Le leggi della Natura
 

Modello colore, Spazio Colore e Gamut

studioso di fisica 31 Ago 2017 17:03
Secondo Wikipedia:



"Un modello di colore e' un modello matematico astratto che permette di
rappresentare i colori in forma numerica, tipicamente utilizzando tre o quattro
valori o componenti cromatiche (per esempio RGB e CMYK sono modelli di colore).
Un modello di colore si serve cioe' di un'applicazione che associa ad un vettore
numerico un elemento in uno spazio dei colori.


All'interno dello spazio dei colori di riferimento, il sottoinsieme dei colori
rappresentabili con un certo modello di colore costituisce a sua volta uno
spazio di colori più limitato. Questo sottoinsieme e' detto gamma o gamut e
dipende dalla funzione utilizzata per il modello di colore.".

"(...) con gamut di un modello di colore si intende l'insieme di tutti i colori
descrivibili da quel particolare modello di colore."

1) Non ho ben capito se il gamut è un sottinsieme che coincide con lo spazio di
colori di riferimento o no.

Faccio un esempio supponendo di ragionare sul modello RGB.


Lo spazio dei colori previsto da questo modello è un cubo con l'origine di una
terna cartesiana (x,y,z) in un vertice del cubo. Ognuno dei tre assi rappresenta
l'intesità dei colori R, G, B. Nell'origine degli assi (0,0,0) avrò il nero
mentre nel vertice opposto(255,255,255), ipotizzando una profondità di colore
0...255, avrò il bianco.

2) A partire da questo cubo, il gamut è ancora il cubo stesso o no?
Se è no, come ottengo il gamut?
Elio Fabri 2 Set 2017 21:00
"stu*****so di fisica" ha scritto:
> Secondo Wikipedia:
> ...
> Faccio un esempio supponendo di ragionare sul modello RGB.
>
> Lo spazio dei colori previsto da questo modello è un cubo con
> l'origine di una terna cartesiana (x,y,z) in un vertice del cubo.
> Ognuno dei tre assi rappresenta l'intesità dei colori R, G, B.
> Nell'origine degli assi (0,0,0) avrò il nero mentre nel vertice
> opposto(255,255,255), ipotizzando una profondità di colore 0...255,
> avrò il bianco.
>
> 2) A partire da questo cubo, il gamut è ancora il cubo stesso o no?
> Se è no, come ottengo il gamut?
Mi è capitato parecchie volte di dire che wikipeda italiana almeno per
gli argomenti scientifico-tecnici è del tutto sconsigliabile.
La lettura della voce "Modello di colore" non è stata quindi che una
conferma.
Per fortuna qualcosa ne so, ma non ci ho capito praticamente niente.

Sono andato a guardare la versione inglese.
E' decisamente pià ampia e più comprensibile, anche se tutt'altro che
soddisfacente pure quella.
Va detto che l'argomento è parecchio spinoso...

Conseguenza di tutto ciò è che non ho neppure capito bene quello che
chiedi.
Mi permetto però di suggerirti un'altra voce (sempre inglese):
semplicemente "Gamut".
Mi sembra più chiara, con diverse figure esplicative.


--
Elio Fabri
abc 3 Set 2017 20:18
Il 31/08/2017 17.03, stu*****so di fisica ha scritto:
> Secondo Wikipedia:
>
>
>
> "Un modello di colore e' un modello matematico astratto che permette di
rappresentare i colori in forma numerica, tipicamente utilizzando tre o quattro
valori o componenti cromatiche (per esempio RGB e CMYK sono modelli di colore).
Un modello di colore si serve cioe' di un'applicazione che associa ad un vettore
numerico un elemento in uno spazio dei colori.
>
>
> All'interno dello spazio dei colori di riferimento, il sottoinsieme dei colori
rappresentabili con un certo modello di colore costituisce a sua volta uno
spazio di colori più limitato. Questo sottoinsieme e' detto gamma o gamut e
dipende dalla funzione utilizzata per il modello di colore.".
>
> "(...) con gamut di un modello di colore si intende l'insieme di tutti i
colori descrivibili da quel particolare modello di colore."
>
> 1) Non ho ben capito se il gamut è un sottinsieme che coincide con lo spazio
di colori di riferimento o no.
>
> Faccio un esempio supponendo di ragionare sul modello RGB.
>
>
> Lo spazio dei colori previsto da questo modello è un cubo con l'origine di
una terna cartesiana (x,y,z) in un vertice del cubo. Ognuno dei tre assi
rappresenta l'intesità dei colori R, G, B. Nell'origine degli assi (0,0,0)
avrò il nero mentre nel vertice opposto(255,255,255), ipotizzando una
profondità di colore 0...255, avrò il bianco.
>
> 2) A partire da questo cubo, il gamut è ancora il cubo stesso o no?
> Se è no, come ottengo il gamut?
>

Il gamut è l'insieme dei colori che un dispositivo (ad esempio un
monitor o una stampante) è in grado di riprodurre. Di regola questo
insieme è sempre minore rispetto a quello che un essere umano è in grado
di vedere: un colore molto luminoso o estremamente saturo è difficile da
riprodurre. Su Photoshop e in altri programmi di grafica se scegli di
inserire un colore troppo saturo o luminoso che appare straordinario sul
monitor puoi venire avvertito dal programma che quel colore è "fuori
gamut" e quindi non potrebbe "rendere" allo stesso modo una volta
stampato sul foglio.

