synthese van oppervlaktekleuren
Deze pagina hanteert een nieuwe aanpak: het systematisch manipuleren van het licht dat door oppervlaktekleuren wordt weerkaatst om de basispatronen van onze visuele waarneming te begrijpen. Deze patronen verduidelijken hoe kleuren veranderen als reactie op veranderingen in licht, en dus hoe veranderingen in licht in kleurmedia kunnen worden weergegeven. Er wordt echter geen echt licht of ogen gebruikt in de demonstratie. Het "weerkaatste licht" wordt gesimuleerd met optimale kleuren . Elke oppervlaktekleur heeft een reflectieprofiel : optimale kleuren zijn slechts geïdealiseerde reflectieprofielen, gecreëerd uit discrete blokken van pure (100%) reflectie, die kunnen worden aangepast aan de tint en/of helderheid van elke oppervlaktekleur, zij het altijd met de maximaal mogelijke tintzuiverheid (zie diagram hieronder).
werkelijke en ideale reflectieprofielen (links) Werkelijke reflectieprofielen voor cadmiumoranje (PO20) en ultramarijnblauw (PB29); (rechts) Ideale reflectieprofielen (optimale kleuren) met dezelfde helderheid en tint als cadmiumoranje en ultramarijnblauw, maar met maximale kleurzuiverheid. De optimale kleuren werden gesimuleerd met behulp van de 10° (1964) Stiles & Burch kleuraanpassingsfuncties , getabelleerd in intervallen van één nanometer van 360 nm tot 830 nm. Deze behoren tot de meest nauwkeurige en spectraal breedste kleuraanpassingsfuncties die beschikbaar zijn. Het "visuele systeem" is hier de CIECAM- kleurruimte, waarschijnlijk het meest geavanceerde en nauwkeurige kleurmodelleringssysteem dat momenteel in gebruik is, onder de gelijke energie ( EE ) belichting. Deze technische termen beschrijven een eenvoudig concept. De kleuraanpassingsfuncties vertegenwoordigen de L- , M- en S -kegelreacties op licht – de "ogen" waarmee we kleur zien. De optimale kleuren simuleren gekleurde oppervlakken met de maximaal mogelijke kleurzuiverheid in fysieke materialen – dit zijn "kleurstalen" die de fysieke beperkingen van echte verf vermijden. CIECAM is het "visuele systeem" dat de L- , M- en S -kegeluitvoer interpreteert als de luminantie, tint en kleurzuiverheid van oppervlaktekleuren onder heldere verlichting. De lichtbron met gelijke energie levert een absoluut zuiver "wit" licht dat noch geel (zoals een gloeilamp) noch blauw (zoals daglicht) getint is. Om de basis van oppervlaktekleuren te analyseren, veranderen we het gereflecteerde licht en observeren we hoe dit de kleurwaarneming beïnvloedt. We verschuiven de reflectie over het spectrum, of verhogen de reflectie vanaf een enkel punt in het spectrum, en onderzoeken de veranderingen in tint, helderheid of verzadiging die resulteren in CIECAM. Het is mogelijk dat de kleurvergelijkingsfuncties onze kleurenwaarneming onnauwkeurig weergeven, of dat CIECAM een gebrekkige weergave is van de visuele ervaring. Ik minimaliseer deze risico's door de optimale kleuranalyses te vergelijken met de belangrijkste perceptuele referentiepunten die in kleurenwaarnemingsonderzoek zijn gevonden. (De resultaten van daadwerkelijke kleurenwaarnemingsexperimenten worden beschreven in de geometrie van kleurperceptie .) Deze optimale kleursimulaties hebben als voordeel dat ze volledig zijn (alle tinten, inclusief "extraspectrale" violette kleuren, zijn inbegrepen), uitputtend (alle mogelijke reflectiepermutaties kunnen worden onderzocht), gebaseerd op oppervlaktekleuren in plaats van op lichtbronnen, en bovendien vrij van fysieke beperkingen in de kleurweergave van pigmenten of de verwarrende verscheidenheid aan methoden die worden gebruikt in kleurenzichtonderzoek. Het beste van alles is dat ze levendige en bruikbare inzichten bieden in de dynamische visuele ervaring van oppervlaktekleuren. optimale circuits & analysekleuren
Laten we beginnen met een heel eenvoudige vraag: hoe reageert het visuele systeem op licht aan de uiterste lange ("rode") of korte ("blauwe") golflengte-uiteinden van het spectrum?
Beide reeksen moeten per definitie beginnen met de monochrome tint van de spectrumlimiet van één golflengte. Deze zijn zo donker dat ze perfect zwart lijken in oppervlaktekleuren. Beide moeten eindigen in puur wit, gedefinieerd als 100% reflectie over het hele spectrum. Maar welke kleuren ontstaan er door de oppervlaktereflecties daartussen? |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gele en cyaan circuits . Om de oppervlaktekleuren te simuleren, heb ik twee series optimale kleuren geconstrueerd, beginnend bij de "blauwe" (360 nm) of "rode" (830 nm) spectrumgrens, en vervolgens stapsgewijs reflectie toegevoegd richting het tegenoverliggende uiteinde van het spectrum (diagram, rechts). Naarmate de grensgolflengte ( bw ) zich van de spectrumgrens verwijdert, neemt de breedte ( w ) van de reflectie in de optimale kleur toe, waardoor de helderheid toeneemt en de tint verandert (altijd met maximale chroma of tintzuiverheid voor de betreffende helderheid). Om de kleurweergave van deze kleuren te reproduceren, brengen we deze twee reeksen van 470 optimale kleuren van type B in kaart in CIECAM. Dit onthult twee symmetrisch tegenover elkaar liggende circuits, elk binnen een kwadrant van de kleurencirkel: een geel circuit over de oranje-rode tot groen-gele ("warme") tinten en een cyaan circuit over de blauwviolette tot groen-blauwe ("koele") tinten (zie diagram hieronder). (Raadpleeg deze kleurencirkel of het kleurenpalet voor de locatie van de tinten in CIECAM.)
