Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

[sabos]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

А может будем приучать пользоваться коллег поиском? Например здесь использованы данные Stockman, MacLeod & Johnson, 1993. Spectral sensitivities of human cones. JOSA. Для более подробного изучения темы lms estimated from psychophysics рекомендую посмотреть:
- Wyszecki, G., & Stiles, W. S. (1982). Color Science (2nd ed.) - 2.4.6 Optical Densities of the Eye Lens and Macular Pigment as Functions of Wavelength
- 380-440 nm van Norren, D. & Vos J.J. (1974) Spectral transmission of the human ocular media Vision Research
- 390-460 nm Stockman, A., MacLeod, D. I. A., & Johnson, N. E. (1993). Spectral sensitivities of human cones. JOSA
- Stockman, A., Sharpe, L. T., & Fach, C. C. (1999). The spectral sensitivity of the human short-wavelength cones. Vision Research
- Stockman and Sharpe 2º cone fundamentals, 2000
- Bone, R. A., Landrum, J. T., & Cains, A. (1992). Optical density spectra of the macular pigment in vivo and in vitro.

И не забывать про прямые методы измерения спектральной чуствительности - микроспектрофотометрию и suction electrode recording.

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Поиск дело хорошее, но там есть кое-какая доп. информация, в частности по заселенности и S-колбочкам.

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Как обещал выкладываю материал. Третья глава "Foundations of vision" Ванделла. 1995 г. На мой взгляд, авторитетнее некуда .
http://shadrin.rudtp.ru/Wandell/Wandell_Chapter-3.indd.pdf
Спустя некоторое время выложу Excel-файлы с точными данными спектральных коэффициентов поглощения колбочек.

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

И не забывать про прямые методы измерения спектральной чуствительности - микроспектрофотометрию и suction electrode recording.

Вот микроспектрометрия вызывает некоторые сомнения: далеко не факт, что все поглощенное пойдет на отклик. Вполне вероятно, что часть уйдет в тепло, а часть на энергообеспечение клеток.
Тем не менее, данные Smith & Pokorny, 1975. Одни из последних.

 

[sabos]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Вот микроспектрометрия вызывает некоторые сомнения: далеко не факт, что все поглощенное пойдет на отклик.

Вот estimated from psychophysics (в т.ч. Smith & Pokorny)вызывает некоторые сомнения: далеко не факт, что LMS есть линейная трансформация XYZ. Тем более, далеко не факт, что S=kZ. И уж точно не факт, что L+M=Y.

Кроме того, помните про проблемы непрямых анализов. Психофизика, не имея (кроме CIE cmf) никаких точных экспериментальных данных, вынуждена была принять гипотезу о линейной трансформации XYZ->LMS. А матрицу подгонять под экстремумы. Smith & Pokorny экстремумы выбрал 440, 535, 565 нм. И коэффициенты для матрицы выбирал из экстремумов (см. аттач). А свою подгонку строили на данных Джада. После появления на паблике уточненных данных от Wyszecki & Stiles происходила вторая подгонка: DeMarco, Pokorny & Smith, 1992. Full spectrum cone sensitivity functions for X-chromosome linked anomalous trichromats, JOSA.

Так что, при всем уважении к данным Smith & Pokorny - я предпочитаю Stockman & Sharpe (1999-2000).

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Smith & Pokorny экстремумы выбрал 440, 535, 565 нм.

Что-то я ничего не понял, Саша... В тех данных, что я привел, экстремумы приходятся на 570, 540 и 440. Плюс к тому, это данные микроспектрометрии (Wandell, page 103), а не психофизичеких экспериментов... Таблица называется "Photopigment Absorрtion Sensitivities". Я не стал ее сканировать, а набрал вручную.

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Кстати, насчет линейности, вот что пишет Ванделл в самом начале (с листа и без словарей):
"Наука о зрении использует высокоточные теоретические и эмпирические методы исследования. Наиболее важным из них (и относящимся ко всем разделам науки о зрении) является теория линейных систем: будь то характеризация оптики, нейрофизиология, цветовое зрение, пространственное зрение, компрессия изображений или паттерн-анализ -- линейные системы играют важнейшую роль. Понять сегодняшние постулаты науки о зрении без понимания логики линейных систем практически невозможно. Принципы линейных систем я изложил в первой главе и возвращаюсь к ним на протяжении всей книги.
Линейные методы -- это не отвлеченная теория зрения; линейные системы базируются на множестве экспериментов и вычислений (последние позволяют анализировать полученные данные). Если структура системы отвечает параметрам проведенных экспериментов, в частности, таким как принцип суперпозиции (наложения?), то мы можем применять линейные методы для характеризации системы в целом. Даже когда система уходит (turns out) от линейности, практично начинать ее изучение, ставя суммирующие эксперименты для обретения ряда научных инсайтов, в частности таких как природа нелинейностей."