In genere il gamut viene rappresentato delimitandolo all'interno di un
diagramma CIE
es: https://unitrephoto.files.wordpress.com/2016/11/gamut.jpg?w=1400
studioso di fisica 4 Set 2017 14:15
Nel frattempo che approfondisco leggendo le vostre risposte ed i link che mi
proponete, potete dirmi dove posso trovare delle definizioni SERIE di:

saturazione, intensità, luminosità, tonalità, contrasto, tinta, luminanza,
brillantezza, ecc.?

Più approfondisco su internet e più "ognuno dice la sua" in fatto di
definizioni.
Grazie.
abc 4 Set 2017 19:01
Il 04/09/2017 14.15, stu*****so di fisica ha scritto:
> Nel frattempo che approfondisco leggendo le vostre risposte ed i link che mi
proponete, potete dirmi dove posso trovare delle definizioni SERIE di:
>
> saturazione, intensità, luminosità, tonalità, contrasto, tinta, luminanza,
brillantezza, ecc.?
>
> Più approfondisco su internet e più "ognuno dice la sua" in fatto di
definizioni.
> Grazie.
>

Potresti leggere questo ottimo testo divulgativo:
http://tinyurl.com/y6wnp6wj
JTS 4 Set 2017 20:17
On 2017-08-31 17:03, stu*****so di fisica wrote:
> Secondo Wikipedia:
>
>
>
> "Un modello di colore e' un modello matematico astratto ,,,


Aggiungo una cosa alle risposte di Elio e abc. E' un fatto sperimentale
sulla sintesi additiva che ho sentito a lezione qualche anno fa, i
dettagli esatti non me li ricordo, spero quello che mi ricordo sia
abbastanza per te.

Negli esperimenti di composizione dei colori si prende un colore dato e
si tenta di ottenerlo attraverso la somma di altri colori; mettiamo che
ognuno di questi colori venga ottenuto proiettando della luce colorata
su una parete bianca (come detto, sintesi additiva).

Si proietta in un punto della parete il colore da ottenere e vicino ad
esso (ma separato) si sovrappone luce dei colori "base" con cui si sta
cercando di ottenere la totalita' dei colori. E' possibile variare
arbitrariamente l'intensita' dei tre colori base. Si chiede poi ad un
osservatore di giudicare se il colore desiderato sia stato ottenuto.


Si vede questo: se si fissano tre colori, si vede che proiettandoli
contemporaneamente sulla stessa superficie non e' possibile ottenere
tutti i colori. E' possibile pero' la seguente cosa: dato un colore non
ottenibile come somma, e' sempre possibile aggiungere a questo colore
uno dei tre colori base in maniera tale che il colore risultante sia
ottenibile attraverso la somma degli altri due.

Possiamo considerare questa operazione come

C + gamma3*C3 = gamma1*C1 + gamma2*C2

dove C e' il colore da ottenere, C1, C2 e C3 sono i colori base e i
gamma sono coefficienti positivi.

Astrattamente

C = gamma1*C1 + gamma2*C2 - gamma3*C3

e in questo senso con i tre colori base si possono generare tutti i
colori. Ma (ovviamente) l'operazione "differenza" non e' fisicamente
possibile (avendo a disposizione luce colorata e una parete bianca).

Da questo fatto sperimentale si conclude che la totalita' dei colori non
e' ottenibile attraverso sintesi additiva.


Detto cio', Wikipedia in italiano lo ho trovato anche io incomprensibile
(diciamo che il fatto che non fosse comprensibile neppure per Elio e'
stata la conferma che il non capire non fosse tutta colpa mia ...)
Elio Fabri 5 Set 2017 15:18
abc ha scritto:
> Il gamut è l'insieme dei colori che un dispositivo (ad esempio un
> monitor o una stampante) è in grado di riprodurre.
Però questa non è tutta la storia.
Occorre chiarire che il gamut è un concetto *tridimensionale*, e in
parte sta a monte rispetto a questo o quel dispositivo.

Mi spiego con l'esempio RGB, che del resto fa lo stesso OP.
Considera il verde puro, ossia 0,255,0.
(Qui assumo - cosa mai vera con strumenti reali - che questo
corrisponda a una radiazione monocromatica, di una certa l. d'onda.)
Questo colore avrà un certo contenuto energetico: una certa potenza
ricevuta dall'occhio per unità di area dell'emettitore.
Ora considera 255,255,0 (giallo).
Ovviamente la potenza è maggiore, perché si è aggiunto il rosso.
Il problema è che *nessun* dispositivo RGB può emetterti il verde puro
con la stessa potenza con cui emette il giallo, semplicemente perché
quando emette il giallo lavorano *due* elementi dell'emettitore,
mentre quando emette il verde (o il rosso) ne lavora solo uno.