gele en cyaan optimale kleurcircuits in CIECAM Optimale kleuren geconstrueerd uit het korte golflengte ( blauw ) of lange golflengte ( geel ) uiteinde van het spectrum, in CIECAM onder EE-lichtbron; zwarte stippen markeren de tintlocatie op elk circuit van grensgolflengten (diagram, rechtsboven) met intervallen van 50 nm; gekleurde vierkanten geven de dichromatische witte punten aan die worden veroorzaakt door ontbrekende L- , M- of S- fotopigmenten (het achromatische punt tussen de resterende twee kegeltjes); witte balken op de omtrek geven gebieden met maximale spectrale tintdiscriminatie aan ; gekleurde X'en geven de oriëntatie van vier tegenovergestelde dimensies aan (rood/groen en geel/blauw); omgekeerde driehoeken op de omtrek geven de piekgevoeligheid van de L- , M- en S- kegeltjes aan; omgekeerde driehoeken op de optimale kleurcircuits geven punten aan waar de grensgolflengte zich op de piekgevoeligheid van de kegeltjes bevindt |
Het construeren van optimale kleuren van type B vanuit een spectrumlimiet bij 830 nm. de grensgolflengte ( bw ) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elk circuit begint bij achromatisch zwart, omdat elke golflengte behalve de spectrumlimietgolflengte 0% reflectie heeft. Naarmate er reflectie wordt toegevoegd, beweegt de kleur zich weg van het achromatische punt ( WP ) langs één enkele tinthoek, de zwarte limiet , bij een CIECAM-tinthoek van 33° voor het gele circuit en 287° voor het cyaan circuit. Naarmate er meer reflectie (licht) wordt toegevoegd, doorloopt elk circuit ongeveer een kwart van de tintcirkel (een derde van het spectrum) met een hoge chroma, om vervolgens weer te duiken naar een helder wit bij een tweede constante tinthoek, de witte limiet , die ongeveer 111° is voor het gele circuit en 200° voor het cyaan circuit (diagram, rechts). Deze vier tintlimieten corresponderen met spectrale tinten bij respectievelijk 650 nm ("oranje rood"), 415 nm ("blauw violet"), 565 nm ("groen geel") en 485 nm ("groen blauw"). De gele en cyaan circuits hebben vergelijkbare vormen en beslaan ongeveer gelijke delen van de kleurencirkel, maar het cyaan circuit heeft een lagere maximale chroma dan het gele circuit ( C = 103 tot 144). (Het cyaan circuit lijkt echter groter bij gebruik van verzadiging , waarbij chroma wordt vergeleken met de helderheid van de kleur.) Dit wijst erop dat blauwe oppervlakken een lagere chroma hebben dan gele of rode oppervlakken , en dat deze beperking onderdeel is van ons visuele systeem en niet te wijten is aan de materiaaleigenschappen van de oppervlakken. De zwart-witgrenzen verdelen het zichtbare spectrum in drie segmenten: oranje, groen en blauw. Een logische volgende stap is daarom het creëren van drie optimale kleuren voor analyse door alle reflecties binnen elk van de drie hierboven beschreven kwadranten bij elkaar op te tellen. Dit levert het volgende op:
optimaal oranje (565-830 nm, dominante golflengte 594 nm) , We kunnen ook twee spectrumsegmenten combineren om drie subtractieve "primaire" optimale kleuren te creëren:
optimaal geel (485–830 nm, dominante golflengte 570 nm), Deze driedelige spectrumverdeling wordt bevestigd door het feit dat de optimale kleuren van samengesteld geel en cyaan de tint zijn van de witgrens die ze omspannen (zie diagram hierboven). Zo komt de dominante golflengte van optimaal cyaan (482 nm) overeen met de witgrens van het cyaancircuit op 485 nm; de dominante golflengte van optimaal geel (570 nm) komt overeen met de witgrens van het geelcircuit op 565 nm. Groene en magenta circuits . Het is misschien verrassend dat noch het gele, noch het cyaan circuit een groene kleur produceert, aangezien ze elkaar overlappen in het midden van het spectrum van "groene" golflengten. Dit wijst erop dat reflectie aan de uiteinden van het spectrum de waarneming van een groene kleur onderdrukt : groen verschijnt alleen als we "blauw" licht uit een groenblauw licht verwijderen of "rood" licht uit een geel licht. |
chroma per tinthoek voor optimale schakelingen in geel en cyaan |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Het groene kwadrant kan worden onderzocht door te beginnen met de optimale kleuren van type B. Begin met optimaal cyaan of optimaal geel en verwijder vervolgens stapsgewijs golflengten uit deze kleuren, beginnend bij de spectrumlimiet, totdat er slechts één "cyaan" of "gele" golflengte overblijft. Dit levert twee nieuwe optimale kleurenreeksen op: een blauwgroene reeks (beginnend met optimaal cyaan en het verwijderen van "blauwe" reflectie) en een geelgroene reeks (beginnend met optimaal geel en het verwijderen van "rode" reflectie). Deze reeksen verdwijnen in zwart bij de tegenoverliggende witte limiet en kruisen elkaar bij optimaal groen ( OG ; diagram, rechts). In beide gevallen verschijnt groen slechts geleidelijk naarmate het licht van de extremen van het spectrum wordt verminderd. Vanwege de hoge kleurkracht van "blauw" licht in vergelijking met "rood" licht, hebben veranderingen in de reflectie van "blauw" licht echter een grotere invloed op de kleurwaarneming. Zo verschuift het weglaten van het extreme "rode" licht van 650-700 nm uit optimaal geel de tinthoek van de kleur slechts met 3°, maar het weglaten van het extreme "blauwviolette" licht van 400-450 nm uit optimaal cyaan verschuift de tinthoek met maar liefst 29°! Deze grotere spanning tussen "groene" en "blauwe" reflectie, vergeleken met "groene" en "rode" reflectie, resulteert in deze dominantievolgorde in de kleursterkte van het licht: blauw > groen [geel] > rood Dat wil zeggen dat blauwe reflectie een proportioneel groter effect heeft op de kleurwaarneming dan groene en/of gele reflectie, en groene reflectie een groter effect dan rode (als we "rood" licht uitbreiden tot 830 nm). Merk op dat optimaal groen dichter bij de geelwitte grens ligt: groentinten hebben over het algemeen een "warme" ondertoon, en het grootste deel van het spectrum aan groene tinten wordt ingenomen door geelgroen (zoals bijvoorbeeld in deze kleurencirkel ). Geel is in feite een vorm van luminantie-versterkt groen , zoals we zien in de nauwe relatie tussen geel en groen in natuurlijke (blad)groentinten. Zo verandert goudgroen in geel wanneer de kleur lichter of helderder wordt gemaakt, en geel verandert in groen wanneer de kleur doffer of donkerder wordt gemaakt. In beide gevallen is het donkerder maken van de kleur gelijk aan het toevoegen van "blauwe" reflectie. (De complementaire verandering vindt plaats bij groenblauw, dat donkerder wordt tot blauwgroen.) Er zijn veel manieren om een circuit te creëren aan de extraspectrale kant van de kleurruimte. Een optimale kleurmenging voor magenta bereikt echter een piekchroma (C = 116) in een mengsel van "blauw" licht (360-460 nm) en "rood" licht (610-830 nm), dat zich bevindt bij de CIECAM-tinthoek van 331° (dominante golflengte c519 nm). Dit is equivalent aan een optimale kleur van type C, waarbij w = 320 nm en cw = 770 nm. Merk op dat het magentamengsel ongeveer twee keer zoveel "rode" golflengten bevat als "blauwe". Dit is een mooie illustratie van de fundamentele visuele eigenschap dat sommige 'kleuren' van licht een sterker effect hebben in kleurmenging dan in de kleur zelf. Wanneer rode en blauwe fosforen of reflecterende oppervlakken even helder zijn en in gelijke verhoudingen worden gemengd, ontstaat een roodviolette (magenta) kleur. Goethe noemde deze kleur purpur en beschreef het als het hoogtepunt of de versterking van rood . Daarentegen geeft een violette (paarse) tint, die doorgaans wordt beschouwd als de tint halverwege rood en blauw, in werkelijkheid aan dat 'blauw' licht in het mengsel overheerst met een verhouding van ongeveer 2 op 1. Verlichting en tint . Gezien de connectie tussen optimale kleuren van type B en de afzonderlijke gele en cyaan circuits, is het verleidelijk om omgevingsoppervlakken perceptueel weer te geven als variaties in oranje, geel, cyaan en blauw, en licht te zien als het contrast tussen groen en magenta, de twee kleuren die het meest zichtbaar zijn in de iriserende glans van aardolie. Opvallend is dat een groen/magenta-dimensie van kleuraanpassing stabiel bleek te zijn over een breed scala aan verlichtingssterktes onder een D65-witpunt. Dit impliceert dat het de dynamiek is die veranderingen in de waarneming van wit bepaalt naarmate de relatieve gevoeligheid voor de uiteinden van het spectrum toeneemt bij weinig licht.
