Восприятие цвета, основная психология, теории

Психология цвета — это изучение нюансов детерминантов поведения человека. Цвет влияет на неочевидное восприятие, например, на вкус пищи. Цвета также могут повысить эффективность плацебо. Например, красные или оранжевые таблетки обычно используются в качестве стимуляторов.

Цвет может существовать только тогда, когда присутствуют три компонента: видоискатель, объект и свет. Хотя чистый белый свет воспринимается как бесцветный, на самом деле содержит все цвета в видимом спектре. Когда белый свет воздействует на объект, он выборочно блокирует одни цвета и отражает другие; только отраженные цвета способствуют восприятию цвета зрителя.

Аномалии цветового зрения

Церебральная ахроматопсия: тип дальтонизма, вызванный повреждением коры головного мозга мозга.

Монохромазия: отсутствие цветовосприятия.

Дихромазия: проблемы в дифференциации цветовых пар: красно-зеленый (протанопия и дейтеранопия) или сине-желтый (тританопия).

Аномальная трихромазия : нарушается восприятие оттенков трихроматического спектра.

Колориметрия

Чтобы понять цвет, нужно учитывать, что свет дает несколько фундаментальных аспектов: длину волны, интенсивность света и чистоту волны.

При поглощении цвета изменяется длина волны, соответственно, изменяется и восприятие оттенка цвета. Кроме того, качество воспринимаемого цвета зависит от интенсивности света (эффект Пуркинье).

Тест на восприятие цвета

Используемая стратегия называется колориметрическим кругом. Он разделен на две части: в одной экспериментатор представляет определенный цвет, а в другой субъект должен попытаться воспроизвести представленный ему цвет тремя цветами:

1. высокая длина (синий),
2. средняя длина (зеленый),
3. низкая длина (красный).

Субъект имеет эти три переменные и может манипулировать количеством цвета каждого из них. Что интересно в эксперименте — посмотреть, сколько каждого цвета субъект использует для соответствия цвету образца.

Это важно для понимания того, как человек воспринимает цвет. Аддитивная смесь образуется при смешивании цветных огней.

Тремя цветами может быть воспроизведен любой другой тестовый цвет. Чаще используются красный, зеленый и синий, хотя могут быть и другие.

Диаграммы цветности: круг Ньютона и диаграмма Максвелла

Круг Ньютона

Около 1665 г., когда Исаак Ньютон провел белый цвет через призму и видел радугу, он выявил семь цветов:

1. красный,
2. оранжевый,
3. желтый,
4. зеленый,
5. голубой,
6. синий,
7. фиолетовый.

Он посчитал, что все цвета радуги были аналогичны нотам музыкальной шкалы.

К центру круга цвет становится белым.

Диаграмма Максвелла

Она исправляет ошибку Ньютона, которая сохранялась в течение 150 лет, когда полагали, что основными цветами были красный, желтый и синий, которые являются основными цветами в пигментах, но не в огнях.

Из более ранних диаграмм составлена еще одна, в которой оттенок находится по периметру, а в центре изображена насыщенность. Появилась проблема в системе рендеринга, и это проблема не спектральных цветов, не имеющих длины воспроизводящих их волны — они получены только путем смешивания других цветов.

Чтобы предсказать результат смешивания, следует начать с диаграммы и посмотреть, где пересекаются X и Y. Воспринимаемый цвет может быть одинаковым, поскольку сочетание цветов отличается друг от друга физически. Это метамерные цвета, которые получены по-разному, но воспринимаются одинаково.

Другой вопрос заключается в том, что количество определенного цвета, необходимое для получения другого, не всегда одинаково, есть несколько возможных вариантов. Когда смешиваемые цвета противоположны, они переопределяют друг друга, и получается белый цвет, который расположен в геометрическом центре круга, то есть в начале координат. Это дополнительные цвета.

Координаты полученного цвета получают путем выполнения взвешенной суммы используемых цветов, причем А и в являются величинами цвета, которые мы используем:

xi = ax1 + bx2 / a+b
yi = ay1 + by2 / a+b

Эта диаграмма цветности имеет некоторые недостатки:

• Она не точно представляет спектральные цвета.
• Она дает ошибочные прогнозы, когда дело доходит до дополнительных цветов.

Другие диаграммы цветности

Принцип трихроматизма

Любой набор из трех цветов может быть использован в качестве основного набора цветов, единственное, что необходимо — чтобы ни один из них не мог быть получен путем смешивания двух других.

