Gondolkoztam azon, hogy az alábbi cikket az eredeti formájában osszam meg, viszont tisztában vagyok azzal, hogy a különböző szociális oldalakon megosztott írások (főleg ha túl hosszúra sikerültek) általában mellőzve vannak (sajnos én is rendszerint ezt csinálom), és mivel ez a cikk, habár szerintem nagyon izgalmas, angolul van, sokatok számára nem emészthető. Megpróbálom lefordítani, ha helyenként nem is lesz a fordítás tökéletes, a lényeget átadni, itt-ott hasznos infóval kitölteni. Remélem ti is legalább annyira élvezni fogjátok mint én.
Murok
Gondolom mindannyian hallottátok azt a szólásmondást, hogy ha sárgarépát esztek jobban láttok a sötétben (no meg jobban fütyültök, de ez másik történet). Nos, nem igaz. De honnan ered a tévhit?
Az összeesküvés elméletek kedvelőinek ez nagyon fog tetszeni, mivel a félrevezetés az angol kormány agyszüleménye volt. A második világháborúban, 1940-es években Nagy Britannia egy újfajta radar irányítású éjszakai harci repülőgépet fejlesztett ki, de nyilvánvaló volt, hogy a német hadseregnek feltűnik a hirtelen megnövekvő harci fölény.
A Brit kormány elhatározta, hogy két nyulat lő le egyszerre: Meg kellett akadályozzák a németeket, nehogy rájöjjenek mennyire jó radar rendszert sikerült kifejlesszenek, azonkívül tisztában voltak azzal, hogy hamarosan élelem hiánnyal fognak küszködni, már így is porciózni kellett a készleteket, és nem tudták hogy vegyék rá a bombázások miatt elvesztett termés gazdáit, hogy újra termeljenek.
Szóval elterjesztettek egy történetet, aminek főszereplője az egyik legjobb harci repülőgép pilóta, John Cunningham volt, akit "macskaszem"-nek becéztek, mivel éjszaka is nagy sikerrel lőtte le a náci repülőgépeket. Azt híresztelték, hogy rájöttek a nagyszerű éjszakai látás titkára, ami természetesen a hatalmas murok mennyiség volt amit megevett. A többi pilótát is nagymértékű répa evésnek vetették alá, ugyancsak elképesztő eredményekkel, természetesen az egész hazugság volt. Nem csak a németeket tévesztette meg a történet, hanem a brit gazdákat is, akik sárgarépát kezdtek el termeszteni, hogy jobban lássanak az éjszakai bombázások idején.
Még egy percre a muroknál maradva, tudtátok, hogy sárgarépa nem csak narancssárga lehet? Sőt, az eredeti színe nem is a (narancs)sárga volt, hanem lila !
A "mai" sárga répát holland termelők "tenyésztették ki" a XVIII-ik században, miközben festéket kerestek egy kisvárosi zászló színeihez.
 |
| (forrás - http://www.carrotmuseum.co.uk/) |
Színes és szürke árnyalatos látás
A sajnálatraméltó emlősök
Az ember a teremtés koronája, viszont a szemünk nagyon is átlag alatti, legalábbis, ha a madarak, hüllők, rovarok és halak látásához viszonyítjuk. Az emberi szemben háromféle színérzékelő receptorsejt van, a csapok, ezek felelnek a különböző hullámhosszú fény látásáért, a vöröstől az ibolyáig. Ami az emberi színérzékenységen kívül esik, nevezzük infra-vörös és ultra-ibolya fényeknek, ezek számunkra láthatatlanok, viszont érzékelhetőek a fentebb felsorolt állatfajok által. Az emlősöket leszámítva, az állatok szemeiben minimum négy fajta csapsejt (receptor) van. A galamboknak (avagy repülő patkányoknak) öt ! színérzékelője van, tehát ne csodálkozzatok, ha legközelebb mikor kedvenc galambodnak mutogatod a kirándulási fotóidat , unalmasan és közömbösen fogja őket szemlélni mivel számukra mind alulszaturált kis rezolúciós képek lesznek. De lehet másért ... na mindegy. A galambok ultraibolya tartományban is látnak. Ne irigyeljétek őket, mi nem kell tükröződő ablakok között repkedjünk, és hiába a széles színskála, néha csak megpróbálnak átrepülni egy-egy csukott ablakon.
