Retinex theory of visual colour constancy или модели хромадаптации

Статус
Закрыто для дальнейших ответов.

Alexey Shadrin

Участник
Сообщения
9 260
Реакции
1 190
Ответ: Retinex theory of visual colour constancy или модели хромадаптации

Еще одна мысль: пара метамерных стимулов, предъявленных side by side -- это один стимул, поскольку характеристикой стимула как стимула является его мера воздействия на колбочковый аппарат. Пусть side by side сравниваются хоть четыре метамера -- это один и тот же стимул (как стимул, а не как поток э-м излучения). Меняется лишь пространственный размер.
Мера воздействия монохроматических стимулов по всему видимому спектру была изучена с помощью трехстимульного колориметра и полученные "цветовые" координаты (в координатной системе того или иного колориметра) специфицируют эту меру воздействия. Дальше можно сколько угодно переходить из одной системы в другую, получать разные тройки трехстимульных значений -- суть от этого не изменится: тройка будет свидетельствовать о метамерном равенстве монохроматического стимула некой комбинации трех кардиналов данного колориметра. Это и есть "пень".
Теперь пример.
Предположим, имеется метамерная пара, которая выглядит оранжевой при темновом адаптирующем стимуле (темнота тоже стимул). Адаптирующее поле вдруг засветилось светом с цветностью D65 и фотометрической яркостью 100 cd/m2. Исследуемая пара из оранжевой превратилась в коричневую. В этом случае мы говорим, что изменился результат цветового восприятия (color appearance) этой пары (этого единого стимула), но развала внутри пары нет и быть не может, потому что мера воздействия на колбочковый аппарат как была одной и той же, так и осталась. Происшедшее не есть развал метамеров -- а есть изменение результата цветового восприятия метамерной пары.
ТЕПЕРЬ САМОЕ ГЛАВНОЕ: представь себе, что при смене адаптирующего стимула салатная метамерная пара все-таки развалилась и при переходе от адаптации по D65 при 100 cd/m2 к А при 200 cd/m2 поля сравнения стали один хаки, другой желто-зеленый. После 10 секунд размышления над ситуацией становится понятным, что вся работа Bartleson и Breneman псу под хвост: каким стимулом манипулировать при подборе согласованного под салатный -- хаки или желто-зеленым? Ответа нет...
Обрати внимание, согласованные стимулы характеризуются согласованными трехстимульными значениями, а не спектральными составами. Следовательно в этих самых corresponding color data нет никакой информации о спектральном составе согласованного стимула, но только о его X`Y`Z`-значениях. Следовательно, спектральный состав согласованного стимула может быть любым, лишь бы выдавал на гора нужные X`Y`Z`. Следовательно, при развале метамерных пар при смене адаптирующего стимула подбор согласованных стимулов просто невозможен, и, следовательно, сам факт существования corresponding color data указывает на тот факт, что смена адаптирующего поля не влечет за собой распада метамерных пар.
* * *
Сказанное ни на байт не противоречит базовой колориметрии в ее изложении Джаддом, Хантом, Гуревичем и пр.
 

Вложения

  • CCD.gif
    CCD.gif
    22.3 КБ · Просм.: 608

sabos

Участник
Топикстартер
Сообщения
1 909
Реакции
285
Ответ: Retinex theory of visual colour constancy или модели хромадаптации

Алексей, при всем уважении, вы можете до бесконечности жонглировать словами "цветового восприятия исследуемого стимула", "но не его трехстимульные значения". Но увы, нельзя жонглировать логикой/математикой. В приведенном мною определении нет слов "цветового восприятия исследуемого стимула", "перестанут совпадать друг с другом по визуальному ощущению", "смене адаптирующего стимула". В этом определении нет самого понятия "адаптирующий". Там только суть - "For each stimulus Qλ must hold".

Что говорит математика по поводу "must hold"? Она говорит, что если функция дает неверный ответ, то проблема в функции. Функцию в печку. Её нужно менять на другую, которая дает верный ответ. Если неверный ответ дает "незыблемая" функция CMF, то её меняют на другую функцию CMF', которая дает верный ответ.


Не по теме:
Это есть тот самый basics, принцип – ты или понимаешь логику процесса, или нет. Например, с ув. С.Н. общий язык в дискуссии на тему "пня" удалось найти быстро, несмотря на радикальную разницу на входе.


