Ihminen havaitsijana: Luento 8. Jukka Häkkinen ME-C2600

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Ihminen havaitsijana: Luento 8. Jukka Häkkinen ME-C2600"

Arttu Lehtilä
7 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Ihminen havaitsijana: Luento 8 Jukka Häkkinen ME-C2600 Kevät

2 Luento 8: Värit 2

3 Luennon rakenne 1. Kolmiväriteoria 2. Vastakkaisväriteoria 3. Illuusioita 4. Värien pysyvyys 3

4 4

Värit Värinäkö tarkoittaa kykyä erotella valon aallonpituuksia toisistaan Nähtyjen värien määrä riippuu testaustavasta. Parivertailulla jopa 2,3 milj eri väriä.

5 Värit Värinäkö tarkoittaa kykyä erotella valon aallonpituuksia toisistaan Nähtyjen värien määrä riippuu testaustavasta. Parivertailulla jopa 2,3 milj eri väriä. Värit nimetään = kategorisoidaan Eri asia kuin erottelu Kategoriat voivat olla kulttuurisidonnaisia. Papua-Uuden-Guinean Berinmo-heimon kielessä sinistä ja vihreää ei erotella. Muistitestissä sekoittavat sinisen ja vihreän. Violetti Sininen Vihreä Keltainen Oranssi Punainen Kuvalähde 5

6 Kolmiväriteoria 6 6

7 Kolmiväriteoria (Trichromatic theory of color) Wunsch (1792): neljä Newtonin pääväreistä saadaan aikaan kolmesta muusta Thomas Young (1801) On the theory of Light and Colours Verkkokalvolla kolmenlaisia vastaanottimia, jotka reagoivat valikoivasti eri aallonpituuksiin Kaikki spektrivärit saadaan kolmen vastaanottimen toiminnan yhdistelmänä 7

CIE 1931 2 standardihavainnoitsija Wright, Guild & Judd (1920-l.) yht. 17 havaitsijaa Vrt.

8 CIE standardihavainnoitsija Wright, Guild & Judd (1920-l.) yht. 17 havaitsijaa Vrt. Erottava Värinsekoitus (subtraktiivinen) Monokromaattiset valot 435,8 nm 546,1 nm Vertailukenttä Yhdistävä värinsekoitus (additiivinen) 700 nm nm Testikenttä Kuvalähteet

9 Kolmiväriteoria perustuu kolmeen tappisoluun 1 aste 0.29 mm Fovealla: 7 % S-tapit 31 % M-tapit 62 % L-tapit Muualla: S=1%, M=36%, L=62% mm = deg = 0.78 arc min 9

10 Tappisolujen herkkyydet aallonpituuksille 530 nm M L 560 nm Herkkyys valolle 430 nm S Aallonpituus 10

11 Miksi kolme tappisolutyyppiä? 11 11

12 Herkkyys valolle Monokromaattinen värinäkö Monokromaattinen värinäkö ei pysty erottelemaan värejä 1 Yhden reseptorin herkkyyskäyrä Valon tuottama vaste Valon aallonpituus Aallonpituus (nm) 12

13 Herkkyys valolle Monokromaattinen värinäkö Monokromaattinen värinäkö ei pysty erottelemaan värejä 1 Valon tuottama vaste Toinen aallonpituus tuottaa saman vasteen = värit koetaan samoina = metameria Aallonpituus (nm) 13

14 Herkkyys valolle Monokromaattinen värinäkö Monokromaattinen värinäkö ei pysty erottelemaan värejä 1 Valon tuottama vaste Myös tämä aallonpituus voi olla metameeri, jos valon intensiteettiä lisätään. Mikä tahansa herkkyyskäyrän piirissä oleva aallonpituus voi olla metameeri, jos intensiteetti on sopiva Aallonpituus (nm) Ihminen on pimeässä monokromaatti. 14

15 Herkkyys valolle Dikromaattinen värinäkö Dikromaattinen värinäkö toimii jo paremmin 1 Aallonpituudet tuottavat vasteparin yhden kummastakin reseptorityypistä. Aallonpituutta on helpompi arvioida vasteparin suhteista. Metameerejä esiintyy, mutta ei niin paljon Aallonpituus (nm) Useimmat eläimet ovat dikromaatteja. 15

16 Herkkyys valolle Trikromaattinen värinäkö 1 Trikromaattinen näkö Aallonpituudet tuottavat kolme vastetta, joiden suhteesta väri voidaan määritellä. Metameerejä esiintyy, mutta ei niin paljon Aallonpituus (nm) 16

17 Värisokeus liittyy reseptoreihin - Punavihersokeus % miehistä % naisista Protanopsia Deuteranopsia Dikromaatit Protanomalia Deuteroanomalia 17

18 Ishihara-testi 18

19 Vastakkaisväriteoria 19 19

20 Vastaväriteoria 1800-luvulla trikromaattisen väriteorian kanssa kilpaili vastakkaisväriteoria Ewald Hering ( ) ja asiat, joita trikromaattisuus ei selitä: Havaitut värisekoitukset. Ei ole olemassa vihreänpunaista väriä. Vastakkaisväri-ilmiöt B- W+ R- G+ B- Y+ 20

