在本章中，我们将处理 颜色感知，理解人类视觉的基本要素。
对于我们如何在视觉系统中使用颜色感知，已经描述了不同的理论，并提出了各种解释，尽管我们已经学到了很多东西，但还有很多东西需要破译。
在这里，我们将看到颜色的感知机制，我们将讨论颜色视觉的心理物理方面，这是一个在视觉感知论文中通常不会涉及太多的话题。
什么是色彩感知
色彩是生活的基本元素，除了点缀和具有审美功能外，还具有重要的信号功能。 颜色有助于感知组织，尤其是区分环境中物体的能力。
考虑到光本身是由与特定颜色相对应的不同波长组成的，根据落在物体上的光的反射方式，可以看到具有某种颜色的物体。 基于这个双重概念，我们看到的与物体相对应的颜色是它的反射率，也就是说，我们可以在图中描述反射光的百分比是波长的函数。 如果反射波长在光谱中占据接近 400 nm 的位置，我们会看到该物体是蓝色的，但如果反射光在 700 nm 左右，我们会看到它是红色的。
颜色研究人员认为红色、黄色、绿色和蓝色是基本颜色，因为它们允许我们描述我们能够感知的所有颜色的其余部分。
色彩感知的三原色理论
这一理论是由 Young 和 Helmholz 在 XNUMX 世纪提出的，这是他们基于“颜色匹配”的心理物理学研究，通过结合特定波长的光而提出的。
他们得出的主要结论之一是需要三个波长来形成光谱的不同颜色。 这导致他们认为，在视网膜水平上，这三种波长中的每一种都应该有特定的受体，即具有不同光谱灵敏度的三种感光器。
到达彼岸的光 视网膜 它会刺激所有受体，但根据其波长，它将决定对该波长敏感的受体类型的更大响应。
我们如何看待颜色
生理学家花了 419 年的时间才找到光感受器中这种不同光谱敏感性的来源。 这是由于视锥细胞中存在不同的色素，三种色素对短（531 nm）、中（558）和长（XNUMX nm）波长有特异性响应，对应于蓝色、绿色和红色，分别。
视网膜上的颜色形成
如果我们投射一个 430 nm 的光，发射短波锥，我们看到蓝光，如果现在我们投射一个 580 nm 的黄光，它同样刺激中波锥和长波锥，因此蓝光和黄光的组合，因为它平等地刺激三个感光器，决定了我们将其感知为白光。 这个事实令人惊讶，因为我们已经习惯了这样一个事实，即如果我们将蓝色油漆与黄色油漆结合起来，我们会看到它是绿色的，而不是白色的。
我们知道，我们对颜色的感知取决于不同类型感光器的活动模式。 有了这个，我们可以解释颜色匹配的现象，我们可以产生一种颜色感知刺激，就像 580 nm 光给出的那种，我们认为它是白黄色的，如果我们混合 530 nm 光，绿色和另一个 620 nm，红色，强烈刺激中波和长波感受器和极少的短波感受器，产生黄色感知模式，就像前一个一样。
事实上，虽然所有三个感光器都需要足够的颜色感知，但只有两个就足以具有几乎正常的颜色感知，而只有一个不足以感知颜色，因为光的吸收取决于我们投射它的强度，即只需调整强度，就能以不同的波长刺激同一个光感受器。 正因如此，单一的感光器不足以拥有我们日常生活中的色彩感受，这就是所谓的“单变量原则“。
为什么我们有颜色感知？
Hering 发现三色理论解释了大多数颜色现象，但并没有回答所有出现的问题。 出于这个原因，他提出了一种新理论，该理论根据蓝-黄和红-绿产生的相反反应来解释对颜色的感知。
Hering 通过研究通过查看彩色板产生的残像推断出这一点。 他观察到一个 c 的愿景amp或红色产生绿色残像和绿色纸板，红色残像，同样，它发生在蓝色和黄色。 Hering 对改善色觉概念的生理水平提供了解释，尽管今天人们发现这并不完全正确，但仍有可能证实他的部分心理物理学发现。
颜色感知过程
目前对该理论的解释是基于在视网膜和神经元外侧膝状核中的发现 camp反对者 中心-外围型。
将有四种类型的组合：Az+ Am-、V+ R-、Am+ Az-、R+ V-。 连同这些发现，证实了三原色理论中描述的视网膜中存在三种类型的光感受器。 也就是说，对颜色视觉的解释是统一两种理论，即三原色与 camp反对者。
图中显示了这两个系统如何集成的一个示例，其中锥体 L 向双极细胞 R+ V- 发送信号，同时它向双极细胞 A 发送另一个激励信号，抑制激活Az+ Am- 的电池双极。 Az+ Am- 细胞被短波 S 锥体的刺激激活，这使我们感知到蓝色，如果 M 和 L 锥体受到刺激，在绿光和红光到达之前，细胞被激活中间双极A，抑制双极 Az+ Am- 并感知黄色，就像受试者在颜色匹配中组合不同波长的光时所经历的那样。
