Фотометрия и базовая колориметрия

[Alexey Shadrin]

Господа!
С позиции сегодняшнего знания, имхо, становится понятным, что между фотометрией и базовой колориметрией практически нет никакой смысловой разницы: и та, и другая описывают свойства излучения как стимула. Разница состоит лишь в уровне дифференцировки воздействий: фотометрия оценивает суммарное воздействие стимула на зрительную систему, тогда как колориметрия по трихроматческим составляющим.
Собственно вопрос: согласны ли мы с этим утверждением?
Спасибо.

 

[pell]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

Господа!
С позиции сегодняшнего знания, имхо, становится понятным, что между фотометрией и базовой колориметрией практически нет никакой смысловой разницы: и та, и другая описывают свойства излучения как стимула. Разница состоит лишь в уровне дифференцировки воздействий: фотометрия оценивает суммарное воздействие стимула на зрительную систему, тогда как колориметрия по трихроматческим составляющим.
Собственно вопрос: согласны ли мы с этим утверждением?
Спасибо.

Нюансов тут может быть много. Включая те, о которых мне (или даже всем нам) ничего пока не известно. Однако по состоянию на сегодня с позиций описания воздействия электро-магнитных излучений (в оптическом диапазоне, визуальных стимулов) на зрительную систему базовая колориметрия отличается от фотометрии лишь только двумя дополнительными размерностями.

Т.е., я согласен с этим утверждением.

 

[Nikolay_Po]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

Не знаю, станет ли когда-либо актуальной не три- а четырёххроматическая колориметрия?..

IMHO, колориметрия, основанная на трёх стимулах, вероятно, в каких-либо конкретных обстоятельствах не сможет учесть, например, сумеречного зрения. По этому, IMHO, утверждение может быть не верно для "базовой колориметрии", ограниченной тремя стимулами. Конечно, при условии отсутствия ограничений в виде тристимульности у фотометрии.

P.S. Простите, если не в тему. Совершенно не разбираюсь в вопросе...

 

[igors]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

Господа!
С позиции сегодняшнего знания, имхо, становится понятным, что между фотометрией и базовой колориметрией практически нет никакой смысловой разницы: и та, и другая описывают свойства излучения как стимула...

Напряжение и сила тока тоже стимул, это поймет любой сунув 2 пальца в розетку?

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

Напряжение и сила тока тоже стимул, это поймет любой сунув 2 пальца в розетку?

Никак нет. Стимулом является электрический ток. А сила тока -- это его физическая характеристика. Но не характеристика тока как стимула, описывающая меру и характер воздействия этого тока на сенсор.

 

[igors]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

Никак нет. Стимулом является электрический ток. А сила тока -- это его физическая характеристика. Но не характеристика тока как стимула, описывающая меру и характер воздействия этого тока на сенсор.

Алексей, я вижу Вы стойкий последователь Декарта? Существует только то, что дано человеку в ощущениях?

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

Существует только то, что дано человеку в ощущениях?

Существует то, что существует. Но стимулом является то, что способно вызвать отклик сенсора. Если это сенсор биологический, то отклик такого сенсора может повлечь за собой ощущение.
Но не нужно путать ощущение с воздействием, оказываемым на сенсор.
Однако отмечу, что в этой ветке ни я, ни коллеги, ни слова не проронили об ощущениях.
Колориметрия в традиционном понимании -- т.е. базовая колориметрия -- это система измерений световых (в частности, хроматических) ВОЗДЕЙСТВИЙ излучений на зрительную систему человека.

 

[igors]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

Однако отмечу, что в этой ветке ни я, ни коллеги, ни слова не проронили об ощущениях.

Это очень удобно, сказать А, и не сказать Б.
Ну не была фотометрия наукой об ощущениях, а если не говорить об ощущениях причем стимул, Вы и так все науки сводите к науке о зрении.

 

[pell]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

Ну не была фотометрия наукой об ощущениях

Каким образом получена функция фотопической световой эффективности?

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

Ну не была фотометрия наукой об ощущениях

Не была. Так никто об этом и не говорил. Говорили о том, что фотометрия изучает электромагнитное излучение как стимул, ВОЗДЕЙСТВУЮЩИЙ на орган зрения. Ощущения тут ни при чем. Ощущения -- это т.н. высшая колориметрия. Подробнее в "Моделях".

 

[sabos]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

Каким образом получена функция фотопической световой эффективности?