 

[ch_alex]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

принцип суперпозиции (наложения?),

Не могу утверждать, что в английском (американском) варианте не существет путаницы. Но в отечественной научной лексике, относящейся к теории ЭМ-поля, суперпозиция означает линейную векторную сумму полей. При этом подразумевается, что среда взаимодействия компонент обладает линейными свойствами в рассматриваемых диапазонах воздействий.

 

[ORG100H]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Так я и не увидел правильной картинки. Те, на которые ссылались Sabos или Alexey Shadrin это картинки с двумя характерными чертами. 1. это спектры поглощения. 2. Все кривые имеют максимум точно 1,00.

Я же говорил о кривых отклика. И интересны кривые именно в сравнении по разным компонентам, а не нормированные кривые, когда максимумы дотянуты нормировкой до 1,00.

Если взять цифровой фотоаппарат, и для реверс-инженеринга сквозь объектив измерить спектры поглощения, да измеренные спектры нормировать, то получим... бесполезные данные.

При реверс-инженеринге полагались бы на отклик. Или целого фотоаппарата, или надо добраться до отдельных фотоэлементов. Но никак не спектрофотометрия поглощения. Тем более, если цвет это ощущение.

Но в общем, не суть, чья картинка правильнее. Чтобы установить это, одним пришлось бы опровергать фактические данные десятка работ, где указан отклик, как у G.Wald. Другим доказывать, что фотоспектроскопия это негодный метод для установления отклика (и ощущения). Вторым явно легче, поскольку это очевидно и не надо оспаривать фактические данные. Здесь другой факт: сведения противоречивы и пока занимаются спекуляциями и подгонкой формул под свои гипотезы.

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Об ощущениях пока (!) никто не говорит -- рано. Говорят только о колбочковом отклике. Данные нормируются потому, что никого не волнует абсолютная величина отклика, но форма кривых.
Измерение ощущений -- удел психометрии. До нее мы пока не дошли. Копаемся в системе стимул-сенсор.

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

И интересны кривые именно в сравнении по разным компонентам

Кому интересны и зачем? Какую информацию Вы собираетесь извлечь из ненормированных кривых? В зрительной системе биологическим путем происходит эта нормировка. А все интересы, лежащие вне зрительной системы бессмысленны.
Сочувствую Вам: в постижении этой науки самый трудный путь у человека с высшим тех. образованием (исключение, наверное, составили бы макшейдеры, пришедшие в vision science -- им было бы еще тяжелее). Физиологам, "гуманитариям" или просто неучам много проще. Это не сарказм и не хамство -- это констатация факта. Поэтому старайтесь, прежде чем задаться тем или иным вопросом, поверить его биологическим смыслом. Но смысл этот нужно знать...

 

[ORG100H]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

никого не волнует абсолютная величина отклика

Меня тоже не волнует абсолютная.

Но пронормировав каждую кривую, ее на графике показывают в относительной величине к остальным.

А не нормируют еще раз всё скопом к единице

 

[Samsonov]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Хотелось бы вернуться к истокам корнекубического «закона Стивенса (Стивенсов?)».

Википедия в статье о собственно степенном законе Стивенса не особо раскрывает подоплёку получения таких данных. Кстати, обратите внимание, что там кубический корень относится к «brightness», тогда как «lightness» — нечто совсем иное и с иным показателем степени.

В то же время, на странице обсуждения CIELAB, в разделе «Origin of the square (or cubic) root», даётся намёк, что шкала светлоты просто смоделирована как аппроксимация манселловской характеристики: L*≈10∙V. Вроде у Ферчайлда тоже что-то такое было, если не ошибаюсь.


Но модели — это, конечно, хорошо и красиво. Однако какое они всё-таки имеют отношение к реальности? Например, почему монитор калибруют под гамму 1,8 или 2,2? Наверное, вовсе не потому, что это когда-то было «родной» величиной гамма-коррекции какого-нибудь там монитора Apple или среднестатистического телевизора. Ибо если откалибровать под 3,0, получится полная ерунда, и программы с новомодной функцией «L-star calibration» это прекрасно понимают, поэтому делают нечто близкое к 2,4.