Egyes lepkefajok még ennél is több érzékelővel rendelkeznek és a sáskaráknak 10 érzékelője van, látja az UV és IR spektrumot, a polarizált fényt és valószínűleg még a röntgen sugarakat is...
(Egy érdekes összegzés az állatok látásáról itt).
(Egy érdekes összegzés az állatok látásáról itt).
 |
| (a madarak színlátása - négy csapsejtel) |
Az ember, mivel három szín receptora van, így három színt lát, a pirosat (R) a zöldet (G) és a kéket (B), az összes többi szín és árnyalat ebből a háromból tevődik össze. Ez az RGB skála. Még a tv vagy monitorod pixeljei is ebből a három alapszínből állnak.
Csaknem az összes emlősnek monokrom vagy dikrom látása van. A dikróm látásuak meg tudják különböztetni a kék, zöld, és sárga színeket, de a nem látják az alacsony frekvenciájú narancsot és pirosat.
Szóval mi is történt velünk, emlősökkel? Az első emlősök éjszakai állatok voltak, inkább ízlelésre, hallásra és szaglásra volt szükségük, így elvesztették (vagy ki sem fejlődött) a háromszínű látás képességét. Az emberszabású és más, főleg fán élő emlősök kifejlesztették a harmadik - pirosra érzékeny receptort, valószínűleg azért, hogy könnyebben felismerjék az ilyen árnyalatú gyümölcsöket.
A piros receptorunk tulajdonképpen egy mutálódott zöld receptor, emiatt beszélünk zöld-piros színvakságról. (... és emiatt az OLED kijelző sajátságos zöld fél subpixeleket tartalmaz a teljes kék és piros subpixelek mellett, így kerül "egyensúlyba" az RGB színskála). Tulajdonképpen az agyunk az ami jelentős utófeldolgozással végül megjeleníti a "helyes" RGB színskálát. E utófeldolgozásnak érdekes mellékhatásai vannak, erről később...
 |
| (Sensitivity of Human Cone Cells. from Stockman, MacLeod & Johnson (1993) Journal of the Optical Society of America A, 10, 2491-252, modified by Vanessa Zekowitz) |
Milyen szín a szürke?
Egy szép napos délután a csapsejtjeim teljes kapacitással működnek, minden színt magukba szívva. Amint a diagramon is látszik, a zöldre vagyunk a legérzékenyebbek, míg a magas frekvenciás kékre és az alacsony frekvenciájú pirosra pedig a legkevésbé.
Mi van akkor, ha ugyanazt a szép színes képet rögtön alkonyat után nézem? A színskála minden színe ugyancsak eléri a szemem, de sokkal kisebb fényerővel. Ilyenkor csak a pálcika sejtek (a fekete és fehér érzékelők) működnek. Logikusan arra következtetnénk, hogy mivel a zöldre vagyunk a legérzékenyebbek, alkonyatban ugyancsak a zöld szín az első amit megkülönböztetünk. De nem így van. Félhomályban a kékre vagyunk érzékenyebbek.
Van ennek jelentősége? Néha igen. Például ha piros almákat helyezünk egy kék tálba, nappal az almák világosabbnak fognak tűnni, de félhomályban , miután a szemünk hozzászokott a fényhez, a tál fog világosabbnak tűnni, mint a gyümölcs. Igen, ez az információ valószínűleg teljesen fölösleges, viszont ha a feleséged nyaggat, hogy megint csak bambulsz a neten, kimagyarázhatod azzal, hogy, Ó, dehogy, ez tudomány, és utána kiteheted őt a konyhába, félhomályba, hogy piros almákat bámuljon kék tálban. :)
Abban az esetben is fontos ha színes képeket konvertálunk fekete-fehérbe. Az alábbi színes kép standard monokrómba átalakítva másképp néz ki ha átalakítás során a zöld (nappali látás), vagy kék (éjszakai látás) kiemeléssel konvertáljuk. Az oszlopon látszik a legjobban
A látás mikéntje
A szemünk RGB-ben lát, az agyunk nem. Ez így helyes, de nem pontos. Elmagyarázom.
