視覺、神經與藝術

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	V4		V4
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	色彩邊界		色彩邊界
	*也是在造影下		*也是在造影下
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	== 色彩怎樣來 ==		== 色彩怎樣來 ==

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在2014年4月11日 (五) 14:10所做的修訂版本

目錄 1 視覺、神經與藝術 2 blob cell 3 腦造影中的情況 4 色彩怎樣來 5 Trichromatic Theory 6 Land的實驗 7 Retinex 8 藝術家的表現

視覺、神經與藝術

複習

• 視覺神經系統
• 彩色視覺

恆常性 藝術家的表現

視覺進入點

• Retina
• Network運作
• Receptive Fields
  • 接受區
    • filter（過濾器）
    • computation計算
  • lateral inhibition
    • 側抑制

Receptive Fields (cont.)

• ON-center vs OFF-center （亮中心與暗中心）

Optic Nerve（視神經）

• Optic chiasm（視交叉）
• Optic tracts（視束）

• Maps in LGN

Visual cortex

• occipital lobe（枕葉）
• topographic maps（地形圖）
• Topographic map in cortex

cortical magnification

Structure of visual cortex

• Primary visual cortex
• V1
• Area 17
• Striate cortex
  • 1.5~2.0mm thick
  • 100million cells in V1 each hemisphere
  • 6 layers
    • Layer 4 input from LGN

response of single cell

• Hubel and Wiesel

Function of V1 cell

• orientation selectivity（傾斜選擇性）
• simple cells

orientation selectivity

• preferred orientation（傾斜的喜好）

Hypercolumn超柱型組織

• column的組合體

color

• blobs cell泡泡細胞

Columns and hypercolumns 3

• Hypercolumn by De Valois and De Valois

beyond V1超複雜系統

• parietal stream顱頂
• dorsal stream背側
• M pathway

• temporal stream顳
• ventral stream腹側
• P pathway

V1 之後

• 簡化圖

blob cell

• 一個讓Hubel實驗室抓狂的東西
  • 不合原來的模型
  • 很難控制刺激
    • isoluminance 問題
    • 對比強度在不同顏色時差異大
  • 大範圍的問題
    • long range computation

腦造影中的情況

V4 色彩邊界

• 也是在造影下

色彩怎樣來

複習上週的

• 牛頓

增加新的

• Helmholtz
• Hering
• DeValois and DeValois
• E. H. Land

Newton's experiment 1

• Dark room and a prism

Newton's experiment 2

• Pure vs composite light （純與混合光）

Newton說

• Color is subjective（色彩是主觀的）
  • Red sweater -> incorrect
  • Correct -> sweater, which when seen in daylight, evokes a sensation most humans call 'red'.

Newton's color circle

• 舊到新的變化

Trichromatic Theory

Thomas Young (1773-1829)

• 英國人
• 博物學（以前的科學家是多能的）醫學、物理
• 首先提出三種顏色可以組合所有顏色的看法

Hermann von Helmholtz (1821-1894)

• 德國人
• 博物學：生理學、物理學
• 更系統性研究，並推廣至解釋辨色力異常

Color matching

• 在顏色配對實驗(color-matching experiment)中，要求受試者混合不同色光來配成與標準刺激相同的色

Cone pigments吸收光譜

• 人類的cones有三種，分別對不同波長
• 有最高的吸收率分別是：S cone 419nm；M cone 531nm；L cone 558nm

對立說(Opponent-Process Theory)Hering

另一個關鍵

• color constancy
• 在不是極端情境，對物體色彩之知覺是穩定的
  • 其實所有知覺現象均有某一些程度的constancy
  • 因為地球上的東西會變，但基本上不會變得很快、很多
• 但實際上其光譜當中的能量分佈是不同的！

Color constancy

• Spectrum of common object
• Adaptation complementary（適應互補色）
• Color contrast
• constancy的極限

Land的實驗

• Edwin Land 傳奇人物
• 一生未屬學術機構
• 兩個重大實驗
  • 黑白幻燈片＋紅、綠濾鏡
  • Retinex

Retinex

• Retina to cortex
  • Land, E. H. (1964)
• 使用Mondrian材料
  • 提出彩色知覺可能是「長矩離運算」

藝術家的表現

秀拉（Seurat）