有了这个，我们看到颜色序列从光感受器开始，即短、中和长波长的视锥细胞，并继续通过视网膜中的对手神经节细胞实现的收敛和增强机制，在第二阶段，在外侧膝状核。
颜色感知和大脑
我们仍然不太清楚的是大脑中发生了什么。
在 XNUMX 年代，根据皮层对色盲但对视觉无视的案例，有人推测颜色的特定区域，这表明颜色是在皮层的特定区域进行处理的。
目前，已经在 V1 和 V3 和 V4 等纹外区域观察到与颜色相关的皮层活动，它们参与腹侧模式识别通路，但也对黑白刺激作出反应，因此，不仅仅是颜色的特定区域，颜色将在不同区域进行处理。
视网膜理论
它最初是由兰德在 1964 年提出的，是他对宝丽来相机进行实验的结果。
首先，我观察到颜色的恒定性，尽管环境照明程度有所不同，但它并没有变化。 大脑会根据颜色的全局色调信息“数学地”调整颜色。 这一过程的神经生理学基础目前正在争论中。
Zeki 在 1980 年表明，复杂场景中表面的颜色不仅取决于反射的主要波长，还取决于大脑 campara 与环境反映的长度。
色觉差异
第一次提到颜色视觉是由于物理学家约翰道尔顿，他患有深红色视觉障碍。 为了纪念这位物理学家，色觉异常开始被表示为 色盲.
色觉异常主要有以下三种形式：
- 单色。
- 二色性。
- 异常的三色性。
单色性
El 单色性 或单色眼是一种罕见的具有遗传基础的颜色异常。 一般来说，这些患者没有任何功能性视锥，因此视力不仅缺乏颜色，而且在视杆的作用下， 视力 非常低，必须受到保护，因为它们对光非常敏感，它们患有畏光症。
二色性
El 二色性 o 受二色性影响的患者会看到一些颜色，根据这些颜色，他们可以分为：
- 目视.
- 申命记。
- 三观。
前两个是最常见的并且与X染色体有关，因此它们在男性中更常见。
MGI 蛋白质 他们感知到蓝色，随着波长的增加（492 nm），蓝色调消失，只有灰色调被欣赏。
受苦的人 绿色盲，有一个类似的诊所，但蓝色调稍长一些，波长可达 498，之后以灰黄色调感知。
El 三硝基苯 看到蓝色到 570nm，从那时起只看到红色。
连同由于光感受器改变引起的颜色异常，我们有 中央色盲那是 色盲，不是因为不同颜色的波长没有被处理，而是因为在皮层水平上对颜色的解释发生了变化。
颜色感知的心理物理学
色觉涉及问，颜色处理什么样的信息？ 视觉系统 它执行什么操作来获取该信息？
我们通常将颜色理解为与物体或光线相关的视觉感知属性。 当我们提到一个物体的颜色时，首先，从该物体发出的光必须到达眼睛，其次，必须刺激着色过程。 视觉感知，因此颜色将是该对象的感知属性，就像形状、纹理或深度一样。
1970 年，CIE（国际照明委员会）将感知颜色定义为：“颜色是观察者可以区分两种颜色的视觉感知方面。amp由于与观察相关的辐射的光谱组成不同，它们具有相同的大小、形状和纹理。
颜色感知的基本方面
参考上面引用的 CIE 定义，可以关联重要属性以更好地理解颜色感知。 换句话说，颜色必须具备什么才能让我们看到它。
我们看到颜色的基本方面是：
音：它是允许将颜色表征为蓝色、绿色等的属性。
颜色：这是一个属性，通过它一个 camp或似乎或多或少具有彩色。
彩色：感知到的具有色调的颜色。 它将是一种无彩色，即感知到的没有色调的颜色，例如白色和灰色。
亮度: a c 的属性amp或有或多或少的光量。
饱和: 五颜六色的 camp或与其亮度成正比。 这取决于与基色混合的灰色量。 它包含的灰色越少，它就会越纯净或饱和。
明晰：指不透明或透明的物体，是c的光度ampo 与 c 的亮度成比例确定amp或被视为白色或完全透明的同等照明。
柯洛玛：它也指不透明或透明的物体，定义为给定物体的颜色与 c 的光度成比例amp或被视为白色或完全透明的同等照明。
作为这些属性的结果，我们说一个物体具有例如明亮、清晰的蓝色。
颜色的研究是用比色法进行的，其目的是引入一种颜色测量方法，该方法允许为每个感知属性分配一个可测量的大小，此外，通过数字确定颜色，允许其在空间中的规范表示。
心理物理色彩感知
