Цветопередача

Оригинал: ExtremeTech
Перевод: Сергей Мильчаков, Дмитрий Чеканов

Метамерия и метамерные пары

Метамерию можно наблюдать, но очень сложно объяснить. Лучше всего объяснить это явление на примере одежды.

Пройдитесь по супермаркету - вероятнее всего вы найдете кучу пиджаков и кучу брюк, казалось бы, подобрать цвет труда не составляет. Обычно, ассортимент цветов не такой и большой - чтобы было проще подобрать пару. В магазине вы найдете соответствующие пиджак и брюки, но дома может вполне оказаться, что их цвет не совпадает.

Присмотритесь к материи, вы обнаружите, что цвет совпадает при любом магазинном освещении - скорее всего это будет люминесцентное - но он перестанет совпадать при солнечном свете или свете лампы накаливания. Такой феномен и называется метамерией, а эти два цвета являют собой метамерную пару.

Научное обоснование этому феномену вполне понятно - ведь цвет - это ощущение, а не свойство объекта. Отметим, что колбочки в наших глазах способны вызывать одинаковые ощущения от света совершенно различных частот.

Для начала рассмотрим похожий, только намного более простой пример. Попробуйте сначала положить руку на стол, а потом положите на эту руку пятикилограммовую гирю. Ваша рука будет ощущать то же давление, что и давление пяти гирек весом в один килограмм, или одной двухкилограммовой и одной трехкилограммовой гири, или двух гирь по 2,5 килограмма. Таки комбинаций может быть очень много.

В случае с цветом ситуация похожа, только все значительно сложнее. Человеческий глаз определяет цвет с помощью светочувствительных клеток, называемых колбочками. Как уже было рассмотрено выше, существует три типа этих клеток - красные колбочки, синие и зеленые - по названию поглощаемых этими клетками частей спектра. Несмотря на такое, казалось бы, небольшое число разнотипных клеток, их вполне достаточно, чтобы видеть все цвета - человеческий глаз способен отличать примерно семь миллионов цветов. (Это немногим меньше половины всех цветов, доступных в компьютерной палитре True Color. Компьютер должен иметь в своем распоряжении большее количество цветов, так как чувствительность глаза к изменениям в различных частях спектра неравномерна, а компьютер распределяет градации равномерно.)

Подытожим: вы видите цвет исключительно потому, что в глазе имеются светочувствительные клетки, называемые колбочками, которые и передают импульсы в мозг, которые в свою очередь создает ощущение конкретного цвета. Скажем, когда ваши глаза воспринимают желтый цвет (волны с диной, соответствующей желтому цвету), то красные, зеленые и синие колбочки поглощают волны в определенных пропорциях. Когда вы видите комбинацию красного и зеленого цвета (выраженного в длине волны света), колбочки воспринимают свет в тех же пропорциях и ваша зрительная система опять ощущает желтый цвет. В действительности же таких комбинаций, которые заставляли бы вашу зрительную систему создавать одно и то же ощущение (а следовательно, один и тот же цвет) очень и очень много.

Вернемся опять-таки к вопросу про брюки и пиджаки.

Если пиджак и брюки, которые вы видите в магазине, сделаны из одного рулона материи (что будет означать, что они окрашены одинаково) - вероятнее всего они будут одинаковым образом отражать волны разной длины. Поэтому в независимости от условий освещения, они будут казаться вам одинакового цвета.

Если же они были сшиты из разных тканей, шансы, что они при любых условиях будут выглядеть одинаково, очень малы. Но, скажем, в магазинных условиях освещения они будут казаться одинаковыми - ведь вы подбираете одежду в магазине, а не выносите её на улицу. А так как ткани были окрашены разным образом, каждая из тканей по-разному поглощает и отражает различные волны, поэтому вероятнее всего при другом освещении цвета будут разными.

И такие метамерные пары могут встретиться практически в любой ситуации - набор мебели, когда разные предметы были окрашены разной краской, рулоны обоев из различных партий, автомобильная покраска, и так далее.

