplyst med ett ljus, och sedan med en annan, så länge skillnaden mellan ljuskällorna ligger inom ett rimligt intervall, verkar färgerna i scenen relativt konstanta för oss. Detta studerades av Edwin Land på 1970-talet och ledde till hans retinex-teori om färgkonstantitet.,

båda fenomenen förklaras lätt och matematiskt modelleras med moderna teorier om kromatisk anpassning och färgutseende (t.ex. CIECAM02, iCAM). Det finns inget behov av att avvisa den trichromatiska synteorin, utan det kan snarare förbättras med en förståelse för hur det visuella systemet anpassar sig till förändringar i visningsmiljön.,

färgnamn

i 1969 studien grundläggande Färgtermer: deras universalitet och Evolution, Brent Berlin och Paul Kay beskriver ett mönster i namnge ”grundläggande” färger (som ”röd” men inte ”röd-orange” eller ”mörkröd” eller ”blodröd”, som är ”nyanser” av rött). Alla språk som har två ”grundläggande” färgnamn skiljer mörka / kalla färger från ljusa/varma färger., Nästa färger som ska särskiljas är vanligtvis röda och sedan gula eller gröna. Alla språk med sex ”grundläggande” färger inkluderar svart, vit, röd, grön, blå och gul. Mönstret rymmer upp till en uppsättning av tolv: Svart, grå, vit, rosa, röd, orange, gul, grön, blå, lila, brun och azurblå (skiljer sig från Blå på ryska och italienska, men inte engelska).