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 questi
due colori vengono viste, per i motivi descritti, come se fossero
collocate 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 può
facilmente verificare da questo secondo esempio, che non
dovrebbe 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 133
G 133
B 133
R 133
G 133
B 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
PROPORZIONALE AL LOGARITMO DELLO STIMOLO
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Brillanza in funzione della Luminanza
• Brillanza di Stevens
brillanza Fechner
B=kLn
brillanza Stevens n=0,23
con 0,23 < n < 0,31
brillanza Stevens n=0,27
brillanza Stevens n=0,31
900
800
700
Brillanza
600
500
400
300
200
100
0
0
5000
10000
15000
20000
25000
Luminanza fotopica
30000
35000
40000
45000 19
50000
Chiarezza superfici in funzione della Luminanza
• Fattore di riflessione spettrale R()
• Definizione di fattore di luminanza CIE Y
Y K
K
780
380
S e ( ) R( ) y ( )d
• Indice di chiarezza CIE UCS 1964
100
780
380S e ( ) y ( )d
W *  25  3 Y  17

116  3 Y Yn  16
• Chiarezza relativa CIE 1976 L  

 903,3  Y Yn 
dove Y è il fattore di
*
n
se Y Yn   0,008856
se Y Yn   0,008856
luminanza 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
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Visione attiva
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La percezione dei volti
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La costanza cromatica
Cx() = E()Rx()
Cx() distribuzione spettrale prodotta dal punto x
E() Luce che illumina il punto x
Rx() Riflettività superficiale nel punto x
SxR,G,B stimolo ai sensori retinici allo stimolo prodotto
dal punto x
R,G,B() risposta spettrale dei coni della retina
SR,x G, B 
x
C
 ( )  R, G, B( )d
o equivalente:

SR,x G, B 
x
E(

)
R
( )  R, G, B ( )d

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Luce a incandescenza
Luce “solare”
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Macbeth color chart fotografato con diversi illuminanti
neon
Tungsteno
Rivestita rosso
Tungsteno anti
insetti
Diurna
(nuvole)
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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
VERDE
sensoriali.
?
29
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?
MARRON
E
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Adattamenti nel SVU
• Ciò che l’uomo “vede” è molto diverso
dalla realtà fisica (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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Riflette luce
bianca+rosa
Riflette solo luce
bianca
Sorgente
bianca
Sorgente
rosa
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