Наука о восприятии цвета — это область исследования, цель которой — понять, как люди воспринимают и измеряют цвета. Цвета в видимом спектре отличаются своими уникальными длинами волн, а наши глаза обладают специализированными фоторецепторными клетками, называемыми палочками и колбочками, которые реагируют на свет и генерируют нервные импульсы. Колбочки, отвечающие за восприятие красного, зеленого и синего цветов, обеспечивают цветовое зрение, а палочки способствуют ночному видению. Эти фоторецепторные клетки проявляют различную чувствительность к разным длинам волн, причем зеленый цвет является наиболее чувствительным, а синий — наименее чувствительным. Кроме того, вторичные цвета, такие как голубой, пурпурный и желтый, могут быть получены из комбинаций основных цветов. В то время как основные цвета в дисплеях предопределены производителями, корректировка сочетания основных цветов может изменить вторичные цвета. Для точного измерения цвета Международная комиссия по освещению (CIE) создала теоретическую модель, известную как стандартный наблюдатель, которая использует значения XYZ для количественной оценки восприятия цвета. Эти значения XYZ нормализованы и служат исходными данными для получения окончательного вывода RGB. Понимание тонкостей восприятия и измерения цвета необходимо в различных отраслях и приложениях для достижения точной цветопередачи.
Ключевые выводы
- В человеческом глазу есть палочки и колбочки, которые реагируют на свет и отвечают за наше восприятие цветов. Колбочки отвечают за красный, зеленый и синий цвета, а палочки обеспечивают ночное зрение.
- Комбинации длин волн могут давать один и тот же цвет, а чувствительность палочек и колбочек различается для разных длин волн. Зеленый наиболее чувствителен, синий наименее чувствителен, но более чувствителен к отклонениям цвета, а красный имеет два пика чувствительности.
- Вторичные цвета могут быть получены путем комбинирования основных цветов. Голубой — это сочетание синего и зеленого, пурпурный — это сочетание красного и синего, а желтый — это сочетание красного и зеленого. Белый свет представляет собой сочетание красного, зеленого и синего.
- XYZ — это теоретическая модель, используемая для измерения цвета, где X, Y и Z соответствуют интенсивности света, воспринимаемого красными, зелеными и синими колбочками. Значения XYZ представлены в нормализованной форме и способствуют нашему ощущению красного, зеленого и синего в различных пропорциях.
Как воспринимаются цвета
Цвета воспринимаются посредством взаимодействия между светом и палочками и колбочками в человеческом глазу, при этом колбочки отвечают за обнаружение красного, зеленого и синего цветов, а палочки обеспечивают ночное зрение. Колбочки и палочки реагируют на диапазон длин волн, а не на определенные, и их чувствительность к разным длинам волн различается. Пик чувствительности колбочек к зеленому цвету составляет около 550 нм, в то время как синий наименее чувствителен, но более чувствителен к отклонениям цвета. Красный имеет два пика чувствительности около 600 нм и 440 нм. Комбинации длин волн могут давать один и тот же цвет, а вторичные цвета могут быть получены из основных цветов. Восприятие белого и черного зависит от чувствительности глаза к свету. Измерение цвета выполняется с использованием модели XYZ, основанной на интенсивности света, воспринимаемого колбочками.
Роль палочек и колбочек
Палочки и колбочки в человеческом глазу играют решающую роль в улавливании и передаче визуальной информации. Колбочки, отвечающие за цветовое зрение, могут обнаруживать красные, зеленые и синие длины волн света. С другой стороны, палочки отвечают за обеспечение ночного видения. И палочки, и колбочки имеют разную степень чувствительности к разным длинам волн. Например, зеленый свет наиболее чувствителен при длине волны около 550 нм, а синий свет наименее чувствителен. Красный свет имеет два пика чувствительности около 600 нм и 440 нм. Комбинации длин волн могут давать один и тот же цвет, а восприятие белого и черного зависит от чувствительности глаза к свету. Понимание чувствительности палочек и колбочек необходимо для точного восприятия и измерения цветов.
Получение вторичных цветов
Голубой, пурпурный и желтый цвета могут быть получены как вторичные цвета посредством комбинаций определенных длин волн света. Когда синий и зеленый свет объединяются, они создают голубой цвет, который воспринимается как смесь синего и зеленого. Точно так же сочетание красного и синего света дает пурпурный цвет, который выглядит как смесь красного и синего. Наконец, сочетание красного и зеленого света дает желтый цвет, который воспринимается как сочетание красного и зеленого. Эти вторичные цвета можно наблюдать, когда свет выборочно поглощается или отражается определенными объектами. Понимая принципы восприятия цвета и сочетания различных длин волн, можно создавать широкий спектр цветов, которые способствуют богатству и разнообразию визуального мира.
