Метамерия (цвет)

У этого термина существуют и другие значения, см. Метамерия.

Метамери́я — свойство зрения, при котором свет различного спектрального состава может вызывать ощущение одинакового цвета.

• В более узком смысле, метамерией называют явление, когда два окрашенных образца цвета воспринимаются одинаковыми под одним источником освещения (имеют одну окраску), но теряют сходство при других условиях освещения (с другими спектральными характеристиками излучаемого света).
• Синоним этого слова, Метамеризм — редко используемый термин, калька с английского слова.

Причины метамерии. Различия зрения человека и животных. Метамерия в фотографии

Чувствительность трёх типов цветовых рецепторов

Физиологически метамерия зрения основана на строении периферического отдела зрительного анализатора. У человека эту функции выполняет сетчатка, в которой за восприятие цвета отвечают особые клетки — колбочки. В подтверждение предположений трехкомпонентной теории зрения у приматов найдено три типа колбочек: воспринимающие цвет в фиолетово-синей, зелено-жёлтой, в желто-красной частях спектра. Каждый вид колбочек интегрирует поступающую лучистую энергию в довольно широком диапазоне длин волн, и диапазоны чувствительности трёх видов колбочек частично перекрываются, существенно различаясь лишь диаграммой величины чувствительности.

Человеческое зрение является трёхстимульным анализатором, то есть спектральные характеристики цвета выражаются всего в трех значениях. Если сравниваемые потоки излучения с разным спектральным составом производят на колбочки одинаковое действие, цвета воспринимаются как одинаковые.

В животном мире существуют четырёх- и даже пятистимульные цветовые анализаторы, поэтому цвета, воспринимаемые человеком одинаковыми, животным могут казаться разными. В частности, хищные птицы видят следы грызунов на тропинках к норам исключительно благодаря ультрафиолетовой люминесценции компонентов их мочи.

Похожая ситуация складывается и с системами регистрации изображений, как цифровыми, так и аналоговыми. Хотя в большинстве своём они являются трёхстимульными (три слоя эмульсии фотоплёнки, три типа ячеек матрицы цифрового фотоаппарата или сканера), их метамерия отлична от метамерии человеческого зрения. Поэтому цвета, воспринимаемые глазом как одинаковые, на фотографии могут получаться разными, и наоборот.

Метамерические ошибки зрения

В силу природы глаза, свет, вызывающий ощущение одного и того же цвета (например белого), то есть одну и ту же степень возбуждения трёх зрительных рецепторов, может иметь разный спектральный состав. Человек в большинстве случаев не замечает данного эффекта, как бы «домысливая» цвет. Но иногда разница становится заметной: например, подбирая по цвету в магазине, при люминесцентном освещении, аксессуар к платью, и выйдя на освещённую Солнцем улицу, можно заметить явное несоответствие цветов этих предметов. Это происходит потому, что хотя цветовая температура естественного и искусственного освещения может совпадать, спектры отражённого одним и тем же пигментом естественного и искусственного света могут существенно отличаться и вызывать разное цветовое ощущение. Например, ярко-красные цвета в свете люминесцентных ламп часто выглядят бордовыми.

Наиболее ярко цветовую метамерию можно наблюдать при освещении источником, спектр которого состоит из двух монохроматических компонент, представляющих собой дополнительные цвета спектра (например, оранжевый и синий) и смешанных в пропорции, вызывающей ощущение белого света. В таком освещении любые краски (кроме флуоресцентных) будут выглядеть либо нейтральными цветами (белым, серым, чёрным), либо имеющими разную светлоту и насыщенность оттенками одной или другой монохроматической компоненты ("дальтоническая лампа").

Практические применения метамерии

На метамерии основано воспроизведение цвета в полиграфии, фотографии, кино, телевидении, живописи. Благодаря ей из смеси разных по характеристикам спектрального поглощения наборов пигментов (или разных по спектру излучения наборов люминофоров в случае с телевизорами и мониторами) могут быть составлены цвета, воспринимаемые глазом как одинаковые.

В случае с отраженным или проходящим через прозрачные оригиналы светом возникновение ощущения одинакового цвета при использовании разных наборов пигментов зависит от освещения. Отраженный или проходящий свет частично поглощается пигментом, но конечный спектр воспринимаемого глазом света зависит не только от характеристики пигмента, но и от характеристики источника освещения. Из-за этого два образца, воспринимающиеся одинаковыми при дневном свете, могут различаться на глаз при искусственном освещении.

Методики для учёта явления метамерии

Принцип метамерии приводит и к тому, что при монохроматичной подсветке некоторые цвета теряют насыщенность. В полиграфии и промышленности расчет цветовых различий (дельта Е) при метамерии, когда два цвета при одних условиях освещения могут казаться одинаковыми, а при других — разными, может быть проведен с помощью специального математического обеспечения. Программы позволяют компенсировать искажения зрительного восприятия от метамерии при расчетах цветовых различий в следующих системах координат: dE*CIELAB, dE FMCII, dE CMC, dE*94, dE*2000.

См. также

• Цветопостоянство

Примечания

Литература

• Gunter Wyszecki & W.S. Stiles. Color Science: Concepts and Methods, Quantitative Data and Formulae (2nd ed.). New York: Wiley Interscience, 1982.
• R.W.G Hunt. The Reproduction of Color (2nd ed.). Chichester: John Wiley & Sons, 2004.
• Mark D. Fairchild. Color Appearance Models Addison Wesley Longman, 1998.