21 21

22 22

23 Vastaväriteoria Kilpa päättyi trikromaattisuusteorian voittoon. Vastakkaisia todisteita myöhemmin Svaetichin (1956) kalan verkkokalvo De Valois et al (1958) apinoiden LGN Black- White+ R- G+ B- Y+ 23

24 Vastakkaisväriprosessointi S M L A R+G- B+Y- Tässä esitetty B+Y- ja R+G- Voi olla myös B-Y+ ja R-G+ Tässä on jätetty Black+White- ja White+Black- pois 24

25 Vastakkaisväriprosessointi S M L S M L A A R+G- B+Y- R+G- B+Y Hermosoluissa 0.5 aktiviteetti ilman ärsytystä Lopputulos: 0 = Keltainen / Vihreä, 1 = Sininen / Punainen 25

26 Vastakkaisväriprosessointi ja reseptiiviset kentät 26

27 Assimilaatio: Reseptiivisten kenttien vuorovaikutus vaikuttaa värihavaintoon Taustan harmaan värisävy muuttuu 27

28 Assimilaatio, toinen esimerkki Keskellä oleva punainen neliö on aina saman värinen 28

29 Esimerkki: Neonvärileviäminen Suurennos 29

Esimerkki: Värisädeilluusio Suurennos http://www.

30 Esimerkki: Värisädeilluusio Suurennos 30

Esimerkki: Vesiväri-illuusio Suurennos http://www.

31 Esimerkki: Vesiväri-illuusio Suurennos 31

32 Yhteenveto Kolme tappisolutyyppiä vastaa värien erottelusta Vastakkaisväriprosessointi liittyy enemmän värisävyn neuraaliseen koodaamiseen Sivutuotteena syntyy erilaisia väri-illuusioita Trikromaattinen värierottelu tapahtuu ensin Vastakkaisväriprosessointi tapahtuu sen jälkeen 3 2

33 Värivaikutelmailmiöt 33 33

34 Silmään tuleva aallonpituusjakauma EI määrittele värihavaintoa Näköjärjestelmä pyrkii aina selvittämään, mikä pinnan väri on Tämä ei ole sama kuin silmään tuleva aallonpituusjakauma Näön pitää siis selvittää, kuinka tilanne vaikuttaa aallonpituusjakaumaan ja laskemaan tilanteen vaikutus pois Jos näin ei tehtäisi, värit muuttuisivat sisällä ja ulkona, aamulla ja illalla eli aina kun valon väri muuttuu 3 4

35 Valolähteen ja heijastussuhteen vaikutus Reflektanssi R( ) Silmä 3 5

36 #TheDress

37 Värivakioisuus = värikonstanssi = valaistuksen mitätöinti (discounting the illuminant) Havaitsija osaa tulkita valaistusoloja ja tulkita värejä ilman valaistuksen aiheuttamia muutoksia 37

38 3 8

39 3 9

40 4 0

41 Värivakioisuus = värikonstanssi Näköjärjestelmä tekee tulkinnan laatan väristä olettaen, että osa aallonpituuksista on peräisin värisuotimesta Voisi yhtä lailla olla värivalo Värivakioisuus siis saavutetaan mitätöimällä valaistus 41

42 Toinen esimerkki: Varjon tulkinta Näköjärjestelmä tekee tulkinnan varjon vaikutuksesta laatan väriin Laatat A ja B ovat reflektanssiltaan samoja, ne kuitenkin nähdään eri värisinä 42

43 43

44 44

45 45

46 46

47 Valokuvaesimerkki 47

48 Yhteenveto Näköjärjestelmä pyrkii aina selvittämään, mikä pinnan oikea väri on Pelkkä aallonpituusjakauma ei kerro väriä Discounting the illuminant = lasketaan valaistuksen vaikutus pois 4 8

49 Väriadaptaatio Silmä pyrkii myös mukautumaan valaistustilanteeseen mukauttamalla herkkyyttä väreille = väriadaptaatio 4 9

50 Väriadaptaatio 50

51 Väriadaptaatio 51

52 Väriadaptaatio 52

56 Adaptaatio on nopeaa: Lilac chaser Kolme ilmiötä 1. Phi-liike 2. Troxler-efekti 3. Jälkikuva 56

McCollough-efekti Orientaatiovalikoiva jälkikuva http://lite.bu.

57 McCollough-efekti Orientaatiovalikoiva jälkikuva 57

58 McCollough-efekti 58

Samankaltaiset tiedostot

Värit ja niiden merkitys käyttöliittymän visuaalisessa suunnittelussa

Värit ja niiden merkitys käyttöliittymän visuaalisessa suunnittelussa Mari Mankki 57356S mmankki@cc.hut.fi Sisällysluettelo 1. Värin fysiikka...3 1.1 Värinmuodostus...3 2. Värinäön toiminta...3 2.1 Väriteoriat...5