Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

  • Автор темы Автор темы Samsonov
  • Дата начала Дата начала
Статус
Закрыто для дальнейших ответов.

Samsonov

Участник
Топикстартер
Сообщения
886
Реакции
89
Начал читать «Модели…», и что-то как-то концы с концами не сходятся…

Принципиальный вопрос — каковы же всё-таки границы мезопического зрения? То есть когда включаются колбочки, и когда насыщаются палочки? Ферчайлд говорит, что «ниже 1 кд/м²» и «выше 100 кд/м²» (стр. 36). Не многовато ли? Википедия приводит другие числа: 0,01–1 кд/м² [1] или 0,03–3 кд/м² [2]. Это кажется более правдоподобным в отношении колбочек, потому что ночью цвета можно различить даже под уличным освещением, достигшем десятого этажа и отразившемся от стены. Но с другой стороны трудно поверить, что палочки отключаются настолько рано.

Вопрос принципиален в том плане, что определяет, участвуют ли вообще палочки в обиходном восприятии цвета, в том числе при просмотре отпечатков и изображений на экране монитора.



Остаётся загадкой, откуда вдруг берётся «пропорция к относительной заселённости сетчатки тремя видами колбочек» (стр. 47). Сначала на рис. 1.2 (стр. 35) приводится упрощённая схема расположения клеток сетчатки: каждой колбочке соответствует одна биполярная клетка, а той — одна ганглиозная. Потом на рис. 1.13 (стр. 48) упрощённо показывается кодирование оппонентных сигналов: каждой троице колбочек соответствует троица «арифметических узлов». Этими узлами, судя по главе «Рецептивные поля», являются ганглиозные клетки (а вовсе не биполярные, как можно было бы подумать исходя из названия; получается, что биполярные клетки служат только для объединения сигналов от нескольких палочек?). То есть вопрос в том, на какой стадии разное количество колбочек неожиданно чудесным образом объединяется в одну троицу оппонентных путей. И что происходит с избыточными L- и M-сигналами: они суммируются или усредняются?



Забегая немного вперёд, уже видел рис. 8.4 (стр. 190), где эффективный диапазон колбочковых стимулов насчитывает 5 порядков. Однако на рис. 1.8 (стр. 41) и 1.15 (стр. 50) диапазон не превышает 2–3 порядка и для колбочек, и для палочек. Откуда такой разброс? Может, потому что в первом случае стимулы измеряются фотометрической яркостью, а во втором — некой «относительной энергией»?

Там же на рис. 1.15 упоминается некий «гипотетический безадаптационный ответ», по форме очень похожий на рис. 8.4, однако насчитывающий 12 порядков против 5. Что это? Никаких иных вхождений подстроки «безадаптац» и даже «гипотетич» (кроме одного единственного не по теме) во всём тексте книги найти не удалось.
 
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Samsonov сказал(а):
Принципиальный вопрос — каковы же всё-таки границы мезопического зрения?
Зависит от места на сетчатке, куда проецируется стимул. Ибо засеяна сетчатка палочками неравномерно.
Samsonov сказал(а):
участвуют ли вообще палочки в обиходном восприятии цвета
Здесь упоминалось. Современная наука считает, что влияние палочек заметно лишь в 10° моделях (spot color). А так как палочки имеют собственную спектральную характеристику, то учет их влияния потребует tetrachromatic.
Samsonov сказал(а):
диапазон не превышает 2–3 порядка и для колбочек, и для палочек. Откуда такой разброс?
Обсуждалось здесь. Не пора ли осваивать функцию поиск?
 
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

sabos сказал(а):
Зависит от места на сетчатке, куда проецируется стимул. Ибо засеяна сетчатка палочками неравномерно.
Ну, например, когда смотришь на экран, свет попадает и на центральную часть сетчатки, и на периферию.