Есть несколько методик получения таких функций (напомню, кроме photopic V(λ) есть еще и scotopic V'(λ)). Можно получить данные "в-лоб" (minimum flicker или heterochromatic matching), собственно так её в начале прошлого века и получали. Однако такие методы не дают достаточной точности - ибо шкалирование здесь упирается в проблему heterochromatic. Нетренированный человек плохо выделяет атрибутику из ощущения, в данном случае яркость может быть перепутана с полнотой цвета или с насыщенностью. Есть пару усовершенствований "лобовых методов" (Wyszecki насчитал их восемь). Один из них достаточно элегантно уходит от проблемы heterochromatic - пороговый increment threshold. Если у кого нет Wyszecki - я могу методику описать.

Впрочем, к 50-м годам микроспектрометрия продвинулась настолько, что позволила получить прямые данные (Wald) по палочкам, они уже упоминались.

 

[igors]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

Не была. Так никто об этом и не говорил. Говорили о том, что фотометрия изучаит электромагнитное излучение как стимул, ВОЗДЕЙСТВУЮЩИЙ на орган зрения. Ощущения тут ни при чем. Ощущения -- это т.н. высшая колориметрия. Подробнее в "Моделях".

Я Вам могу привести десятки тысяч работ по фотометрии, где не будет слова "стимул". "Ощущения -- это т.н. высшая колориметрия" -- типа высшей математики?

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

Я Вам могу привести десятки тысяч работ по фотометрии, где не будет слова "стимул".

Ну, и что? Что из этого следует?

 

[pell]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

Впрочем, к 50-м годам микроспектрометрия продвинулась настолько, что позволила получить прямые данные (Wald) по палочкам, они уже упоминались.

Уточняющий вопрос. Всегда полагал, что V'(l) (функция скотопической световой эффективности) может быть получена при помощи объективных измерений спектрального отклика палочек, а V(l) (функция фотопической световой эффективности) - суть плотность некоторой синтетической "интегральной" величины, оценивающей субъективную яркость стимула. Это неправильно?

Из Вашего постинга я понял, что обе функции (и фотопическая, и скотопическая) могут быть измерены напрямую (спектрофотометрически или вживлением электродов, или ещё как-нибудь). Это правильно?

 

[sabos]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

Благодарю за вопрос, он именно из тех "простых" вопросов, на которые очень непросто отвечать.

Да, с фотопической все чуть сложнее. Получить V(λ) по аналогии со scotopic нельзя, так как по-определению V(λ) есть некоторая композиция данных из трех разных детекторов (детектора фотопической "яркости" в организме не существует).

Дабы сразу не увязнуть в понятиях и определениях (тем более, что часть их сложна для "обычного" объективиста), я опишу некую экспериментальную установу, а потом уже решим, что именно с помощью установки мы получили.

Исходные:
1. Нам известно (прямые гистологические данные), что в центральной ямке сетчатки присутствуют три типа детекторов (колбочек).
2. Нам известны (прямые спектрометрические данные) их спектральные характеристики.
3. Нам известно, что все адаптационные эффекты в колбочках исчезают за 10 мин.
4. Нам неизвестна заселенность foveola, т.е. неизвестно количество этих детекторов (и их соотношение), чувствительность этих детекторов, механизм сбора ответов от этих детекторов.

Наша установка проецирует непосредственно в центральную ямку сетчатки некий свет (узкополосный), мощность (длительность) и длину волны которого можно регулировать. Также наша установка создает некоторый фон, дабы обеспечить фотопический уровень для зрительной системы.

Цель исследования - определить порог (мощность) устойчивого обнаружения стимула. Т.е. наблюдателю задаем простой вопрос - там есть точка? Адаптируем наблюдателя к нашему фону, потом постепенно повышаем мощность сигнала, ждем, когда наблюдатель увидит точку. Изменяем длину волны сигнала, повторяем. Получаем некую функцию (см .аттач).

Что именно мы наблюдаем? Некоторое ощущение (назвем его пока "вижу/не вижу") зависит от длинны волны.

Далее нам придется сделать несколько предположений. А потом сделать нашим предположениям встречную проверку.

Далi буде.

 

[pell]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

Цель исследования - определить порог (мощность) устойчивого обнаружения стимула. Т.е. наблюдателю задаем простой вопрос - там есть точка? Адаптируем наблюдателя к нашему фону, потом постепенно повышаем мощность сигнала, ждем, когда наблюдатель увидит точку. Изменяем длину волны сигнала, повторяем. Получаем некую функцию (см .аттач)...