Но иметь бесконечное количество разных (и подобных) CMF неудобно. Как выкручивается в этой ситуации color science? Первые известные мне попытки изучать проблему ограниченности понятия tristimulus values (ограничения законов Грассмана) (Vos 1960, Stiles 1961) вовсю применяли разные CMF, ставя во главу угла собственно идентичность стимулов (tristimulus values). Таким образом (применяя разные CMF) объяснили не только проблему 2/10º, но и проблему с анизотропностью оптической системы глаза (редкий феномен, описывающий хроматические аберрации в хрусталике для монохроматических сигналов). Таким образом (применяя разные CMF) тогда объясняли и еще два ограничения законов Грассмана: влияние adaptation/surrounding и pre-expose. Такой подход был очень популярен во времена Stiles (1960-е).
 

Alexey Shadrin

Участник
Сообщения
9 260
Реакции
1 190
Ответ: Retinex theory of visual colour constancy или модели хромадаптации

sabos сказал(а):
Алексей, при всем уважении, вы можете до бесконечности жонглировать словами "цветового восприятия исследуемого стимула", "но не его трехстимульные значения". Но увы, нельзя жонглировать логикой/математикой.
Ой, Саша... Ну, при чем тут жонглирование? До сего момента ты неоднократно утверждал, в частности -- здесь , что при смене адаптирующего стимула разваливается метамерное равенство. Это принципиальная ошибка. Я пытаюсь показать тебе, где ошибка. До тех пор, пока с этой ошибкой мы не разобрались двигаться дальше невозможно.
Позиционирован тезис о том, что "я изучаю ситуации, когда оно не сохраняется". То есть, ты ставишь перед собой задачу изучить феномен, которого нет (что следует из приведенного тобой примера ). Если феномена нет, то все матемаические построения теряют смысл. Я вижу, что ты перепутал феномены (и пытаюсь показать, что с чем ты перепутал). Показать это я могу только словами (математически не могу). До тех пор, пока эта путаница сохраняется никакие англоязыкие определения и математические построения не дадут эффекта. Я только об этом. Не нужно обижать меня упреками в словоблудии.
Математика сама по себе не стОит ничего -- вначале физиология и феноменология. Потом уже математическое описание происходящих процессов.
Тайм аут. Пусть приедет Андрей, может быть ты его услышишь...
 

Alexey Shadrin

Участник
Сообщения
9 260
Реакции
1 190
Ответ: Retinex theory of visual colour constancy или модели хромадаптации

Саша, кажется я понял, где прокол. Посмотри аттач (слева): два стимула разного спектрального состава, но идентичные по визуальному ощущению. Так вот это не метамерная пара. Это пара согласованных стимулов.
Метамерная пара имеет право на существование только в колориметрических условиях наблюдения (с) Нюберг, то есть по крайней мере при общем окружении.
 

Вложения

  • Simultan.gif
    Simultan.gif
    1.3 КБ · Просм.: 867

sabos

Участник
Топикстартер
Сообщения
1 909
Реакции
285
Ответ: Retinex theory of visual colour constancy или модели хромадаптации

Если мои слова прозвучали резко, я прошу прощения. Я лишь пытаюсь упредить подгонку понятий под результат. Заодно признаю, что чуть забежал вперед. Это связано с тем, что мне нужно было пояснить, по какой причине современная наука не стала плодить огромное количество разных CMF.

Не по теме:
Разговор о "пнях" напомнил мне старую дискуссию о "истинных цветах" и "истинных координатах". Тогда я замял дискуссию, надеясь, что изучив внимательнее проблему, вы самостоятельно придете к выводу о бессмысленности этих надежд. Однако вижу, что вы до сих пор настойчиво продолжаете искать свой "Грааль" среди "пней".

Огромное количество разных CMF непрактично, технология требовала стандартизации и упрощения. Ограничились лишь двумя стандартными функциями, которые называют CIE 2/10º standard color matching functions. Это частично решило проблему с первым ограничением законов Грассмана (dependence on observational conditions), но остались еще два: влияние adaptation/surrounding и pre-expose. Как решали оставшиеся, я покажу дальше (в меру сил). А сейчас вернемся к понятию метамерное равенство. Сперва определение:

"Two color stimuli, Q1 and Q2, defined respectively by spectral radiant power distributions {Pdλ} and {Pdλ}, are in complete color match if the following three equations are simultaneously satisfied (Eq. 12(3.2.3) см. аттач).
The integrals on the left-hand side of these equations are the tristimulus values R1, G1, B1 of stimulus Q1, and the integrals on the right-hand side are the tristimulus values R2, G2, B2 of Q2. At match, R1 = R2, G1 = G2, B1 = B2.
When the color-match conditions expressed by Eq. 12(3.2.3) are satisfied for two color stimuli Q1, and Q2 with different spectral radiant power distributions, {Pdλ} ≠ {Pdλ}, the two stimuli are called metameric stimuli".

