Невозможный цвет
Цвет, который невозможно воспринять при обычных условиях просмотра

Значения красного-зеленого и синего-желтого для человеческого глаза для каждого видимого цвета с одной длиной волны [ необходима ссылка ]
Цветовое восприятие человека определяется кривыми чувствительности (показанными здесь в нормализованном виде) трех видов колбочек : соответственно коротковолновых, средневолновых и длинноволновых.

Невозможные цвета — это цвета , которые не появляются в обычном зрительном функционировании . Различные теории цвета предполагают различные гипотетические цвета, которые люди не способны воспринимать по той или иной причине, а вымышленные цвета регулярно создаются в популярной культуре. Хотя некоторые из таких цветов не имеют под собой реальной основы, такие явления, как усталость колбочек, позволяют цветам восприниматься в определенных обстоятельствах, которые в противном случае были бы невозможны.

Процесс оппонента

Процесс оппонента цвета — это цветовая теория, которая утверждает, что зрительная система человека интерпретирует информацию о цвете, обрабатывая сигналы от колбочек и палочек антагонистическим образом. [1] Три типа колбочек имеют некоторое перекрытие в длинах волн света, на которые они реагируют, поэтому для зрительной системы эффективнее регистрировать различия между реакциями колбочек, а не индивидуальную реакцию каждого типа колбочки. [2] Теория оппонентного цвета предполагает, что существует три канала оппонента:

  • Красный против зеленого
  • Синий против желтого
  • Черный против белого (это ахроматический метод, который определяет изменение света и тени или яркость) [3]

Реакции на один цвет канала-оппонента антагонистичны реакциям на другой цвет, и сигналы, выходящие из определенного места на сетчатке, могут содержать один или другой цвет, но не оба, для каждой пары оппонентов.

Воображаемые цвета

Фиктивный цвет или воображаемый цвет — это точка в цветовом пространстве , которая соответствует комбинациям реакций колбочек в одном глазу, которые не могут быть получены глазом в нормальных условиях, видящим любой возможный световой спектр. [4] Ни один физический объект не может иметь воображаемый цвет.

Спектральная кривая чувствительности колбочек средней длины волны («M») перекрывает кривую колбочек короткой длины волны («S») и длинной длины волны («L»). Свет любой длины волны , взаимодействующий с колбочками M, также взаимодействует с колбочками S или L, или с обеими, в некоторой степени. Следовательно, никакая длина волны и никакое распределение спектральной мощности не возбуждают только один вид колбочек. Если бы, например, колбочки M могли быть возбуждены по отдельности, это заставило бы мозг увидеть воображаемый цвет, более зеленый, чем любой физически возможный зеленый. Такой «гиперзеленый» цвет был бы на диаграмме цветности цветового пространства CIE 1931 в пустой области над цветной областью и между осью y и линией x + y = 1. [ необходима цитата ]

Воображаемые цвета в цветовых пространствах

Хотя их нельзя увидеть, воображаемые цвета часто встречаются в математических описаниях, определяющих цветовые пространства . [5]

Любая аддитивная смесь двух реальных цветов также является реальным цветом. Когда цвета отображаются в цветовом пространстве CIE 1931 XYZ , аддитивная смесь приводит к цвету вдоль линии между смешиваемыми цветами. Смешивая любые три цвета, можно создать любой цвет, содержащийся в треугольнике, который они описывают, — это называется гаммой, образованной этими тремя цветами, которые называются основными цветами . Любые цвета за пределами этого треугольника не могут быть получены путем смешивания выбранных основных цветов.

При определении основных цветов часто ставится цель оставить в гамме как можно больше реальных цветов. Поскольку область реальных цветов не является треугольником (см. иллюстрацию), невозможно выбрать три реальных цвета, которые охватывают всю область. Гамму можно увеличить, выбрав более трех реальных основных цветов, но поскольку область реальных цветов ограничена плавной кривой, всегда будут некоторые цвета вблизи ее краев, которые останутся за пределами. По этой причине основные цвета часто выбираются за пределами области реальных цветов, то есть воображаемые или фиктивные основные цвета, чтобы охватить наибольшую область реальных цветов.

В цветных дисплеях компьютеров и телевизоров углы треугольника гаммы определяются коммерчески доступными люминофорами, выбранными так, чтобы они были максимально приближены к чистому красному, зеленому и синему цветам в области реальных цветов. Из-за этого эти дисплеи неизбежно демонстрируют цвета, наиболее близкие к реальным цветам, лежащим в его треугольнике гаммы, а не точные соответствия реальным цветам, которые отображаются за его пределами. Конкретные гаммы, доступные для коммерческих устройств отображения, различаются в зависимости от производителя и модели и часто определяются как часть международных стандартов — например, гамма цветностей, определяемая цветовым пространством sRGB, была разработана в стандарт (IEC 61966-2-1:1999 [6] ) Международной электротехнической комиссией .

