Войти
Эффект Абниописывает воспринимаемый сдвиг оттенка, который происходит, когда белый свет добавляется к монохроматическому источнику света.
Добавление белого света вызовет снижение насыщенности монохроматического источника, воспринимаемого человеческим глазом. Однако менее интуитивным эффектом добавления белого света, который воспринимается человеческим глазом, является изменение видимого оттенка. Этот сдвиг оттенка носит скорее физиологический, чем физический характер.
Это изменение оттенка в результате добавления белого света было впервые описано английским химиком и физиком сэром Уильямом де Вивелсли Абни в 1909 году, хотя обычно датируется 1910 годом. Источник белого света создается комбинацией красного, синего и зеленого света. Сэр Абни продемонстрировал, что причиной видимого изменения оттенка был красный и зеленый свет, составляющие этот источник света, а синий световой компонент белого света не имел никакого отношения к эффекту Абни.
Диаграммы цветности - это двухмерные диаграммы, которые отображают проекцию Международной комиссии по освещению (CIE) XYZ-пространство на ( x, y) плоскость. Значения X, Y, Z (или трехцветные значения ) просто используются как весовые коэффициенты для создания новых цветов из основных цветов, почти так же, как RGB используется для создания цветов из основных цветов в телевизорах или фотографиях.. Значения x и y, используемые для создания диаграммы цветности, создаются из значений XYZ путем деления X и Y на сумму X, Y, Z. Значения цветности, которые затем могут быть нанесены на график, зависят от двух значений: доминирующий длина волны и насыщенность. Поскольку световая энергия не учитывается, цвета, которые различаются только его яркостью, на схеме не выделяются. Например, коричневый цвет, представляющий собой смесь оранжевого и красного с низкой яркостью, не будет отображаться как таковой.
Эффект Абни также можно проиллюстрировать на диаграммах цветности. Если добавить белый свет к монохроматическому свету, получится прямая линия на диаграмме цветности. Мы можем представить, что все цвета вдоль такой линии воспринимаются как имеющие один и тот же оттенок. На самом деле это не так, и изменение оттенка ощущается. Соответственно, если мы нанесем на график цвета, которые воспринимаются как имеющие одинаковый оттенок (и различающиеся только по чистоте), мы получим изогнутую линию.
На диаграммах цветности линия с постоянным воспринимаемым оттенком должна быть изогнутой, поэтому что учитывается эффект Абни. Диаграммы цветности, которые были скорректированы с учетом эффекта Абни, являются прекрасной иллюстрацией нелинейной природы зрительной системы. Кроме того, эффект Абни не запрещает любые прямые линии на диаграммах цветности. Можно смешать два монохроматических источника света и не увидеть изменения оттенка, тем самым предполагая, что прямолинейный график для различных уровней смеси будет уместен на диаграмме цветности.
процесс оппонента модель зрительной системы состоит из двух хроматических нейронных каналов и одного ахроматического нейронного канала. Хроматические каналы состоят из красно-зеленого канала и желто-синего канала и отвечают за цвет и длину волны. Ахроматический канал отвечает за определение яркости или белого-черного. Оттенок и насыщенность воспринимаются из-за различной активности в этих нервных каналах, состоящих из путей аксонов от ганглиозных клеток сетчатки. Эти три канала тесно связаны со временем реакции на цвета. Ахроматический нейронный канал имеет более быстрое время отклика, чем хроматические нейронные каналы в большинстве условий. Функции этих каналов зависят от задачи. Некоторые действия зависят от одного канала или другого, а также от обоих каналов. Когда цветной стимул суммируется с белым стимулом, активируются как хроматические, так и ахроматические каналы. Ахроматический канал будет иметь немного замедленное время отклика, поскольку он должен настраиваться на другую яркость; однако, несмотря на этот отложенный отклик, скорость отклика ахроматического канала все равно будет выше, чем скорость отклика хроматического канала. В этих условиях суммированных стимулов величина сигнала, излучаемого ахроматическим каналом, будет сильнее, чем сигнала хроматического канала. Связь более быстрого отклика с сигналом более высокой амплитуды из ахроматического канала означает, что время реакции, скорее всего, будет зависеть от уровней яркости и насыщенности стимулов.
Обычные объяснения цветового зрения объясняют разницу в восприятии оттенка как элементарные ощущения, присущие физиологии наблюдателя. Однако никакие конкретные физиологические ограничения или теории не смогли объяснить реакцию на каждый уникальный оттенок. С этой целью доказано, что как спектральная чувствительность наблюдателя, так и относительное количество типов колбочек не играют какой-либо существенной роли в восприятии различных оттенков. Возможно, окружающая среда играет большую роль в восприятии уникальных оттенков, чем различные физиологические особенности людей. Это подтверждается тем фактом, что цветовые суждения могут варьироваться в зависимости от различий в цветовой среде в течение длительных периодов времени, но одни и те же хроматические и ахроматические суждения остаются постоянными, если цветовая среда одинакова, несмотря на старение и другие индивидуальные физиологические факторы, влияющие на
Насыщенность или степень бледности цвета связана с. Уравнение колориметрической чистоты: P = L / (L7 w + L). В этом уравнении L равно яркости цветного светового стимула, L w - это яркость белого светового стимула, смешиваемого с цветным светом. Приведенное выше уравнение представляет собой способ количественной оценки количества белого света, смешанного с цветным светом. В случае чистого спектрального цвета, без добавления белого света, L равно единице, а L w равно нулю. Это означает, что колориметрическая чистота будет равна единице, и для любого случая, включающего добавление белого света, колориметрическая чистота или значение P будет меньше единицы. Чистоту спектрального цветового стимула можно изменить, добавив белый, черный или серый стимул. Однако эффект Абни описывает изменение колориметрической чистоты за счет добавления белого света. Чтобы определить эффект, который изменение чистоты оказывает на воспринимаемый оттенок, важно, чтобы чистота была единственной переменной в эксперименте; яркость должна быть постоянной.