Вернемся к нашим баранам. Феномен метамерии никоим образом не стоит забывать, разговаривая о цвете в компьютерах. Когда вы пытаетесь обеспечить правильную цветопередачу при сканировании, вы должны помнить о том, что цвет зависит от освещения. То, что выглядит нормально при свете ламп накаливания, может оказаться совсем негодным в офисе, при свете люминесцентных ламп.

Как на цвет влияет цвет

Наверное, всякий, кто играл с цветами, заметил, что цвет зависит ещё и от фона. Попробуйте сами найти яркий источник света - например, электрическую лампочку, и попробуйте посмотреть на неё через поднятый большой палец. Постарайтесь поместить палец прямо по центру лампы - вероятнее всего вы не сможете разглядеть даже ногтя - будет виден один силуэт.

Затем, продолжая смотреть на палец, поместите что-нибудь непрозрачное между рукой и лампой. Зрение быстро приспособится и позволит разглядеть вам все детали вашей руки.

Изменение в одной области поля зрения, вызванное изменением в другой области поля зрения называется одновременным зрительным контрастом. Он влияет не только на то, с какой степенью детализации вы можете видеть объект, но также и на тени, и на сам цвет.

Изображения, представленные выше, могут проиллюстрировать данное утверждение на вашем экране. Все зависит от того, насколько точно ваш экран соответствует тому экрану, на котором были созданы эти изображения и насколько правильно соответствуют цвета. Кроме того, требуется то же самое разрешение и размер экрана - ведь это скажется на размере изображений.

Если изображение не соответствует подписи, попробуйте распечатать его, возможно, распечатанная версия сработает. Мы постарались включить достаточно различных вариантов, чтобы, по крайней мере, один или два из них продемонстрировали феномен. Кроме того, вы найдете ссылки на некоторые страницы в Интернете с подобными изображениями. (Это небольшая часть того, что доступно в Интернете. Можете поискать больше различной информации, воспользовавшись запросом "Simultaneous Contrast" в своей любимой поисковой системе. Поиск на Гугле выдал около полутора тысяч страниц и в первых пятидесяти, изученных нами, были прекрасные примеры этого явления. Если не удастся найти пример в электронном виде, можно воспользоваться услугами традиционной библиотеки.

маленькие серые квадратики на этом изображении - одного и того же оттенка и размера, тем не менее, из-за фона левый квадратик должен казаться темнее и меньше правого.

Это изображение очень похоже на предыдущее, только контраст выражен сильнее. Опять таки, цвет и размер маленьких квадратиков одинаков, однако левый квадратик кажется темнее и меньше, чем правый.

Одновременный контраст влияет на цвет. Два зеленых квадрата в этом примере на самом деле одного цвета, но тот, что слева, должен выглядеть с оттенками желтого, или, по крайней мере, более светло. А тот, что справа - синеватым, более темным.

Два оранжевых круга в этом примере на самом деле одинаковы. В зависимости от того, какой цвет создает ваш монитор или принтер в данном случае, оранжевый круг слева может казаться значительно темнее того, что справа. Или он может казаться ближе к оранжевому, а тот, что справа - ближе к красному.

Круги в этом примере тоже одинаковы. В зависимости от настроек монитора или принтера, левый круг может казаться значительно более светлым, чем тот, что справа.

Даже на нормально настроенном принтере или экране разница между зелеными областями в верхней и нижней половинах велика. На самом деле цвет этих областей одинаков, но верхняя область кажется нам значительно темнее нижней.

Этот пример выделяется среди остальных. Каждый следующий рисунок будет примером тому высказыванию, что цвет может сильно отличаться в зависимости от соседствующих цветов. На этом рисунке вы можете видеть, насколько одинаковыми могут казаться совершенно разные цвета. Если ваш принтер или монитор правильно интерпретировали цвет, то две пары диагональных линий на изображении - или два икса, если вам так больше нравится - выглядят практически одинаково. Две полоски в правом нижнем углу изображения показывают, какого цвета эти самые кресты.