Участник:Миг/Метамерия (цвет)

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Перейти к: навигация, поиск
Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Участник:Миг/Зрение
Файл:Scema zvetov metamerii .jpg
Метамерия цветов. Прошедший через призму белый свет разлагается в спектр. Однако ощущение цвета, идентичное ощущению от некоторых спектральных цветов можно получить также с помощью смешивания совершенно иных цветов.

Метамерия — особенность зрения, при котором свет различного спектрального состава может вызывать одинаковые цветовые ощущения.

  • В более узком смысле, метамерией называют явление, когда два окрашенных образца цвета воспринимаются одинаковыми под одним источником освещения (имеют тождественную окраску), - но теряют сходство при других условиях освещения (с другими спектральными характеристиками излучаемого света).
  • Синоним этого слова, Метамеризм - теперь рассматривается, как редко используемый термин, "калька" с английского слова.

Связь цвета и длины световой волны[править]

Луч солнечного света, пройдя через призму расщепляется в непрерывный спектр. Исаак Ньютон, изучавший этот эффект, назвал его дисперсией света. Лучам с определённой длиной волны, составляющим полученный непрерывный спектр, человек дал субъективные названия, общепринятые для внешне идентичных цветов, наблюдаемых в природе. Но позже, в ходе экспериментов со смешиванием спектральных цветов, было установлено, что названия, имена цветов не могут служить "эталонами" для однозначного сравнения образцов многих цветов различного происхождения.

Встречаемость метамерии в обыденной жизни[править]

Деятельность человека во всех областях повседневной жизни сейчас немыслима без использования оптических устройств. Это очки, фото-киноаппаратура, телевидение, транспорт, медицина, наука и т.д, которые без света и цвета теряют свой смысл. И во всех случаях мы имеем дело с явлением метамерии — цвета воспринимаются и оцениваются разными людьми по разному, хотя воспроизводятся с использованием различных эталонов для сравнения, коррекции, аттестации. Один и то же цвет предмета при разном освещении визуально принимается как разный. С другой стороны, при проведении работы с цветом, визуально, необходим учёт метамерии. Так, в полиграфии, фотографии, живописи и др. областях используются красители, краски, которыми создают изображения аналогичные с оригиналом - часто почти невозможно отличить оригинал от копии (это важно в живописи).

Причины метамерии. Метамерия в фотографии[править]

Физиологически метамерия зрения основана на строении периферического отдела зрительного анализатора. У человека эту функции выполняет сетчатка, в которой за восприятие видимой области спектра отвечают особые клетки рецепторы — колбочки и палочки.

Если сравниваемые потоки излучения, даже с разным спектральным составом, производят на рецепторы глаза одинаковое действие, то цвета воспринимаются как одинаковые. Их физическое различие можно открыть лишь с помощью спектроскопа или спектрометра.

Существующие в настоящее время системы регистрации изображений как цифровые, так и аналоговые в большинстве своём, являются трёхстимульными (три слоя эмульсии фотоплёнки, три типа ячеек матрицы цифрового фотоаппарата или сканера), их метамерия отлична от метамерии человеческого зрения. Поэтому цвета, воспринимаемые глазом как одинаковые, на фотографии могут получаться разными.

Интересно, что для получения удовлетворительного цветного изображения в ряде случаев достаточно двухкомпонентных систем воспроизведения цвета, но в этом случае качество полученных цветов может быть невысоким, т.к. резко возрастают метамерические погрешности.

Метамерические ошибки зрения[править]

Явление метамерии приводит к возникновению двух типов ошибочного цветовосприятия.

Первый тип ошибок наблюдается при сравнении пары метамерически одинаковых образцов цвета (скажем, разные краски, пигменты), обладающих разным составом спектра отражения. В этом случае, при переходе в другие условия освещённости, например под лампу с иной цветовой температурой, образцы могут стать визуально различными.

Практические применения эффекта метамерии[править]

На метамерии основано воспроизведение цвета в полиграфии, фотографии, кино, телевидении, живописи. Благодаря ей из смеси разных по характеристикам спектрального поглощения наборов пигментов (или разных по спектру излучения наборов люминофоров в случае с телевизорами и мониторами) составляемые цвета воспринимются по аналогии с глазом. Однако, любой каталог цветов не может скопировать истинные цвета, образующиеся в коре головного мозга (на высшем нейронном уровне), которые мы ощушаем. И вообще, все наборы цветов, воспроизводимые в полиграфии, фотографии, кино, телевидении, живописи, производстве красок вносятся в список после оценки их со среднестатическим результом опроса большого контингента здоровых людей разных континентов земли. Всё таки цвет — это объектианая реальность, отражённая в нашем сознании.

