Восприятие цвета человеком – необходимо краткое изложение

Я графический дизайнер и очень хочу знать о человеческом восприятии цвета, но чем дольше я ищу и чем больше читаю, тем сложнее кажется эта тема. Физика не моя сильная сторона, поэтому мне нужен кто-то, кто проверит то, что я (думаю, я) знаю на данный момент, и скажет мне, правильно это или нет, и ответит на мои дополнительные вопросы.

Ниже то, что я думаю, прочитав много-много статей и просмотрев несколько видео (иногда с противоположными ответами или слишком упрощенными):


1. Природа света

а) Луч белого света состоит из волн разной длины.

б) Различные длины волн дают мозгу различное представление о цвете.

в) Мы можем видеть это, когда луч света распадается на составляющие волны в каплях дождя или когда он проходит через материал с более высокой плотностью, такой как стеклянная призма. В этих случаях мы можем наблюдать спектр видимого света, который состоит из отдельных длин волн, дающих представление о цветах: фиолетовом, синем, голубом, зеленом, желтом, оранжевом, красном.

2. Поглощение и отражение

а) Поверхности предметов поглощают и отражают часть длины волны луча белого света.

б) Объект, который кажется красным, поглощает все остальные длины волн и отражает только одну волну из диапазона высоких длин.

в) Объект, который кажется зеленым, поглощает все остальные длины волн и отражает только одну волну среднего диапазона.

г) Объект, который кажется синим, поглощает все остальные длины волн и отражает только одну волну из самого низкого диапазона.

e) Объект, который кажется желтым, поглощает все другие длины волн и отражает только одну волну из диапазона между средним и самым высоким диапазоном.

f) Объект, который кажется голубым, поглощает все другие длины волн и отражает только одну волну из диапазона между самым низким и средним диапазоном.

g) Объект, окрашенный в пурпурный цвет, поглощает все средние длины волн и отражает одновременно две волны самого низкого и самого высокого диапазонов. ( ← правильно?)

h) Объект, который кажется черным, поглощает все длины волн и не отражает свет.

i) Объект, который кажется белым, не поглощает ни одну из длин волн и отражает все вместе (отражает весь луч белого света).

3. Восприятие

а) В глазу на сетчатке имеются рецепторы, называемые колбочками и палочками. Колбочки отвечают за интерпретацию цвета.

б) Существует три типа колбочек – рецепторы малых длин волн [S] (в основном чувствительные к диапазонам, дающим впечатления синих оттенков), рецепторы средних длин волн [M] (в основном чувствительные к диапазонам, дающим впечатления зеленых оттенков), рецепторы больших длин волн [ L] (в основном чувствителен к диапазонам, дающим впечатление красных оттенков, но имеет небольшой диапазон, дающий впечатления фиолетовых оттенков).

в) Диапазоны конусов частично перекрываются.

г) Луч света, в зависимости от его состава, после отражения от объекта может стимулировать одну, две или все три колбочки.

e) Чисто красный/зеленый/синий объект отражает чистую L/M/S волну и одновременно стимулирует только одну из колбочек: красную/зеленую/синюю.

е) Длины волн, лежащие между перекрывающимися диапазонами колбочек, стимулируют их обоих, например. длина волны, отвечающая за восприятие желтого цвета, активирует колбочки M («зеленый») и L («красный»), а длина волны, ответственный за восприятие голубого цвета, активирует колбочки S («синий») и M («зеленый»).

g) Каким-то образом возникает ощущение пурпурного цвета («ярко-розовый» или «интенсивно-фиолетовый», как вы можете сказать, в отличие от фиолетового), когда колбочки S и L активируются одной длиной волны из самого нижнего диапазона и одной длиной волны из самого высокого диапазона. Впечатление пурпурного цвета не вызвано одной конкретной длиной волны, поэтому оно не проявляется в видимом спектре и радуге. ( ← правильно?)

з) Белое впечатление появляется, когда все три колбочки стимулируются с одинаковой высокой интенсивностью.

i) Серое впечатление появляется, когда все три колбочки стимулируются с одинаковой средней интенсивностью.

к) Черное впечатление появляется, когда все три колбочки не стимулируются (объект поглощает все длины волн и не отражает ни одну из них в глаз).

k) Другие цвета, которые мы можем назвать, такие как коричневый, светло-розовый и т. д., которые мы не можем найти в видимом спектре, на самом деле являются вариациями цветов, включенных в спектр, но с разной насыщенностью и яркостью. ( ← правда?)