lichtmengsel met oppervlakte-optimale kleuren De veranderingen in oppervlaktekleuren als gevolg van de belichting zijn systematisch: onder groen licht worden oranje, geel en cyaan meer gelijkend, minder verzadigd en dichter bij wit dan blauw; onder magenta licht worden alle oppervlaktetinten warmer, meer van elkaar te onderscheiden en meer verzadigd – met uitzondering van groen, dat doffer en donkerder wordt. Samenvatting van de analyse van de optimale kleuren . De onderstaande tabel beschrijft de zes optimale kleuren voor de analyse. Let op de basispatronen: geel is het helderst, blauw het donkerst, met oranje, groen, cyaan en magenta op een vergelijkbare, gemiddelde helderheid; oranje en groen hebben de hoogste kleurverzadiging, met geel, cyaan, blauw en magenta op een vergelijkbare, maar lagere kleurverzadiging.
optimale kleurstalen en -verdeling rond licht/donker en warm/koel contrasten De afbeelding geeft een indicatie van de tint en helderheid van deze kleuren, gerangschikt in spectrale volgorde (diagram hierboven, bovenaan), hoewel de werkelijke optimale kleuren veel intenser verzadigd zouden zijn. Als we de zes optimale kleuren plaatsen op een lange/korte golflengte- of "warm/koel"-as ( optimaal oranje/optimaal blauw ) en een fotopische luminantie- of "licht/donker"-as ( optimaal groen/optimaal magenta ; zie bovenstaand diagram), definiëren de optimale analysekleuren een ruwweg symmetrische rangschikking van de subtractieve CYM- "primaire kleuren", maar een asymmetrische rangschikking van de additieve RGB- "primaire kleuren". Dit komt doordat het optellen van alle "rode" golflengten boven 570 nm niet de prototypische R- primaire kleur oplevert (een "spectrum" rood of oranjerood ), maar in plaats daarvan een prachtige geel-oranje kleur . Ten slotte, zoals in het diagram te zien is, zijn de zes analysekleuren systematisch gerelateerd aan het Abney-effect , dat ervoor zorgt dat de tint van oppervlaktekleuren enigszins verschuift naarmate de chroma toeneemt — zoals bijvoorbeeld te zien is in Munsell-kleurstalen . De eenvoudige regel: tinten dicht bij de witte of zwarte grens verschuiven ernaartoe naarmate de chroma toeneemt. een optimaal circuit van 70 nm
Vervolgens kunnen we de integratie van kleur rond de kleurencirkel volgen door een optimaal kleurvenster over het hele spectrum te verschuiven.
|
twee circuits via optimaal groen geproduceerd door "blauw" licht te verwijderen uit optimaal cyaan ( OC ) of "rood" licht uit optimaal geel ( OY ); de circuits kruisen elkaar bij optimaal groen ( OG ). |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deze analyse vereist willekeurige golflengtes aan de uiteinden van het spectrum en een willekeurige vensterbreedte ( w ). Ik gebruik de zwartgrenzen van "blauwviolet" (415 nm) en "oranjerood" (650 nm) als spectrumgrenzen om me te concentreren op de effecten van kleurmenging en om de zeer lage luminantie van extreem "rood" en "violet" licht te elimineren. Ik gebruik een venster van 70 nm breed, dat (in het spectrum van 415-650 nm) binnen het bereik van optimaal blauw (70 nm), optimaal groen (80 nm) en optimaal oranje (85 nm) valt. De spectrale positie van het venster wordt bepaald door de centrale golflengte ( cw ), die 35 nm van de venstergrenzen verwijderd is (diagram, rechts). Dit optimale circuit, dat de "extraspectrale" ( type C ) optimale kleuren omvat die worden geproduceerd door de opname van zowel korte als lange golflengten in het 70 nm-venster, wordt weergegeven in het diagram (hieronder).
70 nm optimaal circuit optimaal kleurenspectrum 70 nm breed over golflengten van 415–650 nm (continue golflengte 450–615 nm), inclusief extraspectrale mengsels (continue golflengte 415–450 nm en continue golflengte 615–650 nm), in CIECAM onder EE-lichtbron |
70 nm optimale kleur tussen de zwartgrenzen van 415–650 nm de centrale golflengte ( cw ) bevindt zich |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
De variaties in helderheid over dit 70 nm circuit lijken op een sinusgolf (diagram, rechts), met maximale helderheid bij de piekgevoeligheid van de L- kegel (cw 565 nm, CIECAM-tinthoek 110°) en minimale helderheid bij de piekgevoeligheid van de S- kegel (cw 445 nm, tinthoek 262°). Dit illustreert opnieuw het belang van de L-S -tegenstelling als ankerpunt voor zowel luminantie- als chromaticiteitscontrasten in oppervlaktekleuren. Merk nogmaals op (diagram, boven) dat, op het niveau van de kegelrespons, het L-S -contrast naar groen wordt gebogen door de groengele locatie van de piekgevoeligheid van de L- kegel. Het 70 nm-circuit geeft aan dat de overgangen tussen groen en violet naadloos en sterk chromatisch zijn, hoewel de chroma van geelgroen, geel en spectrumrood ongeveer 40% groter is dan de chroma van blauwgroen, blauw en paars. Het perceptuele potentieel voor extreme chromasensatie in oppervlaktekleuren is perceptueel bevooroordeeld ten gunste van gele ( b+ ) reflectie en hoge luminantie. Als we geen extreem verzadigde groene oppervlakken zien, komt dit door een chemische beperking of een natuurlijke schaarste aan de maximale chroma die oppervlakken aan het oog presenteren. Ik heb al gewezen op de hoge kleurkracht van "blauwviolet" licht, en het diagram (hierboven) laat het effect zien van het toevoegen van blokken van 15 nm met een korte golflengte, of al het licht onder de 445 nm, aan de 70 nm kleuren van 615 nm (580-650 nm) tot 525 nm (490-560 nm, ~optimaal groen). Het belangrijkste effect is de toegenomen kleurkracht van golflengten dichter bij de S -kegelpiek (bij 445 nm). Maar deze effecten zijn niet additief: "blauw" licht wordt proportioneel minder krachtig naarmate er meer van (360-445 nm) aan de warme kleur wordt toegevoegd. Het "blauwviolet" licht heeft ook een veel sterkere invloed op extreem "rood" licht dan op het helderdere "groene" licht. Het diagram toont ook het effect van al het licht boven 655 nm op de kleuren van 70 nm, van 525 nm (490-560 nm, ~optimaal groen) tot 450 nm (415-485 nm, ~optimaal cyaan). Dit demonstreert de veel zwakkere kleurkracht van "rood" licht in het korte golflengtegebied van het spectrum, ondanks het feit (zoals blijkt uit de luminantiecurve rechtsboven) dat "rood" licht veel helderder is dan "blauw" licht. De verschuiving van "blauw" getinte kleuren is rechtstreeks gericht naar de piekgevoeligheid van de S- kegel (blauwe driehoek), terwijl de verschuiving veroorzaakt door "rood" licht niet naar boven gericht is naar de piekgevoeligheid van de L- kegel (rode driehoek), maar diagonaal naar het punt van maximale chroma in het gele circuit, bij een tinthoek van 45° (zie diagram hierboven ). Dit illustreert opnieuw de "hermapping" met de klok mee van de bijdrage van de L- kegel aan de tintcirkel. additieve veranderingen in tint en helderheid
In het vorige gedeelte hebben we de kleurruimte "horizontaal" bekeken door een venster van 70 nm over het spectrum te verschuiven. Nu bekijken we de kleurruimte verticaal, door de optimale kleur te centreren op één golflengte en vervolgens symmetrisch golflengten aan weerszijden daarvan toe te voegen. |
CIECAM-lichtheid van gebied van "extraspectrale" ("blauw" + "rood") mengsels in roze |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
De methode bestaat erin een optimale kleur te bepalen rond een vaste golflengte (in stappen van 10 nm over het spectrum van 360 nm tot 830 nm), en vervolgens de breedte ( w ) van het optimale "venster" te variëren van ±5 nm (totale breedte 10 nm) tot ±225 nm (totale breedte 450 nm), wederom in stappen van 10 nm (diagram rechts). Dit verhoogt de helderheid van de optimale kleur van een zeer smalle spectrale band tot bijna wit. Het diagram (hieronder) toont de resultaten van deze procedure.
