Constanța culorii (constanța culorii) este o caracteristică a percepției umane a culorii , care constă în faptul că culoarea percepută a unui obiect rămâne aproximativ aceeași atunci când culoarea luminii se schimbă. De exemplu, ochiul (sau mai bine zis, creierul) vede un măr verde ca verde atât în mijlocul zilei, cu iluminare albă, cât și la apus, când iluminarea este roșie.
Această proprietate a percepției umane este asigurată de neuronii specializați din cortexul vizual primar al creierului , care determină coeficientul local de activitate al conurilor din retina ochiului . Același lucru este calculat în algoritmul retinex al lui Land pentru a obține consistența culorii. Aceste celule specializate sunt numite celule biantagoniste deoarece calculează atât contoare de culoare, cât și de spațiu. Celulele biantagoniste au fost găsite pentru prima dată în retina ochiului de pește auriu și descrise de Nigel Dov . Existența acestor celule în sistemul vizual al primatelor a fost dezbătută mult timp, iar existența lor a fost în cele din urmă dovedită prin observarea relației dintre câmpul receptiv și stimuli speciali care activau selectiv doar o clasă de conuri la un moment dat. [1] [2]
Constanța culorii funcționează numai atunci când lumina conține o gamă suficient de largă de lungimi de undă. Diferite conuri din retina ochiului detectează lumina la diferite lungimi de undă. Pe baza acestor informații, sistemul vizual încearcă să determine compoziția aproximativă a iluminării, iar ulterior face o corecție pentru aceasta [3] pentru a obține „culoarea adevărată a obiectului”. Această culoare „corectată” este ceea ce simte o persoană.
Experimental, efectul poate fi arătat după cum urmează. Persoanei i se arată un display cunoscut sub numele de „Mondrian” (numit după Piet Mondrian datorită asemănării picturilor sale cu imaginile de pe acest display), care prezintă numeroase pete colorate. Trei surse de lumină albă sunt direcționate pe afișaj, una este proiectată printr-un filtru roșu, alta este proiectată printr-un filtru verde și o a treia este proiectată printr-un filtru albastru. Persoana este rugată să ajusteze intensitatea luminii astfel încât unul dintre punctele de pe afișaj să devină alb. Experimentatorul măsoară apoi intensitatea luminii roșii, verzi și albastre reflectate de acest punct alb. Experimentatorul cere apoi subiectului să determine culoarea petelor adiacente, cum ar fi verdele. După aceea, experimentatorul ajustează sursele de lumină, astfel încât intensitatea luminii roșii, albastre și verzi reflectate de pe punctul verde să devină aceeași cu cea inițială la măsurarea reflexiei petelor albe. Constanța culorii umane se manifestă prin faptul că pata verde continuă să apară verde, petele albe continuă să apară albe, iar toate celelalte pete au încă culorile lor originale.
În 1971, Edwin G. Land a formulat teoria retinex pentru a explica acest efect. Cuvântul „retinex” (retinex) este compus din cuvintele „retina” (retină) și „scoarță” (cortex), ceea ce înseamnă că atât ochii, cât și creierul sunt implicați în proces.
Capacitatea de a evalua și modela constanța culorii este esențială pentru vederea computerizată . Datorită acestei necesități, mulți algoritmi sunt în curs de dezvoltare, inclusiv unii algoritmi retinex [4] . Acești algoritmi iau ca intrare valorile roșu/verde/albastru ale fiecărui pixel din imagine și încearcă să evalueze reflexia în fiecare punct.
Unul dintre acești algoritmi funcționează după cum urmează: valorile maxime sunt calculate pentru toți pixelii roșu r max , verde g max albastru b max culori. Presupunând că scena conține obiecte care reflectă toată lumina roșie și, eventual, alte obiecte care reflectă toată lumina verde și cele care reflectă toată lumina albastră, putem concluziona că sursa de lumină este descrisă prin formula ( r max , g max , b max ). ). Prin urmare, pentru fiecare pixel cu valoare ( r , g , b ), reflexia lui este estimată ca ( r / r max , g / g max , b / b max ).
Deși modelele retinex continuă să fie utilizate pe scară largă în viziunea computerizată , nu s-a demonstrat că modelează cu acuratețe percepția umană a culorilor. [5]
Algoritmul Retinex este brevetat (brevet deținut de NASA) și este disponibil sub marca PhotoFlair ca program independent și ca filtre pentru Adobe Photoshop și Adobe Premiere pe site-ul deținătorului drepturilor de autor, TruView.
În camerele digitale și editorii grafici, există o funcție de corectare a balansului de alb , care imită parțial posibilitățile de percepție subiectivă, permițându-vă să apropiați fotografiile realizate în diferite condiții de iluminare de aspectul care ar fi fost obținut la iluminare neutră.