Современная наука считает, что влияние палочек заметно лишь в 10° моделях (spot color). А так как палочки имеют собственную спектральную характеристику, то учет их влияния потребует tetrachromatic.
Именно в этом и вопрос: насколько справедливо утверждение, что исключение учёта колбочек в моделях CIE 1931 делает их принципиально некорректными? Мне кажется, если палочки работают лишь ниже 1 кд/м², они действительно нерелевантны для дневной жизни.


Не пора ли осваивать функцию поиск?
Простите, sabos, но обе приведённые ссылки (особенно вторая) ведут на посты, в которых автор отвечает на какие-то совершенно иные вопросы, нежели сформулированные выше. Что касается поиска, все желающие могут лично убедиться, что фразы типа «диапазон* чувствительност* колбоч*» (не привожу ссылку, ибо форум не позволяет) выдают список из десятка сообщений, которые также ничего не проясняют. Вы говорите о 7 порядках квантов света и 2,5 порядках «рабочего диапазона». Шадрин говорит о 9 порядках всего и 5 порядках конкретно для колбочек. Местами раздаются реплики про 4 порядка. Ферчайлд, как упоминалось, оперирует величинами 2–3, 5 и 12 порядков. Вы уж как-нибудь договоритесь между собой, ладно? А то читаешь, читаешь эти бесконечно длинные флудные топики, и что один участник заявляет, то следующим постом кто-нибудь обязательно опровергает с криками: «А вот и ничегошеньки подобного!»
 
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Samsonov сказал(а):
А то читаешь, читаешь эти бесконечно длинные флудные топики
Так не читайте. Делов-то. Вы же все равно лучше всех все знаете. Да и разговоры эти не куплены и ничем Вам не обязаны.
 
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Samsonov сказал(а):
Ну, например, когда смотришь на экран, свет попадает и на центральную часть сетчатки, и на периферию.
Ого, какой непростой вопрос. Для ответа здесь нужно вводить пространственные понятия. "Объект", "изображение", деталировка, contrast sensitivity function, аккомодация, тремор и еще десятка три понятий из распознавания образов. Что именно видит человек в условиях, когда "свет попадает и на центральную часть сетчатки, и на периферию". Для простоты считается, что на экране изображено множество пикселов, каждый из которых заметно меньше 1°. И если мы говорим о пикселе (о его цвете), то подразумеваем, что в данный момент он спроецирован в foveola (центр fovea, не содержащий палочек вообще).
Samsonov сказал(а):
ниже 1 кд/м², они действительно нерелевантны для дневной жизни.
Увы, готового ответа не дам. Если есть желание исследовать тему - могу дать список литературы по теме CIE64 (по очистке XYZ10° от влияния палочек). Повторюсь, CIE64 - это типичные фотопические уровни, вплоть до 100 кд/м². Влияние палочек там фиксировалось.
Samsonov сказал(а):
Простите, sabos, но обе приведённые ссылки (особенно вторая) ведут на посты
Справедливое замечание. Но согласитесь, ведь здесь не school, здесь форум, здесь нет готовых истин, здесь спорят и зачастую противоречат друг-другу. Присоединяйтесь к дискуссии.

Насчет порядка 2.5 – здесь я давал ссылки на источники моих данных. Данных про порядки 5-9 не встречал.
 
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Alexey Shadrin сказал(а):
Так уже давно прочитал. Или думаете, что существование столь оживлённого топика могло остаться незамеченным? Просто вы там яро копья ломаете, много мыслей высказываете, а в итоге все остаются при своих мнениях. Либо, как в случае пресловутой «Колбочки», топик вымирает на единодушном согласии с тем, что «да-а-а… многое ещё предстоит изучить науке». Кстати, ответов на конкретно мои воспросы в этом топике нет.

