Visuelle Wahrnehmung und Farbe
Die visuelle Wahrnehmung und die Farbwissenschaft untersuchen, wie das menschliche visuelle System Licht und Farbe wahrnimmt und wie Grafik- und Bildgebungssysteme dieses Wissen nutzen, um überzeugende und effiziente Bilder zu erzeugen.
Definition
Visuelle Wahrnehmung und Farbe ist die Untersuchung, wie Licht und Farbe vom Menschen wahrgenommen werden, sowie der Wahrnehmungsmodelle, die das Design von Grafik-, Bildgebungs- und Anzeigesystemen leiten.
Scope
Dieser Bereich umfasst die Physiologie und Psychophysik des menschlichen Sehens, die Wissenschaft der Farbmessung und des Farbaussehens, die Wiedergabe von Szenen mit hohem Dynamikbereich auf begrenzten Displays durch Tone Mapping sowie Computermodelle, die mittels visueller Salienz und Aufmerksamkeit die Blickrichtung von Personen vorhersagen.
Sub-topics
Core questions
- Wie kodiert das menschliche visuelle System Licht, Farbe und Kontrast?
- Wie wird Farbe geräteübergreifend konsistent gemessen und reproduziert?
- Wie werden Helligkeitsbereiche der realen Welt auf Displays abgebildet?
- Was leitet die Blickrichtung von Personen in einer Szene?
Key concepts
- Menschliches visuelles System
- Trichromatisches Sehen
- Kolorimetrie und Farbräume
- Farbaussehen
- Tone Mapping
- Visuelle Salienz
Key theories
- Trichromatische Farbensehen
- Die menschliche Farbwahrnehmung entsteht durch drei Zapfentypen mit überlappenden spektralen Empfindlichkeiten, sodass jede Farbe durch Mischen von drei Primärfarben erreicht werden kann, die Grundlage der Kolorimetrie und aller Farbanzeigen.
- Wahrnehmungsbasiertes Farbaussehen
- Die wahrgenommene Farbe hängt nicht nur vom Spektrum eines Reizes ab, sondern auch vom umgebenden Kontext, der Adaption und den Betrachtungsbedingungen, und Farbaussehensmodelle prognostizieren dies, um eine originalgetreue geräteübergreifende Reproduktion zu ermöglichen.
Clinical relevance
Die Wahrnehmungs- und Farbwissenschaft leitet das Design von Displays und Kameras, das Farbmanagement in Print- und digitalen Medien, die wahrnehmungsgesteuerte Wiedergabe und Komprimierung, die den Aufwand dort einsetzt, wo das Auge es bemerkt, sowie die Bewertung der Bildqualität.
History
Aus den trichromatischen und Gegenfarbtheorien des 19. Jahrhunderts wurden die Sehwissenschaft und Kolorimetrie im 20. Jahrhundert mit dem CIE-Farbsystem formalisiert; die Wahrnehmungseinsicht prägte die Grafik ab den 1990er Jahren zunehmend durch Tone Mapping, Farbmanagement und Salienz.
Key figures
- Brian Wandell
- Mark Fairchild
- Edwin Land
Related topics
Seminal works
- wandell1995
- fairchild2013
Frequently asked questions
- Warum verwenden Displays Rot, Grün und Blau?
- Das menschliche Farbensehen basiert auf drei Zapfentypen, sodass das Mischen von drei geeignet gewählten Primärfarben eine breite Palette wahrgenommener Farben reproduzieren kann; Rot, Grün und Blau sind eine praktische Wahl für diesen Zweck.
- Warum ist die Wahrnehmung für Computergrafiken wichtig?
- Bilder werden letztendlich von menschlichen Augen beurteilt, daher ermöglicht das Verständnis der Grenzen und Verzerrungen der Wahrnehmung, dass Systeme Rechenleistung und Bits dort einsetzen, wo sie wahrnehmbar sind, und an anderer Stelle annähernd arbeiten, was sowohl die Qualität als auch die Effizienz verbessert.