เมื่อพูดถึงจำนวนสีที่มองเห็นได้ด้วยตามนุษย์ฉันมักจะอ้างถึง 2.4 ล้านสีของพื้นที่สี CIE 1931 XYZ มันเป็นตัวเลขที่ค่อนข้างแข็งแกร่งและเป็นหลักฐานทางวิทยาศาสตร์แม้ว่าฉันจะยอมรับว่ามันอาจมีข้อ จำกัด ในบริบท ฉันคิดว่ามันอาจเป็นไปได้ที่ดวงตาของมนุษย์จะไวต่อ"สี" ที่แตกต่างกัน 10-100 ล้านเมื่ออ้างอิงถึงทั้งสีและความสว่าง
ฉันจะตอบคำถามของฉันเกี่ยวกับงานที่ทำโดย CIE ซึ่งเริ่มขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1930 และก้าวหน้าไปอีกครั้งในปี 1960 ด้วยการปรับปรุงอัลกอริทึมและความแม่นยำในการคำนวณสูตรในช่วงสองสามทศวรรษที่ผ่านมา เมื่อพูดถึงศิลปะรวมถึงการถ่ายภาพและการพิมพ์ฉันคิดว่างานที่ทำโดย CIE นั้นมีความเกี่ยวข้องเป็นพิเศษเนื่องจากเป็นพื้นฐานของการแก้ไขสีและแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ทันสมัยและการแปลงพื้นที่สี
ที่ CIE หรือคณะกรรมาธิการระหว่างประเทศเดอแมงéclairage 2474 ในการจัดตั้ง " CIE 2474 XYZ สีอวกาศ". พื้นที่สีนี้เป็นพล็อตของสีที่มีความบริสุทธิ์แบบเต็มแมปจาก 700nm (ใกล้อินฟราเรดสีแดง) ถึง 380nm (ใกล้ UV) และดำเนินการผ่านแสงที่มองเห็นได้ในทุกช่วงความยาวคลื่นของแสง ซึ่งเป็นสิ่งกระตุ้นไตรที่สร้างขึ้นโดยกรวยทั้งสามชนิดในดวงตาของเรา: กรวยความยาวคลื่นสั้น, กลางและยาวซึ่งแผนที่ไปที่ 420-440nm, 530-540nm และความยาวคลื่น 560-580nm ความยาวคลื่นเหล่านี้ตรงกับสีฟ้าสีเขียว และสีหลักสีเหลือง - แดง (หรือ orangish-red) สี (กรวยสีแดงมีลักษณะเฉพาะเล็กน้อยเนื่องจากความไวของพวกเขามียอดเขาสองจุดส่วนหลักในช่วง 560-580nm และอีกอันหนึ่งใน 410- ช่วง 440nm ความไวสูงสุดที่เป็นสองเท่านี้แสดงว่ากรวย "สีแดง" ของเราอาจเป็นกรวย "magenta" ในแง่ของความไวที่เกิดขึ้นจริง) เส้นโค้งการตอบสนองของ tristimulus นั้นมาจากมุมมองของ fovea ในมุมมอง 2 °ซึ่งโคนของเรามีความเข้มข้นมากที่สุดและการมองเห็นสีของเราภายใต้ความเข้มแสงปานกลางถึงสูงเป็นที่ยิ่งใหญ่ที่สุด
พื้นที่สี CIE 1931 ที่แท้จริงถูกแมปจากค่า XYZ tristimulus ซึ่งสร้างขึ้นจากอนุพันธ์สีแดง, สีเขียวและสีน้ำเงินซึ่งขึ้นอยู่กับค่าสีแดง, สีเขียวและสีน้ำเงินที่แท้จริง (แบบจำลองเพิ่มเติม) ค่า XYZ tristimulus จะถูกปรับสำหรับ "illuminant มาตรฐาน" ซึ่งโดยปกติจะเป็นแสงแดดที่มีความสมดุลสีขาวของ 6500K (แม้ว่าพื้นที่สีดั้งเดิม CIE 1931 ถูกสร้างขึ้นสำหรับสามมาตรฐาน illuminants A 2856K, B 4874K และ C 6774K) และให้น้ำหนักตาม "ผู้สังเกตการณ์มาตรฐาน" (อ้างอิงจากมาตรฐาน ในมุมมองของสนาม 2 ° foveal.) พล็อตสี CIE 1931 XYZ มาตรฐานเป็นรูปทรงม้าและเต็มไปด้วยไดอะแกรม "chromaticity" ของ 'สี' บริสุทธิ์ซึ่งครอบคลุมช่วงสีตั้งแต่ 700nm ถึง 380nm และแปรผันตามความอิ่มตัวจาก 0 % ตรงกึ่งกลางที่จุดสีขาวเป็น 100% ตามแนวขอบ มันคือ "2.38 ล้านสีที่ตามนุษย์สามารถตรวจจับได้ภายใต้แสงความเข้มสูงปานกลางประมาณอุณหภูมิสีเดียวกันและความสว่างของแสงในเวลากลางวัน (ไม่ใช่แสงแดดซึ่งอยู่ใกล้กับ 5,000k แต่ใกล้แสงอาทิตย์ + แสงสีฟ้าประมาณ 6500k)