А вопросы-то возникли не после чтения форума — их спровоцировала монография. Это на форуме может быть много мнений, автор же книги должен «врать складно». Лично мне всё равно, может ли колбочка воспринять 2,5 D или 3 D или 5 D. Но в рамках одной книги следует ожидать некоего однообразия. И если в одном месте говорится о 3 D, в другом 5 D, и даже 12 D, а личность автора не вызывает сомнений в его психическом здоровье, то стало быть, тот кто чего-то недопонял — это я. Поэтому и спрашиваю.


sabos в последнем посте фактически отвечает на мой вопрос: если правильно его трактую, дать какие-либо абсолютные оценки границам чувствительности довольно сложно, коли точные условия не оговорены. Но тогда Ферчайлду так и надо было написать; зачем упоминать какие-то мифические канделы? Тем более что это не попсовая статья, а книга с претензией на фундаментализм.

По той же причине мне непонятен перескок с 12:6:1 LMS на 1:1:1 ARgYb и т. п. Вроде так подробно всё описывается, даже порой чересчур (для книги, которая в 440 страницах пытается объять необъятное), но местами какие-то провалы. Если книгу читали все, а вопросы возникли только у меня, наверное, я всё-таки чего-то не понимаю.
 
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Samsonov сказал(а):
Забегая немного вперёд, уже видел рис. 8.4 (стр. 190), где эффективный диапазон колбочковых стимулов насчитывает 5 порядков. Однако на рис. 1.8 (стр. 41) и 1.15 (стр. 50) диапазон не превышает 2–3 порядка и для колбочек, и для палочек. Откуда такой разброс?
Ну, колбочки способны воспринять такой широкий диапазон, Но стекловидное тело и роговица с хрусталиком дают небольшое рассеивание света, что приводит к равномерной засветке темновых участков. Особую роль в этом должно играть стекловидное тело. Это существенно при дневном свете, когда фон и окружение вносят свой вклад в подсветку темновых участков.
 
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Samsonov сказал(а):
А вопросы-то возникли не после чтения форума — их спровоцировала монография.
Да уж, с такой въедливостью и ограничивать себя одним источником - неизбежно получить противоречия. Imho, вы очень строги к Fairchild. Соглашусь, его труд - далеко не уровень "библии" Вышецки, много упущено, много поверхностно, мало физики, упрощенная математика. Но извините, там и цели выпустить "библию" не было, Color Appearance Model - это лишь фиксация некоторых достижений науки. Не ограничивайте себя единственным источником, даже если он (увы, единственный) переведен на русский.
ch_alex сказал(а):
стекловидное тело и роговица с хрусталиком дают небольшое рассеивание света
Именно, что "небольшое". Паразиты flare возникают в любой оптике, однако редко когда они больше 2.5D (если превышают – в помойку такую оптику). А теперь смотрим на два поста вверх и видим – такое "небольшое" рассеивание легко игнорируем.
 
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Разные источники — это хорошо. Но чем больше источников, тем больше противоречий.

Например, принципиальный вопрос: форма спектрального распределения отклика колбочек. То что в популярной литературе их принято изображать этакими идеальными полосовыми фильтрами, допустим, можно не принимать всерьёз. Но у Ферчайлда они имеют примерно тот же вид (рис. 1; к сожалению, форум не поддерживает инлайновую вставку приаттаченных изображений). Причём, с одной стороны, эти кривые выглядят подозрительно просто, но с другой стороны, они не такие гладкие, как можно было бы подумать — вместо гладких сплайнов приходится вставлять много промежуточных точек, в том числе с абсолютно линейными участками. Толи эти «неидеальности» действительно имеют место быть, толи просто автор не очень хорошо владеет рисовальными инструментами — пойди пойми.

В противоположность мнению Ферчайлда, источник данных которого не указывается, в Википедии можно найти совсем другой график (рис. 2), со ссылкой на «Stockman, MacLeod and Johnson (1993) 2-deg cone fundamentals». Если верить этому графику, характер колбочек куда более сложный, нежели банальная куполообразность. Причём, что интересно, график фотопической яркости, приведённый в «Моделях», в точности совпадает с тем что в Википедии (CIE 1931); насчёт скотопической яркости не знаю, не сравнивал.