A vizuális információ elhagyja a szemet és a szemidegen keresztül az agy közepébe, a thalamusba utazik elsődleges feldolgozás céljából, innen meg vissza az agyba még intenzívebb feldolgozás miatt.
Az agyunk lényegében két csatornára osztja szét a vizuális információt.
- A dorsális (hátsó) csatorna. Ez a "hol" információ. A képet monokrómban dolgozza fel. Érzékeli a fényerőt és a kép részletességét, rezolúcióját, a binokuláris mélység információját elemzi, meghatározza a tárgyak helyét és mozgását (vagy egy helyben állását) három dimenzióban.
- A ventrális (első) csatorna. Ez a "mi" információ. Ez dolgozza fel a tárgyak színét és alakját, e miatt (az agy egyéb területei közreműködésével) ismerünk fel tárgyakat, alakokat. A "mi" csatorna lényegesebben kisebb felbontású a "hol" csatornánál, más szavakkal a szín érzékelésünk kisebb felbontású a monokróm látásunknál.
(Ha nem értetted meg első olvasásra, inkább olvasd el még egyszer, mivel a cikk további része lényegében erre a két pontra alapszik)
Ha valakinek a két csatorna közül az egyik megsérül, furcsa következményekkel jár. Ha például a "hol" rendszer sérül meg, az illető nem tud átmenni az utcán. Látja a közeledő autót, az alakját, színét, de nem tudja megállapítani, hogy a kocsi közeledik vagy távolodik, merre megy pontosan és milyen sebességgel.
Ha a "mi" rendszer sérült, a személy nem lát többé színesben, és nem ismer fel tárgyakat. Fel ismernek különböző részeket az arcon, (sűrű szemöldök, görbe orr, vékony ajkak), de nem tudják összerakni a képet, nem tudják, hogy az illető például a testvérük.
A színeket az évszázadok folyamán (és főleg a digitális világban) többféleképpen csoportosítottuk. Ismerős az RGB színskála, ami additív színkeveréssel jön létre, a CMYK színskála ami szubsztraktív színkeveréssel jön létre. A különbség röviden, más tollából:
"Additívnél feketéből "indulsz" és kevered össze (összeadás - addíció) a színeket, pirosat kéket és zöldet. Ha az összes színt belekevered egyforma intenzitással, így kapsz fehéret. Így működnek a különböző képernyők, kijelzők, monitorok.
A szubtraktivitás színkeverésnél fehérből indulsz és így távolítod el a színeket, cián, sárga és magenta festék hozzáadásával, és a három színből együtt kapsz feketét.
Így működik például a nyomtató, fehér papírra nyomtatja a fent említett 3 színt, és így rajzolódik ki a színes kép."
Ne időzzünk ennél mert nem ez a lényeg most, a fenti két színskálát az ipar és a technológia használja, de nem az emberi agy. Az agy "színlátását" legjobban a LAB színskála közelíti meg. A LAB egy 3d-s szín koordináta rendszer amiben az "L" jelenti a -világosságot (Luminance), az "A" a zöld–bíbor csatorna és a "B" a kék -sárga csatorna. A tulajdonképpeni kép LAB színskálában egy nagy felbontású monokróm képből (L) és két kis felbontású színes csatornából áll (AB). (az alábbi kép).