In termini matematici, questo si esprime col fatto che RGB è uno
spazio di colore costituito di un cubo (o parallelepipedo, a seconda
di come lo rappresenti) *interno* allo spazio dei colori visibili, per
due ragioni:
1) che permette tre soli colori puri, e un triangolo che ha quelli
come vertici
2) che comunque è limitato in potenza, in modo diverso a seconda del
colore emesso.
Non so se sono riuscito a spiegarmi...

> es: https://unitrephoto.files.wordpress.com/2016/11/gamut.jpg?w=1400
Beh però quella figura lascia parecchio a desiderare per come
rappresenta i colori.
Praticamente ci sono solo R G B "puri", con qualche vaga sfumatura...

stu*****so di fisica ha scritto:
> Nel frattempo che approfondisco leggendo le vostre risposte ed i link
> che mi proponete, potete dirmi dove posso trovare delle definizioni
> SERIE di:
>
> saturazione, intensità, luminosità, tonalità, contrasto, tinta,
> luminanza, brillantezza, ecc.?
>
> Più approfondisco su internet e più "ognuno dice la sua" in fatto di
> definizioni.
Te l'avevo detto che è una cosa intricata...

Il problema del colore è che obbliga a mettere insieme aspetti
eterogenei, generalmente padroneggiati meglio da questo o quello
specialista:
- aspetti strettamente fisici: sorgenti di luce, comportamento dei
diversi materiali trasparenti, opachi, riflettenti, diffondenti...
- questioni concernenti la fisiologia della visione (funzionamento
dell'occhio, ma anche del sistema nervoso centrale)
- questioni tecniche, ossia *come* si fa a realizzare qualcosa che si
avvicini alla visione diretta nella riproduzione con vari mezzi
(problema squisitamente ingegneristico, dove bisogna conciliare bontà
dei risultati con semplicità e costo dello strumento).

Come minimo occorre un libro, e in genere uno non basta.

abc ha scritto:
> Potresti leggere questo ottimo testo divulgativo:
> http://tinyurl.com/y6wnp6wj
Ma ce l'ha un indice quel libro? Io non l'ho trovato.
Il libro non lo conosco, Di Frova ha letto altri libri divulgativi, e
anche se l'autore è un fisico serio, il problema è sempre il solito
della divulgazione.
Gli ho dato una scorsa, e direi che il libro è una miniera
d'informazioni sulla visione, più una quantità di premesse necessarie.
Prò il tutto in modo qualitativo, senza una formula, con ragionamenti
che per l'autore vorrebbero sostituire ciò che avrebbe più volentieri
espresso con qualche equazione.
Risultato: anche i cap. 6 e 7, che sono i più vicini alle domande
dell'OP, secondo me non permettono di formarsi idee adeguate, ma solo
vaghe.

Sull'argomento possiedo due libri, che nn so se raccomandare.
Il primo è:
L. Maffei, A. Fiorentini: "Arte e cervello" (Zanichelli 1995).
Mafei è un neurofisiologo, Fiorentini era una fisica specializzata in
colori e percezione visiva.
Il libro (divulgativo) ha qualche punto di contatto con quello di
Frova, anche se è meno ampio e differisce per la diversa
specializzazione degli autori, spec. Maffei.

Secondo:
C. Oleari (a cura di):"Misurare il colore (Hoepli 1998).
Questo è un testo a più mani. Gli articoli più ampi sono quello di A.
Fiorentini (Fisiologia della visione a colori) e di C. oleari
(Colorimetria).
Se l'OP non si spaventa di matrici e interarli, qui ci sono tutte le
definizioni, espresse nel linguaggio matematico necessario.
Anche se a mio parere non sempre con la chiarezza desiderabile.

Entrambi i libri, anche di circa 20 anni fa, sono ancora in vendita.

Ora ho scritto anche troppo, ma vorrei tornare su alcune
considerazioni generali, che a mio parere mancano troppo spesso (o
sono espresse in modo poco chiaro nei fondamenti).
Vedremo...


--
Elio Fabri
m 5 Set 2017 17:38
Non posso dare un contributo ma questa è una cosa molto interessante. Visto
che al giorno d'oggi la questione del colore e della sua riproducibilità ha
importanza pratica e commerciale enorme (conoscevo uno che faceva proprio il
misuratore e taratore di colori di mestiere) mi stupieri che non ci fosse un bel
testo in inglese non divulgativo che sia un riferimento per gli addetti ai
lavori....

Intervento inutile, lo so.

Ciao
Mau
JTS 5 Set 2017 20:06
Am 05.09.2017 um 17:38 schrieb m:
>
>
> Non posso dare un contributo ma questa è una cosa molto interessante. Visto
che al giorno d'oggi la questione del colore e della sua riproducibilità ha
importanza pratica e commerciale enorme (conoscevo uno che faceva proprio il
misuratore e taratore di colori di mestiere) mi stupieri che non ci fosse un bel
testo in inglese non divulgativo che sia un riferimento per gli addetti ai
lavori....
>
> Intervento inutile, lo so.
>
> Ciao
> Mau
>


Nel corso che ho seguito io il libro di testo era Color Measurement,
Theme and Variations, di D. L. MacAdam
(http://www.springer.com/la/book/9783540155737).

