قانون معامل فون كريس – Von Kries coefficient law
يصف قانون معامل فون كريس في تكييف الألوان العلاقة بين حساسية الإضاءة ونظام الرؤية البشري . يفسر القانون ثبات اللون التقريبي في النظام البصري البشري. إنه القانون الأقدم والأكثر استخدامًا لقياس التكيف اللوني ، ويستخدم على نطاق واسع في مجال الرؤية والتكيف اللوني.
يعوض قانون معامل فون كريس عن تغير الإضاءة باستخدام مقياس قطري بحت لامتصاص المخروط. في حين أن القانون لا يوفر إشارة دقيقة للتصحيح ، فإنه يوفر عادة تقريبًا معقولًا.
التاريخ:
هيلمهولتز ونظرية يونج هيلمهولتز
قانون معامل فون كريس مبني على النظريات و البحث الذي قام به هيرمان فون هيلمهولتز . أكد عالم الفيزياء والطبيب الألماني هيلمهولتز أن “المادة العصبية المعنية أقل حساسية لتفاعل الضوء الساقط عليها من بقية الشبكية التي لم يتم تحفيزها من قبل”. اقترح هيلمهولتز مع توماس يونغ نظرية ثلاثية الألوان ، أو نظرية يونغ هيلمهولتز ، التي تنص على أن شبكية العين تحتوي على ثلاثة أنواع من المخاريط ، والتي تستجيب لثلاثة أطوال موجية مختلفة ، تتوافق مع الأحمر أو الأخضر أو الأزرق. يؤدي تنشيط هذه الأقماع في مجموعات مختلفة وبدرجات مختلفة إلى إدراك الألوان الأخرى.
التجارب
بينما لم يكن لدى فون كريس والباحثون الآخرون الوسائل لاختبار نتائج قانونه المنصوص عليه ، اختبر آخرون قانون معامله من خلال تقدير المتجهات الذاتية من التحولات الخطية المقاسة. العديد من الباحثين ، بما في ذلك إيلين واسوف (1959) ، بورنهام وآخرون. (1957) ، ورفض مكادم [12] قانونه باعتباره غير دقيق بما فيه الكفاية. تم الإبلاغ عن تناقضات منهجية بشكل متكرر بين التنبؤ والتجربة.
التكيف اللوني
يفترض القانون أنه على الرغم من أن استجابات الأنواع المخروطية الثلاثة (R و G و B) تتأثر بشكل مختلف عن طريق اللوني. في التكيف ، تظل الحساسيات الطيفية لكل من آليات المخروط الثلاثة دون تغيير. لذلك ، إذا كان أحد الأقماع الثلاثة أقل تحفيزًا من المخاريط الأخرى ، تنخفض الحساسية بشكل متناسب. الكمية المحددة التي يتم تقليل هذا الرقم من خلالها ترتبط عكسيًا بالقوى النسبية للتنشيط من خلال توزيع الطاقة للضوء المعين المعني.
المعادلات
يمكن التعبير عن قانون معامل فون كريس بالمعادلات التالية:
R c = R {\ displaystyle R_ {c} = R} α
G c = G {displaystyle G_ {c} = G} β
B c = B {\ displaystyle B_ {c} = B} γ
، حيث R c و G c و {\ displaystyle R_ {c} و G_ {c} و و B c {\ displaystyle B_ {c}} هي استجابات المخروط لنفس المراقب ، و R ، G ، {\ displaystyle R ، G ،} و B {\ displaystyle B } كلها استجابات مخروطية لنفس المراقب ؛ الاختلاف الوحيد هو أن R c و G c و {\ displaystyle R_ {c} و G_ {c} و و B c {\ displaystyle B_ {c}} <73 يتم عرض>تحت إضاءة مرجعية بينما تكون مجموعة القيم الأخرى تجريبية. α و β و هي معاملات فون كريس المقابلة لانخفاض حساسية آليات المخروط الثلاثة بسبب التكيف اللوني.
