视觉感知与色彩
视觉感知和色彩科学研究人类视觉系统如何感知光线和色彩，以及图形和成像系统如何利用这些知识来生成令人信服且高效的图像。
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Definition
视觉感知与色彩是研究人类如何感知光线和色彩，以及指导图形、成像和显示系统设计的感知模型。
Scope
该领域涵盖人类视觉的生理学和心理物理学、色彩测量和外观科学、通过色调映射在有限显示器上再现高动态范围场景，以及通过视觉显著性和注意力来预测人们注视位置的计算模型。
Sub-topics
Core questions
- 人类视觉系统如何编码光线、色彩和对比度？
- 如何跨设备一致地测量和再现色彩？
- 如何将真实世界的亮度范围映射到显示器上？
- 什么因素指导人们在场景中注视的方向？
Key concepts
- 人类视觉系统
- 三色视觉
- 色度学和色彩空间
- 色彩外观
- 色调映射
- 视觉显著性
Key theories
- 三色视觉理论
- 人类的色彩感知源于三种具有重叠光谱敏感度的视锥细胞，因此任何颜色都可以通过混合三种原色来匹配，这是色度学和所有彩色显示器的基础。
- 感知色彩外观
- 感知的颜色不仅取决于刺激的光谱，还取决于周围环境、适应性和观看条件；色彩外观模型预测这一点，以实现忠实的跨设备再现。
Clinical relevance
感知和色彩科学指导显示器和摄像机设计、印刷和数字媒体中的色彩管理、以感知为驱动的渲染和压缩（将精力分配到眼睛能注意到的地方），以及图像质量评估。
History
从19世纪的三色理论和拮抗过程理论开始，视觉科学和色度学在20世纪随着CIE色彩系统而正式化；从20世纪90年代起，感知洞察力通过色调映射、色彩管理和显著性日益影响图形学。
Key figures
- Brian Wandell
- Mark Fairchild
- Edwin Land
Related topics
Seminal works
- wandell1995
- fairchild2013
Frequently asked questions
- 为什么显示器使用红色、绿色和蓝色？
- 人类的色彩视觉依赖于三种视锥细胞，因此混合三种适当选择的原色可以再现广泛的感知颜色；红色、绿色和蓝色是为此目的的实用选择。
- 为什么感知对计算机图形学很重要？
- 图像最终由人眼判断，因此理解感知的局限性和偏见，可以让系统将计算和比特分配到可感知的地方，并在其他地方进行近似，从而提高质量和效率。