 |
| (eredeti kép - fent, AB színskála - lent balra, luminancia - lent jobbra ) |
(az elkövetkezőkben, hogy a színesebb szöveg látszatát keltsem, néha világosságot, néha fényerőt vagy luminanciát (L) használok, de mindhárom szó ugyanazt a fogalmat takarja. )
Feltűnő milyen kevés információt tartalmaz a két szín csatorna a világossági csatornához képest. Most már érthető hogy egyes videó és kép tömörítő kodekek (mint az mpeg vagy a jpeg) miért tudják annyira sűríteni a színt a kép minőségének látványos csökkenése nélkül. Lehet emlékeztek az analóg időkből, a két lényeges tv-videó csatlakozóra az RCA videóra és az S-videó-ra. Az RCA csatlakozón minden kép egy dróton ment át, kisebb rezolúcióban, az S-videonál külön csatornán ment a világosság információ (luminance) és a szín információ (chroma), egy sokkal jobb minőségű és kontrasztosabb képet eredményezve. Ha véletlenül a chroma csatorna megsérült, nem érintkezett, egy kontrasztos fekete-fehér képet kaptunk).
Természetesen ez nem azt jelenti, hogy a szín kevésbé fontos, az alábbi példa megmutatja miért az.
Próbáld felsorolni a fehér-fekete képen látható gyümölcsöket.
Az ananász után elbizonytalanodtál, ugye? Na most adjuk hozzá azt a bizonyos alacsony felbontású pluszt, a színeket. Érthető, hogy egyes gyümölcsevő emberszabású emlősöknek miért válik előnyére a színes látás.
Egyik leglényegesebb gyakorlati alkalmazása a LAB skálának fényképészeti szempontból az, hogy sokkal rugalmasabban tudsz bánni a színekkel mint az RGB skálán. Például felélénkíthetsz árnyalatokat, túlexponált illetve alulexponált részeket vissza tudsz állítani anélkül, hogy a képzaj elrontaná a végeredményt. Mindez azért van, mivel LAB-ban a zajt a fényesség (L) manipulálásával tudod növelni, ha meg az AB színkoordinátákon dolgozol, nem befolyásolod a kép zaj szintjét. (A LAB gyakorlati felhasználásáról itt olvashatunk egy gyakorlati útmutatót.)
Egyenlő fényerejű (equiluminant) színek
Hagyományosan bármilyen színt monokrómba alakítunk át, (például az RGB színskálában) bizonyos világosságú (sötétségű) szürkét kapunk. Más-más színek, árnyalatok eltérő szürkévé alakulnak át, és ez rendjén van, különben egy egyenletesen szürke képpel nem tudnánk mit kezdeni.
De mi történik, ha a LAB palettában alakítjuk át monokrómba a színeket?
Már szó volt arról, hogy a LAB-ban minden színnek, és azon belül minden árnyalatnak megfelel egy világossági (luminance) érték. Gyakorlatilag minden szín lehet világosabb, vagy sötétebb, attól még ugyanaz a szín marad. Ez azt vonja maga után, hogy bizonyos színeknek ha a fényértékét (világosságát) ugyan arra az értékre állítjuk, akkor egyenlő fényerejű színeket kapunk. Például két eltérő színt, mondjuk a kéket és a pirosat 50 % luminanciára állítjuk, és utána mindkettőt monokromba konvertáljuk, a két szürke tökéletesen egyforma lesz.
Ne felejtsük el, hogy hogy a szemünk az RGB skála szerint érzékel, az agyunk viszont nem, ez a vizuális információt szétbontja monokróm "hol"-ra és színes "mi"-re. Egy adott képen bizonyos tárgy helyzetét a luminance értéke határozza meg, maga a tárgy alakjának felismerését a színe és az alakja dönti el.
Gyakorlati felhasználások
Festészet, fényképezés
A festők gyakran játszanak ezzel a vizuális jellemzővel. Egy klasszikus példa Monet "Impresszió, Napkelte" festménye.
A Nap nagyon feltűnő, szembeszökő. Egyes embereknek, ha túl sokat nézik a festményt az az érzésük támad, hogy a nap pislog, vibrál. Ha a világossági görbéjét nézzük a festménynek, rájövünk miért van ez.
A Nap és a felhők luminanciája csaknem azonos, monokrómban alig tudjuk felismerni a Napot.