А с принтерами это несоответствие теории с практикой ещё сильнее: если градационная кривая будет хотя бы 2,2, отпечаток превратится в чёрное месиво. Более-менее приемлемый результат получается при 1,5; даже 1,0 — и то лучше, чем 2,2, не говоря уже про катастрофические 3,0.


Так где же тут подвох? Почему корнекубическая шкала не идёт дальше теории?

 

[sabos]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Хотелось бы вернуться к истокам корнекубического «закона Стивенса».

Истоки здесь уже упоминались. Автором работы "To honor Fechner and repeal his law" есть S.S. Stevens (единственное число). Однако есть и работа Brightness functions: Effects of adaptation, JOSA, 1963, авторами которой есть J.C. Stevens and S.S. Stevens (множественное число).

В этих работах было обнаружен некий эффект - Contrast Increases with Luminance. По имени открывателя этот эффект так и называют - Stevens Effect.

"Корнекубического" принято писать в кавычках. Ибо несложно заметить, что функция CIE Luminance не есть корень кубический. Её можно апроксимировать степенной, но степенной с показателем степени около 2.45 (см. аттач).

Однако какое они всё-таки имеют отношение к реальности?

Имеют. Если ознакомится с эффектом Стивенса, то можно увидеть, что степень сжатия (нелинейного ответа или гамма-компрессии) зависит от условий просмотра. В некоторых условиях зрение сжимает Lightness по степени 2.0, в иных условиях - по степени 2.6. Показатель степени 2.45 для CIE Luminance выбирался для нормированных условий просмотра.

Про принтеры и подвохи также можно поговорить, но лучше сперва ознакомиться с теорией вопроса, например здесь.

 

[Samsonov]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

«Корнекубического» принято писать в кавычках. Ибо несложно заметить, что функция CIE Luminance не есть корень кубический. Её можно апроксимировать степенной, но степенной с показателем степени около 2.45.

Да в том-то и проблема, что писать в кавычках не очень принято.

Мда… уже перепроверил: до 3,0 действительно не дотягивает — это, видимо, так «пагубно» сказывается –16/116.

Про принтеры и подвохи также можно поговорить, но лучше сперва ознакомиться с теорией вопроса, например здесь.

«Модели» я уже давно прочёл; если помните, топик с того и начался, что в книге не особо объясняется, откуда что взялось, и тем более что форма кривых зависит от условий просмотра. Посмотрите на стр. 66–67 и прилагающийся рисунок: ни слова про «2,0–2,6» — только график «3,0», и никаких кавычек вокруг «корня кубического». Можно, конечно, сделать кое-какие выводы на основе описания эффекта Стивенса на стр. 155, но для этого надо обладать хорошей фантазией: наклон линий на рис. 6.10 меняется от 0,63 (1/1,60) до 0,80 (1/1,25).

А уж про передаточную характеристику печати там тем более не говорится. Не думаю, что можно привязаться к уровню освещения: хоть под солнце ставь отпечаток, существенно светлее эта чёрная каша не станет.

 

[sabos]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

«Модели» я уже давно прочёл...надо обладать хорошей фантазией...

Мда, убедили. Готов извинится, и вправду ув. Fairchild немного внимания уделяет этому вопросу. Я недавно заглядывал в него по вопросу Алексея - в своих моделях он нелинейность пользует активно. Современная наука на гамма-компрессию смотрит с точки зрения нелинейности колбочкового ответа (cone response). Здесь несколько раз упоминалось. Поищите по этим ключевым словам, в т.ч. и на этом форуме.

наклон линий на рис. 6.10 меняется от 0,63 (1/1,60) до 0,80 (1/1,25).

Эти коэффициенты вы из графика выделили? Лучше загляните в модели, например на стр. 299 даны базовые нелинейности (surround factor с) для разных условий. Как видно, степенная меняется от 0.41 до 0.69. Впрочем, это я упрощаю. Разбираться с гаммой нужно по частям, там три нелинейных эффекта. В сумме они дают упомянутые «2,0–2,6».

передаточную характеристику печати ... Не думаю, что можно привязаться к уровню освещения: хоть под солнце ставь отпечаток, существенно светлее эта чёрная каша не станет.