Обратите внимание, в формуле с обеих сторон используется единая color matching functions.

Теперь проведем эксперимент. Возьмем два стимула с разными SPD, таких что обеспечивают метамерное равенство в стандартных CIE-условиях. Пусть это будет emission, согласно справедливой просьбе Андрея (и дабы не усложнять ситуацию сложениями спектров). Сможем ли мы выполнить требования формулы 12(3.2.3) при смене окружения одного из двух стимулов? Ответ очевиден. Усложним задачу, сможем ли мы выполнить требования формулы 12(3.2.3) при смене окружения обеих стимулов?

Здесь небольшое отступление. Если бы я был любителем буквоедства, я бы прекратил дискуссию уже на первом вопросе. В рамках данных выше определений требование color match двух стимулов не исполняется. Несмотря на "метамерное равенство". Неточные у нас определения. Но и отказаться от них нельзя – поздно, они уже введены. В науке не принято менять определения задним числом. Что делать?
 

Вложения

  • Eq.-12(3.2.3).png
    Eq.-12(3.2.3).png
    6.9 КБ · Просм.: 837

Alexey Shadrin

Участник
Сообщения
9 260
Реакции
1 190
Ответ: Retinex theory of visual colour constancy или модели хромадаптации

Однако вижу, что вы до сих пор настойчиво продолжаете искать свой "Грааль" среди "пней".
Саша, помилуй, какой "Грааль" среди "пней"? О чем ты? Какие "истинные цвета"? Я прошакалил поиском весь форум: ни я, ни Андрей ни о каких "истинных цветах" не заикались.
Далее. То определение, что ты привел -- неполное; а по большому счету "победа математики над здравым смыслом". Под него подпадают как метамеры, так и согласованные стимулы. Если это определение из "глубины веков", из базовой колориметрии, тогда понятно. Метамерная пара существует и рассматривается в одинаковых условиях просмотра, при общем окружении. Смена условий просмотра (при неизменности спектрального состава каждого из метамеров) влечет за собой смену результата цветового воприятия этой ПАРЫ, но НЕ ведет к распаду метамерного равенства.
Всё. Больше я не утверждаю ничего. Никаких "Граалей" и "истинных цветов". :)
Несколько дней назад ты утверждал, что метамерное равенство распадается -- это неверно. Либо же, ты, опираясь на устаревшее/неточное определение метамерии, называл метамерами и согласованные стимулы в том числе. Пока мы не преодолеем эту преграду, невозможно идти дальше. Сим мое словоблудие исчерпывается.
И последнее: уйти от отражающих образцов просил я, а не Андрей. Андрей лишь присоединился. :)
 

sabos

Участник
Топикстартер
Сообщения
1 909
Реакции
285
Ответ: Retinex theory of visual colour constancy или модели хромадаптации

О, похоже мы начинаемся приближаться. Надеюсь, после введения определений, стало более понятно, почему мне так сложно принять тезис о "как пень незыблемых". Для меня даже элементарный XYZ-scale – это порождение других (отличных от CIE standard) cmf. Я порой интуитивно догадываюсь, что вы с Андреем хотите сказать, но ваша вольная трактовка строгих научных понятий меня зачастую ставит в тупик.

Для изучения проблемы color match при разнообразных условиях наблюдения (display situation) наука вводит много новых понятий и определений. Это ответ на мой наводящий вопрос " что делать?" В дополнение к "color matching" вводятся понятия visual equivalence, visual matching, asymmetric matching, symmetric (quasi-symmetric) matching. В высшей колориметрии есть крайне важное понятие matching criteria. Возможно, нам придется внимательно пройтись по этим понятиям.
Метамерная пара существует и рассматривается в одинаковых условиях просмотра, при общем окружении. Смена условий просмотра (при неизменности спектрального состава каждого из метамеров) влечет за собой смену результата цветового воприятия этой ПАРЫ, но НЕ ведет к распаду метамерного равенства.
Мне не очень интересна сама тема "сможем ли мы выполнить требования формулы 12(3.2.3) при смене окружения обеих стимулов", но если уж для тебя это стало таким ключевым вопросом, попытаюсь ответить прямо.

Не по теме:
Ты сейчас подымаешь вопрос, ответ на который тебя сразу приведет в состояние "победа математики над здравым смыслом". Ибо математикой нужно пользоваться умеючи. Она не обладает ни интуицией, ни сознанием. Сила её в другом – она проста и логична. Какой вопрос – такой ответ.