在前面的定义之后，我们可以推进我们所理解的“心理颜色”。 根据 CIE，它是观察者可以区分两个 c 的可见关系的属性。amp由于与观测相关的辐射的光谱组成不同，因此尺寸、形状和质地相同的 os。
颜色的视觉刺激
在这一行中，我们将颜色刺激定义为具有给定强度和光谱成分的辐射能量，当它进入眼睛时会产生颜色感觉。
我们在诸如“Bezold-Brücke 效应”之类的例子中看到了颜色感知及其心理物理学的复杂性。
如果我们投射一束单色光通过 瞳孔 朝向视网膜，通过改变瞳孔上的入射点，使光刺激的色调发生变化，这就是我们所知的“第二类斯泰尔斯克劳福德效应”。
我们都看到相同的颜色
在色觉的心理物理学中，将颜色归因于物体的事实很有趣。 以一种简化的方式，我们可以将其理解为某种光谱分析（在大脑中）的结果，即物体反射或发射的光的结果。
然而，这种光谱分析并不完美，我们可以在看一幅画的例子中看到它。 在山水画中，我们在周围的自然物体中看到各种颜色和色调，苹果的红色或半干草的黄绿色等，尽管事实上，物理在许多情况下，绘画中物体反射的光谱与所描绘的相应自然物体的光谱有很大不同。
有趣的是，我们接受绘画引起的这些感知是自然物体所固有的（这是一个认知过程），大多数观察者也接受同样的情况。 这是因为在大多数情况下，我们对颜色的感知非常相似，来自之前在真实自然界中看到颜色的经验。 这一点很重要，因为一定数量的人，大约 10% 的人口，对颜色有不同的、异常的视觉，然而，由于他们已经学会了在现实生活中使用物体的其他特征来区分颜色，因此经常被忽视。
颜色的外观
色觉模型的理论始于 Young 和 Helmholz 的三色理论，但很快就发现它不足以解释色觉。 颜色外观，正如我们上面解释的那样。
色觉模型的理论并没有阐明，例如，为什么被感知为红色和绿色的光的混合会引起黄色的感觉，黄色是一种与混合色在性质上不同的颜色，或者为什么黄色以适当的比例混合搭配蓝色，带来白色的感觉。
问题在于，无法解释这三种视锥细胞的响应如何在同时激发时增加它们的光度并取消它们的颜色属性。
复合色彩感知
赫林研究了这个问题，发现不能同时体验红绿或黄蓝的感觉，因此他提出了在视觉路径某处产生的三个相反过程的存在，一个明暗过程，另一个黄蓝和另一个，红绿色。
这一假设与临床上所见的色觉异常、红绿色盲、浅-暗和黄-蓝视觉持续存在的现象相吻合； 黄蓝盲，其中光暗和绿红视力持续存在，以及完全色盲，其中仅存在光。 黑白貂 杆作用的结果。
的理论 对手颜色 它解决了一些问题，但不是全部，因为它没有解释伴随的发光效率曲线，例如，远视。
目前我们知道 三色理论有助于解释视网膜中受体水平的颜色现象而 对手理论，有效解释神经阶段发生的事情.
视网膜中的颜色和视锥细胞
Boynton (1986) 的模型是科学家们最接受的模型，其独创性在于它引入了一个颜色表示系统，在该系统中直接体现了颜色视觉机制。
这样得到的空间称为锥激发空间“。
L 和 M 锥体对整个可见光谱敏感，分别在 565 和 540 nm 处具有最大灵敏度，在长波长处，L 锥体的灵敏度远高于 M。
另一方面，L 和 M 锥体的激发比在 465 nm 处最大，并且对于每个小于该数字的波长，都有另一个更大的波长，因此如果调整亮度。 两者都对应于在缺乏 S 锥的人中看起来相同的刺激，因为可以在 465 nm 的两侧找到具有相同 M (L+M) 和 L (L+M) 值的光谱刺激对。
S 锥体的作用光谱在 440 nm 处具有最大值，并且对于更长的波长迅速减小，超过 520 nm 时不敏感。
视网膜上的颜色感知
为了更好地理解上面所说的，让我们想象一下，我们看一个 camp或单色光，我们将其波长从长到短。
让我们考虑一个锥体的作用光谱，其中长波长激发 L 比 M 多得多，我们将看到红色，这是这些 L 锥体的特征，几乎没有绿色 (M)。 如果我们现在将波减小到 575，红绿差异变小，来自 L 和 M 的信号是平衡的，由于蓝色的 S 锥尚未被激发，视觉感觉既不是红色也不是绿色，而是一种黄色. 如果我们进一步缩短波长，M 将超过 L，它会变成绿色，减少黄色调，直到达到 500 nm，其中 S 等于 L 和 M 的总和，黄色通道是平衡的 - 蓝色和可以看到独特的绿色。 如果我们减少波长，蓝色将逐渐取代绿色，如果我们进一步降低它，高水平的蓝色激发会使红色方向的红绿色通道失衡，现在感知到紫色。