Io poi in realta' avevo studiato dagli appunti (che poi avevo preso in
maniera stringatissima quindi utili solo per me), ma dal mio vago
ricordo il libro e' chiaro.
abc 5 Set 2017 20:15
Il 05/09/2017 15.18, Elio Fabri ha scritto:

> abc ha scritto:
>> Potresti leggere questo ottimo testo divulgativo:
>> http://tinyurl.com/y6wnp6wj
> Ma ce l'ha un indice quel libro? Io non l'ho trovato.

C'è, c'è, sia l'indice generale che quello alfabetico per argomenti, ma
chi ha inserito le scansioni del libro in rete non li ha aggiunti.
studioso di fisica 6 Set 2017 16:21
Giusto per "confondermi" ancora di più le idee:


ma per la visualizzazione delle immagini generate da fonti luminose, e mi
riferisco in particolare ai monitor PC, oltre alla tecnica RGB ne esistono
altre?

Ve lo chiedo perché m'è parso di capire che, l'occhio umano sia in grado di
vedere immagini (a colori) mescolando anche altre 3 componenti:
2 valori di crominanza ed 1 di luminanza.

Non vi dico che ******* ho trovato in rete sulle definizioni di queste
grandezze.
Se qualcuno di buoncuore avesse tempo e voglia di scrivere qualcosa in merito,
chessòio partendo dalle definizioni...appunto.

Comunque ho dato un'occhiata veloce al libro e non credo di aver trovato
chiarimenti.

P.s. nel diagramma CIE che grandezze sono presenti in ascisse e ordinate?
Elio Fabri 7 Set 2017 21:06
stu*****so di fisica ha scritto:
> Se qualcuno di buoncuore avesse tempo e voglia di scrivere qualcosa in
> merito, chessòio partendo dalle definizioni...appunto.
Non so se sarà la risposta alle tue difficoltà, ma forse sì, perché ci
sono dei discorsi a monte che occorre fare.
Avevo fatto una mezza promessa, ora ci provo.

Solo una premessa: ho scorso l'indice del libro segnalato da GB, e mi
sembra impostato bene.
Solo una cosa mi ha meravigliato: che di metamerismo ne parli solo al
cap. 6, quando è la base di tutto, su cui poggia l'intera tecnica
della ripresa e riproduzione dei colori...

Anticipo qualcosa che poi spiegherò meglio.
Il termine "metamerismo" indica una cosa che dal punto di vista
matematico è del tutto b*****e.
All'origine ci sono le varie sorgenti di luce, i vari corpi
riflettenti, assorbenti, diffondenti; quindi ci sono una quantità di
possibili distribuzioni spettrali della luce che arriva agli occhi.
"Una quantità" significa poco, ma si tratta di uno spazio di funzioni,
di dimensione infinita.
L'occhio umano possiede solo tre tipi di rivelatori distinti (le tre
specie di coni).
Quindi da qualsiasi input luminoso può solo ricavare *tre* dati
numerici: uno spazio tridimensionale.
E' ovvio che la corrispondenza non può essere uno a uno: infiniti input
diversi daranno luogo alla stessa sensazione di colore.
Questo è appunto il metamerismo.

Ma ora sviluppo meglio.
Cominciamo col dire che il colore *non esiste* fuori dell'occhio e del
cervello umano: "colore" è la descrizione che diamo della sensazione
visiva, *non è* un concetto fisico.
Poi esistono molti altri animali sensibili al "colore", in modo
diverso dall'uomo (in certi casi anche molto più ricco). Ma quelli non
fanno fisica né colorimetria, e delle loro sensazioni non sappiamo
niente.

Questa precisazione potrà sembrare ovvia e inutile, ma invece non lo è,
perché nella didattica fisica si fa e si fa fare una grandissima
confusione su questo punto, quando s'identificano diverse l. d'onda
con diversi colori.
E' vero che se una sorgente emette luce monocromatica a 680 nm la
vediamo rossa, e se emette a 500 nm la vediamo verde, ma questo è
molto diverso dal dire che 680 nm *è* rosso e 500 nm *è* verde.

Il solo modo di caratterizzare *fisicamente* una sorgente di luce, è
di darne la /distribuzione spettrale/: una funzione della l. d'onda (a
proposito: è tradizionale indicare questa con "lambda", ma è anche
molto scomodo se si vuole scirvere ASCII: perciò io userò "L").
Questa F(L) può avere vari significati a seconda dei casi.
- Quando si parla di /flusso spettrale/ F(L) s'intende che la sorgente
emette una potenza f(L)dL in un intervallino dL attorno alla l. d'onda
L.
- /Radianza spettrale/ F(L) è invece la potenza emessa dalla sorgente
per unità di area, per unità di angolo solido, per intervallo di l.
d'onda.
- Dire che la /irradianza spettrale/ è F(L) significa che la potenza
ricevuta su una superficie, per unità di area, è F(L)dL per un
intervallino dL di l. d'onda, ecc. Queste grandezze sono legate da
relazioni che evito di scrivere.
==============Nota 1. I simboli che ho scritto e che scriverò sono di mia
invenzione.
Quando esistono quelli ufficiali sono complicati, con indici e lettere
greche. Scomodissimi in questo ambiente.