optimale kleuren van vaste golflengte locatie Stiles & Burch 1964 (10°) kleuraanpassingsfuncties in CIECAM onder EE-lichtbron; optimale kleuren gedefinieerd als blokken van 100% reflectie van 10 nm tot 450 nm breed, gecentreerd op vaste golflengten met een onderlinge afstand van 10 nm van 360 nm tot 830 nm. Het diagram toont drie aspecten van de kleurruimte: • Het circuit van 10 nm (blauwe cirkels) geeft in feite de spectrale locus in oppervlaktekleuren weer. Dit circuit is zwart in de extraspectrale tinten, maar loopt via blauw en oranje omhoog naar een piek in chroma en luminantie in het groen. • De lijnen van gecentreerde reflectie (constante centrale golflengte, blauwe lijnen) tonen het verloop van de tint en de verzadiging voor elk van de centrale golflengten. Deze lijnen wijken af van de spectrumcurve en volgen een gebogen pad naarmate de totale gecentreerde reflectie de luminantie verhoogt. De blauwe stippen geven stappen van 10 nm in het reflectievenster aan.
• De lijnen van volledige reflectie (witte cirkels) vertegenwoordigen de bijna-witte convergentie van de kleurlijnen bij 450 nm. (Alle kleurlijnen convergeren naar één wit punt bij 470 nm.) Dit laat zien dat blauw en paars er langer over doen om wit te bereiken, en dat kleurcentra van oranjerood tot geel een piek van licht, puur geel vormen.
|
vaste golflengte optimale kleur van variabele breedte de vaste golflengte van 650 nm met variabele breedte ( w ) weergegeven bij 200 nm (550–750 nm) |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
De contouren van deze lijnen met vaste golflengte blijven constant wanneer ze worden weergegeven als verzadiging (waarbij rekening wordt gehouden met de helderheid van de kleur) in plaats van chroma (diagram, rechts). De eerste indruk is die van complexe lussen, maar deze hebben een precieze structuur. Er zijn zes punten waar de gecentreerde reflectie een vrijwel constante tinthoek behoudt: bij 485, 530 en 570 nm (rode stippen). Deze zijn identiek aan de optimale kleuren cyaan, groen en geel. Alle tinten binnen dit kleurbereik neigen naar cyaan of geel naarmate de gecentreerde helderheid toeneemt, wat aangeeft dat het "blauwe" of "rode" uiteinde van het spectrum de mengeling domineert, maar slechts in geringe mate. Aan weerszijden verschuiven de twee kwadranten van "blauwe" en "oranje" golflengten sterk naar de grens van cyaan of geel wit naarmate de helderheid toeneemt, waardoor ze een cyaan of gele tint aannemen wanneer de helderheid wit nadert. Deze verschuiving is vrij groot, zoals te zien is voor de golflengten van 650 nm en 450 nm (diagram, rechts). Het is duidelijk dat optimale cyaan, groen en geel zeer stabiele kleurlijnen in de kleurruimte definiëren. Deze kleuren blijven constant naarmate de reflectie eromheen toeneemt. Daarentegen liggen optimale blauw en oranje ver van de lijnen met constante kleur (bij 665 nm en 390 nm), en deze kleuren verschuiven sterk naar groen naarmate de luminantie toeneemt: ze bevinden zich aan de zwakke uiteinden van het spectrum, waardoor "groene" golflengten een zeer sterke invloed hebben op de kleur. Ten slotte produceert de extraspectrale ruimte gecentreerd tussen 730 nm en 820 nm de roodviolette, violette en blauwviolette tinten, met als hoogtepunt bij 830 nm een blauwviolette tint die zich langs de grens van cyaanzwart bevindt. De tinten in dit vierde kwadrant variëren naarmate de luminantie toeneemt; de tint die het dichtst bij optimaal magenta ligt, bevindt zich rond een centrale golflengte van 800 nm, zeer ver in het infrarood, waardoor magenta een doffe kleur is op oppervlakken, maar een stralende kleur in licht. Dit vierde kwadrant drukt de balans uit tussen licht met korte en lange golflengten als overgangen tussen roodviolet of blauwviolet, die voornamelijk het effect hebben van het desatureren van geel. Enerzijds zijn er de cyaan-, groene en gele ankers die robuust zijn ten opzichte van helderheidsverhogingen, en anderzijds zijn er blauw, magenta en oranje die zeer gevoelig zijn voor helderheidsverhogingen en (bij oranje en magenta) voor de relatieve verhoudingen van korte en lange golflengten. |
vaste golflengte optimale kleuren in de CIECAM-verzadigingsmetriek |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
CIECAM streeft naar een uniforme kleurruimte, zodat een gelijke ruimtelijke afstand tussen twee kleuren een gelijk perceptueel verschil tussen beide kleuren vertegenwoordigt. Het is echter leerzaam om het xy-chromaticiteitsdiagram in gedachten te houden , waarbij een groot deel van de ruimte is gereserveerd voor groene kleuren en een aanzienlijk kleiner gebied voor blauwe kleuren (zie diagram hieronder).