Понятно, в таком эксперименте мы получаем зависимость (условно, прошу прощения за некую корявость выражений) "пороговая мощность монохромного излучения, уверенно опознаваемая наблюдетелем". Т.е., зависимость "видно/не видно" от длины волны. Причём, в этом эксперименте "видно/не видно" является интегральной хар-кой всего зрительного аппарата, где "интегратором" работает собственно человек, когда отвечает на вопрос "вижу/не вижу". Правильно понял?

Вот дальше полёт мысли заходит в тупик. С одной стороны, хочется сразу для ЭМИ с известными спектральными хар-ками посчитать кол-во порогов для каждой длины волны и просуммировать по всему диапазону (сознательно огрубляю выкладки, дабы не вдаваться в тонкости дифференциального и интегрального исчислений). Получится общее число порогов - величина, которая может отражать суммарное воздействие излучения на зрительный аппарат. А с другой стороны, чувствую некоторый подвох. Вот только где он, понять не могу.

 

[sabos]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

Также наша установка создает некоторый фон, дабы обеспечить фотопический уровень для зрительной системы.

Здесь допустил ошибку. Мы точно знаем, что в центральной ямке нет палочек, поэтому подавлять их активность с помощью фона нет смысла. Однако без фона мы будем получать реакцию лишь от одной колбочки, той, чья чувствительность для данной λ наивысшая. Обойти эту проблему можно, усовершенствовав наш эксперимент. В ранних установках (Ives) проецировали рисунок (с управляемой мощностью/длительностью) на некотором монохроматическом фоне. Решетку или офтальмологические кольца Landolt.

В дальнейшем этой методикой изучали пороги заметности для всего динамического диапазона, плавно повышая интенсивность фона. Собственно, оттуда и возник известный Stevens law - закон степенной нелинейности.

в этом эксперименте "видно/не видно" является интегральной хар-кой всего зрительного аппарата

Верно, "видно/не видно" есть некоторый синтетический атрибут зрения. Это не единственный атрибут. Чуть забегая вперед, перечислю важнейшие сенсорные атрибуты: яркость, хроматика (цвет/насыщенность), движение, объем/положение в пространстве, текстура и форма.

хочется сразу для ЭМИ с известными спектральными хар-ками посчитать

Рано или поздно так и придется сделать. Но сперва хотелось бы определится, что за атрибут кодирует это "суммарное воздействие излучения на зрительный аппарат".

 

[pell]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

...важнейшие сенсорные атрибуты: яркость, хроматика (цвет/насыщенность), движение, объем/положение в пространстве, текстура и форма.

Рано или поздно так и придется сделать. Но сперва хотелось бы определится, что за атрибут кодирует это "суммарное воздействие излучения на зрительный аппарат".

Если ограничиться предложенным выше списком, то отпадают сразу:
а) движение --- по причине статичности эксперимента
б) пространственные хар-ки, текстура и форма --- неизменны в ходе эксперимента, следовательно, хотя их влияние неизбежно место быть, но их изменение не может быть изучено таким образом.

Остаются три. Рассуждаем дальше. В ходе эксперимента намеренно изменяется длина волны монохроматического излучения и измеряется зависимость "что-то" от длины волны.

Возникает ряд вопросов (все вопросы с оговоркой "с достаточной точностью"):
1) можно ли утверждать, что цветовой тон (цвет?) в данном эксперименте кодируется длиной волны?
2) можно ли утверждать, что изменением насыщенности в момент переключения "вижу/не вижу" (при пороговой мощности монохроматического излучения) можно пренебречь?

Если ответы на вопросы 1 и 2 "да", то, очевидно, экспериментально измеренный порог "вижу/не вижу" кодирует яркость (строится зависимость "яркостный порого от длины волны"). Однако делать утверждения по модулю двух предположений слишком самонадеянно.

 

[pell]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия


Не по теме:

... офтальмологические кольца Landolt.

О, спасибо, узнал, как они называются. Раньше называл их "колечки для проверки астигматизма"

 

[sabos]

Ответ: Фотометрия и базовая колориметрия

1) можно ли утверждать, что цветовой тон (цвет?) в данном эксперименте кодируется длиной волны?

Для исследования хроматики я бы взял другую методику. Но этот разговор чуть отложим.

Предлагаю посмотреть на момент переключения "вижу/не вижу", как на частный случай от понятия производной функции. Функции некоторого атрибута.

делать утверждения по модулю двух предположений слишком самонадеянно.

У нас в науке всегда есть строгий судья всех доказательств - факт. Факт в том, что мы получили максимум спектральной чувствительности нашего атрибута в 540 нм. В тоже время мы знаем, что фотопическая CIE-яркость имеет максимум 555 нм. Заметная нестыковка.

Собственно здесь я уже перескочил к встречной проверке.