согласуются друг с другом. С одной стороны, цветовое зрение, основанное на колбочках, способно проводить очень большое количество различий: в течение достаточно длинной серии опытов по дискриминации свет любой длины волны можно отличить от света любой другой длины волны при равной силе. С другой стороны, из-за метамеризма цветовое зрение не способно различать сигналы с очень разными профилями длины волны и амплитуды. Можно сказать так: существует очень много цветов - в некоторых случаях их бесконечное множество, - но при любом освещении предметы разного спектрального состава выглядят одинаково. Цвета представляют собой мешанину. На рисунке 6.3 кажется, что различие цветов - это различие длин волн, но это только из-за ограничений фона.

Предложение 4 Слуховой тон очень хорошо соответствует длине волны, а цвет - нет.

Рисунок 6.3. Цвет и видимый спектр

Источник: Пользователь: PAR (собственная работа) (Public Domain), по лицензии Wikimedia Creative Commons.

 

Обработка противника против обработки постоянства

Прежде чем мы сможем понять значение предложения 4, нам нужно немного углубиться в работу системы цветового зрения.

Как объяснялось в предыдущем разделе, луч света, попадающий на цветочувствительные участки сетчатки, вызывает ответ от колбочковых клеток каждого из трех типов. Эти три значения ответа совместно определяют то, что можно назвать первым цветовым ответом системы (FCR). Цветовые впечатления извлекаются из FCR в результате работы двух функционально различных процессов - обработки оппонентов и обработки постоянства.

 

Обработка соперников

Свет, отраженный от природных объектов, как правило, полихроматичен, хотя и не сбалансирован по спектру. Следовательно, он стимулирует все три колбочки. Например, спелый помидор стимулирует L-конус больше, чем S-конус. (Красный свет - длинноволновый, синий - коротковолновый.) Но это не значит, что он не стимулирует S-конус. Хотя она отражает 70 % падающего на нее красного света, она все же отражает 10 % синего. Таким образом, при ярком свете красный помидор может стимулировать S-образную косточку больше, чем синий объект при тусклом свете.

FCR отражает как спектральный состав, так и яркость света, отраженного от объектов окружающей среды или излучаемого ими. Из-за яркости эти три величины, как правило, коррелируют: яркий полихроматический свет вызывает сильный отклик у всех; тусклый свет вызывает слабый отклик. Поэтому для определения цвета помидора, в отличие от яркости освещения, важен не ответ каждой колбочки, а разница между ответами колбочек. При любом уровне освещенности, достаточно ярком, чтобы вызвать любой ответ колбочек, белый свет, отраженный от помидора, вызовет более сильный ответ от колбочек L и M (длинно- и средневолновых), чем от S. Чтобы определить это, зрительная система вычитает S-ответ из суммы L- и M-ответов. Она также вычисляет разницу между ответами L- и M-колбочек. Это называется "обработка оппонентов".

Этим различиям в ответах колбочек соответствуют оттенки - красный-зеленый и синий-желтый. Например, что-то выглядит красноватым, если оно вызывает больше откликов от L- и M-конусов, чем от S-конуса; оно выглядит желтоватым, если разница между L- и M-конусами положительна. Важно отметить, что обработка оппонентов не добавляет информацию к ответам колбочковых клеток; она просто извлекает уже имеющуюся информацию. Функция обработки оппонентов заключается в удалении коррелированных частей ответа колбочек, которые обусловлены яркостью, чтобы получить некоррелированную часть, которая обусловлена длиной волны.

И последнее: два измерения оттенка цвета происходят из противоположных каналов; яркость - из суммы. Опытный цвет - это оттенок плюс яркость.

 

Обработка постоянства

Один и тот же объект отражает разные цвета при разном освещении. Однако зрительная система способна уменьшить влияние этих изменений. Объекты выглядят более или менее одинаково по цвету и освещенности в хороших условиях наблюдения, то есть когда освещение более или менее белое и достаточно яркое. При обработке такого рода постоянства делаются определенные "предположения" - например, что самый яркий объект в сцене - белый. Эти предположения возникают в результате успешных стратегий обработки, выработанных в ходе эволюции. Таким образом, в обработке постоянства присутствует дополнительная информация (например, "информация" о том, что самый яркий объект в любой сцене - белый).

Предложение 5. a) Свойства цвета определяются функциями оппонентного процесса. b) Приписывание свойств цвета отдельным объектам в различных условиях освещенности является результатом обработки постоянства.

 

Цветовые свойства

Выход обработки оппонентов можно представить двумя способами.

Один из вариантов - считать это доблестной попыткой считывания длины волны при не очень хорошей аппаратуре. Рисунок 6.3 наводит на эту мысль: на этой диаграмме <x,y> значение 700 нм равно <0,74, 0,27>. Поэтому можно подумать: если что-то соответствует этой точке, то оно выглядит 700-нм красным, хотя этот вид может быть просто метамерным и, следовательно, вводить в заблуждение.

Но это не так. Цвета калибруются по координатам <x, y> на рисунке 6.3 (и еще по одному измерению, которое нас здесь не касается). (Существуют и другие систематизации цветового опыта; для наших целей различия не важны). Монохромные лучи света и другие световые лучи могут быть помещены в матрицу <x, y>; свет длиной 700 нм - красный. Но именно матрица <x, y> является непосредственно данной; она обозначает цветовые свойства, которые мы воспринимаем непосредственно.

Вот лучший способ понять свойства цвета. Это просто значения, которые вычисляет оппонентная обработка. Или, говоря иначе, каждая система цветового зрения, со своей собственной системой колбочек и функций оппонирования, генерирует свою собственную систему цветовых свойств. Именно это, как я понимаю, лежит в основе характеристики цветовой репрезентации, данной Бирном и Хилбертом (2003):

Объекты представляются как имеющие пропорции величин "оттенков"... Если объект воспринимается как оранжевый, то он представляется как имеющий значение R, которое составляет приблизительно 50 процентов от его общего оттенка, и аналогично с Y... Если [он] воспринимается как фиолетовый, то он видится как имеющий R и B в аналогичной пропорции.

(Byrne and Hilbert 2003, 14)

Бирн и Гильберт определяют переменные R, Y и т. д. в терминах оппонентных величин. Детали здесь не важны, но давайте просто скажем, что красно-зеленое, сине-желтое и черно-белое измерения цвета - это "величины" оттенков, определяемые функциями откликов L-, M- и S-конусов. Свойства цвета - это просто тройки этих величин. Сильно упрощая: свойства цвета - это функции трех откликов колбочек. Разные животные (и, возможно, даже разные люди) используют разные колбочки и разные функции оппонентов, что приводит к индивидуально подобранным цветовым схемам. Именно это делает возможным появление новых цветов.

Вспомните слух: когда мы воспринимаем высоту тона и громкость, мы непосредственно воспринимаем структурные свойства частоты и громкости. Бирн и Хилберт предлагают, по сути, что когда мы воспринимаем цвет, мы непосредственно воспринимаем свойство, определяемое в терминах различий в