CIE 1964 xy kleurkwaliteitsdiagram Enerzijds worden de groene kleuren versterkt en de blauwe kleuren verzwakt door het helderheidscontrast ertussen; anderzijds worden de rode kleuren versterkt door chromatische gevoeligheid. Dit duidt erop dat we rode en groene kleuren als dof waarnemen vanwege hun materiële eigenschappen van dofheid, en dat we blauw als intens waarnemen vanwege hun hoge kleurkracht. Tot slot verhoogt het vergrote reflectievenster de helderheid (lichtheid) van de kleur op systematische wijze.
helderheidscontouren in optimale kleuren zes circuits met optimale kleuren met breedtes w = 10, 90, 180, 270, 360 en 450 nm in CIECAM onder EE-lichtbron Hier is de helderheid aan weerszijden van de kleurruimte. Ook hier moeten we voorzichtig zijn met de interpretatie van deze diagrammen, omdat ze laten zien hoe CIECAM de door ons beschreven procedure weergeeft, en niet hoe een visuele kleurvergelijkingstaak dat zou doen. natuurlijke kleurreferenties
De variaties in helderheid van oppervlaktekleuren worden doorgaans op twee manieren beschreven: als een fysiek mogelijk perceptueel bereik (ongeveer van L* = 95 tot 5, een luminantieverhouding van ongeveer 150:1) en als een gemiddelde of middenwaarde van omgevingsoppervlakken (doorgaans L* = 50, een gemiddelde reflectie van ongeveer 19%). Wat zijn vergelijkbare referentiewaarden voor chroma? Chroma heeft een andere perceptuele structuur dan helderheid, omdat het is gebaseerd op een achromatische waarde en toeneemt in verschillende dimensies van tint. Maar we kunnen ons nog steeds afvragen wat een extreme bovengrens is voor chroma, en wat een bruikbare "natuurlijke" gemiddelde waarde is. Perceptuele psychologen hebben traditioneel spectrale tinten gebruikt als de standaard maximale waarde voor kleurzuiverheid. Maar aangezien we spectrale tinten zelden ervaren en oppervlaktekleuren heel anders waarnemen dan lichtkleuren, hebben spectrale tinten een beperkte technische toepassing om de responscontouren van fotoreceptorcellen en tegengestelde paden te definiëren. Zoals ik uitleg in mijn bespreking van kleurzuiverheid , lijkt de kleurverzadiging van een oppervlak perceptueel afgestemd op de fysieke grenzen van oppervlaktekleuren, die worden gedefinieerd door optimale kleuren . Maar optimale kleuren zijn onmogelijke oppervlakken — perfecte absorbeerders en reflectoren van licht, die niets verstrooien aan hun oppervlak en geen lichtenergie doorlaten naar het infrarood — dus hoewel de kleurverzadiging die ze definiëren kan worden beschouwd als de maximale kleurverzadigingswaarde, bieden ze geen oplossing voor het probleem van "gemiddelde" kleurverzadigingswaarden voor oppervlaktekleuren. In plaats van een fotografisch onderzoek van natuurlijke oppervlakken, is een eenvoudige oplossing het onderzoeken van de kleurverdeling van 175 commerciële aquarelverfpigmenten, waaronder enkele tientallen pigmenten gemaakt van ijzeroxiden en silicaatverbindingen die veel voorkomen in de aardkorst. Wanneer deze worden gesorteerd op CIECAM-kleurwaarde, leveren ze een verrassend lineaire verdeling op met een mediane kleurwaarde van ongeveer 55 en een maximale waarde van ongeveer 95.
kleurverdeling in aquarelpigmenten Elke balk vertegenwoordigt een enkel pigment; de balken zijn kleurgecodeerd in zes kleurcategorieën (rood, oranje, geel, groen, blauw en violet). Alle pigmenten die in de gids voor aquarelpigmenten als "matig intens" worden vermeld , zijn representatief voor dit kleurbereik, waaronder: koperazomethinegroen ( PY129 ), chroomtitanaatoker ( PBr24 ), chinacridoneranje ( PO48 ), peryleenkastanjebruin ( PR179 ), chinacridonviolet ( PV19 ), kobaltviolet licht ( PV49 ), ultramarijnviolet ( PV15 ), ftaloblauw ( PB15:3 ), ceruleumblauw ( PB36 ), kobaltgroenblauw ( PG50 ) en ftalogroen YS ( PG36 ). Om een visueel voorbeeld te geven: de kleurencirkel (zie diagram hieronder) toont de tinten zoals ze verschijnen bij twee "middelste" CIECAM-helderheden ( J = 62 en 45) bij een constante chroma ( C = ~55). Deze nuancekleuren kunnen worden nagebootst door elke golflengte met 0% reflectie in het 70 nm-circuit te vervangen door een reflectie van 30% tot 60% (afhankelijk van de tint). Dit vertegenwoordigt een aanzienlijke hoeveelheid "witte" lichtverstrooiing , maar hoge oppervlakteverstrooiing is typisch voor de meeste onbevochtigde minerale oppervlakken.
een natuurlijke kleurreferentie Munsell-tinten met een chroma van 10 en een helderheid van 62 (buitenste ring, gemiddelde CIECAM-chroma 54) en een helderheid van 45 (binnenste ring, CIECAM-chroma 56); achtergrondhelderheid 50 (periferie) en 30 (midden). Ik opper de hypothese dat een omgeving die volledig bestaat uit gekleurde oppervlakken met een chroma van 55 subjectief als "zeer kleurrijk" zou worden ervaren en dat chroma-variaties tussen 0 en 55 als aantrekkelijk en ingetogen zouden worden beoordeeld. In tegenstelling tot dit bereik van structurele chroma dat geassocieerd wordt met de meeste natuurlijke en dierlijke kleuren, zouden chroma-waarden boven de 55 de weergavechroma vormen die geassocieerd wordt met gepigmenteerde oppervlakken in de biologie en reclame. Merk in de pigmentverdeling (hierboven) op dat deze een onevenredig groot aantal gele en rode pigmenten bevat, wat de chromatische voorkeur voor heldere rode, gele en geelgroene kleuren bevestigt die inherent is aan het menselijk kleurenzicht. Waarvoor dient de perceptuele structuur?