При использовании красного, зеленого и синего в большинстве случаев может быть получен любой другой цвет.

Цветовая система Манселла (1925)

Эту диаграмму можно визуализировать в виде двух конусов, склеенных основанием. Она имеет три оси. Вертикальная ось представляет яркость (от белого до черного). Диаграмма может быть разбита в любой точке оси, что приведет к кругу.

Снаружи периметр представляет оттенки, а внутри — насыщенность.

Цветовое пространство CIE (1931)

Этот способ наиболее широко используется и основан на кривых, полученных в различных экспериментах по смешиванию цветов. В этих экспериментах были представлены цвета, которые субъект должен получить из трех основных цветов.

Было видно, что есть пробные цвета, которые невозможно получить, если только один из них не направлен на поле экспериментатора. Сумма трех координат всегда будет 1. По периметру находятся длины волн чистых цветов.

Когда мы приближаемся к центральной точке, у нас меньше насыщения. Не спектральные цвета будут расположены на воображаемой линии, которая соединит два конца.

Механизмы цветового кодирования

Трихроматическая теория

Поскольку существует три основных цвета, можно думать, что есть также три фоторецептора сетчатки, каждый из которых отвечает за кодирование цвета, чувствительные к коротким, средним и длинным волнам.

Дейвид Брюстер (1831) был первым, кто измерил кривые чувствительности к цвету. Найдите пик на длинах волн оранжево-красного, зеленого и синего. С точки зрения чувствительности кажется, что есть три максимума.

Янг (1802) писал: «совершенно невозможно представить, что любая точка сетчатки содержит бесконечное количество частиц, каждая из которых способна вибрировать в унисон с каждой возможной пульсацией, необходимо предположить, что число ограничено, например, тремя красными, желтыми и синими цветами».

Герман Гельмгольц исправил ошибку Янга, отметив, что цвета были оранжево-красными, зелеными и синими. Эти фоторецепторы максимально чувствительны к этим цветам, но также чувствительны к другим.

Как различаются оттенки?

Если они являются основными цветами, это очень просто, они активируют различные фоторецепторы. Проблема в том, что это разные оттенки.

Как кодируется яркость?

Более яркие цвета активируют больше фоторецепторов, чем менее яркие. Если будет больше интенсивности света, будет больше активности.

Как кодируется насыщение?

Белый увеличивает активность всех рецепторов. Если зеленый цвет чистый, активируется только фоторецептор зеленого цвета, если он дезактивируется, то активирует другие.

Метамерные цвета приводят к выравниванию паттерна активности во всех трех рецепторах. Считается, что рецепторы активируются в двух цветах одинаково. Дополнительные цвета выравнивают активность во всех трех фоторецепторах.

Встречаются три типа фоторецепторов с максимальной чувствительностью:

• 570 Нм (желто-красноватый),
• 535 Нм (зеленый),
• 445 Нм (сине-фиолетовый).

Но эти цвета не являются основными. Это слабая точка теории.

Теория противоборствующих процессов

Она была сформулирована Герингом (1878) и опиралась на психофизические данные:

1. Выравнивание цветов: представлены оттенки цвета, и субъект должен использовать минимальное количество категорий для определения этих цветов. Почти все используют четыре: красный, желтый, зеленый и синий.
2. Постэффекты цвета: представлены четыре цветных круга, и человека просят посмотреть на точку в центре. Круги удаляются, и возникает эффект видения противоположных цветов.
3. Недостатки цветового зрения: те, у кого есть проблемы с восприятием красного, также имеют его с зеленым. Те, кто путает синий с каким-либо цветом, путают с этим же цветом желтый. Это поддерживает идею четырех цветов, расположенных попарно.
4. Невозможные сочетания: есть варианты смешивания, которые трудно зрительно обрабатывать. Например, при смешивании зеленого и красного зеленый воспринимается без цвета. Получаемый цвет не имеет названия ни на одном языке.

Геринг предполагает на уровне сетчатки существование трех рецепторных систем:

1. одна для красно-зеленого,
2. одна для сине-желтого,
3. одна для белого и черного.

Это ложно на физиологическом уровне.

Теория Ретинекса

Она была сформулирована Эдвином Г. Лэндом в 1971. Согласно этой теории воспринимаемый цвет в объекте постоянен, даже если степень яркости меняется. То есть цветовое восприятие зависит от спектральных коэффициентов отражения поверхностей, а не от спектрального распределения отраженного света.