Как только мы в трехстимульную схему вводим новые объекты (к двум стимулам добавились два окружения), мы должны быть готовы к фиксации этих новых условий. Оба окружения (surrounding) едины? Или оба окружения метамерны? Оба окружения ярче стимулов? Оба окружения нейтральны (по сравнению со стимулами)? Пока мы не научится строго фиксировать условия наблюдения сложных (неизолированных) стимулов, мы будем путаться в наших "доказательствах".

Снова небольшое отступление. В поисках экспериментальных данных для ответа на "сможем ли мы выполнить требования формулы 12(3.2.3) при смене окружения обеих стимулов?" я честно пересмотрел много источников. Обнаружил много интересных данных, например то, что еще Максвелл (1856), исследуя ограничения Грассмана, сформулировал более общие критерии модели зрения. Он даже поймал одну из проблем, разрушающих стройную трехстимульную модель Грассмана (кстати, заодно разрушающую ваш любимый метамер) – Maxwell spot phenomena (современной наукой поясняется через влияние macula). Обнаружил также, что первые эксперименты по изучению влияния adaptation/surrounding и pre-expose на восприятие проводил еще в 1934 одни из наших "отцов" – Wright. Он первый использовал метод гаплоскопического соответствия.

Увы, общий вывод из этого обзора для меня неутешителен. Однозначного ответа на вопрос: "сможем ли мы выполнить требования формулы 12(3.2.3) при смене окружения обеих стимулов?" нет. Ни у ранних экспериментов (смотрел выводы Burnham, Evans, Newhall, 1952 и Wassef, 1958), ни у самых свежих (McCann, 2004). Подсуммирую этот кошмар для исследователя: "обычно метамерная пара разваливается, но порой не разваливается".

Почему так? Imho, при эксперименте плохо учтены все факторы, влияющие на color matching. На восприятие цвета, кроме широкоизвестных cone spectral sensitivity functions, действует еще немало факторов. Ошибки экспериментаторов попытаюсь разделить на две группы. Сперва грубые промахи:
1. Работа вне центральной ямки (fovea). Казалось бы, это аксиоматическое требование, ведь наша standard cmf работает лишь для fovea (CIE 2º).
2. Работа с крупными адаптирующими полями (parafovea-модель или CIE 10º). Неоднократно (и даже в солидных источниках) встречал всякие "синие феномены" адаптации, связанные с теми, что влияние адаптирующего считали через 2º.

Более тонкие нюансы:
1. Оптика глаза. Из них наиболее значимы влияние хрусталика и желтого пятна. И если при исследованиях простых/небольших (<4º) стимулов уйти от этой неоднозначности можно, то при исследовании крупных полей – увы. Для того, чтобы развязать собственно стимул и его окружение, адаптационное поле должно быть в 10-20 раз крупнее стимула – т.е. минимум 15º. Для таких полей избежать Maxwell spot phenomena уже нельзя. И крайне тяжело уравнять влияние этого феномена для пары (правильно спроецировать пару на сетчатку).
2. Влияние палочек. Как уже говорилось, для large-field color matching характерна parafovea (до 9º) и даже perifovea-модель зрения. А она уже не трихроматик (там tetrachomatic color matching). Кстати, из-за влияния палочек возникает еще одна неоднозначность – адаптация по разному идет на тусклые и яркие адаптирующие поля.

На основе даже этих двух "нюансов" можете самостоятельно смоделировать себе ситуации, когда развалится "метамерная пара, что существует и рассматривается в одинаковых условиях просмотра". Например в случае, если адаптирующие поля двух стимулов не эквивалентны, а лишь "устаревшее/неточное определение" метамерны.
 

Alexey Shadrin

Участник
Сообщения
9 260
Реакции
1 190
Ответ: Retinex theory of visual colour constancy или модели хромадаптации

Саша, спасибо.
Прочитал дважды, внимательно (не паясничаю). Согласен со всем сказанным. Но! (опять -- "но"). Все перечисленное описывает ситуации отклонения от "колориметрических условий наблюдения". А вот тут я был нем как рыба в отношении CMFs. И не подумал бы спорить с тем, что в ситуации parafovea (>4°) или в ситуации с мезопической примесью коэффициенты CMFs начнут меняться. Об этом свидетельствуют и кривые Стайлса-Берга-Сперанской от 1964 г., и формулы модели Ханта соответственно.
Все это следующий (второй) шаг в наших поисках.
Но ответь мне на один вопрос и я с миром изыду на берег Баренцева моря (с 15 по 26-е):
Согласен ли ты, честный отче, с тем, что, егда угол стимуляции в 2° остается неизменным (и сугубо фовеальным), метамерная пара расположена в общем окружении порядка 15°, фотометрическая яркость адаптирующих полей остается в рамках фотопии, то метамерное равенство будет сохраняться практически во всем подболевом диапазоне яркостей этих полей и во всем диапазоне их цветностей вплоть до монохроматических?
Если "да", то мы можем двигаться дальше, крепко взявшись за руки, я бы даже сказал -- обнявшись :)
 