==============E' tradizionale usare come parametro della radiazione la sua
/lungh.
d'onda/ L, ma è anche utile la /ferquenza/ f. Tra le due *nel vuoto*
c'è la relazione f*L=c.
Quindi si potrà trovare G(f) al posto di F(L), e bisogna stare
attenti, perché non sono la stessa cosa.
Non solo perché hanno diverse dimensioni, ma perché non sono la stessa
funzione.
La relazione è F(L)dL = G(F)df

G(f) = F(L)*dL/df = F(c/f)*(c/f^2)

(ci sarebbe da chiarire un segno, ma sorvolo).
Non è una pignoleria metematica distinguere G(f) da F(L)!
Per es. può capitare di leggere "radiazione equienergetica".
Che cosa vuol dire? Sarà costante la F o la G?
In realtà in nessuno dei due casi si tratta di un concetto fisicamente
significativo.
Va detto che per la fisica f è più importante di L, per almeno tre
ragioni:
- quando la luce attraversa diversi mezzi, f resta costante, L varia
- f è connessa direttamente all'energia dei fotoni.
- f entra nella trasf. di Fourier, che è uno strumento essenziale
anche in ottica.

Le sorgenti di luce possono essere classificate in primarie e
secondarie.
Sorgente primaria è un corpo che *emette* rad. e.m., inclusa quella
visibile.
La sorg. primaria naturale più importante è il Sole. Ci sono poi le
stelle, le fiamme di varia natura, i vulcani, alcuni animali (primi le
lucciole). Ma soltanto Sole e fiamme sono utilizzabili per le attività
umane.
Delle sorgenti primarie artificiali è inutile dire: tutti i tipi di
lampade, ma anche gli schermi TV, cellulari, ecc.

Chiamo "sorgente secondaria" un corpo che non emette luce, ma riflette
o diffonde la luce di una sorgente primaria.
Le sorgenti secondarie naturali più importanti sono la Luna e il cielo.
Poi tutti i corpi: rocce, foglie, pellicce di animali...
Le sorgenti secondarie artificiali a volte si distinguono con
difficoltà da quelle naturali. Stoffe, carta, muri, dipinti...
Ai nostri scopi le s. secondarie sono quasi più importanti di quelle
primarie, perché sono quelle che ci capita di guardare assai più
spesso e si cerca di riprodurre con le più diverse tecniche.

In realtà non di rado le sorgenti secondarie possono diventare
"terziarie".
Pensiamo ad es. a un albero.
Se è illuminato dal Sole, fa da s. secondaria e rimanda luce ai nostri
occhi.
Se invece è in ombra e riceve luce dal cielo (s. secondaria) c'è un
altro passaggio: Sole --> cielo --> albero --> occhi.

Ora un po' di matematica.
Se non ci fosse l'atmosfera, il Sole produrrebbe sulla Terra
un'irradianza spettrale F1(L).
Ma la luce del Sole attraversa l'atmosfera e viene attenuata, in modo
diverso alle diverse L (e anche in modo diverso a seconda dell'altezza
sull'orizzonte e delle condizioni meteorologiche).
Questa attenuazione si può rappresentare con una funzione tau(L),
detta "trasmittanza": tau=0 significa completo assorbimento, tau=1
trasmissione completa.
Risultato: dopo attraversata l'atmosfera l'irradianza solare è
diventata F2(L) = F1(L)*tau(L).
==============Nota 2. la formuletta appena scritta, come altre che scriverò fra
poco, ha un aspetto innocente, ma sottintende precise ipotesi fisiche.
1) Che la luce di una data L viene modificata da un filtro (atmosfera)
o da riflessioni ecc., indip. da quelle di L diverse.
2) Che la modifica è di pura proporzionalità.
Nell'insieme di parla di effetti /lineari/.
Ci sono anche situazioni non lineari, ma non mi capiterà di dovermene
occupare.

=============Se questa luce colpisce una superficie solida (per es. un muro)
questo
diventa una s. secondaria, che possiede una sua radianza spettrale
F3(L). Il rapporto tra F3 e F2 si chiama "riflettanza spettrale" rho(L).
In realtà rho oltre che da L dipende dalla direzione d'incidenza della
luce solare e da quella in cui si misura la luce riflessa, ma
trascuriamo di dettagliare.

Se io sto guardando quella superficie, della luce entra nei miei occhi
e arriva sulla superficie della retina, dove produce una nuova
irradianza spettrale F4(L).
La relazione tra F4 e F3 non è semplice, perché coinvolge la geometria
dell'occhio (in particolare il diametro della pupilla) ma anche la
trasmittanza dei mezzi oculari: cornea, umor acqueo, cristallino,
corpo vitreo.

