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Percezione visiva e percezione del colore

Effetti e illusioni

Daniele Marini

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Appare difficile mettere a fuoco contemporaneamente il rosso e il blu: da molti le righe di questidue colori vengono viste, per i motivi descritti, come se fosserocollocate a distanze diverse dagli occhi.

Questo fenomeno non si verifica se si usano due colori che si trovino fra loro più vicini sullo spettro visibile, come si puòfacilmente verificare da questo secondo esempio, che nondovrebbe presentare l’effetto tridimensionale di cui sopra.

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Leggete i nomi

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La sensibilità delle aree visive

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Illusioni

Effetto Herman

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Campi recettivi e “center surround”

Meccanismo di azione-inibizione:- centro eccitatore periferia inibitrice (on center - off surrond)- centro inibitore periferia eccitatrice (off center - on surround)

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Contrasto di simultaneità

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Logvinenko

R 133G 133B 133R 133

G 133B 133

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Orientamento

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Bande di Mach

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Luminanza, chiarezza e brillanza

• Confusione di termini nel linguaggio comune!

• Luminanza: è una grandezza fotometrica misurabile.

• Brillanza è la sensazione di luminosità di una superficie che emette luce propria (sorgente di luce)

• Chiarezza è la sensazione di luminosità di una superficie che riflette la luce

• La relazione tra luminanza e brillanza/chiarezza non è lineare!

• Esistono varie formule per la determinazione della brillanza/chiarezza in funzione della luminanza

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Legge di Weber Fechner

• Dato uno stimolo di intensità I, per cogliere uno stimolo di intensità superiore occorre superare una soglia I. Il rapporto I / I = C è costante(in questo caso il termine “intensità” deve in realtà essere inteso come “luminanza”)

• Una differenza di stimolo appena distinguibile (JND Just Notable Difference) è l’unità di misura dello stimolo

LA GRANDEZZA PERCEPITA DI UNO STIMOLO. È LA GRANDEZZA PERCEPITA DI UNO STIMOLO. È PROPORZIONALE AL LOGARITMO DELLO STIMOLOPROPORZIONALE AL LOGARITMO DELLO STIMOLO

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Brillanza in funzione della Luminanza

• Brillanza di Stevens B=kLn con 0,23 < n < 0,31

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 35000 40000 45000 50000

Luminanza fotopica

Brillanza

brillanza Fechner brillanza Stevens n=0,23 brillanza Stevens n=0,27 brillanza Stevens n=0,31

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Chiarezza superfici in funzione della Luminanza

• Fattore di riflessione spettrale R()

• Definizione di fattore di luminanza CIE Y

• Indice di chiarezza CIE UCS 1964

• Chiarezza relativa CIE 1976dove Yn è il fattore diluminanza del bianco di riferimento

• Altre definizioni di chiarezza:– V -Valore del sistema cromatico Munsell

– D - Scurezza relativa sistema cromatico DIN 6164

– L - Chiarezza sistema cromatico OSA

∫=780

380)()()( λλλλ dyRSKY e

∫=

780

380)()(

100

λλλ dySK

e

1725 3* −⋅= YW

( )( ) ( )⎪⎩

⎪⎨⎧

≤⋅>−⋅

=0,008856 se 3,903

0,008856 se 16116 3*

nn

nn

YYYY

YYYYL

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Visione attiva

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La percezione dei volti

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La costanza cromatica

Cx() distribuzione spettrale prodotta dal punto xE() Luce che illumina il punto x

Rx() Riflettività superficiale nel punto xSx

R,G,B risposta dei sensori retinici allo stimolo prodotto dal punto xR,G,B() risposta spettrale dei coni della retina

Cx() = E()Rx()

€

SR, G, Bx = C x(λ )∫ ⋅ρ R, G, B(λ )dλ

€

SR, G, Bx = E(λ )⋅Rx(λ )∫ ⋅ρ R, G, B(λ )dλ

o equivalente:

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Luce a incandescenza Luce “solare”

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neon

TungstenoRivestita rosso

Tungsteno antiinsetti

Diurna(nuvole)

Macbeth color chart fotografato con diversi illuminanti

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Ricavare la riflettivita’

• Problema: ricavare Rx() da SxR,G,B

• E’ un problema inverso con due incognite, R (riflettività) e E (la sorgente)

• Se E e’ nota si risolve numericamente

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Problemi

• Quando osserviamo il mondo non conosciamo E

• Lo stimolo cromatico è il risultato della interazione sorgente - riflettività del materiale

• Ma il colore viene osservato in un contesto

• Questo modello non spiega alcuni fenomeni

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Gaspard Monge

• Esperimento del 1789• Foglio rosso sull’edificio di fronte all’Accademia

delle Scienze

• Osserviamo attraverso un vetro rosso

• Come appare il foglio? L’intuizione dice “rosso”

• La percezione dice “biancastro”!

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Cos’è quindi il colore?

• E’ una rappresentazione interna che la mente umana associa ad uno stimolo VISIVO in relazione ad altri stimoli sensoriali. VERDE

?

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Cosa c’è che non va ?

• Una macchina fotografica cattura “L” mentre noi vediamo il “Colore”. *****

VERDE?

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La soluzione svela il problema

• Questo è più “simile” al “colore” che avremmo visto anche noi?

MARRONE

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Adattamenti nel SVU

• Ciò che l’uomo “vede” è molto diverso dalla realtà fenomenica (da “L”)

E’ meglio?

Sì, contiene più informazione

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Le ombre colorate

• Illuminiamo uno schermo bianco con due proiettori: uno emette luce bianca, l’altro emette luce rosa

• Poniamo un oggetto lungo il fascio di luce rosa: proietta un’ombra sullo schermo

• L’ombra ha colore blu verdastro, ma la regione in ombra riflette solo luce bianca!

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Sorgenterosa

Sorgentebianca

Riflette luce bianca+rosa

Riflette solo luce bianca