Участник:Миг/Теория цветного зрения по Лэнду

Рис. 1. Цветокоординатная система по Лэнду. Д — интенсивность длинных воли; К — интенсивность коротких волн.

Теория цветного зрения Лэнда была предложена американцем Эдвином Лэндом в 1977 г. Лэнд предложил новую теорию цветового зрения, суть которой можно свести к тому, что цвет — это свойство глаза воспринимать любые электромагнитные колебания видимого спектра на двух уровнях — рецепторном и нейронном. На рецепторном уровне восприняты результирующие, интерференцирующие чёрно-белые лучи света разной яркости (амплитуд и длин электромагнитных колебаний), которые на нейронном уровне оппонентно отобраны и отражены в зрительном отделе мозга в виде цветовых ощущений (можно сказать , что это пример метамерии). Т.е. это как результат действия «длинных волн против коротких». По выражению Лэнда, цвет, как его видит глаз, есть информация «о распределении коротких и длинных световых волн по полю зрения».

Гипотеза Лэнда не имела четкой основы, ни физической, ни биологической, поэтому она была скоро забыта. Остался лишь любопытный экспериментальный факт.

Цветовую координатную систему Лэнд представил в виде квадрата; вдоль одной стороны он расположил «короткие» волны, вдоль другой — «длинные». Диагональ — «нейтральная» линия — разделила квадрат на два треугольника, в одном из которых находились «теплые» тона, в другом — «холодные».

«Retinex» — теория цветного видения, которую Ленд развил на основе своих экспериментов, имеет два существенных элемента: она признает светлоту (то есть, отражающую способность) как фундаментальный стимул для формирования ощущения цвета, и она подчеркивает важность границ, которые позволяют глазу оценивать светлоту, ища особенности в отношениях потоков энергий от близко расположенных точек.

Эффект Лэнда пытались объяснить (опять таки только с точки зрения трёхкомпонентной теории) явлением одновременного цветового контраста. Не найдя объяснения, это явление исследователи решили считать следствием работы мозга. Это привело к тому, что разные условия проявления одного и того же физического свойства глаза считаются разными эффектами, особенностями деятельности мозга.

История работ Лэнда и Эффект Лэнда

Рис.2.Эксперименты Лэнда на основе двухцветного проецирования

Исследование американца Эдвина Ленда началось с простого эксперимента проведённого в 1958 году, в котором использовались два черно — белых диапозитива с одинаковых цветных картинок. Первый диапозитив, «длинный образец», был получен через светофильтр, который пропускал только длинноволновый свет. Второй, «короткий образец», был получен через светофильтр, который пропускал только короткие длины волны. Два образца отличались только по светлоте или темноте соответствующих точек; ни один из них не имел никакого цвета. Диапозитивы были спроецированы на экран, непосредственно один над другим, с помощью пучка света от красной части спектра для «длинного образца» и белого излучения для «короткого образца» (в одном из них была обыкновенная лампа накаливания, в другом — натриевая лампа, излучающая жёлтый свет). Согласно классической (трёхкомпонентной) цветовой теории, основанной на работах Ньютона, Томаса Юнга, Джеймса Клерка Максвелла и Германа фон Гельмгольца, изображение на экране должно было получиться с незначительным розовым оттенком. То, что наблюдатель увидел, было, цветным изображением, весьма похожим на оригинал. Результат оказался невероятным для трёхкомпонентной теории: на экране появилось цветное изображение. Правда, цветопередача была неважной, цвета были вялыми и не очень естественными, но ощущались и голубые тона, которые не должны были появиться. Практически все цветовые тона синтезировались смешением только двух.

Хотя Ленд не был первым, кто наблюдал такие эффекты с двухцветным проецированием, его наблюдение открыло программу исследовательского экспериментирования, длящегося более чем два десятилетия. Он начал с серии из 22 вариантов в эксперименте с двумя проекторами. Эти эксперименты демонстрировали, что неожиданные или «неклассические» цвета появлялись по существу мгновенно, и их нельзя было бы объяснить зависимостью временем адаптации глаза. Эксперименты также показали, что цвета не были существенно зависимы от таких факторов, как интенсивность окружающего освещения или лучей проецирования, угла зрения, или от длинноволновых и коротковолновых фильтров. Ленд тогда выполнил ряд более точных экспериментов, используя двойной монохроматор, который позволял экспериментатору изменять по желанию длины волны лучей проецирования и изучать диапазон цветов, наблюдаемых как функция этих длин волн. Из экспериментов Ленд заключил, что классическая цветная теория несовершенна и была действительна только для пятен света, наблюдаемых в полной темноте, что ограничило отношение к цветовосприятию, включающему множественные объекты и переменное освещение.

Цветокоординатная система по Лэнду

В настоящее время из существующих теорий цветного зрения (двух, трёх и т.д. компонентных) в любом случае восприятие цвета происходит на рецепторном и нейронном уровнях с принципом оппонентного отбора (см. Оппонентная теория цветного зрения). Трандукцированное цветное изображение на рецепторном уровне не имеет цвета, так как оно не попало в мозг и мы его не можем ощутить, отразить. По этому не исключено, что на первом рецепторном уровне оппонетный отбор видеосигналов производится на уровне отбора электромагнитных волн по приципу отбора центрального, более яркого сигнала в окружении менее ярких, который в результате фототрандукции на нейронном уровне трансформируется в зрителных отделах головного мозга в виде какого-либо цветного сигнала.

Т.е. действительно:

«Retinex» — теория цветного видения, которую Ленд развил на основе своих экспериментов, имеет два существенных элемента: она признает светлоту (то есть, отражающую способность) как фундаментальный стимул для формирования ощущения цвета, и она подчеркивает важность границ, которые позволяют глазу оценивать светлоту, ища особенности в отношениях потоков энергий от близко расположенных точек.

См.также

• Теория цветного зрения по Лэнду