颜色理论——人如何识别颜色?
- ️为什么要学习颜色理论?
1.传统的ISP算法都是围绕着人类视觉进行调优,只有对人类视觉有一定了解,才能理解传统ISP图像处理中各个算法的意义,以及如何进行参数调优。
2. 为什么sensor的颜色滤镜CFA是G分量占比多?(见文中解答)
- ️什么是颜色?
光的颜色:牛顿使用三棱镜的将白色阳光分解,揭示了白色阳光可分解为为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等光谱色组成的可见光谱带。
物体的颜色:物体的颜色取决于它对光的吸收、反射和透射特性。光照射到物体时,部分被吸收,部分被反射或透射,最终进入人眼的光决定了我们看到的颜色。不同物体对光的吸收和反射方式不同,因此呈现不同颜色。
可以通过一个简单的例子来描述,我们都知道香蕉是黄色的,但是当我们在绿色的灯光下看香蕉时,会觉得它是绿色的;蓝色的灯光下看香蕉时会觉得它是黑色;红色的灯光下看香蕉时,会觉得它是红色。
- ️人如何识别颜色?
人眼视网膜上存在两种感光细胞:视锥细胞 (Cone)和视杆细胞(Rod)。其中视杆细胞约占视网膜感光细胞的 95%,视锥细胞仅占 5%。
视杆细胞:对光的强弱敏感,负责暗视觉和运动感知,但不能分辨颜色。
视锥细胞:细节分辨能力高,负责感知颜色,但感光灵敏度低。
其中视锥细胞有三种,分别对红(L)、绿(M)、蓝(S)光敏感,其中亲蓝细胞(S型)占️2–4%,亲绿视锥细胞(M型)约占视锥细胞总数的30–40%,亲红细胞(L型)占60–70%。
从图中可以看出,M型亲绿锥体和L型亲红锥细胞在绿色波段敏感度重叠,同时杆体细胞对绿色波段的敏感程度较高。这些因素都让人眼对绿色更为敏感,这也就是为什么颜色滤镜CFA中G分量占比较大的原因。
此外人对颜色的感觉不仅仅由光的物理性质决定,还包含心理等许多因素。人是通过肉眼、大脑以及生活经验产生的对光的视觉效应来识别颜色的。例如下面这两张图人眼看到的效果明显左边圆环颜色会更加深,但实际上他们的颜色值是一样的,这就是视觉效果造成的视差,这也说明人眼观察颜色并不是线性的。