Laten we nu kort de CIECAM-oppervlaktekleurwitlimieten bij 485 nm en 565 nm vergelijken met de vijf belangrijkste perceptuele ijkpunten die in kleurenzichtonderzoek zijn geïdentificeerd: de piekgevoeligheid van de kegeltjes, de witpunten van het kleurenzicht of de golflengten waarbij de responsen van twee kegeltjes gelijk zijn (zoals gemeten bij mensen met kleurenblindheid); de banden van maximale kleurdiscriminatie ; de locatie van de vier unieke kleuren ; en de evenwichtspunten op de tegendimensies. Deze zijn weergegeven in het kleurencirkeldiagram ( hierboven ) en in een vereenvoudigde vorm samengevat in het diagram (hieronder).
perceptuele oriëntatiepunten en de optimale circuits Zie de tekst voor een uitleg. Op het eerste gezicht lijken de zwartgrenzen direct overeen te komen met de extreme lange en korte golflengtegrenzen in de gevoeligheid van de L- kegel. Afgezien daarvan kunnen we de basisprincipes van de kegel, de afmetingen van de tegenpool of gebieden met de hoogste kleurdiscriminatie niet aanwijzen als ankerpunt voor beide witgrenzen van de oppervlaktekleur. Als we de witgrenzen afzonderlijk beschouwen, is de geelgrens bij 565 nm het nauwst verwant aan de piekrespons van de L- kegeltjes, het y+ -uiteinde van de y/b -tegendimensie en het L,M- witpunt (tritanopie). Optimaal geel (570 nm) is ook ongeveer het punt waar de S- kegeltjes niet langer bijdragen aan de kleurdiscriminatie en het punt waar door verzadiging veroorzaakte additiviteitsfouten (het Helmholtz-Kohlrausch-effect ) minimaal zijn. Verschillende niveaus van visuele structuur convergeren dus bij de geelwitgrens. Daarentegen is de cyaanwitte grens bij 485 nm niet geassocieerd met de M,S- of L,S- witpunten of het g+ -uiteinde van de r/g- tegendimensie; deze grens bevindt zich echter in een gebied met maximale kleuronderscheiding, zoals blijkt uit monochromatische kleuraanpassing , kleurannuleringsmengsels en gebieden met een grotere spectrale kleurafstand in CIECAM. Gebieden met een minimale spectrale kleursterkte verschijnen zowel aan de gele als aan de cyaanwitte grens. Dit bevestigt het idee dat dit "evenwichtspunten" zijn tussen kegeltjes, golflengten die relatief minder invloed hebben op de kleur van licht of oppervlakken. Als we een stap terug doen en kijken naar de gele en cyaan circuits binnen de kleurencirkel ( zie diagram hierboven ), is het duidelijk dat ze een complementair kleurcontrast definiëren : • Ze neutraliseren elkaar: het gele circuit wordt witter naarmate de golflengte van de grens de cyaanwitte grens nadert, en het cyaan circuit wordt witter naarmate de golflengte van de grens de geelwitte grens nadert. • De witte grens van elk circuit ligt tegenover de zwarte grens van het andere circuit. • De punten met maximale kleurintensiteit in elk circuit — bij kleurhoeken van 45° ("oranje") en 230° ("blauw") — zijn de visuele complementen van CIECAM, evenals optimaal oranje en optimaal blauw, de kleuren die worden gecreëerd door alle golflengten binnen de twee uiterste segmenten van het spectrum. Ten slotte blijkt uit onderzoek naar de individuele verschillen of meningsverschillen tussen mensen bij de identificatie van de vier unieke kleuren – rood, geel, groen en blauw – dat de minste variatie optreedt bij de identificatie van geel, de grootste variatie bij de identificatie van groen, en rood en blauw daartussenin. Als we deze bewijslijnen combineren — de convergentie van de structuur rond optimaal geel, de tegenstelling tussen de twee optimale circuits en de individuele variatie in unieke kleuridentificatie — kunnen we een adaptatiemodel van kleurenzicht formuleren (zie diagram hieronder). Dit model gaat ervan uit dat de genetische basis van kleurenzicht wordt verfijnd door omgevingsstimulatie tijdens de vroege ontwikkeling, en dat de dimensies van ontwikkelingsverandering plaatsvinden binnen dezelfde mechanismen die luminantie-adaptatie en chromatische adaptatie produceren .
een adaptatiemodel van kleurenzichtopponentie De gele balans ( y+ ) verankert het hele systeem en wordt gevormd door de relatieve contrastgewichten die aan de M- en L- kegeluitgangen zijn toegekend aan te passen ( 1 ). (Het optellen van de twee uitgangen levert de fotopische luminositeitsfunctie op .) Er is sterk bewijs dat deze aanpassing de chromaticiteit van extern natuurlijk licht neutraliseert, de optische effecten van chromatische aberratie compenseert en de tinting veroorzaakt door prereceptorale filtering achromatisch maakt . Deze meervoudige convergentiecriteria zorgen voor de zeer consistente verankering van uniek geel, optimaal geel en het y+ -uiteinde van de y/b- tegendimensie. De volgende aanpassing, om complementariteit te creëren, is de afstemming van de S -kegeluitgangen om optimaal geel te neutraliseren, wat neerkomt op het direct tegenover elkaar plaatsen van de cyaan-zwartgrens en de geel-witgrens. Dit gebeurt waarschijnlijk door de negatieve correlatie tussen de L- en S -kegeluitgangen aan te passen ( 2 ), zoals gevonden in moderne kleurenmodellen (bijvoorbeeld in CIECAM ) en geërfd van de y/b -tegenstelling van primatendichromatisme . Omdat de interne optiek en de "gele" filtering door maculapigment aanzienlijk veranderen met de leeftijd en een zeer groot filtereffect hebben in de golflengten van S- kegelgevoeligheid, is deze aanpassing aanzienlijk variabeler in zijn effecten op de blauwe kleurperceptie. Dit veroorzaakt de grote verschuiving in het b+ -neutrale punt en de variabiliteit in uniek blauw. De aanpassing produceert ook een relatief stabiel uniek rood ( 3 ), een extraspectrale tint loodrecht op uniek geel, waar het het neutraliserende effect van "blauw" licht in de perceptie van "warme" (rood, oranje en geel) tinten beperkt. Deze twee aanpassingen dwingen de accommodatie tussen de M- en S- kegeltjes en de locatie van hun evenwichtspunt ( 4 ), dat door de twee voorgaande aanpassingen moet worden verschoven. Zoals we zouden verwachten, is de grens van cyaan wit in dit model veel minder opvallend dan geel, omdat zowel de L- als de S- kegeltjes "mobiel" zijn. Het L,S- evenwichtspunt (het witpunt bij deuteranopie) is daardoor variabeler dan het M,S- evenwichtspunt (het witpunt bij protanopie). Als gevolg hiervan is de perceptie van uniek groen zeer variabel tussen individuen. Merk ook op dat de negatieve aanpassing tussen L en M , en vervolgens tussen L en S , de tegenovergestelde uiteinden van b+ en g+ (zoals gemeten in neurale paden, niet in de perceptie van oppervlaktekleur) naar geel heeft gedwongen , aangezien een tint ergens tussen groenblauw en blauwgroen het visuele complement is van