sabos

Участник
Топикстартер
Сообщения
1 909
Реакции
285
Ответ: Retinex theory of visual colour constancy или модели хромадаптации

Alexey Shadrin сказал(а):
Все перечисленное описывает ситуации отклонения
Все перечисленное описывает практику колориметрии и собственно задачу image science.
Alexey Shadrin сказал(а):
с мезопической примесью
Здесь все очень непросто. Все прочтенное мною по поводу parafovea и perifovea моделей говорит о том, что влияние палочек присутствует даже на типичных фотопических уровнях яркости. Так что грубое нарезание задачи на photopic-scotopic через яркость - примитив. Трихроматия работает лишь в центральной ямке, и потому что в fovea палочек нет физически.

Если хотишь поизучать этот вопрос - обрати внимание на два важных факта. В CIE 10º Y-кривая не есть luminous efficiency function. В CIE 2º получилось сшить, а в CIE 10º вводят четвертую спектральную функцию V. На фотопических уровнях! Второе - CIE 10º XYZ называют функциями, "очищенными от влияния палочек". Это не простая трансформация экспериментальных данных в XYZ, это еще и "очистка". При это подчеркивается, что равенство XYZ 10º для пары стимулов не гарантирует их равенство по светлотам. Если нужен полный color matching - в 10º пользуют 4-координаты (XYZV)=(XYZV)', это называют tetrachromatic color matches.
 

sabos

Участник
Топикстартер
Сообщения
1 909
Реакции
285
Ответ: Retinex theory of visual colour constancy или модели хромадаптации

Alexey Shadrin сказал(а):
Я бы очень хотел согласится. Ведь мы, несмотря на спор, находимся на близких позициях. Fundamental color space существует. Ибо физиология так говорит, spectral sensitivity functions – вещь объективная. Пусть не всегда это трихроматия, пусть не всегда это linear transformation, пусть не всегда это CAT, пусть это вообще double-opponent cells и primary visual cortex – но где-то (?) ответ на экспериментальные нестыковки есть.

Пока соглашусь лишь с тем, что "порой не разваливается". Список требований к color matching, что ты приводишь - необходимый. Но увы, нет доказательств того, что он достаточный.

Кстати, у кого-то есть данные о том, что эти double-opponent cells обнаружили у приматов? А то у рыбок - это хорошо, но модель color constancy рыбок меня интересует слабо.
 

sabos

Участник
Топикстартер
Сообщения
1 909
Реакции
285
Ответ: Retinex theory of visual colour constancy или модели хромадаптации

Улыбнуло. Если попросить тебя, поклонника "метамерное равенство будет сохраняться", точно настроить для одновременного просмотра две видеосистемы, CRT и LCD. Ты куда меня пошлешь? А если я попрошу это сделать для бытового окружения "во всем подболевом диапазоне яркостей этих полей и во всем диапазоне их цветностей". Такие же трудности испытывают и все наши экспериментаторы.
 

Alexey Shadrin

Участник
Сообщения
9 260
Реакции
1 190
Ответ: Retinex theory of visual colour constancy или модели хромадаптации

sabos сказал(а):
Ты куда меня пошлешь?
В Стэндфорд или на худой конец -- в Рочестер. Но, авва Александр: мониторы не ложатся даже в parafovea... Извини. Плюс поляризация, которая формально ни на что не влияет, а на деле -- шут его знает. А в колориметр я пялился (спасибо Арсению). Немного иная картина... :)
 

sabos

Участник
Топикстартер
Сообщения
1 909
Реакции
285
Ответ: Retinex theory of visual colour constancy или модели хромадаптации

Улыбнуло. Наши обсуждения "математики ощущений", изучение механизмов perception "а где происходит обработка, в retinex или в primary visual cortex" - это смелый прорыв сквозь (внутрь?) глубин эмпириокритицизма. Наш материализм неплохо с ним сшивается, однако. Философы 19 века и не могли себе представить такого объединения :).
 
Статус
Закрыто для дальнейших ответов.