第九講:Perceiving Color

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目錄

相較於黑白畫面,綠葉中的紅苺就非常容易看到

P.203 F9.1

色彩也可以幫助辨識物體,顏色正確的水果辨識較快且正確

P.203 F9.2

Color circle

P.203 F9.3

Color naming

  • Berinmo primitive(原住民)in Papua New Guinea
    • 具有五種基本色名
    • 其分類與一般文化中有些出入
      • 綠色分成兩部分,其中一部分與藍色混淆
    • 文化因素或先天?

Color naming 2

實驗for infants 利用habituation(慣化)

Image:PC911.jpg

Color naming 3

  • Summary
    • 先天有其傾向
    • 後天可以有變動
    • 經驗及學習可增進分辨
      • 未經學習
        • 用約一打的色名
        • 專門人員可以用很多色名

Newton來了

  • 十七至十八世紀英國最有名的科學家(或說近世英國國寶級人物)
    • 發明及發現
      • Binomial theorem(二項式定理)
      • Calculus(微積分)
      • Theory of gravitation(地心引力)
      • Opticks(光學)

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 experiment 1

  • Dark room and a prism

Image:PC912.jpg 其實Newton之前已有人作過

Newton's experiment 1 data
  • Spectral color(光譜色)

Image:PC913.jpg

Newton's experiment 2

  • Pure vs composite light (純與混合光)

Image:PC914.jpg

Newton的原色

  • 彩虹有七彩
    • 紅 red
    • 橙 orange
    • 黃 yellow
    • 綠 green
    • 藍 blue
    • 靛 indigo
    • 紫 violet
Newton的原色2
  • 彩虹有七彩---why 七個
    • 紅 red do
    • 橙 orange re
    • 黃 yellow mi
    • 綠 green fa
    • 藍 blue sol
    • 靛 indigo ra
    • 紫 violet si

Newton說2

  • 可以有各種組合產生—白色
  • Complementary (互補色)
  • Newton捅的大蜂窩
    • Newton(1642-1727) vs Goethe(1749-1832)
    • 顏色是客觀的或是主觀的?

Newton's color circle

  • Newton認為七原色是循環的

Newton's color circle 1

  • 大英百科全書

Newton's color circle 2

  • Newton認為七原色是循環的

Newton's color circle 3

  • 加成比率不同顏色不同

Newton's color circle 4

  • New version Purple—nonspectral colors

Newton's color circle 5

  • 舊到新的變化

CIE_XYZ color space

  • CIE (Commission Internationale de l‘Eclairage國際照明協會)

可見光譜

P.204 F9.4 物理學上的波長(wavelength)與色調(hue) 相對應。 不同的波長的光會呈現不同的顏色

wavelengths and color

  • Short 短-----------------------------------Blue 藍
  • Medium 中-----------------------------------Green 綠
  • Long 長-----------------------------------Red 紅
  • Long and medium 長加中--------------------- Yellow 黃
  • Long, medium, and short 長、中加短----------- White 白

Reflectance curve

P.204 F9.5 不同物體的反射曲線(Reflectance curve)

Mixing Lights

P.205 F9.6

混合藍光與黃光

P.204 T9.1

  • Wavelengths
  •       短 中 長
  • 藍光    有 無 無
  • 黃光    無 有 有
  • 藍加黃光  有 有 有

Mixing paints

P.205 F9.7

混合藍顏料與黃顏料

P105 T9.2

  • Wavelengths 反射
  •        短    中   長
  • 藍顏料   有大部分 有部分  無
  • 黃顏料    無   有部分 有部分
  • 藍加黃顏料  無   有部分  無

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

Cone pigments吸收光譜 Cone的反應與「顏色」 Metamers 如果只有一種pigment 如果只有一種pigment 不同的光波只需要不同的強度,均能使光色素達到同樣的反應,這叫做principle of univariance


此感光色素對590nm光的吸收率為550nm光的一半,但只要給予兩倍強度的590nm光,也可以得到相同的反應(圖9.12b與d)。由於這個特性,一種cone只能給予明暗亮度的訊息,而無法區辨各種顏色。 多了一種Pigment 辨色力異常 三種辨色力異常


色彩知覺 在大腦中找到處理色彩知覺的機制,必須區分兩個問題: 一是哪裡負責處理不同的光波? 二是哪裡決定色彩知覺?再回來看看cerebral achromatopsia的例子,由於他們的三種cones仍保有完整的功能,若是有兩塊亮度相同的紅色和綠色地毯,即使他們不覺得有看到紅綠的主觀色彩經驗,他們仍然可以區分不同的波長的光,所以知覺到色彩的主觀經驗似乎不等同於能處理不同波長。 Opponent-process theory Color afterimage 對立說(Opponent-Process Theory)

如何連結 如何連結

三色論在receptors的層次,針對不同波長光線有不同反應模式,而對立說在節細胞的層次,將由接受器得到的興奮或抑制訊號予以整合 如何連結

為何需要對立說 A圖為兩個receptors對於1和2兩種光的反應,其反應可以畫成B圖。然而經過opponent cells的處理後可以化約成C圖。在不失去重要資訊的情況下,C圖資訊量明顯較為簡約。 Changing Illumination 不同光源下的反射 不同光源下的反射 的綠線表示一件綠色毛衣所反射的光波分布,白線表示在日光下的反射光波,而橘線表示在燈泡下所反射的光波。如果我們的色彩知覺全然依賴到達視網膜上的波長訊息,則同一件衣服在不同的光源照射下便會被知覺為不同的顏色;但事實上我們會覺得看到同樣顏色的綠色毛衣,這就是色彩恆常性 Chromatic adaptation 下面的圖請跟著我指令來作 一、閉上右眼(請用左眼看) 二、注視畫面30秒 三、視線移開到他處 A.先用左眼看 B.再用右眼看

Uchikawa et al. (1989) Uchikawa et al. (1989) 受試者在不同的光源下看同一張色紙,當投射到受試者和綠紙上的燈光都是白色時,綠色紙會被知覺為綠色(a);當投射到受試者的燈光為白色、投射到綠紙上的燈光為紅色時,會覺得看到一張紅紙;當投射到受試者和綠紙上的燈光都是紅色時,會覺得綠色紙略為偏紅。 Lightness constancy reflectance/illumination edge penumbra (半影) 半影的效果 半影的效果 CG (computer graphics) lightness / illumination lightness / illumination 將圖a知覺為對折的卡片,則會覺得兩半都是白色;若用遮住立體的訊息,則會覺得是一半灰、一半白。

人對於影陰的知覺,亮暗的判斷,不會只是局部的。會對整個「影像」進行解決。 背景與亮度 背景與亮度 圖a與b中的四個圓圈是完全一樣的,但是圖a看起來就像透過白霧觀看四個黑圓盤,圖b看起來就像烏雲遮蔽月亮。


蜜蜂的色彩 真實性? 畫的or真的 色彩同時對比




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