Solo per fare un esempio, invecchiando quei mezzi (in particolare il
cristallino) tendono a "ingiallire", ossia tau diventa sensibilmente
< 1 alle corte l. d'onda.
Di questo non ci si accorge, perché la cosa avviene gradualmente e il
sistema nervoso centrale corregge il difetto, grazie alla memoria
preesistente dei colori.
Però in certi casi ce ne accorgiamo...
Per es. dopo un'operazione di cataratta, in cui un cristallino
ingiallito (e opacizzato) viene sostituito con uno artificiale, molto
più trasparente.
Provato personalmente: dopo l'operazione "vedevo celeste".
Ma sono bastati due o tre giorni perché il cervello riadattasse la
taratura.
L'esempio è solo uno dei tanti che mostrano il ruolo centrale che ha
il cervello nella visione dei colori.

Faremo ora l'ipotesi che il muro sia di tinta uniforme: né di colori
diversi da punto a punto, né più o meno scuro.
Questo serve per lasciar fuori gli "effetti di contrasto": di
luminanza e cromatico.
Nelle condizioni consuete questi effetti agiscono e modificano la
percezione dei colori. Spesso vengono anche sfruttati dagli artisti.
Sono una delle molte complicazioni che in un primo aproccio bisogna
trascurare.

Ciò posto, la retina viene illuminata uniformemente: F4(L) è la stessa
ovunque.
Comunque quello che dico si applica (come primo passo) solo all'area
centrale (fovea): la regione più periferica è diversa quanto a
percezione del colore (e anche per altri aspetti), soprattutto a causa
della diversa densità dei coni dei vari tipi (v. fra poco).

E ora il fatto essenziale.
E' noto sperimentalmente (era stato intuito e progressivamente
approfondito nel corso dell'800: ricordo Young, Helmholtz, Maxwell)
che nella retina umana ci sono *tre* tipi diversi di cellule recettori
per il colore, dette coni L, M, S (per "long", "medium", "short").
Tutte contengono varianti di una sostanza, detta /opsina/, che è
sensibile alla luce, e provoca l'emissione di impulsi nervosi dalla
cellula.
Più precisamente, l'opsina di un cono ha una risposta (assorbimento:
alfa(L)), diversa per i tre coni.

La frequenza degli impulsi generati è proporzionale al numero di
fotoni assorbiti per unità di tempo, mentre non dipende dalla loro
energia (principio di /univarianza/).
==============Nota 3. Anche questa è una legge di linearità, ma ha un
carattere ben
diverso dalle precedenti.
Prima di tutto, riguarda fenomeni fisiologici, non puramente fisici.
Quindi non c'è motivo di considerarla valida per le stesse ragioni
delle precedenti.
Secondo: in realtà ha limiti di validità ben evidenti.
1) La sensibilità dei coni ha una /soglia/: con luce troppo debole
*non rispondono affatto*.
2) Anche una luce troppo intensa "acceca" i coni (abbagliamento)

=============Quanto detto si può mettere in formule.

Consideriamo ad es. un cono L: esso avrà un assorbimento alfaL(L)
(attenzione alle due "L" con significati diversi!); il numero di
fotoni assorbiti sarà

L4(L)*alfaL(L)*L/(hc)

dove (hc/L è l'energia di un fotone) e quindi la risposta sarà

P = kL*int L4(L)*alfaL(L)*L*dL

dove l'integrale è esteso a tutto il visibile.
La costante kL è convenzionale, e onestamente non ho capito coem sia
definita :-(
Formule *****oghe si scriveranno per gli altri due coni:

D = kM*int L4(L)*alfaM(L)*L*dL
T = kS*int L4(L)*alfaS(L)*L*dL.

Il motivo dei simboli P,D,T, in corrisp. ai coni L,M,S lo so ma evito
di spiegarlo perché non interessa. In fin dei conti sono soltanto
nomi...

Dal punto di vista matematico è importante osservare che abbiamo così
riassunto la risposta dell'occhio al colore in una *applicazione* (o
mappa che dir si voglia) che manda dallo spazio delle funzioni F4(L)
alle terne di numeri positivi (P,D,T).
Più precisamente: le funzioni F4(L) possiamo assumere che siano
definite nell'intervallo di l. d'onda da Lmin a Lmax (visibile),
continue e a valori reali positivi. Il termine matematico usuale è
"cono positivo di C[Lmin,Lmax]".
La terna (P,D,T) è un punto dell'ottante positivo nello spazio R^3.
Si chiama "spazio del tristimolo"; P,D,T si chiamano "coordinate
tristimolo".

Ecco il /metamerismo/: si passa da C[Lmin,Lmax], che è uno spazio
lineare di dimensione infinita, a R^3, che ha solo tre dimensioni.
La mappa (lineare) certamente manda infiniti elementi del primo spazio
in uno del secondo, ossia, in termini fisici:
- ci sono infinite distribuzioni spettrali di sorgenti che producono
la stessa sensazione di colore.