Фиксированные основные цвета в дисплеях
Фиксированные основные цвета в дисплеях определяются производителем и могут быть настроены для настройки вторичных цветов путем изменения сочетания основных цветов. Производители тщательно отбирают первичные цвета, которые могут дать широкий спектр вторичных цветов для удовлетворения требований различных областей применения. Например, цвета люминофора в дисплеях с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) и цвета дихроичного фильтра в цифровых дисплеях являются примерами фиксированных основных цветов. Эти цвета выбираются на основе их способности смешиваться и давать широкий спектр вторичных цветов. Настройка основной цветовой матрицы для получения желаемых вторичных цветов может быть сложной задачей, требующей точной калибровки и согласования отдельных цветовых компонентов. Эта настройка вторичных цветов позволяет внедрять инновации и творческий подход в технологию отображения, отвечая разнообразным потребностям и предпочтениям пользователей.
Измерение цвета с помощью XYZ
Измерения XYZ обеспечивают уникальное и увлекательное понимание сложной взаимосвязи между светом и зрительной системой человека. CIE установил теоретическую модель, называемую стандартным наблюдателем, которая формирует основу для измерения цветов с использованием значений XYZ. В этой модели X, Y и Z соответствуют интенсивности света, воспринимаемого красными, зелеными и синими колбочками человеческого глаза. X и Z масштабируются по Y для нормализации. Эти значения XYZ затем используются для расчета пропорций красного, зеленого и синего, которые влияют на наше ощущение цвета. Хотя измерения XYZ не совсем соответствуют красному, зеленому и синему, они служат исходными данными для получения готового продукта, который представлен цветовым пространством RGB. Понимание и точное измерение цвета с помощью значений XYZ имеет решающее значение для различных отраслей и приложений, которые полагаются на точную цветопередачу.
Связь между XYZ и RGB
Связь между цветовыми пространствами XYZ и RGB является фундаментальной концепцией для понимания того, как цвета представляются и воспроизводятся в различных отраслях и приложениях.
- XYZ — это необработанные данные, представляющие интенсивность красного, зеленого и синего света, воспринимаемого колбочками наших глаз. С другой стороны, RGB — это готовый продукт, в котором значения красного, зеленого и синего комбинируются для получения цветов.
- Измерения XYZ не соответствуют напрямую красному, зеленому и синему, а скорее служат основой для диаграммы цветности CIE, которая помогает анализировать цветовые отношения.
- Комбинация красного, зеленого и синего цветов в системе RGB дает белый свет в соответствии с законом Грассмана.
- Для достижения желаемых цветов значения RGB можно настроить путем масштабирования и нормализации значений XYZ по отношению к значению Y, которое определяет, как глаз воспринимает количество света.
Понимание закона Грассмана
Закон Грассмана — это фундаментальный принцип теории цвета, который объясняет, как красный, зеленый и синий цвета в сочетании дают белый свет. Согласно этому закону, когда разные цвета смешиваются вместе, их интенсивность света суммируется, образуя новый цвет. В случае красного, зеленого и синего, когда эти основные цвета комбинируются с максимальной интенсивностью, они дают белый свет. Этот принцип имеет решающее значение для понимания смешения цветов и точного воспроизведения цветов в различных приложениях. Регулируя интенсивность красного, зеленого и синего компонентов, можно получить широкий диапазон цветов. Закон Грассмана обеспечивает научную основу для смешивания цветов и имеет важное значение в таких отраслях, как печать, фотография и технология цифровых дисплеев. Понимание этого закона позволяет точно воспроизводить цвета и обеспечивает согласованность цветового восприятия.
Важность стандартов измерения цвета
Стандарты измерения цвета играют решающую роль в обеспечении согласованности и точности в различных отраслях и приложениях. Эти стандарты, установленные Международной комиссией по освещению (CIE), обеспечивают основу для количественной оценки и воспроизведения цветов. Определяя, что составляет основные цвета, и устанавливая стандартную модель наблюдения, стандарты измерения цвета обеспечивают аналитическую согласованность в измерении цвета. Они помогают обеспечить точное воспроизведение цветов на разных устройствах и платформах, обеспечивая точное согласование и согласованность цветов в таких отраслях, как полиграфия, графический дизайн и производство. Кроме того, стандарты измерения цвета необходимы для разработки и продвижения технологий, связанных с цветом, таких как технологии отображения и системы управления цветом. Они обеспечивают общий язык и ориентир для специалистов по цвету, исследователей и инженеров, способствуя инновациям и прогрессу в области восприятия и измерения цвета.