일반인이 한 장면에서 몇 가지 뚜렷한 색상, 음영, 색조 및 색조를 구별 할 수 있습니까? 다시 말해, 인간이 인식 할 수있는 모든 시각 정보로 사진을 확실히 기록하는 데 필요한 이론적 깊이는 무엇입니까?
나는 200,000에서 20,000,000까지의 답변을 보았고 권위를 분류하기가 어렵습니다. "색상"이라는 용어는 모호합니다. 단지 색조만을 의미합니까, 아니면 채도와 명도의 차이도 포함됩니까?
답변:
육안으로 인식 할 수있는 색상 수를 논의 할 때 CIE 1931 XYZ 색상 공간의 240 만 색상을 말하는 경향이 있습니다. 그것은 상당히 견고하고 과학적으로 설립 된 숫자이지만 상황에 따라 제한 될 수 있음을 인정합니다. 나는 색도와 광도를 모두 언급 할 때 사람의 눈이 천억 ~ 1 억 개의 뚜렷한“색”에 민감 할 수 있다고 생각합니다 .
1930 년대에 시작되어 1960 년대에 다시 진행된 CIE의 작업에 대한 답을 바탕으로 지난 수십 년 동안 알고리즘에 대한 알고리즘 및 정확도가 약간 개선되었습니다. 사진과 인쇄를 포함한 예술에 관해서는 CIE가 수행 한 작업이 색 보정과 현대 수학 색 모델 및 색 공간 변환의 기초이기 때문에 특히 관련이 있다고 생각합니다.
1931 년 CIE ( Commission Internationale de l' éclairage )는 " CIE 1931 XYZ 색 공간을 확립했습니다.".이 색 공간은 700nm (적외선 적색)에서 380nm (근적외선)까지 매핑되고"가시적 "빛의 모든 파장을 통해 진행된 완전 순도 색의 플롯입니다.이 색 공간은 인간의 시각에 기초합니다. 이는 420-440nm, 530-540nm 및 560-580nm 파장에 매핑되는 단, 중 및 장파장 콘의 세 가지 유형의 원뿔에 의해 생성 된 3 자극입니다.이 파장은 파랑, 녹색에 해당합니다. (빨간색 원뿔은 감도가 두 개의 피크, 560-580nm 범위의 기본 피크, 410- 440nm 범위 :이 이중 피크 감도는 "빨간색"원뿔이 실제 감도 측면에서 실제로 "자홍색"원뿔 일 수 있음을 나타냅니다.) 삼 자극 응답 곡선은 우리의 원뿔이 가장 집중되고 중간에서 높은 조명 강도하에있는 우리의 색각이 가장 큰 fovea의 2 ° 시야에서 파생됩니다.
실제 CIE 1931 색 공간은 실제 빨강, 녹색 및 파랑 색 값을 기반으로하는 빨강, 녹색 및 파랑 파생물에서 생성 된 XYZ 삼 자극 값에서 매핑됩니다 (추가 모델). XYZ 삼 자극 값은 다음과 같이 조정됩니다. "표준 광원", 일반적으로 6500K의 햇빛 균형 잡힌 흰색 (원래의 CIE 1931 색 공간은 3 개의 표준화 된 광원 A 2856K, B 4874K 및 C 6774K에 대해 생성 되었음에도 불구하고) "표준 관찰자"(기준 표준 CIE 1931 XYZ 컬러 플롯은 horshoe 모양이며 순수한 '컬러'의 "색도"다이어그램으로 채워져 700nm에서 380nm까지의 색조 범위를 포함하며 0의 채도 범위에 해당합니다. %는 주변을 따라 백점을 중심으로 100 %가되었습니다. 이것은 "인간의 눈이 일광과 거의 같은 색온도와 밝기 (약 5000k에 가까운 햇빛이 아니라 햇빛 + 푸른 하늘 빛, 약 6500k)에서 보통 고강도 조명 하에서 감지 할 수있는 280 만 색상 .