Пожалуйста, если кто-то из вас изучал физику, оптику, биологию, знает предмет, может помочь мне разобраться в этом, буду очень признателен. Я давно ищу эти ответы.

Дайте мне знать, если это выше правильно. Не стесняйтесь использовать простые примеры и сравнения, как если бы вы объясняли это ребенку.

Восприятие цвета еще сложнее. Мозг обрабатывает всю сцену. Таким образом, мы видим «серый» цвет на черно-белой фотографии, даже если смотреть на нее в цветном свете. См., например, дебаты об этом платье. en.wikipedia.org/wiki/The_dress
Вам нужно прочитать The Retinex Theory of Color Vision и более поздние статьи на эту тему.
К сожалению, слепой часовщик не разработал эту систему так, чтобы она была легкой. Сложность, с которой вы сталкиваетесь, заключается в том, что система сложна.

Ответы (1)

Вы, кажется, неплохо разбираетесь в теме, но есть несколько ошибок. Я укажу только те пункты, которые частично правильны и неправильны.

i) От 2b до 2g. Объекты отражают не только одну длину волны, но и диапазон длин волн, каждая из которых имеет разную интенсивность. Например, красная рубашка поглощает все некрасные длины волн и отражает диапазон красных длин волн (ПРИМЕЧАНИЕ: отраженные длины волн зависят от температуры). Длина волны (цвет), которую мы в конечном итоге видим, отражается с максимальной интенсивностью. Это касается всех цветов. Я не уверен, о каком «диапазоне» вы говорите, но у каждого цвета есть соответствующая длина волны в видимом спектре.

ii) 3h, 3i и 3j- Все оттенки серого, включая белый и черный (ахроматические цвета), обрабатываются палочками, а не колбочками. Оттенок зависит от уровня активации клеток.

iii) 3g и 3k. Все цвета, видимые человеческому глазу, присутствуют в видимом спектре (отсюда и название). «Добавление» цветов — это работа нашего мозга. Наш мозг запрограммирован регистрировать немного зеленого и немного красного вместе как то, что мы воспринимаем как желтый цвет. Следовательно, есть два типа «желтого» — настоящий желтый, который светится в диапазоне от 570 до 590 нм, и ложный желтый, который вы видите на дисплее компьютера. Это относится ко всем цветам, кроме тех, которые образуют вершины ячеек колбочек.

Подводя итог, наш мозг составил таблицу, в которой каждая уникальная комбинация уровней активации трех колбочек и палочек дает различный цвет, который мы в конечном итоге «видим». Также знайте, что это сочетание цветов со светом известно как субтрактивное смешение цветов. Если вы смешаете одни и те же краски, вы получите другой цвет, потому что это происходит за счет аддитивного смешения цветов (красный + зеленый = коричневый, а не желтый).

Тем не менее, я всего лишь старшеклассник, и реальная механика восприятия цвета намного сложнее, как прокомментировал Питер. То, что я упомянул, является основами, которых должно быть достаточно для понимания целей. Пожалуйста, не стесняйтесь задавать любые вопросы в комментариях :)

3c, e, f: кривые чувствительности перекрываются намного больше, чем кажется OP; только на крайних концах спектра возбуждается отдельный пигмент; и подчеркнуто длина волны, которую мы назвали бы «чистыми» цветами, возбуждает множество пигментов.
А... ваш абзац (ii) в основном неверен. Палочки насыщены ярким светом и в таких условиях не оказывают заметного влияния на зрение человека, но вы все равно можете видеть оттенки серого.
ОП упоминает в 3i и 3j, что свет не имеет максимальной интенсивности, когда в игру вступают стержни.
Но то, что вы написали, неверно. Вы обычно видите оттенок серого, когда ваши стержни насыщены. Поведение палочек объясняет, почему вы либо не видите, либо едва видите цвета при очень тусклом свете. Это не объясняет, почему вы можете видеть серый цвет при ярком свете.
@dmckee --- котенок-бывший модератор♦ Похоже, вы хорошо информированы. После прочтения моего резюме, как вы думаете, я хорошо понимаю предмет или что-то не так? Я хочу это знать, и не только я. Я работала учителем в художественной школе и, возможно, когда-нибудь снова захочу заниматься этим, и я хочу быть уверена, что не наговорю чушь своим ученикам, когда буду объяснять теорию цвета.