А вопрос этот принципиален потому, что глядя на графики Ферчайлда, трудно понять, о какой такой «нелинейности синего» часто идёт речь. Кстати, там же, в главе про моделирование хроматической адаптации, есть график для «модели фон-Криса» — он как раз похож на рис. 2. И в то же время, иллюстрации остальных моделей chad опять [почти] идеально гладкие.


Далее. Опять к вопросу об относительной зависимости отклика колбочки от величины стимула. Ферчайлд, как уже говорилось выше, рисует несколько графиков с разным динамическим диапазоном, но с одинаковой S-образной формой. По оси абсцисс у него всегда логарифм стимула, а по оси ординат — то относительный отклик колбочек и палочек (видимо, линейный), то воспринимаемая яркость (видимо, нелинейная).

Меня давно интересовало, как же эта яркость коррелирует с гамма-коррекцией на мониторе. Кто-то говорит, что интенсивность свечения ЭЛТ пропорциональна квадрату напряжения. Кто-то, как sRGB, определяет передаточную характеристику как линейную в тенях и как фукнцию от (a∙t+b)^2,4 на остальном участке. Соответственно, воспринимаемую яркость моделируют то как квадратный корень, то как кубический. Хочется посмотреть, а на что же на самом деле больше похожи свойства зрения — какая модель ближе к истине, и насколько.

Взял самый первый рисунок Ферчайлда, тот где указан самый малый рабочий диапазон колбочек (3,2 порядка), и перевёл его в линейную систему отсчёта по оси абсцисс. Получилось нечто похожее на корень 12-й степени (рис. 3, короткий пунктир). Тогда взял за отправную точку не место насыщения, а конец «линейного» участка — там где отклик составляет примерно 0,8. После масштабирования 0,8→1,0 получилось то что выделено красным цветом, то есть похоже на кубический корень только в верхней половине. Для полноты картины построил промежуточную кривую, взяв за начало отклик 0,9 (длинный пунктир). Вопрос: так всё-таки, как оно должно выглядеть в реальности?


Ещё одно несоответствие между источниками касается схемы оппонентных сигналов. У Ферчайлда каждая из трёх колбочек обязательно связана с входом каждой из биполярных клеток (или как называется то, где сложение сигналов происходит?). Получается, что яркость A = L + M +S, красно-зелёный отклик R-G = (L + S) – M, жёлто-синий Y-B = (L + M) – S. В книге Фрейзера&K° «Управление цветом» мне встречалась другая схема. Там колбочки совсем не обязательно имеют связи со всеми тремя «арифметическими узлами». A = L + M, R-G = L – M, B-Y = S – (M + L). Возможно, тут имеется в виду абсолютно то же самое, просто влияние S-колбочек игнорируется из-за малой величины. Проверить и то и другое трудно, так как никто не указывает, какова же эта пресловутая «пропорция к относительной заселённости сетчатки тремя видами колбочек». Поэтому, естественно, ни один график оппонентных сигналов не совпадает с соответствующими суммами нормированных откликов.
 

Вложения

  • rudtp_lms_fairchild.png
    rudtp_lms_fairchild.png
    4.7 КБ · Просм.: 977
  • rudtp_lms_wikipedia.png
    rudtp_lms_wikipedia.png
    7.3 КБ · Просм.: 1 007
  • rudtp_gamma.png
    rudtp_gamma.png
    5.8 КБ · Просм.: 876
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Samsonov сказал(а):
Например, принципиальный вопрос: форма спектрального распределения отклика колбочек. То что в популярной литературе их принято изображать этакими идеальными полосовыми фильтрами, допустим, можно не принимать всерьёз.
"Полосовыми фильтрами" изображают не отклик колбочек, а спектральное распределение трех монохроматических кардинальных стимулов.
У меня нет сканера, но постараюсь в ближайшее время выложить кривые, что даны в "Foundations of vision" Ванделла и "Vision science" Пальмера.
 