그렇다면 육안으로는 240 만 색상 만 감지 할 수 있습니까? 1930 년대 CIE가 수행 한 연구에 따르면, 일광의 강도와 색온도와 같은 특정 광원 하에서, 2 °의 원뿔 만 우리 눈의 중심에 집중되어있을 때, 실제로 우리가 할 수있는 것 같습니다 240 만 색상을 참조하십시오.
그러나 CIE 사양은 범위가 제한됩니다. 그것들은 다양한 수준의 조명, 다른 강도 또는 색온도의 광원, 또는 우리가 더 많은 원뿔이 Fovea 주위의 망막의 10 ° 영역에 퍼져 있다는 사실을 설명하지 않습니다. 또한 말초 원뿔이 중심에 집중된 원뿔 (주로 빨강과 녹색 원뿔)보다 청색에 더 민감하게 보인다는 사실을 설명하지 않습니다.
CIE 색도 플롯의 개선은 '60 년대에 그리고 1976 년에 다시 이루어졌으며, 이는 "표준 관찰자"를 망막에 완전한 10 ° 색감도 반점을 포함하도록 개선했습니다. CIE 표준에 대한 이러한 개선은 결코 많이 사용되지 않았으며, CIE의 작업과 관련하여 수행 된 광범위한 색상 감도 연구는 원래 CIE 1931 XYZ 색상 공간 및 색도 플롯으로 크게 제한되었습니다.
fovea의 2 ° 지점에 대한 색 감도의 제한을 고려할 때, 우리는 240 만 개 이상의 색상, 특히 파란색과 보라색으로 확장 될 가능성이 높습니다. 이것은 CIE 색 공간 에 대한 1960 년대의 개선으로 확증되었습니다 .
명도 (색의 밝기 또는 강도)가 더 우수한 톤은 우리의 비전의 또 다른 측면입니다. 일부 모델은 색도와 광도를 혼합 한 반면 다른 모델은 두 가지를 구분합니다. 인간의 눈에는 원추형 "색상"에 민감한 장치와 색에 구애받지 않지만 광도의 변화에 민감한 막대로 구성된 망막이 포함되어 있습니다. 인간의 눈에는 원뿔 (450 만)보다 약 20 배 많은 막대 (94 백만)가 있습니다. 로드는 원뿔보다 빛에 약 100 배 민감하여 단일 광자를 감지 할 수 있습니다. 막대는 빛의 청록색 파장 (약 500nm)에 가장 민감한 것으로 보이며, 적색 및 근 자외선 파장에 대한 감도가 낮습니다. 로드 감도는 누적되므로 더 긴 정적 장면을 관찰합니다. 그 장면에서 광도의 레벨이 더 명확할수록 마음에 의해 인식 될 것입니다. 장면의 급격한 변화 또는 패닝 모션은 미세 색조 그라데이션을 구별하는 기능을 줄입니다.
막대의 빛에 대한 감도가 훨씬 높기 때문에 사람이 정적 장면을 한 번 관찰 할 때 색조와 채도의 변화에 비해 빛의 강도 변화에 대해 더 섬세하고 뚜렷한 감도가 있다고 결론을 내리는 것이 합리적입니다. 이것이 어떻게 우리의 색 인식에 영향을 미치는지 그리고 그것이 우리가 볼 수있는 색의 수에 어떤 영향을 미치는지 정확하게 말할 수는 없습니다. 맑은 날 저녁에 해가지는 것처럼 색조 감도의 간단한 테스트를 수행 할 수 있습니다. 푸른 하늘은 흰색-파랑에서 진한 자정에 이르기까지 다양합니다. 그러한 하늘의 색조는 매우 작은 범위를 차지하지만 색조 등급은 엄청나고 훌륭합니다. 그러한 하늘을 관찰하면 밝은 흰색-파랑에서 하늘색으로 진한 자정 파란색으로 무한히 부드러운 변화를 볼 수 있습니다.
CIE 작업과 관련이없는 연구는 인간의 눈이 인식 할 수있는 광범위한 "최대 색"을 나타냅니다. 일부는 상한이 백만 색상이고 다른 일부는 상한이 천만 컬러입니다. 보다 최근의 연구에 따르면 일부 여성들은 고유 한 네 번째 원뿔형 인 "오렌지"원추형으로 감도를 1 억으로 확장 할 수 있지만 "색상"계산에서 색도 와 광도를 모두 계산 한 것으로 나타났습니다 .
