Основные цвета CIE RGB

[SaveFileAs]

Всем доброго времени суток.

У меня возник вопрос по опытам МКО 1931 года.

Были ли использованные в качестве основных цветов красный, зеленый и синий монохроматическими?

В моем представлении монохроматическое излучение всегда было чем-то вроде лазера. И настолько же трудно реализуемым без специального оборудования. А сейчас читая описание опытов 31-го года сразу в нескольких источниках обратил внимание на повторяющееся несколько раз определение основных цветов именно как монохроматических.

Поэтому и возник вопрос. А следом за ним и другой — если бы спектральная пропускная способность использованных для опытов светофильтров повторяла бы спектральные чувствительности соответствующих колбочек, удалось бы избежать необходимости вносить изменение в схему опыта и, как результат, отрицательных координат в CIE RGB?

 

[Toman]

В моем представлении монохроматическое излучение всегда было чем-то вроде лазера. И настолько же трудно реализуемым без специального оборудования.

Раз лазеров тогда не было, можно ожидать только узкополосного. Конечно, специальное оборудование нужно. Либо дифракционные решётки, либо призмы. Такими методами вполне можно получать полосы шириной в единицы нм, как в обычных спектрофотометрах - просто чем уже полоса, тем, естественно, меньше света проходит.

А следом за ним и другой — если бы спектральная пропускная способность использованных для опытов светофильтров повторяла бы спектральные чувствительности соответствующих колбочек, удалось бы избежать необходимости вносить изменение в схему опыта и, как результат, отрицательных координат в CIE RGB?

Нет. Если бы такое в принципе удавалось, это было бы эквивалентно тому, что из каких-то трёх смешанных широкополосных спектров можно намешать любой цвет. Но нет. Даже узкополосный или монохроматический свет в тех местах спектра, где достигается наилучшая селективность между типами колбочек, всё равно возбуждает и другие колбочки в какой-то мере - но если взять более широкополосные спектры, то там, очевидно, селективность между типами колбочек будет хуже, чем для оптимальных по селективности узких полос - поскольку такие спектры суть смесь оптимальных по селективности полос с иными, не оптимальными. Координаты потребуются (для указания физически реализуемых цветов) ещё более отрицательные.

 

[TRANTOR]

селективность

Не поэтому. Результирующий стимул при смешении двух монохроматов лежит на прямой линии (результат смешения трех - внутри треугольника итд), если рассматривать в плоскости xy метрики xyY, для примера. Отклик зрительной системы на все стимулы, как известно, не является ни прямой линией, ни треугольником, а сложной выпуклой фигурой (convex hull). Селективность тут никаким боком, это просто математика.

 

[Toman]

Селективность тут никаким боком, это просто математика.

Вы же сказали то же самое, просто про более высокий уровень в обработке цветового ощущения (а точнее, вообще описание этого ощущения координатами в цветовом пространстве). Проблема в том, что цветовую модель можно выбрать какую угодно, и выбор именно этой модели и вот такие её удобных свойства для графического смешивания чистых спектральных цветов всё равно придётся объяснять топикстартеру, если он такие вопросы задаёт. А то, что сказал я - это что происходит на нижележащем уровне - фотоны, пигменты с их спектрами чувствительности - то, из чего физически растёт ощущаемое равенство цветов при различных спектральных составах, из чего, соответственно, растёт выбор именно таких координат. Слово "селективность", наверное, действительно неудачное, т.к. у кого-то может навевать мысли о каких-то пороговых ответах, тогда как цветоощущение имеет непрерывный характер, не пороговый. Тогда можно вместо этого говорить просто об отношениях между уровнями сигнала в каналах - простых или смешанных.

 

[TRANTOR]

"Низкий уровень", а именно колбочковые отклики, только запутают как ТС, так и какого читателя темы. Нужно рассматривать систему целиком. На входе некие спектры ЭИМ, на выходе отклик зрительной системы пространстве каких-то метрик (Lab, xyY, XYZ итд итп).

Селективность применительно к ЭМИ и спектрам означает ширину и форму полосы пропускания. Другого определения не знаю. В данном контексте такой термин ничего не объясняет и тут им, имхо, лучше не пользоваться.

 

[TRANTOR]

Честно говоря, вторую часть вопроса ТС я не понял. Но попробую кратко обрисовать ситуацию с монохроматами:

1. Все монохроматы дают convex hull (выпуклую фигуру) сложной формы.
2. Монохромат получить смешением двух и более других нельзя.
3. Смешение в разных пропорциях двух монохроматов дает линию (в плоскости xy).
4. Смешение более двух дает треугольник и все, что внутри него. Выход за треугольник не получить чисто математически.

Исходя из этого ТС может конкретизировать вопрос.

 

[Toman]

Честно говоря, вторую часть вопроса ТС я не понял.

НЯП, сущность второй части вопроса ТС - именно в том, почему выполняются ваши пункты 1, 2, 3 - т.е. почему нельзя получить метамерный монохроматическому или крайнему пурпурному (а то и вовсе ещё более насыщенный того же оттенка) цвет смешением каких-нибудь "волшебных" более широкоспектральных. Т.е. просто декларация этих положений вряд ли сойдёт за ответ на вопрос: вероятно, ТС и так знает и о выпуклой форме фигуры и т.д.

Мне же просто стало интересно, как бы получше обосновать, что за пределами этого контура нет физически реализуемых цветов. Мой вариант с упоминанием отношений каких-то сигналов, пожалуй, действительно слабоват, т.к. цвет+насыщенность двумерны, так что мы не можем ориентироваться на максимумы/минимумы только одного отдельно взятого отношения. Во-первых, мы до сих пор точно не знаем, каким именно цветам соответствуют "базовые" цветовые ощущения, воспринимаемые как наиболее чистые, во-вторых, интересует доказательство (пусть и на основе каких-то упрощённых допущений о логике цветовосприятия) того, что спектральный чистый цвет максимально насыщен, не только для таких базовых цветов, но для всех спектральных.

В принципе, наверное, можно было бы попробовать выдумать какую-то гипотетическую конструкцию цветовосприятия, где вообще не выделяются базовые оси цветовых ощущений вроде красный-зелёный и жёлтый-синий, а утверждается, что для каждого цветового оттенка есть собственный измеритель насыщенности на основе собственной линейной комбинации сигналов от первичных приёмников, и в итоге за насыщенность принимается наибольшее измеренное значение, а за оттенок - собственно, присвоенный тому измерителю, который победил в этом соревновании. Конечно, это получается слишком похоже на какое-то шулерство и подгонку под заданный результат... И вообще как-то хочется верить , что четыре "привилегированных" базовых цвета на соответствующих двух осях всё-таки реально существуют.

 

[Toman]

И, возвращаясь к изначальному вопросу - как бы об истории CIE XYZ и отрицательных координатах. Вот что мне более интересно - так это почему авторам так не хотелось отрицательных координат?

 

[dih]

Суть в том, что никаким другим спектром, кроме монохрома, не получить такой пропорции между уровнями стимуляции колбочек каждого типа. Чем более широкий спектр, тем больше получающиеся пропорции уровней стимуляции позволяют себя воссоздать иным спектром (метамеризм). Как это выразить в математике - не знаю.

 

[Toman]

Вот случайно наткнулся на одну лекцию, где затрагивается примерно эта тема. Лекция, правда, длинная

Конкретно про эту математику там где-то примерно на часе с первыми минутами.