Mi fermo qua, per questa prima puntata, con solo due avvertenze.

a) La costruzione della percezione del colore non finisce qui: già
nella retina ci sono strati di cellule che ricevono ed elaborano gli
impulsi ricevuti dai coni.
Poi gli impulsi passano al nervo ottico, raggiungono varie aree del
cervello, fino alla corteccia, dove avviene l'elaborazione finale e
più complessa.
Di tutto questo mi guardo bene dal parlare (anche perché non saprei
che dire) ma non è affatto trascurabile.

b) L'affermazione "l'occhio umano è tricromatico perché ha tre
diversi tipi di coni" non è esatta, in due sensi.
Tutti sanno che ci sono i "daltonici", termine impreciso per designare
diverse forme di "cecità al colore": di fatto l'assenza di uno o due
tipi di coni.
E' invece molto meno noto che dovrebbero esistere persone
(specialmente donne) che hanno 4 tipi di coni diversi, e dovrebbero
qundi essere *tetracromatiche*.
Le stime fatte portavano (forse) a un 10% di donne e un 5% di uomini,
ma fino a tempi recenti non ne era stato identificato nessuno.
Di recente è apparsa una notizia positiva, ma non sono informato sulla
sua conferma e su eventuali sviluppi.
La domanda ovvia è: come vede una tetracromatica?


--
Elio Fabri
GIulia 10 Set 2017 10:16
> L'occhio umano possiede solo tre tipi di rivelatori distinti (le tre
> specie di coni).

Quattro e il discorso cambia e non di poco,
e' per questo che la luminanza e' piu' importante della crominanza ad es.

Giulia
Elio Fabri 10 Set 2017 21:53
GIulia ha scritto:
> Quattro e il discorso cambia e non di poco,
> e' per questo che la luminanza e' piu' importante della crominanza ad es.
Immagino tu ti riferisca ai bastoncelli.
In realtà mi ero posto il problema: ne parlo o no?
Ho scelto di no, perché credo di sapere che coni e bastoncelli
funzionano in condizioni d'irradianza del tutto diverse, per cui non
lavorano mai insieme.
Nella visione scotopica i coni sono insensibili e solo i bastoncelli
danno segnali.
E' la ragione per cui al chiaro di luna i colori non si vedono.
Nella visione fotopica i bastoncelli sono saturati, quindi lavorano
soltanto i coni.
Ne segue che la visione fotopica è tricromatica.

In verità qualche anno fa mi ero posto il problema: non potrebbe darsi
che ci sia una regione di transizione, un cui veramente operano 4
fotorecettori?
Avevo persino avanzato l'ipotesi fantasiosa che ciò possa accadere al
tramonto. Ma non ho mai visto dati o indicazioni al riguardo.

Quindi spiegami: perché scrivi che "il discorso cambia e non di poco"?
A me pare che per la visione dei colori le cose stiano come ho detto.
Secondo te invece?

Così pure non ho capito la frase successiva, su luminanza e crominanza,
e sulla relativa importanza.
Tra parentesi, ti sei accorta che ho evitato (di proposito) di
nominare i concetti fotometrici?


--
Elio Fabri
Giulia 11 Set 2017 09:14
> funzionano in condizioni d'irradianza del tutto diverse, per cui non
> lavorano mai insieme.

E' vero, ma la letteratura e' cosi' in evoluzione che non si puo' dare per
scontato,
ho letto ad esempio di desensibilizzazione (una specie di controllo del
guadagno).


> Quindi spiegami: perché scrivi che "il discorso cambia e non di poco"?
> A me pare che per la visione dei colori le cose stiano come ho detto.
> Secondo te invece?
La curva di sensibilità al colore dei bastoncelli non si sovrappone a quella
dei coni quindi comunque portano
informazioni aggiuntive.

> Così pure non ho capito la frase successiva, su luminanza e crominanza,
> e sulla relativa importanza.
> Tra parentesi, ti sei accorta che ho evitato (di proposito) di
> nominare i concetti fotometrici?

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vision/imgvis/rcdist.gif

Da questo grafico noto pero che i bastoncelli sono proprio assenti in alcune
zone dell' occhio contribuendo piu' a una visione di
insieme/periferica che alla visione puntuale.

Insomma concludendo la mia idea e' che 3 valori non siano sufficienti , ce ne
vorrebbero almeno 4 visto che l'interazione dei
bastoncelli non e' trascurabile.


--
Giulia -->
(a 132 colonne)
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Soviet_Mario 11 Set 2017 11:50
Il 11/09/2017 09:14, Giulia ha scritto:
>> funzionano in condizioni d'irradianza del tutto diverse,
>> per cui non
>> lavorano mai insieme.
>
> E' vero, ma la letteratura e' cosi' in evoluzione che non si
> puo' dare per scontato,
> ho letto ad esempio di desensibilizzazione (una specie di
> controllo del guadagno).
>
>
>> Quindi spiegami: perché scrivi che "il discorso cambia e
>> non di poco"?
>> A me pare che per la visione dei colori le cose stiano
>> come ho detto.
>> Secondo te invece?
> La curva di sensibilità al colore dei bastoncelli non si
> sovrappone a quella dei coni quindi comunque portano
> informazioni aggiuntive.

premetto che non ne so niente, ma è un dubbio che precede
gli altri.
L'informazione di coni e bastoncelli, confluisce nella
stessa identica area di elaborazione centrale ? Confluisce
parzialmente ? Sono separate e vengono eventualmente fatte
convergere DOPO l'elaborazione "preprocessing" ?
E già a livello del nervo ottico, come sono le connessioni
coi sensori periferici ?
Se non viene esplicitato come sono topologicamente collegati
i cavi, imho non ha nessun senso chiedersi come vengano
combinati i colori.
L'elaborazione (centrale) dell'informazione cromatica
potrebbe (sottolineo il condizionale) persino venire fatta
in una zona di corteccia in cui magari i segnali dei
bastoncelli non vengono nemmeno inviati, anche se poi nelle
zone di riconoscimento di forme, patterns, movimenti, i due
c*****i vengono certamente mixati.

