LMS (цветное зрение)

Функции спектрального отклика человеческих (а также приматов) колбочек, нормализованных по максимальному значению пиков самых ярких значений цвета SML (синих, зелёных, красных) со спектральными чувствителностями волн: коротковолновых, средневолновых и длинноволновых электромагнитных колебаний с длинами волн в нм.

LMS — Основные цвета (версия Миг) (RGB), представляющее собой отклики трёх типов колбочек при дневном освещении. (См. Ретиномоторная реакция фоторецепторов сетчатки глаза). В зависимости от спектральной чувствительности существуют колбочки с длинами волн:

• L - (long (длинная) wavelength)(красные);
• М - (middle (средняя) wavelength) (зелёные);
• S - (short (короткая) wavelength)(синие) не менее 498 нм.

Человек (приматы) являются трихроматами — сетчатка глаза (версия Миг) имеет три вида экстерорецепторов (колбочек), ответственных за цветное зрение. Можно считать, что каждый вид колбочек даёт свой отклик на определённую длину волны видимого спектра.

Математическое определение

Для света со спектром ${I}(\lambda)$ математические значения можно вычислить следующим образом: $$L = \int I(\lambda)\,\overline{L}(\lambda)\,d\lambda$$ $$M = \int I(\lambda)\,\overline{M}(\lambda)\,d\lambda$$ $$S = \int I(\lambda)\,\overline{S}(\lambda)\,d\lambda$$

Тут $\overline{L}(\lambda)$, $\overline{M}(\lambda)$, $\overline{S}(\lambda)$ — функции спектрального отклика, которые задаются в зависимости от длины волны. Так как человеческое зрение обладает свойством адаптивности цветового восприятия, то их значения обычно приводятся в нормализованном к максимальному значению, или по значению общей площади под кривой.

Видно, что свет с различными спектральными составами может иметь один и тот же цветовой стимул и, таким образом, восприниматься человеком одинаково. Это явление называется метамерией.

Следует помнить, что конкретные виды функций $\overline{L}(\lambda)$, $\overline{M}(\lambda)$, $\overline{S}(\lambda)$ могут различаться в исследованиях разных авторов и разных лет. Они зависят, например, от угла поля зрения, кроме того усредняются по некой выборке из испытуемых людей, а значит, зависят от выбора этой группы.

Важным свойством (для всех физически реализуемых цветов) является неотрицательность как функций отклика, так и результирующих цветовых координат для всех цветов.

Различие понятий яркостей света и цвета

При рассмотрении вопросов визуального цветного зрения следует различать и отличать понятия яркости света (физическая величина) от яркости цвета (биологическая величина).

Яркость цвета связана с цветным и чёрно-белым зрением, нашим личным восприятием световых видимых лучей (электромагнитных колебаний) (см. дневное зрение), с колбочками S,M,L (синих, зелёных, красных) с пиком длиной волны более 496 нм, которые нашим глазом воспринимаются как очень яркие, хотя они по энергетике менее слабые. У них частота колебаний волн более низкая, чем синих, УФ лучей (длина волн менее 496нм). Понятно, почему мы не видим Уф лучи, рентгеновские лучи и т.д. Природа выбрала свой вариант приспособления, выживаемости. Например, синие, УФ лучи с длинами волн менее 496 нм для глаза являются не яркими, и даже не цветными! Хотя они более мощные.

При решении задачи на различение лучей при слабом освещении в условиях цветного зрения — "монохромных лучей" с длинами волн менее 498нм, в условиях "ночного видения" служат экстерорецепторы, называемые палочками, которые имеют пик чувствительности вокруг 496 нм и менее с фотопигментом высокой чувствительности при слабом освещении родопсином к лучам синим и УФ с высокой частотой колебаний (менее 496нм). (Колбочки их не воспринимают).

Откуда понятия яркости и контрастности цвета биологической при зрении отличаются от яркости и контрастности света физической.

Cм. также

• Основные цвета
• Визуальное цветное зрение человека
• Трихроматизм (цветное зрение)
• Цветовые координаты
• XYZ (цветовая модель)
• Цветное зрение у приматов