A pozíciót meghatározó "hol" része az agynak nem tudja, eldönteni, a nap hol is van pontosan, de a "mi" része látja, felismeri. Ez összezavarja az agyat, ez okozza a vibráló hatást.
Ha nem is akartok festeni, ugyanezt a hatást fényképeknél is alkalmazni lehet, úgy, hogy egymás melletti színeket megfelelően világosítunk vagy sötétítünk, addig amíg luminance értéke ugyan az lesz.
Színoptikai illúziók
Az optikai illúziók jelentős része ezen az elven működik. Vegyük az alábbi példát. A Narancssárga négyzeteknek és a szürke háttérnek a fényessége (L) egyforma, mindkettőnél 50 %. (nem tudom, ha mondtam-e már, a luminance érték változása lineáris, pont ahogy a szem lát, tehát 50 % fényesség kétszer világosabb a 25 %-nál. )
A narancssárga idomok tökéletes négyzet alakúak, viszont annak függvényében, hogy az agy hogy dolgozza fel a képet, lehet hogy "elnyúlik" téglalappá, vagy eldőlhetnek, szürke foltok jelenhetnek meg közöttük. A képre nehéz ránézni (próbáld átvinni a tekinteted a második sor második négyzetéről az ötödik sor negyedik négyzetére). A szem mozgása az agy azon részétől van irányítva ami a luminanciát dolgozza fel, és jelen esetben luminancia különbség hiányában nehézségbe ütközik eldönteni a négyzetek pontos pozícióját.
Nos miért rajzolna valaki olyan képet amire nehéz ránézni? Mert például így akarják eladni a portékájukat. Az alábbi példában a szöveg és a háttér színének egyenlő a fényereje, ezért az agy nehezen tudja feldolgozni a képet, vagyis a szöveg nehezen olvasható. És mit csinálunk mi, kíváncsi emberek ha nehezen olvasunk el valamit? Odafigyelünk. Lassan. Olvassuk. Egyik. Szót. A. Másik. Után. És nagyobb eséllyel jegyezzük meg az üzenetet. Ha üvöltő fekete-fehér szöveg lenne, az agyunk egyből felismerné, és valószínűleg mellőzné.
Természetesen a reklám készítő szándéka nem ennyire puritán, ez csak példa volt.
Világosság (L) árnyékolás és a 3D
Beszéltünk már erről, hogy a "hol" rendszer határozza meg a tárgyak térbeli elhelyezkedését illetve mozgását. A "hol" rendszer monokróm és luminanciára épül, míg a "mi" rendszer segít a tárgyak színe és alakja felismerésében. Az alábbi képen két körnek 3d-s effektusa van, míg az utolsó teljesen lapos. A három kör színképe azonos, viszont különbözik a luminancia értéke.
Most már nem meglepő, hogy az első két képen luminancia eltéréseket látunk, a harmadik kör színei egyenlő fényértékűek.
Ha csak a két színcsatornára bontjuk le a képet, monokrómban a három kör színei egy egyenletes és egyforma szürke gradiensé alakulnak.
A lényeg, hogy színnel lehetetlen 3D hatást elérni, mivel ez kizárólag a luminanciához kötött. (A világosból sötétbe való átmenet csak a luminanciához köthető. A szín nem változik, csak a szín fényereje. )
Ha egy tárgyra nagy luminancia különbségekkel festesz, ugyancsak nehezen ismerhető fel. Erre alapszik az un. "kápráztató álcázás" technika amit a két világháborúban hadihajóknál használtak.
 |
| (forrás - wikipédia) |
Források:
- Az eredeti cikk itt található, az illusztációk nagy részét is onnan vettem. http://www.lensrentals.com/blog/2013/08/fun-with-color-vision
- Wikipédia.
- http://www.epsteam.hu/colormanagement-szinrendszerek.html
A szerző:
Roger Cicala belgyógyász, fényképész, a lensrentals.com tulaja.
Nincsenek megjegyzések:
Megjegyzés küldése