Химерические цвета

Глядя на «шаблон усталости» в течение 20–60 секунд, а затем переключаясь на нейтральную цель, можно увидеть «невозможные» цвета.

Химерический цвет — это воображаемый цвет, который можно временно увидеть, пристально глядя на сильный цвет, пока некоторые колбочки не устанут, временно изменив свою цветовую чувствительность, а затем посмотрев на заметно другой цвет. Прямое трихроматическое описание зрения не может объяснить эти цвета, которые могут включать сигналы насыщенности за пределами физической гаммы , налагаемой трихроматической моделью. Теории цвета оппонентного процесса , которые рассматривают интенсивность и цветность как отдельные визуальные сигналы, дают биофизическое объяснение этих химерических цветов. [7] Например, пристальное рассматривание насыщенного основного цветового поля, а затем взгляд на белый объект приводит к противоположному сдвигу оттенка, вызывая остаточное изображение дополнительного цвета . Исследование цветового пространства за пределами диапазона «реальных цветов» таким образом является основным подтверждающим доказательством теории оппонентного процесса цветового зрения. Химерические цвета можно увидеть, глядя одним глазом или обоими глазами, и не наблюдается, чтобы они одновременно воспроизводили качества противоположных цветов (например, «желтовато-синий»). [7] Химерические цвета включают в себя:

Стигийские цвета
Они одновременно темные и невероятно насыщенные. Например, чтобы увидеть «стигийский синий»: пристальное внимание к ярко-желтому цвету вызывает темно-синее послеизображение , затем, если посмотреть на черный цвет, синий цвет будет виден как синий на черном, также такой же темный, как черный. Цвет невозможно получить с помощью обычного зрения, потому что отсутствие падающего света (в черном цвете) препятствует насыщению сине-желтого хроматического сигнала (синий вид).
Самосветящиеся цвета
Они имитируют эффект светящегося материала, даже если смотреть на него на таком носителе, как бумага, которая может только отражать, но не излучать свой собственный свет. Например, чтобы увидеть «самосветящийся красный»: взгляд на зеленый вызывает красное остаточное изображение, затем, если смотреть на белый, красный цвет виден на белом фоне и может казаться ярче белого.
Гиперболические цвета
Они невероятно насыщены. Например, чтобы увидеть «гиперболический оранжевый»: взгляд на яркий голубой вызывает оранжевое остаточное изображение, затем при взгляде на оранжевый полученное оранжевое остаточное изображение, видимое на оранжевом фоне, может вызвать оранжевый цвет, более чистый, чем самый чистый оранжевый цвет, который может быть создан любым обычным светом.

Цвета за пределами физического цветового пространства

Некоторые люди могут увидеть цвет «желтый–синий» на этом изображении, скрестив глаза так, чтобы оба символа + оказались друг над другом. На этом изображении представлены пары цветов RGB и Natural Color System . Может потребоваться изменить масштаб, чтобы настроить изображение.
Некоторые люди могут увидеть цвет "красный-зеленый" на этом изображении, скрестив глаза так, чтобы оба символа + оказались друг над другом. На этом изображении представлены пары цветов RGB и Natural Color System . Может потребоваться изменить масштаб, чтобы настроить изображение.
Большинство людей видят очень яркие цветные концентрические круги в этом узоре, если он напечатан и вращается со скоростью около 150–300 об/мин. Альтернативная версия с обратным контрастом дает противоположный эффект.

Согласно теории оппонентного процесса, при нормальных обстоятельствах не существует оттенка, который можно было бы описать как смесь оппонентных оттенков, то есть как оттенок, выглядящий как «красно-зеленый» или «желто-синий».