ดังนั้นตามนุษย์สามารถตรวจจับได้เพียง 2.4 ล้านสี? จากผลงานของ CIE ในช่วงทศวรรษ 1930 ภายใต้แสงสว่างเฉพาะที่เท่ากับความเข้มและอุณหภูมิสีของเวลากลางวันเมื่อแยกแยะกรวยที่มีความเข้มข้นเพียง 2 °ของกรวยจากดวงตาของเราดูเหมือนว่าเราสามารถ ดู 2.4 ล้านสี
อย่างไรก็ตามข้อกำหนด CIE นั้นมีขอบเขต จำกัด พวกเขาไม่ได้คำนึงถึงระดับการส่องสว่างที่แตกต่างกันแสงของความเข้มหรืออุณหภูมิสีที่แตกต่างกันหรือความจริงที่ว่าเรามีกรวยที่แผ่กระจายไปทั่วพื้นที่อย่างน้อย 10 °ของเรติน่ารอบ ๆ fovea พวกเขายังไม่ได้คำนึงถึงความจริงที่ว่ากรวยรอบนอกดูเหมือนจะไวต่อสีน้ำเงินมากกว่ากรวยที่กระจุกตัวอยู่ใน Fovea (ซึ่งส่วนใหญ่เป็นกรวยสีแดงและเขียว)
การปรับแต่งให้เข้ากับแผนการของ CIE chromaticity นั้นเกิดขึ้นในยุค '60 และอีกครั้งในปี 1976 ซึ่งกลั่นกรอง "ผู้สังเกตการณ์มาตรฐาน" เพื่อรวมจุดที่ไวต่อสีเต็ม 10 °ในเรติน่าของเรา การปรับแต่งตามมาตรฐานของ CIE เหล่านี้ไม่เคยมีประโยชน์อะไรมากและการวิจัยเรื่องความไวของสีที่กว้างขวางซึ่งได้ดำเนินการเกี่ยวกับงานของ CIE นั้นได้ถูก จำกัด ส่วนใหญ่ในพื้นที่สีเดิมของ CIE 1931 XYZ และพล็อต chromaticity
เนื่องจากข้อ จำกัด ของความไวของสีเพียงจุด 2 °ใน fovea มีความเป็นไปได้สูงที่เราจะเห็นมากกว่า 2.4 ล้านสีโดยเฉพาะอย่างยิ่งการขยายเข้าไปในบลูส์และสีม่วง นี้ยืนยันโดยการปรับแต่งปี 1960 ไปที่ช่องว่างสี
โทนสีบางทีความส่องสว่างที่ดีกว่า (ความสว่างหรือความเข้มของสี) อาจเป็นอีกแง่มุมหนึ่งของการมองเห็นของเรา บางรุ่นผสมผสานสีและความส่องสว่างเข้าด้วยกันในขณะที่รุ่นอื่นแยกทั้งสองอย่างชัดเจน ดวงตามนุษย์มีเรตินาที่ประกอบด้วยกรวยทั้งสอง ... "สี" อุปกรณ์ที่ไวต่อแสงเช่นเดียวกับแท่งซึ่งเป็นสีที่ไม่เชื่อเรื่องพระเจ้า แต่มีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงในความส่องสว่าง ดวงตามนุษย์มีแท่งประมาณ 20 เท่า (94 ล้าน) เท่าที่มีกรวย (4.5 ล้านแท่ง) แท่งยังมีความไวต่อแสงเท่ากรวยประมาณ 100 เท่าสามารถตรวจจับโฟตอนเดี่ยวได้ ดูเหมือนว่าแท่งจะไวต่อความยาวคลื่นแสงสีฟ้าอมเขียวมากที่สุด (ประมาณ 500nm) และมีความไวต่อแสงลดลงเนื่องจากความยาวคลื่นสีแดงและใกล้ UV ควรสังเกตว่าความไวของแท่งเป็นแบบสะสมดังนั้นจึงมีความไวมากขึ้นในการสังเกตฉากที่นิ่ง ยิ่งระดับความแจ่มใสในฉากนั้นชัดเจนเท่าไหร่จะทำให้สมองรับรู้ได้ การเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วในฉากหรือภาพเคลื่อนไหวปรากฎว่าลดความสามารถในการแยกความแตกต่างของโทนสีที่ละเอียด
