Особенности цветовосприятия

При создании любой системы передачи информации предварительно изучаются свойства получателя информации с целью оптимизации процессов выделения и передачи полезной для абонента информации и подавления избыточной информации. Именно так производился выбор параметров ТВ стандарта системы черно-белого телевидения. А нарушение этого принципа привело в разделе 2.1 к неприемлемым для практического использования результатам.

Познакомимся подробнее с особенностями цветового зрения. Начнем с того, что спектр W(λ) – исчерпывающая характеристика излучения, полностью определяющая зрительный эффект от этого излучения. Но для зрителя важен не сам спектр W(λ) излучения, а фиксируемый в мозгу зрительный эффект от него. При этом наиболее важным для цветного телевидения феноменом зрения является то, что один и тот же зрительный эффект может быть получен при наблюдении излучений с совершенно различным спектральным составом. Приведем ряд примеров. Равноэнергетический белый цвет может быть заменен взвешенной суммой трех (а в некоторых случаях двух) спектрально чистых (т.е. монохроматических) излучений. Любое сложное излучение с любым цветовым оттенком (цветовым тоном), кроме пурпурных, может быть заменено взвешенной суммой спектрально чистого излучения с тем же цветовым тоном и излучения белого цвета.

Из приведенных примеров следует, что при воспроизведении цветного изображения не обязательно точно повторять спектральный состав излучения объекта; можно предъявить зрителю изображение с совершенно другим спектральным составом излучения, но эта замена должна быть такой, чтобы зрительный эффект от изображения не изменился по сравнению с оригиналом. Кроме того, при замене в максимальной степени должна быть упрощена техническая реализация системы цветного телевидения. Критерий точности цветовоспроизведения, согласно которому изображение и оригинал соответствуют друг другу по производимому зрительному эффекту, называется физиологически точным воспроизведением.

Отказываясь от критерия (2.1), необходимо выбрать систему величин, которые характеризуют зрительный эффект от излучения с известным спектральным составом W(λ) и с помощью которых можно контролировать точность воспроизведения цвета. Система трех величин, полностью описывающих визуальный (зрительный) эффект от воздействия излучения с любым спектральным составом W(λ), приведена в таблице 2.1.

Таблица 2.1

Физиологически точное воспроизведение будет обеспечено, если цветовые параметры оригинала на входе системы цветного телевидения и изображения на ее выходе находятся в соотношении

(2.3)

Выражения (2.3) должны соблюдаться в каждой точке (элементе) изображения. Первое из равенств (2.3) совпадает с выражением (1.3) и соответствует принципу пропорционального воспроизведения яркости. Величины λ и р, характеризующие цветность излучения, должны, как следует из выражения (2.3), воспроизводиться на выходе системы цветного телевидения без искажений по отношению к оригиналу.

Переход к физиологически точному воспроизведению приводит к существенному упрощению технической реализации системы цветного телевидения по сравнению с физически точным воспроизведением: в связи с трехмерностью цвета ТВ датчик должен обеспечить формирование всего трех сигналов, один из которых совпадает с сигналом черно-белого телевидения, а два других, в соответствии с выражением (2.3), содержат информацию о параметрах цветности (λ, р) и называются поэтому сигналами цветности.