В случае с отраженным или проходящим через прозрачные оригиналы светом возникновение ощущения одинакового цвета при использовании разных наборов пигментов зависит от освещения. Отраженный или проходящий свет частично поглощается пигментом, но конечный спектр воспринимаемого глазом света зависит не только от характеристики пигмента, но и от характеристики источника освещения. Из-за этого два образца, воспринимающиеся одинаковыми при дневном свете, могут различаться на глаз при искусственном освещении .

В современной колориметрии и синтезе цвета метамерия создаёт ряд неудобств. Классические колориметры при анализе спектра ограничены количеством точек замера, поэтому, при синтезе подобных эталону комбинаций красителей, не могут из имеющегося набора красителей подобрать такую комбинацию, при которой цвет оставался бы визуально тождественным при изменении интенсивности освещения или изменении его спектрального состава.

Вместе с тем объяснение феномена метамерности цвета даёт принцип оппонентного отбора цвета (см. Оппонентная теория цветного зрения). Вообще ощущение и восприятие цвета процесс объективно-субъективный. При котором восприятие на рецепторном уровне (на уровне сетчатки) заканчивается трансдукцией обработанного сигнала предметной точки оптического изображения блоком, например, содержавшего три колбочки с ответом нормализованных спектров цветов S-(М. + L) (RGB), и даже если принять блоком двух фоторецепторов — палочки + колбочки, когла поступающие сигналы в зрительные отделы головного мозга могут быть интерферированными разными парами цветов с одинаковой энергонасыщенностью (с одинаковой амплитудой и усреднённой длиной волны, что создаёт метамерию восприятия цвета). Например, с точки зрения нелинейной теории цветового зрения сигнал, несущий информацию о цвете, формируется не спектром предметной точки оптического изображения любыми блоками фоторецепторов, сфрмированные на принципе оппонентного отбора с участием ганглиозных ячеек, а функциями отношения интегральных значений их спектрального распределения в модели глаза или самого лучшего колориметра. Даже при высоком, тонком уровне регулирования диапазона длин электромагнитных волн с двумя полупроводниковыми фотоприёмниками (фоторезисторами) по типу нелинейной теории — «колбочка + палочка» с применением светофильтров, с применением модели воспроизведения цвета по типу восприятия цвета глазом, заканчиваются на рецепторном уровне. Получаемые сигналы, с высоким диапазоном спектральных цветов, не поступают в мозг и «фототрансдукция» первичных сигналов как в сетчатке, проходит с применением светофильтров (по типу фильтра Байера), вместо тончайшей системы формирования и отбора цвета с участием меняющихся фотопигментов в мембранах колбочек и палочек и управляющего третьего фоторецетора ipRGC с меланопсином, расположенных вне сетчатки.

В этой связи оптические изображения фотоаппарата и воспроизводимые цвета моделью глаза (колориметра) не могут сравниться с оптическим изображением воспринимаемым зрительной системой человека. Уже доказано (см. Аналоговая фотография), система фотосенсоров по типу сетчатки с применением светофильтров сразу уступает системе без светофильтров и вообще не может приблизться к биологической системе отбора и формирования цвета в нашей зрительной системе.(Мы можем приблизиться в создании ощущаемого нами цвета к цвету синтетическому, искусственно соданому вне нашего зознания). С точки зрения практической, полученный синтетический цвет и цвет натуральный в настоящее время глазу трудно различить.

Методики для учёта явления метамерии[править]

Принцип метамерии приводит и к тому, что при монохроматичной подсветке некоторые цвета теряют насыщенность. В полиграфии и промышленности расчет цветовых различий (дельта Е) при метамерии, когда два цвета при одних условиях освещения могут казаться одинаковыми, а при других - разными, может быть проведен с помощью специального математического обеспечения. Программы позволяют компенсировать искажения зрительного восприятия от метамерии при расчетах цветовых различий в следующих системах координат: dE*CIELAB, dE FMCII, dE CMC, dE*94, dE*2000.



Связанные понятия[править]

См. также[править]

Примечания[править]


Источники[править]

  • Gunter Wyszecki & W.S. Stiles. Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae (2nd ed.). New York: Wiley Interscience, 1982.
  • R.W.G Hunt. The Reproduction of Color (2nd ed.). Chichester: John Wiley & Sons, 2004.
  • Mark D. Fairchild. Color Appearance Models Addison Wesley Longman, 1998.