เมื่อพิจารณาจากความไวต่อแสงของไม้เรียวมันดูเหมือนว่ามีเหตุผลที่จะสรุปว่ามนุษย์มีความละเอียดและความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของความเข้มแสงที่ชัดเจนกว่าการเปลี่ยนแปลงของสีและความอิ่มตัวเมื่อสังเกตจากฉากหนึ่ง สิ่งที่ปัจจัยนี้มีผลต่อการรับรู้สีของเราและสิ่งที่มีผลต่อจำนวนสีที่เราสามารถมองเห็นได้ฉันไม่สามารถพูดได้อย่างแน่นอน การทดสอบความไวของวรรณยุกต์อย่างง่ายสามารถทำได้ในช่วงเย็นของวันที่ชัดเจนเช่นเดียวกับพระอาทิตย์ตก ท้องฟ้าสีฟ้ามีตั้งแต่สีขาวน้ำเงินไปจนถึงสีน้ำเงินเข้มเที่ยงคืน ในขณะที่เฉดสีของท้องฟ้าดังกล่าวครอบคลุมช่วงที่เล็กมากเกรดของโทนเสียงนั้นใหญ่โตและดีมาก เมื่อมองดูท้องฟ้าเราจะเห็นการเปลี่ยนแปลงที่ราบรื่นอย่างไร้ขีด จำกัด ตั้งแต่สีขาวสว่างไปจนถึงสีน้ำเงินเข้มจนถึงสีน้ำเงินเข้ม
การศึกษาที่ไม่เกี่ยวข้องกับงาน CIE ได้ระบุ "สีสูงสุด" ที่หลากหลายซึ่งสายตามนุษย์สามารถรับรู้ได้ บางส่วนมีขีด จำกัด สูงสุดของ 1 ล้านสีในขณะที่คนอื่นมีขีด จำกัด บนของ 10 ล้านสี จากการศึกษาเมื่อไม่นานมานี้พบว่าผู้หญิงบางคนมีรูปกรวยชนิดที่สี่ที่ไม่เหมือนใครซึ่งเป็นรูปกรวย "สีส้ม" ซึ่งอาจเพิ่มความไวของพวกเขาเป็น 100 ล้านอย่างไรก็ตามการศึกษานี้นับได้ทั้งสีและความส่องสว่างในการคำนวณ
ในที่สุดคำถามก็คือเราสามารถแยกสีออกจากความส่องสว่างเมื่อพิจารณา "สี" ได้หรือไม่? เราต้องการที่จะกำหนดคำว่า "สี" เพื่อหมายถึงสีสันความอิ่มตัวและความส่องสว่างของแสงที่เรารับรู้หรือไม่? หรือมันจะดีกว่าที่จะแยกทั้งสองออกจากกันให้สีแตกต่างจากความส่องสว่าง? ดวงตาสามารถมองเห็นระดับความเข้มแสงได้กี่ระดับจริงๆเทียบกับความแตกต่างของสีที่แตกต่างกันอย่างมากเพียงใด ฉันไม่แน่ใจว่าคำถามเหล่านี้ได้รับการตอบในทางวิทยาศาสตร์แล้ว
อีกแง่มุมของการรับรู้สีที่เกี่ยวข้องกับความคมชัด มันง่ายที่จะรับรู้ถึงความแตกต่างในสองสิ่งเมื่อพวกเขาเปรียบเทียบกันได้ดี เมื่อพยายามที่จะมองเห็นจำนวน "สี" ที่เห็นเมื่อมองดูเฉดสีแดงที่แตกต่างกันมันอาจเป็นการยากที่จะบอกได้ว่ามีสองเฉดสีที่คล้ายกันแตกต่างกันหรือไม่ อย่างไรก็ตามเปรียบเทียบเฉดสีแดงกับสีเขียวและความแตกต่างนั้นชัดเจนมาก เปรียบเทียบเฉดสีเขียวนั้นตามลำดับกับแต่ละเฉดสีแดงและตาสามารถจับความแตกต่างของเฉดสีแดงได้ง่ายขึ้นเมื่อเทียบกับสีเขียวและสีเขียว ปัจจัยเหล่านี้ล้วน แต่เป็นมุมมองของจิตใจของเราซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่เป็นอัตวิสัยมากกว่านัยน์ตาตัวเอง (ซึ่งทำให้ยากต่อการวัดการรับรู้สีทางวิทยาศาสตร์เกินขอบเขตของตาเองในบริบทมากกว่าการตั้งค่าโดยไม่มีความคมชัดใด ๆ เลย