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Samsonov сказал(а):
В противоположность мнению Ферчайлда, источник данных которого не указывается,
Это неправда: в конце книги огромный список использованной литературы.
 
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Samsonov сказал(а):
Например, принципиальный вопрос: форма спектрального распределения отклика колбочек.
Разбираясь с функциями LMS – нужно различать два способа их получения. Я их упоминал, как непрямые и прямые. Один из них даст гладкие функции (ключевые слова König- and Fick-type fundamentals). Второй (экспериментальные данные) – негладкие.
Samsonov сказал(а):
Далее. Опять к вопросу об относительной зависимости отклика колбочки … какая модель ближе к истине, и насколько.
Наиболее близкая - Lightness. Т.е. наивысшую равномерность обеспечивает линеаризация по CIE L. Однако не нужно возводить «куб» Lightness в абсолют. Восприятие светлоты относительно, и зависит от дин. диапазона (эффект Стивенса). «Куб» CIE – это для 100 кд/м².
Samsonov сказал(а):
ни один график оппонентных сигналов не совпадает с соответствующими суммами нормированных откликов.
Не соображу, что есть «график оппонентных сигналов» и «суммы нормированных откликов». Вы о суммировании колбочковых ответов на стадии "каждая из трёх колбочек обязательно связана с входом каждой из биполярных клеток"? Дык там еще коэффициенты в сумматорах есть.
 
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

sabos сказал(а):
«Куб» CIE – это для 100 кд/м².
Когда приводят полином Джадда, к примеру, то вроде как о 100 cd/m2 не говорят. Вообще не говорят о верхнем значении яркости. У меня до сего момента была уверенность, что закон Стивенса (Стивенсов?) действует в диапазоне от мезопии до подболевого порога. По крайней мере в CIECAM я не помню указаний на то, что на том или ином уровне фотометрической яркости нужны разные коэффициенты расчета J.
 
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Насколько я помню, учет эффекта Стивенса появился еще в CIECAM97 - через некий "base exponential nonlinearity", который в свою очередь зависит от дин.диапазона Yblack/Ywhite. Как это сделано в CIECAM02 - посмотрю.
 
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Samsonov сказал(а):
принципиальный вопрос: форма спектрального распределения отклика колбочек.

Форма отклика такая: Fig.7-13.gif
 

Вложения

  • Fig.7-13.gif
    Fig.7-13.gif
    11.2 КБ · Просм.: 979
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Очень неточно. Грубая ошибка и в чувствительности, и в максимумах функций. Честно говоря, я бы не стал пользоваться гипотезами Wald (1964), в то время когда есть заметно более точные и свежие данные по колбочковым ответам.
 
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

sabos сказал(а):
Как это сделано в CIECAM02 - посмотрю.
Посмотрел. Как и следовало ожидать, особо от CIECAM97 не отличается. Учет эффекта Стивенса (разная степенная для разных дин. диапазонов) сделан аналогично: "Lightness J is then simply computed from the achromatic response, A, achromatic response for white Aw, the surround factor c, and the base exponent z, according to Equation 16.24". В свою очередь z определяется из Yblack/Ywhite. Все просто и со вкусом.
 
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

sabos сказал(а):
Очень неточно. Грубая ошибка...
Чем не устроил "George Wald, a visual physiologist who later was awarded the Nobel prize"?

Я думаю, Вам несложно будет закинуть правильную картинку спектральной чувствительности колбочек?

Я думаю Вам известны следующие места из обсуждаемой здесь книги?
Mark D. Fairchild, Color Appearance Models, цитата 1.
стр. 36: «Рис. 1.4 (а) — нормированные спектральные чувствительности L-, М- и S-колбочек;»
Mark D. Fairchild, Color Appearance Models, цитата 2.
стр. 62: «Численное соотношение колбочек (L:M:S приблизительно как 12:6:1)»
 
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Здесь
 
Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Я тоже завтра выложу данные Stockman и MacLeod от 1993 г.
 
Статус
Закрыто для дальнейших ответов.