Метамерия

Если на глаз воздействует излучение определенного спектраль-ного состава и интенсивности, то оно создает у человека ощущение только одного определенного цвета. Однако такое же ощущение цвета может быть получено и при другом спектральном составе воздействующего излучения

Известно, что белый свет можно получить, смешивая все цвета радуги (подобные опыты проводил еще Ньютон). Однако белый цвет также можно получить, если смешать всего два определенным образом подобранных излучения. Два излучения, которые при смешивании в определённой пропорции дают белый цвет, являются взаимно дополнительными, т.е. располагаются в цветовом круге напротив друг друга (см. раздел 3.9.1). Вращая диаметр круга вокруг его центра, можно получить бесконечное множество таких дополнительных цветов. Какой-нибудь другой цвет можно получить при смешивании двух, трех или большего числа излучений. Например, ощущение оранжевого цвета можно получить как при воздействии на органы зрения монохроматическим излучением с длиной волны 600 нм, так и при воздействии смеси красного излучения с длиной волны 700 нм и зеленого с длиной волны 500 нм. То же самое относится не только к счетному количеству излучений определенной длины волны, но и к излучениям со сплошным спектром: распределение интенсивности в них может быть различным, а воспринимаемый цвет одним и тем же.

Как уже говорилось, спектральная чувствительность человеческого зрения неравномерна по всей области спектра, поэтому при зрительном восприятии могут возникать явления, когда два разных цвета, имеющих разный спектральный состав излучения, будут, тем не менее, казаться одинаковыми. Два различных по спектральному составу излучения, создающих ощущение одного и того же цвета, называются метамерической парой, а само описанное явление – метамерией. Метамерия часто наблюдается, когда та или иная окрашенная поверхность рассматривается при использовании разных источников освещения, свет которых, взаимодействуя с поверхностью, изменяет спектр ее цвета.

Поскольку цветное зрение является трёхстимульным, то спектральные характеристики цвета выражаются в значениях всего трех параметров. Если сравниваемые потоки излучения с разным спек-тральным составом производят на колбочки одинаковое действие, цвета воспринимаются как одинаковые. Например, белая ткань при дневном освещении может выглядеть чисто белой, но при искусст-венном освещении оттенок ее может измениться. Этим часто пользу-ются в театре, используя светлые драпировки и подсвечивая их затем цветными фонарями. И наоборот, два предмета, имеющие разные спектры отражения, казалось бы, должны иметь разный цвет. Однако при определенном освещении они могут восприниматься как одинаково окрашенные, если благодаря освещению возникает равнозначное возбуждение трех цветочувствительных рецепторов глаза. Если же попытаться воспроизвести цвет этих предметов на фотопленке, использующей отличный от зрительного аппарата человека механизм отображения цветовых характеристик изображения, то эти два предмета, скорее всего, будут иметь различную окраску. Другими словами, если, скажем, три цветных образца, имеющие разный спектр отражения, кажутся нам одинаковыми при освещении их дневным светом, то это еще вовсе не значит, что их цвет и в самом деле один и тот же. Если сфотографировать эти образцы на фотопленку, спектральная чувствительность которой отлична от спектральной чувствительности зрительного аппарата человека, то может оказаться, что все они довольно сильно отличаются по цвету. То же самое может наблюдаться при изменении характера освещения.

На использовании явления метамерии основаны современные технологии воспроизведения цветного изображения в полиграфии, фотографии, кино, телевидении, живописи. Благодаря этому явлению из смеси разных по характеристикам спектрального поглощения наборов пигментов (или разных по спектру излучения наборов люминофоров в случае с телевизорами и мониторами) могут быть составлены цвета, воспринимаемые глазом как одинаковые.