Thị giác và Màu sắc
Khoa học về thị giác và màu sắc nghiên cứu cách hệ thống thị giác của con người cảm nhận ánh sáng và màu sắc, cũng như cách các hệ thống đồ họa và hình ảnh khai thác kiến thức đó để tạo ra những hình ảnh thuyết phục và hiệu quả.
Definition
Thị giác và màu sắc là nghiên cứu về cách ánh sáng và màu sắc được con người cảm nhận, và về các mô hình nhận thức hướng dẫn thiết kế các hệ thống đồ họa, hình ảnh và hiển thị.
Scope
Lĩnh vực này bao gồm sinh lý học và tâm vật lý học của thị giác con người, khoa học về đo lường và biểu hiện màu sắc, tái tạo các cảnh có dải động cao trên màn hình giới hạn thông qua ánh xạ tông màu (tone mapping), và các mô hình tính toán về nơi mọi người nhìn thông qua sự nổi bật và chú ý của thị giác.
Sub-topics
Core questions
- Hệ thống thị giác của con người mã hóa ánh sáng, màu sắc và độ tương phản như thế nào?
- Màu sắc được đo lường và tái tạo nhất quán trên các thiết bị như thế nào?
- Dải độ sáng trong thế giới thực được ánh xạ tới màn hình như thế nào?
- Điều gì hướng dẫn mọi người tập trung ánh nhìn vào đâu trong một cảnh?
Key concepts
- Hệ thống thị giác con người
- Thị giác ba màu
- Đo màu và không gian màu
- Biểu hiện màu sắc
- Ánh xạ tông màu (Tone mapping)
- Sự nổi bật của thị giác
Key theories
- Thị giác màu ba màu
- Sự cảm nhận màu sắc của con người xuất phát từ ba loại tế bào hình nón với độ nhạy phổ chồng chéo, do đó bất kỳ màu nào cũng có thể được tạo ra bằng cách trộn ba màu cơ bản, đây là cơ sở của đo màu và của tất cả các màn hình màu.
- Biểu hiện màu sắc nhận thức
- Màu sắc được cảm nhận không chỉ phụ thuộc vào phổ của kích thích mà còn vào ngữ cảnh xung quanh, sự thích nghi và điều kiện xem, và các mô hình biểu hiện màu sắc dự đoán điều này để cho phép tái tạo trung thực trên các thiết bị khác nhau.
Clinical relevance
Khoa học về nhận thức và màu sắc hướng dẫn thiết kế màn hình và máy ảnh, quản lý màu sắc trong in ấn và phương tiện kỹ thuật số, kết xuất và nén dựa trên nhận thức phân bổ nỗ lực vào những nơi mắt nhận thấy, và đánh giá chất lượng hình ảnh.
History
Từ các lý thuyết ba màu và quá trình đối lập vào thế kỷ XIX, khoa học thị giác và đo màu được chính thức hóa vào thế kỷ XX với hệ thống màu CIE; cái nhìn sâu sắc về nhận thức ngày càng định hình đồ họa thông qua ánh xạ tông màu, quản lý màu sắc và sự nổi bật từ những năm 1990 trở đi.
Key figures
- Brian Wandell
- Mark Fairchild
- Edwin Land
Related topics
Seminal works
- wandell1995
- fairchild2013
Frequently asked questions
- Tại sao màn hình sử dụng màu đỏ, xanh lá cây và xanh dương?
- Thị giác màu của con người dựa vào ba loại tế bào hình nón, vì vậy việc trộn ba màu cơ bản được chọn phù hợp có thể tái tạo một dải rộng các màu sắc được cảm nhận; đỏ, xanh lá cây và xanh dương là một lựa chọn thực tế cho mục đích đó.
- Tại sao nhận thức lại quan trọng đối với đồ họa máy tính?
- Hình ảnh cuối cùng được đánh giá bằng mắt người, vì vậy việc hiểu các giới hạn và sai lệch của nhận thức cho phép các hệ thống dành công suất tính toán và bit vào những nơi chúng dễ nhận thấy và xấp xỉ ở những nơi khác, cải thiện cả chất lượng và hiệu quả.