В 1983 году Хьюитт Д. Крейн и Томас П. Пиантанида провели испытания с использованием устройства для отслеживания движения глаз , которое имело поле вертикальной красной полосы, смежной с вертикальной зеленой полосой, или несколько узких чередующихся красных и зеленых полос (или в некоторых случаях желтых и синих вместо этого). Устройство могло отслеживать непроизвольные движения одного глаза (на другом глазу была повязка) и настраивать зеркала так, чтобы изображение следовало за глазом, а границы полос всегда находились на одних и тех же местах сетчатки глаза; поле за пределами полос было закрыто окклюдерами. В таких условиях края между полосами, казалось, исчезали (возможно, из-за усталости нейронов , определяющих края), и цвета перетекали друг в друга в зрительной коре мозга , перекрывая механизмы противопоставления и производя не тот цвет, который ожидался от смешивания красок или смешивания огней на экране, а совершенно новые цвета, которые не находятся в цветовом пространстве CIE 1931 , ни в его реальной части, ни в его мнимых частях. Для красного и зеленого некоторые видели ровное поле нового цвета; некоторые видели регулярный узор из едва видимых зеленых и красных точек; некоторые видели острова одного цвета на фоне другого цвета. Некоторые из добровольцев, участвовавших в эксперименте, сообщили, что впоследствии они все еще могли представлять себе новые цвета в течение некоторого периода времени. [8]

Некоторые наблюдатели указали, что хотя они знали, что то, что они видят, было цветом (то есть поле не было ахроматическим), они не могли назвать или описать цвет. Один из этих наблюдателей был художником с большим цветовым словарем. Другие наблюдатели новых оттенков описали первый стимул как красновато-зеленый. [9]

В 2001 году Винсент А. Биллок, Джеральд А. Глисон и Брайан Х. Цоу провели эксперимент, чтобы проверить теорию о том, что эксперимент 1983 года не контролировал изменения в воспринимаемой яркости цветов от субъекта к субъекту: два цвета являются равнояркими для наблюдателя, когда быстрое чередование цветов производит наименьшее впечатление мерцания. Эксперимент 2001 года был похож, но контролировался по яркости. [10] Они имели следующие наблюдения:

Некоторые испытуемые (4 из 7) описывали явления прозрачности — как будто противоположные цвета возникали в двух глубинных плоскостях и могли быть видны один через другой. ...

Мы обнаружили, что когда цвета были равнозначны, испытуемые видели красновато-зеленые, синевато-желтые или многостабильный пространственный цветовой обмен (совершенно новый перцептивный феномен [ sic ]); когда цвета были неравнозначны, испытуемые видели ложное формирование узоров.

Это привело их к предложению «мягко-проводной модели кортикальной цветовой оппозиции», в которой популяции нейронов конкурируют за активацию, а «проигравшие» нейроны полностью замолкают. В этой модели устранение конкуренции, например, путем подавления связей между нейронными популяциями, может позволить взаимоисключающим нейронам активироваться вместе. [10]

В 2006 году Хсие и Це оспаривали существование цветов, запрещенных теорией оппозиции, и утверждали, что на самом деле они являются промежуточными цветами. Однако, по их собственному мнению, их методы отличались от методов Крейна и Пиантаниды: «Они стабилизировали границу между двумя цветами на сетчатке, используя устройство слежения за глазами, связанное с дефлекторными зеркалами, тогда как мы полагались на зрительную фиксацию». Хсие и Це не сравнивают свои методы с методами Биллока и Цоу и не цитируют их работу, хотя она была опубликована пятью годами ранее в 2001 году. [11] См. также бинокулярное соперничество .

В художественной литературе

В некоторых художественных произведениях упоминаются вымышленные цвета, находящиеся за пределами обычного человеческого визуального спектра, которые еще не были замечены и наблюдение которых может потребовать передовых технологий, другой физики или магии. [12] [13] [14] Введение нового цвета часто является аллегорией, направленной на предоставление дополнительной информации читателю. [15] Такие цвета в первую очередь обсуждаются в литературных произведениях, поскольку в настоящее время их невозможно визуализировать (когда новый цвет показан в эпизоде ​​« Реинкарнация » анимационного шоу «Футурама» , анимация для этого сегмента шоу намеренно сохранена в оттенках серого [16] ).