그것은 궁극적으로 의문을 제기합니다. "색상"을 결정할 때 색도와 광도를 분리 할 수 있습니까? 우리가 인식하는 빛 의 색조, 채도 및 광도 를 의미하기 위해 "색상"이라는 용어를 정의하는 것을 선호 합니까? 아니면 두 가지를 분리하고 색도와 광도를 구별하는 것이 더 낫습니까? 색도의 몇 가지 뚜렷한 차이와 비교하여 눈이 실제로 볼 수있는 강도는 얼마나됩니까? 나는 이러한 질문들이 실제로 과학적인 방법으로 실제로 대답되었는지 확신 할 수 없다.
색 인식의 또 다른 측면은 대비를 포함합니다. 서로 잘 대비 될 때 두 가지 차이점을 쉽게 인식 할 수 있습니다. 다양한 빨간색 음영을 볼 때 보이는 "색상"수를 시각적으로 결정하려고 할 때 두 개의 유사한 음영이 다른지 구별하기가 다소 어려울 수 있습니다. 그러나 빨간색 음영을 녹색 음영과 비교하면 그 차이가 매우 분명합니다. 그 녹색 음영을 각 빨간색 음영과 순서대로 비교하면 눈은 녹색과 대조적으로뿐만 아니라 서로의 주변 관계에서 빨간색 음영의 차이를 더 쉽게 포착 할 수 있습니다. 이러한 요소는 모두 우리 마음의 비전의 측면이며, 이는 눈 자체보다 훨씬 더 주관적인 장치입니다 (눈 자체의 범위를 넘어서 과학적으로 색상 인식을 측정하기 어렵게 만듭니다).전혀 대비가없는 설정보다 맥락 에서.
150 : 눈이 스펙트럼에서 구별 할 수있는 색조의 수.
1,000,000 : 최적의 실험실 조건에서 눈이 식별 할 수있는 색상 수 (색조, 채도 및 밝기의 조합).
그러나 이것은 논란의 여지가있는 주제 인 것 같습니다.
몇 가지 포인트.
100 만 분별 가능한 색상은 사실 일지라도 이상적인 실험실 조건에 가장 적합합니다. 실제 세계에서이 숫자는 의심 할 여지없이 훨씬 작습니다. 수백만 가지 색상에 대한이 모든 이야기를 무시해도됩니다.
사진에서 다이나믹 레인지는 장면 다이나믹 레인지의 작은 부분이므로 어쨌든 많은 색상을 만들 수 없습니다. 모든 기술은 다양한 색상 생산을 극적으로 나열합니다. 특히 인쇄합니다.
필요한 비트 수는 색상 수보다 훨씬 많이 다릅니다. 색상 공간은 선형이 아니므로 (Weber의 법칙, Fechner의 법칙, McAdam 타원 등 참조) 비트 수를 기준으로 색상 공간을 일련의 동일한 크기 단계로 나눌 수는 없습니다. 항상 색상 수보다 더 많은 비트가 필요합니다. 24 비트는 1600 만 컬러를 생성하지만 여전히 좋은 이미지를 생성하지는 않습니다. 밴딩없이 부드러운 그라데이션을 만들려면 색상 당 10 또는 12 비트 이상이 필요합니다.
아이디어 제공 : 대부분의 모니터는 대략 1600 만 컬러를 표시 할 수 있다고 주장합니다. 더 저렴한 패널은 실제로 6 비트 / 채널이며, 디더링을 사용하여 1600만을 혼합합니다. 이것은 실제로 눈에.니다! (일부 애니메이션 디더링을 사용하면 약간 깜박임 효과로 볼 수 있습니다.) 진정한 24 비트 (8 / 채널)는 멋진 부드러운 색상 전환에 실제로 필요하다고 생각합니다.
"그러면 어느 쪽이 문제를 제기합니까? 채널당 16 비트로 48 비트를 사용하는 형식이 실제로 필요한 것보다 더 큰 형식입니까?"