Цветовосприятие живыми организмами и техническими устройствами

Введение
Актуальность изучения цветовосприятия живыми организмами и техническими устройствами не вызывает сомнений. Появились многочисленные роботы с функцией распознавания объектов, развиваются цифровая фотография и видео. Многочисленные устройства, используют анализ изображений (медицинские снимки и анализы, исследовательский материал, фотографии и др.).
Цветовосприятие живыми организмами и техническими устройствами взаимосвязаны. Для решения задач компьютерного зрения необходимо понимать механизмы цветовосприятия людьми. С другой стороны, результаты компьютерного анализа цвета должны быть понятны человеку и соответствовать его цветовому восприятию. Например, компьютерный анализ рентгеновского снимка может выявить патологию на цифровом снимке, а для человека нужно изменить контрастность этого снимка, чтобы человеческий глаз увидел различия оттенков.
Анализ литературных источников показывает, что тема цветовосприятия актуальна и в наши дни. Работы Пальчиковой И.Г., Смирнова Е.С., Зубарь А.В., Кайкова К.В., Гейнце Э.А., Кирноса В.И. посвящены вопросам цветовосприятия цифровых устройств. В работе Жужа Е.Д. рассматриваются вопросы цветового контрастирования цифровых устройств. В работе Кошеутовой О.Л. исследованы цветовые модели Максвелла, Манселла, Гёте, Освальда. Отличительная особенность данной работы заключается в том, что в ней рассматриваются вопросы цветовосприятия, как живых организмов, так и технических устройств.
О восприятии цвета
До естественнонаучного объяснения природы размышления о природе цвета носили философский характер. Поскольку цвет не только физическое явление, 80 % информации извне поступает к человеку при помощи зрения. Огромное влияние на психику человека оказывает восприятие цвета. Изучение процессов восприятия цвета продолжается и в наши дни. Созданы цветовые модели, системы кодирования и измерения цвета, изучается восприятие цвета при движении и изменении освещенности.
Первой попыткой выразить выразить цвет через численные характеристики и формулы была предложена Ньютоном. В опыте Исаак Ньютон разложил видимый цвет через стеклянную призму на спектр (красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый). Также было установлено, что при оптическом смещении всех этих цветов получается белый цвет.
Модель Гёте представляет собой замкнутый в кольцо линейный спектр Ньютона без голубого цвета. В цветовом круге Гёте цвета, находящиеся напротив друг друга гармонируют. В этой модели три основных цвета (красный, синий, желтый) и 3 дополнительных, которые могут быть получены из основных (оранжевый, зеленый, фиолетовый). [6]
На докладе Королевского общества в 1801году Томас Юнг сообщил о результатах проведенных им исследований, показывающий, что человеческий глаз различает 150-170 оттенков цвета. Также, ученый считал, что глаз не может содержать бесконечное число частиц, резонирующих с любой возможной волной, и ограничил их тремя (желтый, красный, синий)

. Он предположил, что каждое чувствительной нервное волокно состоит из трех частей, воспринимающих один цвет из основной тройки. [6]
Исследования британского ученого Джеймса Клерка Максвелла, показали, что для получения белого цвета нужны не синий, красный и желтый, как полагал Томас Юнг. Для получения белого цвета нужны красный, зеленый и синий. Модель Максвелла представлена на рисунке 1.
Рис.1 Цветовая модель Максвелла
Цветовая модель Альберта Генри Манселла (цветовое дерево) – цвет описывается с помощью значения цветового тона, светлоты и насыщенности. Цветовая модель Манселла представлена на рисунке 2.
Рисунок 2. Модель Манселла
В цветовой модели немецкого ученого Вильгельма Фридриха Освальда добавляются параметры содержания черного и белого. Также вводится понятие чистый или идеальный цвет (не содержит примесь черного или белого цветов). Модель Освальда представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 Модель Освальда
Применение цветовых моделей реализовано в способах передачи изображений цифровых носителей и в полиграфии. Широкое развитие цифровых носителей способствует дальнейшему изучению и совершенствованию теории цвета.
В зависимости от освещения любой освещенный светом объект можно разграничить на зоны от яркого до самого темного (теория зон Адамса). Количество света уменьшается в два раза при переходе на следующую ступень. Описание зон (по Адамсу):
0 – абсолютно черный;
темные тона, близкие к черному;
появление деталей в тенях;
умеренно темные тона;
средняя тень;
серый тон (стандартный);
светлые тона;
бледные тона;
белый тон;
совершенно белый тон. Быков
В пленочной и цифровой фотографии уровень освещенности используется для экспозиции и определения программных уровней цифровой обработки. Это используется для реализации творческих замыслов авторов.
Цветовосприятие живых организмов
Свет по своей природе представляет собой видимое электромагнитное излучение различного состава. В основе зрительного восприятия лежит воздействие света на глаз, изображение проецируется на сетчатку глаза. Зрительная система реагирует на изменение состава и количества света, попадающего на разные участки сетчатки глаза. Для восприятия светового сигнала сетчатка двигается относительно рассматриваемого объекта. Зрительное восприятие есть результат вторичной представления относительно рассматриваемых объектов, представляет собой результат обработки световых сигналов.
Цветовосприятие живых организмов обусловлено способностью организма различать элементы изображения, попадающие на сетчатку глаза. В общем случае, цветовосприятие субъективно, поскольку во многом зависит как от совокупности свойств самого организма, так и от внешних условий.
Цветовосприятие является одной из функций зрения