  • Один из самых ранних примеров вымышленных цветов можно найти в рассказе ужасов Амброза Бирса 1893 года « Проклятая тварь », в котором предполагается, что названное в заголовке чудовище имело цвет, недоступный человеческим чувствам, что делало его невидимым.
  • Популярные примеры включают научно-фантастический роман 1920 года «Путешествие на Арктур» Дэвида Линдсея , в котором упоминаются два новых основных цвета: «ulfire» и «jale». [12]
  • « Цвет из иных миров », рассказ Г. Ф. Лавкрафта 1927 года , назван в честь не имеющего иного названия цвета, обычно не наблюдаемого людьми, создаваемого инопланетными существами . [13]
  • Мэрион Циммер Брэдли в своем романе «Цвета космоса » (1963) упоминает «восьмой цвет», который становится видимым во время сверхсветового путешествия. [12] [14]
  • В романе Филипа К. Дика 1969 года «Галактический целитель» упоминается цвет «rej».
  • Детская книга бразильского писателя Зиральдо 1969 года «Flicts» рассказывает историю цвета с тем же названием (представленного как землистый оттенок бежевого), который отделен от других цветов, встречающихся в радуге, флагах и других местах, потому что конфликт встречается редко, рассматривается как нехарактерный и, следовательно, недооцененный; в конце книги конфликт находит свое место в качестве цвета луны. (После того, как Нил Армстронг получил в подарок английскую копию книги, он подписал ее и написал: «Луна — это конфликт».) [ необходима цитата ]
  • Терри Пратчетт в своей серии «Плоский мир» , которая началась с «Цвета волшебства» (1983), описывает восьмой цвет « октарин », напоминающий «флуоресцентный зеленовато-желто-фиолетовый» цвет, который могут видеть только фокусники и кошки. [17]
  • В научно-фантастическом романе Вернора Винджа «Глубина в небе» описывается вид, способный видеть цвет, название которого переводится как «клетка» (включая ссылку на «альфа-клетка»). [18]
  • В играх Fallen London (2009), Sunless Sea (2015) и Sunless Skies (2019), действие которых происходит в общей вселенной, созданной Failbetter Games , существует семь цветов как часть «Neathbow», которые нельзя увидеть при обычном солнечном свете, они являются аналогами обычных цветов и обладают фантастическими свойствами, такими как «irrigo» и «violant», которые удаляют и усиливают воспоминания соответственно. [ требуется ссылка ]
  • «Pleurigloss» — любимый цвет бессмертного существа загробной жизни Майкла из телешоу 2020 года « В лучшем мире» . В шоу pleurigloss описывается как «цвет, когда солдат возвращается с войны и впервые видит свою собаку». [19]

Смотрите также

  • Цвет-бастард  — тип цвета в театральном освещении: в театральном освещении, как правило, в цветном геле , цвет, смешанный с небольшим количеством дополнительных цветов.
  • Смешивание цветов  — получение цветов путем комбинирования основных или дополнительных цветов в разных пропорциях.
  • Цветовое зрение  – способность воспринимать различия в частоте света.
  • Ложноцветное изображение  — методы визуализации информации путем перевода в цвета, изображение, изображающее объект в цветах, отличающихся от тех, которые отображались бы на фотографии, содержащей только видимые цвета.
  • Средний серый  — оттенок серого цвета, используемый для настройки фотографий в соответствии с воспринимаемой яркостью, в отличие от абсолютной яркости, измеряемой цифровой камерой.
  • Невидимые электромагнитные волны , такие как радиоволны , микроволны , рентгеновские лучи и т. д.
  • «Оттенки серого» — роман Джаспера Ффорде, написанный в 2009 году, в котором социальный класс определяется определенными цветами, которые человек может видеть.
  • Спектральный цвет  – цвет, вызываемый одной длиной волны света в видимом спектре.
  • Тетрахроматия  – тип цветного зрения с четырьмя типами колбочек, имеющих четыре основных цвета.