إذا كان R wr ، G wr ، {\ displaystyle R_ {wr} ، G_ {wr}،} و B wr {\ displaystyle B_ {wr}} تُعرَّف على أنها استجابات مخروطية للمرجع الأبيض تحت الإشارة المرجعية واختبار الإضاءة ، و R w ، G w ، {\ displaystyle R_ {w} ، G_ {w} ،} و B w {\ displaystyle B_ {w}} هي استجابات مخروطية لإضاءة الاختبار ، ثم
RR w = R c R wr {\ displaystyle {\ frac {R} {R_ {w}}} = {\ frac {R_ {c}} {R_ {wr} }}
GG w = G c G wr {\ displaystyle {\ frac {G} {G_ {w}}} = {\ frac {G_ {c}} {G_ {wr}}}}
BB w = B c B wr {\ displaystyle {\ frac {B} {B_ {w}}} = {\ frac {B_ {c}} {B_ {wr}}}}
استخدامهما لحل المشكلة المعاملات ، نحصل على:
α= R wr R w {\ displaystyle = {\ frac {R_ {wr}} {R_ {w}}}}
β= G wr G w {\ displaystyle = {\ frac { G_ {wr}} {G_ {w}}}}
γ= B wr B w {\ displaystyle = {\ frac {B_ {wr}} {B_ {w}}}}
هذا لا ينطبق w على الفضاء اللوني للمخاريط ، على الرغم من أنه ثبت أنه ينطبق على فراغات اللون الأخرى
:
تقييم / فعالية القانون
تم إجراء العديد من الدراسات لدراسة الدقة وقابلية التطبيق من القانون. استنتجت معظم الدراسات أن القانون عبارة عن تقريب عام لا يمكن أن يأخذ في الاعتبار كل الخصوصية اللازمة للحصول على إجابة دقيقة ؛ دراسات مختلفة وسيتم تلخيص نتائجها أدناه. أظهر ويرث ، في بحث تم إجراؤه من عام 1900 إلى عام 1903 ، من خلال دراساته أنه يمكن اعتبار القانون “صالحًا تقريبًا لتفاعل الأضواء غير الضعيفة جدًا”. تم تقييم نظرية الحساسية والضوء المتفاعل أيضًا والتأكيد عليها من قبل رايت في دراسات عام 1934 ، حيث ذكر ، “افترض الآن أن R ‘و G’ و B ‘هي منبهات افتراضية تنتج استجابات على طول A و B و C … ثلاثة مجموعة مستقلة من الألياف إلى الدماغ. عندئذٍ يؤدي انخفاض الحساسية الناتج عن التكيف مع الضوء ، بالنسبة للون الاختبار الذي يحفز A وحده ، إلى انخفاض شدة R ‘ولكن دون تغيير اللون ؛ بالمثل إذا تم تحفيز B أو C بمفردهما “.
من المعروف أيضًا أن قانون معامل فون كريس هو مؤشر غير دقيق لتجارب المطابقة غير المتماثلة. ومع ذلك ، قد يُنظر إلى هذا على أنه طريقة لتعديل ثبات اللون – تعرض النماذج ثبات اللون فقط بقدر ما يعرض قانون معامل فون كريس ثبات اللون. لذلك ، فإن أي اختلافات في الحسابات ترجع إلى أن النظام المرئي يتصرف وفقًا للنماذج الأحدث
كشفت الأبحاث الإضافية التي أجراها بريان واندل حول نتائج واسوف أنه عندما تكون الكائنات التي تم تحليلها بواسطة قانون المعامل في نفس السياق ، فإن معدلات يتطابق امتصاص المخروط كما يتحقق بموجب القانون مع القيم التجريبية. ومع ذلك ، عندما يُرى الجسمان تحت إضاءة مختلفة ، فإن امتصاص المخروط لا يرتبط بالقيم الحقيقية. في كل سياق ، يستخدم المراقب نمط امتصاص المخروط لاستنتاج مظهر اللون ، ربما بمقارنة معدلات امتصاص المخروط النسبية. مظهر اللون هو تفسير للخصائص الفيزيائية للأشياء في الصورة.
الانتشار
التطبيقات
على الرغم من التناقضات المختلفة التي لوحظت في قانون معامل فون كريس ، فإن القانون يستخدم على نطاق واسع في العديد من تطبيقات وأوراق الألوان والرؤية. على سبيل المثال ، تعتمد العديد من منصات التكيف اللوني (CATs) على قانون معامل فون كريس. تم استخدامه في العديد من التطبيقات ، وخاصة في العديد من البحوث النفسية والفيزيائية. وقد تم استخدامه في تطبيقات تتراوح من العمل النفسي الفيزيائي من قبل الباحثين مثل تاكاساري ، جود ، وبيرسون. كما تم استخدامه في التجارب الكهربية.
بدائل قانون معامل فون كريس ، بينما تم تربيتها ودراستها (على سبيل المثال ، نظرية التكيف اللوني لجيمسون وهورفيتش) ، لم تصل أبدًا إلى مستوى الانتشار الذي وجدته بساطة قانون معامل فون كريس.
تستخدم جميع الكاميرات الرقمية التجارية تقريبًا قانون معامل فون كريس لنمذجة التباين والتكيف اللوني.Wikipedia site:ar.kcugenii.com
تحويل von Kries
أحد اشتقاقات قانون معامل von Kries هو تحويل von Kries ، وهي طريقة تكيف لونية تُستخدم أحيانًا في معالجة صور الكاميرا. باستخدام قانون المعامل ، يمكن مطابقة استجابات المخروط ج ′ {\ displaystyle c ‘} من طيفين مشعّين من خلال الاختيار المناسب لمصفوفات التكيف القطري D 1 و D 2:
c ′ = D 1 ST f 1 = D 2 ST f 2 {\ displaystyle c ‘= D_ {1} \، S ^ {T} \، f_ {1} = D_ {2} \، S ^ {T} \، f_ {2}}
حيث S {\ displaystyle S} هي مصفوفة الحساسية المخروطية و f {\ displaystyle f} هي الطيف من حافز التكييف. يؤدي هذا إلى تحويل فون كريس للتكيف اللوني في مساحة لون LMS (استجابات مساحة استجابة مخروط طويلة ومتوسطة وقصيرة الموجة):
D = D 1 – 1 D 2 = [L 2 / L 1 0 0 0 M 2 / M 1 0 0 0 S 2 / S 1] {\ displaystyle D = D_ {1} ^ {- 1} D_ {2} = {start {bmatrix} L_ { 2} / L_ {1} & 0 & 0 \ 0 & M_ {2} / M_ {1} & 0 \ 0 & 0 & S_ {2} / S_ {1} \ end {bmatrix}}}