Come ha detto Elio più volte, il colore ha cmq un'ultima
tappa di tipo "percettivo", che non va inteso solo in senso
"fumoso" di soggettivo, ma anche proprio di cablatura
*****ware dedicata.

Faccio quest'ipotesi in senso evoluzionist-efficientista.
Se i coni non portano informazioni cromatiche, perché
inviare i dati alla zona di elaborazione dei colori, per poi
magari fare un "pass-through" ? Potrebbe esistere uno shunt
*****ware che li istrada solo ad altre aree utili,
risparmiando spazio e tempo di elaborazione.

>
>> Così pure non ho capito la frase successiva, su luminanza
>> e crominanza,
>> e sulla relativa importanza.
>> Tra parentesi, ti sei accorta che ho evitato (di
>> proposito) di
>> nominare i concetti fotometrici?
>
> http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/vision/imgvis/rcdist.gif
>
>
> Da questo grafico noto pero che i bastoncelli sono proprio
> assenti in alcune zone dell' occhio

alcune sarebbero la macula cieca e la fovea, o ce ne
sarebbero altre ?
La prima è cieca a tutto (e solo la visione binoculare e un
ingannevolissimo patching di ciascun occhio sui dati
incompleti inviati dall'altro, la aggirano), la seconda è
piuttosto ristretta e copre mi pare pochi gradi di ampiezza
: il grosso del campo è coperto.

Osservazione extra : non è vero che i bastoncelli siano
SEMPRE saturati e il loro contributo si escluda ai coni.
Ho un disco fisso in uno scomparto in ombra, con un led poco
luminoso che, di giorno, praticamente svanisce se lo FISSO
(fovea), e per essere sicuro di vedere se legge o scrive,
devo fissare un punto altrove e inquadrarlo con la visione
periferica. Allora il led viene chiaramente rilevato
(proprio grazie al contributo dei bastoncelli credo ...).
Ma non sono sicuro : la cosa strana è che non sono certo di
percepire il colore (siccome so a priori qual è temo di
vederlo in modo mnemonico, ma forse vedo solo lampeggiare.
Il fatto è che lo vedo anche in pieno giorno, perché il
cassetto è in ombra. Imho questa saturazione è
potenzialmente angolo-selettiva, ossia risente eventualmente
solo effetti di sfondo diretto. La stanza è chiara, ma vedo
il led (con la visione periferica) in una delle poche zone
in ombra : spicca nel suo contesto. Ma se la fisso, svanisce
di nuovo. Quindi coni e bastoncelli collaborano eccome, nei
contesti opportuni.

> contribuendo piu' a una
> visione di insieme/periferica che alla visione puntuale.
>
> Insomma concludendo la mia idea e' che 3 valori non siano
> sufficienti , ce ne vorrebbero almeno 4 visto che
> l'interazione dei bastoncelli non e' trascurabile.
>
>


--
1) Resistere, resistere, resistere.
2) Se tutti pagano le tasse, le tasse le pagano tutti
Soviet_Mario - (aka Gatto_Vizzato)
Tommaso Russo, Trieste 11 Set 2017 15:35
Il 11/09/2017 09:14, Giulia ha scritto:
> La curva di sensibilità al colore dei bastoncelli non si sovrappone a
> quella dei coni quindi comunque portano informazioni aggiuntive.

Probabilmente intendevi si', si sovrappone.


--
TRu-TS
buon vento e cieli sereni
lino.zamboni@gmail.com 11 Set 2017 18:58
Per S.Mario
Tempo addietro ho letto che le informazioni visive,così come partono dagli
occhi, vengono suddivise e mandate

In diverse "stazioni di elaborazione" nella corteccia.Vengono riconosciuti e
elaborati separatamente (Vado a braccio) vertici di figure,linee,colori, etc.
Il riconoscimento prevede anche il passaggio "dell'attenzione" diverse volte
su gruppi specifici di elementi.

Tali processi e le successive integrazioni forse sono la parte più interessante
perché prevedono una "elaborazione" in parte parallela ed in parte *****e
attraverso la ******* e/o inibizione di specifici "circuiti"

neuronali agendo sulle resistenze sinaptiche. Non vado ancor più in dettaglio
dico solo che questo modo di elaborazione "naturale" è stato copiato
ed è alla base di molte applicazioni di
Intelligenza artificiale.

Lino
Adam Atkinson 11 Set 2017 19:52
Ci sono anche i rari tetracromati

https://en.wikipedia.org/wiki/Tetrachromacy#Humans

che magari possono distinguere cose che per quasi tutti noi sembrano uguali

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