Ссылки

  1. ^ Открытие спектральной противоположности в зрительных системах и ее влияние на понимание нейробиологии цветового зрения
  2. ^ Как фоторецепторные клетки реагируют на свет
  3. ^ Измерение цвета и теория цвета: II. Теория оппонирующих цветов
  4. ^ MacEvoy, Bruce (2005). "Свет и глаз". Отпечаток руки . Получено 5 мая 2007 г.
  5. ^ Хант, РВ (1998). Измерение цвета (3-е изд.). Англия: Fountain Press. стр. 39–46 для основы в физиологии человеческого глаза трехкомпонентных цветовых моделей и 54–57 для координат цветности. ISBN 0-86343-387-1.
  6. ^ "IEC 61966-2-1:1999: Мультимедийные системы и оборудование. Измерение и управление цветом. Часть 2-1. Управление цветом. Цветовое пространство RGB по умолчанию. sRGB". Интернет-магазин IEC . Международная электротехническая комиссия . Получено 24 ноября 2023 г.
  7. ^ ab Churchland, Paul (2005). «Химерические цвета: некоторые феноменологические предсказания когнитивной нейронауки». Философская психология . 18 (5): 527– 60. doi : 10.1080/09515080500264115. S2CID  144906744.
  8. ^ Крейн, Хьюитт Д.; Пиантанида, Томас П. (1983). «О том, как видеть красновато-зеленый и желтовато-синий». Science . 221 (4615): 1078– 80. Bibcode :1983Sci...221.1078C. doi :10.1126/science.221.4615.1078. JSTOR  1691544. PMID  17736657. S2CID  34878248.
  9. ^ Суарес Дж.; Суарес, Хуан (2009). «Красновато-зеленый: вызов модальным утверждениям о феноменальной структуре». Философия и феноменологические исследования . 78 (2): 346– 91. doi :10.1111/j.1933-1592.2009.00247.x.
  10. ^ ab Billock, Vincent A.; Gerald A. Gleason; Brian H. Tsou (2001). "Восприятие запрещенных цветов в ретинально стабилизированных эквилюминантных изображениях: признак программно-управляемой кортикальной цветовой антагонизмы?" (PDF) . Журнал Оптического общества Америки A . 18 (10). Оптическое общество Америки: 2398– 2403. Bibcode :2001JOSAA..18.2398B. doi :10.1364/JOSAA.18.002398. PMID  11583256. Архивировано из оригинала (PDF) 10 июня 2010 г. . Получено 21 августа 2010 г. .
  11. ^ Hsieh, P.-J.; Tse, PU (2006). «Иллюзорное смешение цветов при перцептивном затухании и заполнении не приводит к «запрещенным цветам»». Vision Research . 46 (14): 2251– 58. doi : 10.1016/j.visres.2005.11.030 . PMID  16469353.
  12. ^ abc Гэри Вестфаль (2005). Энциклопедия научной фантастики и фэнтези Гринвуда: темы, произведения и чудеса. Издательская группа Гринвуда. стр. 143. ISBN 978-0-313-32951-7.
  13. ^ ab Alexander Theroux (2017). Einstein's Beets. Fantagraphics Books. стр. 640. ISBN 978-1-60699-976-9.
  14. ^ ab Mark JP Wolf (2020). World-Builders on World-Building: An Exploration of Subcreation. Тейлор и Фрэнсис. стр. 116–. ISBN 978-0-429-51601-6.
  15. ^ Эрик Д. Смит (2012). Глобализация, утопия и постколониальная научная фантастика: новые карты надежды. Palgrave Macmillan. стр. 74. ISBN 978-0-230-35447-0.
  16. ^ Курланд, Дэниел (2 февраля 2016 г.). «То время, когда «Футурама» возродилась как видеоигра, аниме и многое другое». Vulture . Получено 14 июля 2020 г. .
  17. ^ «Октарин: воображаемый цвет магии». www.colourlovers.com . 19 апреля 2008 г.
  18. ^ Вернор Виндж (2007). Глубина в небе. Tor Books. С. 56, 176, 444, 445, 446. ISBN 9781429915090.
  19. ^ «The Good Place совершает прыжок в неизвестность — и величие». TV Club . 21 октября 2016 г.

Дальнейшее чтение

  • Биллок, Винсент А.; Цоу, Брайан Х. (2010). «Видеть запрещенные цвета». Scientific American . 302 (2): 72– 77. Bibcode : 2010SciAm.302b..72B. doi : 10.1038/scientificamerican0210-72 (неактивен 1 ноября 2024 г.). PMID  20128226.{{cite journal}}: CS1 maint: DOI неактивен по состоянию на ноябрь 2024 г. ( ссылка )
  • Такахаси, Шигеко; Эдзима, Ёсимити (1984). «Пространственные свойства красно-зелёного и жёлто-синего перцептивного ответа оппонента-цвета». Vision Research . 24 (9): 987– 94. doi :10.1016/0042-6989(84)90075-0. PMID  6506487. S2CID  2440866.
  • Хибино, Х (1992). «Реакции оппонента на красный-зеленый и желтый-синий цвет как функция эксцентриситета сетчатки». Vision Research . 32 (10): 1955– 64. doi :10.1016/0042-6989(92)90055-n. PMID  1287992. S2CID  10997569.
  • Макферсон, Ф. (2003) «Новые цвета и содержание опыта», Pacific Philosophical Quarterly, 84(1): 43-66. https://doi.org/10.1111/1468-0114.00162
  • Макферсон, Ф. (2021) «Новые цветовые впечатления и их последствия», в книге Д. Брауна и Ф. Макферсона (ред.) «Справочник по философии цвета» издательства Routledge, Лондон: Routledge.
  • Брэдбери, Аарон (1 марта 2014 г.). «Гиперболический апельсин и река в ад». Архивировано из оригинала 12 ноября 2020 г. Однако возможно видеть цвета, которых нет в реальности. Невозможные цвета...
Взято с "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Невозможный_цвет&oldid=1266717914"