Термин «различение оттенка» используется для описания изменения длины волны, которое должно быть получено, чтобы глаз обнаружил изменение оттенка. Выражение λ + Δλ определяет необходимую регулировку длины волны, которая должна иметь место. Небольшое (< 2 нм ) изменение длины волны заставляет большинство спектральных цветов приобретать другой оттенок. Однако для синего и красного света должен происходить гораздо больший сдвиг длины волны, чтобы человек мог определить разницу в оттенках.
Первоначальная статья, описывающая эффект Абни, была опубликована сэром Уильямом де Вивелесли Абни в Proceedings of the Royal Society of London, Series A в декабре 1909 г. Он решил провести количественное исследование после открытие того, что визуальные наблюдения за цветом не совпадают с доминирующими цветами, полученными фотографически при использовании моделей флуоресценции.
Прибор для измерения цвета, обычно используемый в экспериментах в 1900-х годах, использовался в сочетании с частично посеребренными зеркалами для разделения одного луча света на два луча. Это привело к появлению двух параллельных друг другу световых лучей одинаковой интенсивности и цвета. Лучи света проецировались на белый фон, создавая блики размером 1,25 дюйма (32 мм). Белый свет был добавлен к одному из участков цветного света, участку справа. На пути двух лучей был вставлен стержень, чтобы не было пространства между окрашенными поверхностями. Дополнительный стержень использовался для создания тени, в которой белый свет рассеивался на участке, который не должен был получать добавление белого света (участок с левой стороны). Количество добавленного белого света определяли как половину яркости цветного света. К источнику красного света, например, добавлено больше белого света, чем к источнику желтого света. Он начал использовать два пятна красного света, и, фактически, добавление белого света к световому пятну справа вызвало более желтый оттенок, чем чистый красный источник света. Те же результаты произошли, когда экспериментальный источник света был оранжевым. Когда источник света был зеленым, добавление белого света заставляло внешний вид пятна становиться желто-зеленым. Впоследствии, когда белый свет был добавлен к желто-зеленому свету, пятно света выглядело преимущественно желтым. В смеси сине-зеленого света (с немного более высоким процентным содержанием синего) с белым светом синий цвет приобрел красноватый оттенок. В случае источника фиолетового света добавление белого света привело к тому, что фиолетовый свет приобрел синий оттенок.
Сэр Эбни предположил, что возникающее изменение оттенка произошло из-за красного света и зеленого света, которые были компонентами добавляемого белого света. Он также подумал, что синий свет, который также включает луч белого света, был незначительным фактором, который не влиял на видимое изменение оттенка. Сэр Абни смог экспериментально доказать свою гипотезу, сопоставив свои экспериментальные значения процентного состава и яркости красного, зеленого и синего цветов с расчетными значениями почти точно. Он исследовал процентный состав и яркость различных спектральных цветов, а также добавленный источник белого света.
В то время как нелинейность нейронного цвета - кодирование, о чем свидетельствует классическое понимание эффекта Абни и его использование белого света для определенных длин волн света, было тщательно изучено в прошлом, новый метод был предпринят исследователями из Университета Невады. Вместо добавления белого света к монохроматическому свету менялась ширина полосы спектра. Это изменение полосы пропускания напрямую нацелено на три класса рецепторов колбочек как средство идентификации любых изменений оттенков, воспринимаемых человеческим глазом. Общая цель исследования состояла в том, чтобы определить, влияет ли на появление цвета фильтрующие эффекты спектральной чувствительности глаза. Эксперименты показали, что соотношение конусов, сигнализирующих о том, что оттенок был отрегулирован, чтобы обеспечить постоянный оттенок, который соответствовал центральной длине волны источника света. Кроме того, проведенные эксперименты по существу показали, что эффект Абни сохраняется не для всех изменений чистоты света, а очень сильно ограничивается определенными средствами ухудшения чистоты, а именно добавлением белого света. Поскольку в проведенных экспериментах варьировалась ширина полосы света, аналогичные, хотя и разные способы изменения чистоты и, следовательно, оттенка монохроматического света, нелинейность результатов отображалась иначе, чем обычно. В конечном итоге исследователи пришли к выводу, что вариации спектральной полосы пропускания заставляют пострецепторальные механизмы компенсировать эффекты фильтрации, налагаемые чувствительностью конуса и преретинальным поглощением, и что эффект Абни возникает из-за того, что глаз, в некотором смысле, был обманут, чтобы увидеть цвет. это не может произойти естественным образом и поэтому должно приближаться к цвету. Это приближение для компенсации эффекта Абни является прямой функцией конусных возбуждений, испытываемых с широкополосным спектром.
Патент на цветной принтер, который утверждает, что компенсирует эффект Абни был опубликован в 1995 году.
Эффект Абни необходимо учитывать при проектировании кабины пилотов современных истребителей. Цвета, просматриваемые на экране, становятся ненасыщенными, когда на экран попадает белый свет, поэтому для противодействия эффекту Абни необходимо принять особые меры.
Существует широкий спектр спектральных цветов, которые можно настроить так, чтобы они точно соответствовали чистому цвету. добавление различных уровней белого света.
Остается неизвестным, является ли эффект Абни результирующим явлением, возникающим случайно во время восприятия цвета, или эффект играет преднамеренную функцию в способе кодирования цвета глазом.