uniek rood. De L- , M- en S- kegeltjes dragen op zeer verschillende manieren bij aan kleurmenging. De mengeffecten van de L- en M -kegeltjes zijn door complexe combinaties "herzien" om alle drie de dimensies van de kleurruimte te creëren. De output van de S -kegeltjes speelt daarentegen ofwel helemaal geen rol (bij de waarneming van helderheid ) of fungeert als een stabiel contrastanker voor zowel de geel/blauw als de rood/groen tegengestelde dimensies . In deze verankerende rol fungeren kleine hoeveelheden "blauwviolet" licht als een krachtige tint (bijvoorbeeld als een piek in de lichtsterkte van een verder "witte" tl-lamp, of als een "verhelderaar" in witte kleuren), en grotere hoeveelheden "blauw" licht als een lichtbron, waarbij een duidelijke blauwe kleur wordt afgegeven aan reflecterende oppervlakken. Als we de kleurencirkel verankeren op optimaal geel (op 90°), vinden we een symmetrische plaatsing van optimaal groen en oranje op ongeveer 40° aan weerszijden van optimaal geel, en optimaal groen en optimaal magenta bevinden zich in bijna perfecte oppositie. Dit lijken de cruciale kompaspunten in kleurenzicht te zijn. De groen/magenta-opponentie reproduceert zeer goed de grote groen/magenta-component die de maximale verzadiging van kleurafstemming stabiliseert bij mesopisch en scotopisch zicht (voor het eerst geïdentificeerd door Trezona). Dit mechanisme zou dienen om de L,M -output (groen) in evenwicht te brengen met de L,S -output (magenta) bij verschillende lichtsterktes : een adaptatie naar groen zou optreden bij hoge lichtsterktes en naar magenta bij lage lichtsterktes. Nog een punt over groen. Uitgaande van de logica dat visuele complementaire lichtmengsels altijd moeten optellen tot een volledig "wit" spectrum, zijn de belangrijkste visuele complementaire contrasten die door deze analyse worden gedefinieerd: geel-oranje:groen-blauw (optimaal oranje + optimaal cyaan = wit), groen:rood-violet (optimaal groen + optimaal magenta = wit) en violet-blauw:geel (optimaal blauw + optimaal geel = wit). Echter, alleen het groen : rood-violet contrast is een visueel complement in CIECAM of in het Munsell-kleursysteem; de andere twee zijn "afgebogen" met 32° (geel/blauw) of 40° (oranje/cyaan) richting optimaal groen. Dit creëert de bekende discrepantie tussen visuele en subtractieve menging in complementaire kleuren: de "warme" kleur in het paar mengcomplementen moet minder groen (visueel meer rood) bevatten dan de oppervlaktekleur die overeenkomt met de visuele complementen. Uitgaande van de waarneming van oppervlaktekleur in plaats van licht, en gebruikmakend van adaptatie als functioneel uitgangspunt voor de visuele structuur, bestaat er een "groen/extreem"-spanning tussen de luminantie-gewogen "groene" reflectie in het midden van het spectrum en de chromaticiteit-gewogen "blauwe" of "rode" reflectie aan de korte of lange golflengte-extremen van het spectrum. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ten slotte kunnen we het "metacomplementaire" oranje/blauwe of warm/koele contrast identificeren met de tegenstelling tussen de gele en cyaan circuits, wat zich manifesteert in de bijna complementaire relatie tussen de oranjegele en violetblauwe tinten die ontstaan door de reflectie tussen de zwarte en witte grenzen van elk circuit op te tellen (afbeelding rechts). Deze synthese laat zien dat kleurenzicht fundamenteel georganiseerd is in relatie tot de uiteinden van het spectrum, waarbij licht met korte en lange golflengten wordt gecontrasteerd in twee tegengestelde spectrumsignalen, die perceptueel worden gesymboliseerd als geel en cyaan. Dit weerspiegelt de evolutionaire prioriteit van dichromatisch zicht die we van onze primatenvoorouders hebben geërfd. De Y/B-tegenstelling . Roger Shepard en anderen hebben vastgesteld dat de fotopische gevoeligheidsfunctie ( L+M ) luminantievariaties binnen een vastgesteld luminantie-adaptatieniveau behandelt, terwijl de y/b-tegenstellingsfunctie chromatische adaptatie aan natuurlijke variaties in daglicht behandelt . Natuurlijk licht kan worden toegeschreven aan verschillende bronnen aan de tegenovergestelde uiteinden van het spectrum. De lange golflengten (warmte) zijn afkomstig van zonlicht , dat een gecorreleerde kleurtemperatuur (CCT) heeft die lijkt op die van de meeste vormen van gloeilampen ; de korte golflengten worden geleverd door hemellicht , dat een CCT heeft van 7500 K° tot boven de 20.000 K° in het middenblauw , en dat door Rayleigh-verstrooiing een tekort heeft aan straling met lange golflengten. Er zijn nog veel andere soorten licht, maar zon, vuur en de lucht zijn de belangrijkste lichtbronnen die de oppervlakken om ons heen verlichten. De optimale schakelingen in geel en cyaan illustreren het belang van dit contrast. Het b- uiteinde van het y/b -tegencontrast buigt weg van de tegenstelling tot geel, richting de tint van hemelsblauw. Optimaal geel is geen "puur" geel, maar een groengeel, de tint van direct zonlicht. De rood/groen-tegenstelling . Shepard suggereert ook dat de rood/groen-tegenstellingsfunctie de aanpassing aan stof- en rookverstrooiing regelt, waardoor licht roder wordt. De rood/groen-variantie in natuurlijk licht is echter doorgaans klein, en de ervaring van zowel zonsonderganglicht als door rook rood gekleurd zonlicht is fel en opvallend, wat aantoont dat het oog rood licht niet goed kan compenseren; het rood/groen-contrast speelt een rol in vele andere functies, bijvoorbeeld bij een versterkt chromatisch contrast . Het magenta/groen-contrast duikt ook weer op in veel situaties van luminantie-adaptatie of luminantie-contrast. Er is de groene verschuiving in het complement van "blauwviolet" licht bij hoge luminantie (het Wright-Brindley-effect ), het zeer grote groen-magenta-contrast dat Trezona vond in haar onderzoek naar tetrachromatische kleuraanpassing , het verschijnen van groen/magenta-banden in hoogfrequente diffractie- en refractiebeelden van licht/donkere banden, en de groene verschuiving (de Purkinje-verschuiving ) tijdens mesopische naar scotopische adaptatie. Dichromatie en de M-kegel . Op het eerste gezicht lijkt de trichromatische innovatie te draaien om het verschijnen van de M- kegel, genetisch gelijkend op zijn ouder, de L- kegel. De M- kegel zorgt voor een ondergeschikte chromatische gevoeligheid in het beperkte middenspectrumgebied dat we al hebben gedefinieerd als optimaal groen (485-565 nm; zie onderstaande diagram). De relatief kleine verandering in de responsverhoudingen van de kegeltjes over de "groene" golflengten maakt dit een gebied met een slechte kleurdiscriminatie.