Не нужно путать теплое и мягкое. Нелинейность зрения и нелинейность принтера. Дабы «чёрную кашу» привести в порядок, принтер "линеаризуют". Я специально взял слово линеаризация в кавычки. Ибо в реальности градационные характеристики принтера (как и монитора) приводят не к linear energy, а к некоторому нелинейному (компенсированному) состоянию. Если это сделано безупречно - дополнительная гамма-коррекция принтеру не понадобится. И «чёрной каши» не будет.

 

[Alexey Shadrin]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Не нужно путать теплое и мягкое. Нелинейность зрения и нелинейность принтера.

Вот именно. Тон-передающая кривая принтера имеет отношение к светлотной кривой только в контексте аппаратно-зависимого цветовоспроизведения, то есть всего того, что происходило формально до 1993 г. (а фактически где-то до 1997-98 гг.).
Кстати, то же касается и гамма монитора: она может быть любой, какой угодно в диапазоне от 1 до 3 -- отображение файла изображения будет адекватным.

Я специально взял слово линеаризация в кавычки. Ибо в реальности градационные характеристики принтера (как и монитора) приводят не к linear energy, а к некоторому нелинейному (компенсированному) состоянию.

Уточню -- в линейных осях, когда по абсциссам фотометрчиеские яркости оригинала (или сигнал в файле), а по ординатам фотометрические яркости оттиска.
Но в логарифмических осях, когда по абсциссам оптические плотности оригинала (или логарифмированные значения в файле), а по ординатам оптические плотности отпечатка, -- в аккурат выходит (в идеале) прямая палка с тем или иным наклоном (Хант, 2004). Отсюда и словечко "линеаризация".

 

[Samsonov]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Не нужно путать теплое и мягкое — нелинейность зрения и нелинейность принтера.

Вот именно.

Может, мы о разных вещах говорим? Я имею в виду зависимость яркости отпечатка (Y=85…2,5) от управляющего сигнала (t=0…100). Разве это не то же самое, что на экране монитора? Разве при соблюдении гаммы 2,2 оно не должно давать столь же равномерный градиент, как на мониторе, и обеспечивать примерно такое же восприятие изображений?

Тон-передающая кривая принтера имеет отношение к светлотной кривой только в контексте аппаратно-зависимого цветовоспроизведения, то есть всего того, что происходило формально до 1993 г. (а фактически где-то до 1997-98 гг.).

На дворе 2008 г., а поддержка Gray-профилей до сих пор находится где-то на уровне плинтуса. Так что аппаратно-зависимое цветовоспроизведение по-прежнему живее всех живых.

Кстати, то же касается и гамма монитора: она может быть любой, какой угодно в диапазоне от 1 до 3 — отображение файла изображения будет адекватным.

Если говорить о CM-отображении, то да, конечно. (Правда, тогда весь остальной экран будет выглядить значительно иначе, чем обрабатываемое изображение.) Но сама по себе гамма 3,0, равно как и 1,0, на мой взгляд, отнюдь не адекватна.

 

[sabos]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

зависимость яркости отпечатка (Y=85…2,5) от управляющего сигнала (t=0…100). Разве это не то же самое, что на экране монитора?

Похоже, но не идентично. Emission - самодостаточная система, там управляя сигналом мы имеем однозначный ответ. Для отражений ответ зависит от трех компонент, поглощения в оттиске (собственно этим мы и пытаемся управлять), бумаги-носителя и освещения.

Разве при соблюдении гаммы 2,2 оно не должно давать столь же равномерный градиент, как на мониторе, и обеспечивать примерно такое же восприятие изображений?

Совершенно верно, процесс "линеаризации" оттиска схож с аналогичной задачей для монитора. Отличие в том, что в оттиске мы контролируем коэффициенты поглощения. Математика чуть отличается - здесь принято оценивать не Y/Ymax (энергию), а т.н. tone value. В этой теме я пытался показать, что есть два метода контроля тонального уровня – денситометрический и колориметрический. И соответствующие формулы.

На дворе 2008 г., а поддержка Gray-профилей до сих пор находится где-то на уровне плинтуса.

Здесь не соображу. Что мешает использовать колориметрию (или денситометрию) для линеаризации gray-аппаратов?

 

[immrmarvin]

Ответ: Зрительная система в «Моделях цветового восприятия»

Нашел подробную информацию о зрительно системе человека Зрительная система человека как приемник оптической информации