proportionele kegeluitgangen naar spectrale golflengten in de basisprincipes van de 10°-kegel met gelijke oppervlakte Recente studies naar kleurherkenning bij mensen met kleurenblindheid suggereren echter een complexe relatie tussen individuele kegeltjes en de eigenschappen die kleurvorming mogelijk maken: Hoe komt de M- kegel dan in beeld? De dominante golflengte van optimaal groen (525 nm) komt overeen met de gemiddelde waarde voor uniek groen in een recent onderzoek; de twee groene circuits bereiken hun piekkleur bij 508 nm en 558 nm, het golflengtebereik dat in hetzelfde onderzoek werd gekozen voor uniek groen. Uit bovenstaande discussie blijkt dat de L+M- kegeltjes het ankerpunt van het gele circuit vormen; het unieke gele punt en het tritanopie-witte punt zijn naar één kant van het gele circuit verschoven, vermoedelijk om het evolutionaire uiterlijk van het M- kegeltje in evenwicht te brengen. Kersen en bladeren . Het verhaal dat momenteel populair is in de academische wereld, namelijk dat de rood-groen tegenstelling is geëvolueerd zodat onze primatenvoorouders "kersen tussen de bladeren konden vinden", lijkt een zwakke verklaring voor zoveel visuele functies en aanpassingen. Sterker nog, de precieze overeenkomst tussen de piekkleur van het gele circuit (CIECAM HA = 45°) en de gemiddelde tint van de menselijke huid (HA = 43°), en de grote betekenis die mensen hechten aan huidskleur bij raciale identificatie, gezondheidsbeoordeling, versiering en seksuele selectie, suggereren sterk dat trichromie een fundamenteel sociale oorsprong heeft, waarbij sociale reacties losgekoppeld worden van aanpassing aan de lichtbron. Chroma . Beschouwd als een adaptieve eigenschap van kleurenzicht, waar dient chroma eigenlijk voor? We kunnen de variaties in maximale chroma over de verschillende tinten (zoals weergegeven in het optimale circuit van 70 nm, diagram hierboven ) natuurlijk toeschrijven aan de receptorstructuur van kleurenzicht. Maar de vraag is: waarom zijn receptoren op deze manier gestructureerd? Een mogelijke verklaring is dat we zijn afgestemd op het waarnemen van zeer hoge kleurintensiteit om onderscheid te maken tussen objecten met een zeer hoge kleurintensiteit. Dit is de "kersen tussen de bladeren"-hypothese voor rode tinten. Maar dit verklaart niet onze extreme gevoeligheid voor kleurintensiteit bij korte golflengten, waaronder paarse tinten die in de natuur bijna nooit voorkomen. Ik geef de voorkeur aan het alternatief, namelijk dat we zijn afgestemd op het waarnemen van een zeer hoge kleurverzadiging in tinten waar een lage kleurverzadigingsdiscriminatie belangrijk is. Dit suggereert dat we gevoelig zijn voor blauwviolet licht, zodat we kunnen reageren op zeer kleine variaties in de verhouding ervan in natuurlijk licht, of dat we het meest gevoelig zijn voor oranje tinten, zodat we kunnen reageren op zeer kleine variaties in de (doffe) tinten van de menselijke huid. samenvatting
Met name helderheid en ruimtelijke contrasten spelen een dominante rol in de waarneming van oppervlaktekleuren. Geïsoleerde lichtmengsels zijn gemakkelijker te manipuleren en te meten als kleurstimuli en kunnen in principe de grenzen van het visuele systeem bereiken. Veel generalisaties over kleurenzicht zijn hierop gebaseerd. Het is echter van belang om een duidelijk onderscheid te maken tussen spectrale kleuren en oppervlaktekleuren bij het lezen of nadenken over kleur, of bij het toepassen van kleurprincipes in ontwerp. Deze analyse levert niets op dat lijkt op de kleurvormende eigenschappen of de tegengestelde functies. De fundamentele dynamiek van kleurwaarneming lijkt hier niet op gebaseerd te zijn. Kleurdiscriminatie en het HK-effect tonen aan dat tint en verzadiging, en verzadiging en helderheid, functioneel van elkaar afhankelijk zijn in verschillende stadia van kleurenzien. De kleurvormende eigenschappen zijn betekenisvol wanneer ze in combinatie worden gebruikt om de bewuste kleurervaring te beschrijven, te modelleren of te voorspellen, maar ze zijn zwak wanneer ze worden beschouwd als abstracte dimensies van kleur – vooral wanneer ze worden gebruikt om lichtheid of helderheid los van tint en verzadiging te beschrijven. Zowel violet (paars) als roodviolet (de grenskleur tussen violet en rood ) zijn verwaarloosd in onderzoek naar kleurenzicht. Dit komt deels doordat ze niet in het zichtbare spectrum voorkomen en daarom werden verondersteld buiten de adaptatielogica van het visuele systeem te vallen; en deels doordat ze niet tot de "primitieve" kleurnamen in natuurlijke kleurlexicons behoren en daarom minder relevant zijn voor kwesties van kleurstandaardisatie en -communicatie. Om vergelijkbare redenen zijn de "tussenliggende" grenskleuren groengeel, groenblauw en roodviolet genegeerd ten gunste van de prototypische unieke kleuren geel, blauw, groen en rood. De bovenstaande analyse suggereert het potentiële belang van deze extraspectrale en grenskleuren voor het onderzoek naar de structuur en functie van het visuele systeem. Responscompressie oefent zijn effect uit op het gehele visuele systeem. Bij de waarneming van helderheid vergroot responscompressie het helderheidscontrast op oppervlakken met een lage reflectie, minimaliseert het het helderheidscontrast op oppervlakken met een hoge reflectie en geeft het de meeste stappen van een luminantieschaal met gelijke intervallen weer als waarden boven middengrijs. Bij de waarneming van kleurzuiverheid vergroot responscompressie het chromatische contrast in verzadigde kleuren, minimaliseert het het chromatische contrast in doffe kleuren en geeft het de meeste stappen van een excitatiezuiverheidsschaal met gelijke intervallen weer als kleuren onder "intense" verzadiging. Kleurmetingen worden normaal gesproken uitgevoerd met de kleur tegen een neutrale grijze achtergrond, het adaptatiegrijs. Kleine kleurverschillen zijn vooral merkbaar in het contrast tussen aangrenzende kleurvlakken. Grote kleurverschillen of verschillen tussen visueel ver uit elkaar liggende kleurvlakken kunnen worden gecomprimeerd of vervormd om het volledige kleurenspectrum in een visuele context weer te geven. Omwille van het gemak van historisch onderzoek, analytische precisie en praktische meetmethoden, zijn de basisprincipes van kleurvergelijking in de colorimetrie volledig afgeleid van lichtmengsels. Gezien het grote deel van de ontwikkelingsjaren dat mensen besteden aan het kijken naar objecten in plaats van naar lichtbronnen (inclusief "zachte" lichtbronnen zoals televisies of computermonitoren), staat het echter buiten kijf dat oppervlaktekleuren de fundamentele visuele context vormen waarop kleurenzicht is aangepast om nauwkeurig weer te geven. Ondanks het feit dat de fysieke kleurwaarneming sterk afwijkt van de oorspronkelijke prikkeling van de kegeltjes, vormen oppervlaktekleuren het kader waarbinnen alle kleurverschijnselen moeten worden verklaard of gemodelleerd. Veel aspecten van kleurgeometrie zijn aanpassingen om de interpretatie van oppervlaktekleuren onder natuurlijke lichtbronnen te verbeteren, en kunnen als ontwerpfouten worden beschouwd als lichtperceptie de maatstaf voor beoordeling is. VOLGENDE: aanpassing, verankering en contrast Laatst herzien op 08.01.2005 • © 2005 Bruce MacEvoy |
het warme/koude contrast in optimale tinten |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||