автореферат и диссертация по психологии 19.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Перцептивное пространство пигментных цветов

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата психологических наук, Кампа Гальярдо, Деметрио, 1983 год

ВИДЕНИЕ ;.>#5#

ШВА I. ©1ЕИ0101ИЧЕСКИЕ И ПСИХОФИЗИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЦВЕТОВОГО ВОСПРИЯТИЯ . п

1. Физиологический аспект изучения цветовосприятия < # ^ Г.Т. Фоторецепторы . ^

1.2. Синяя колбочковая система. ХЗ

1.3. Средне-спектральная система сетчатки.

1.4. Нейроны латерального коленчатого тела

1.5. Зрительная кора

1.6. Нейронные механизмы восприятия ахроматических компонент цветового сигнала: кодирование яркости цвета в системе "В"- и "Д"-нейронов.

1.7. Нейрофизиологические модели цветового зрения ^л-а

2. Психофизический аспект изучения цветового. зрения. Проблема размерности цветового перцептивного пространства.

2.1. Хроматическое перцептивное пространство.

2.2. Психофизические исследования природы ахроматического зрения.

Введение диссертации по психологии, на тему "Перцептивное пространство пигментных цветов"

Все множество равноярких цветов можно представить точками на сфере конечного радиуса в трехмерном пространстве с ортогональной системой координат (Соколов и др., 1975; Измайлов и Соколов, 1978; Измайлов, 1980).

Каждый цвет постоянной яркости определяется трехкомпонен-тным вектором, компоненты которого образованы вкладами возбуждений трех типов шпонентных систем: красно-зеленой, сине-желтой и белой. При этом белый цвет расположен на полюсе, а линия монохроматических цветов лежит на сфере, приближаясь к плоскости экватора. Цветовой тон в сферической модели определяется горизонтальным, а насыщзнность - вертикальным углом.

Субъективные различия меяду цветами равны евклидовым. расстояниям между точками, представляющими цвета на сфере (Измайлов, 1980).

Актуальность проблемы. Исследование цветового зрения методом смешения цветов привело к созданию колориметрии, но вместе с тем столкнулось с трудностями при измерении субъективных цветовых различий.

Задача построения равноконтрастного (изотропного) цветового пространства решалась путем преобразования цветовых координат, полученных методом смешения. Однако, на этом пути достичь приемлемого решения не удалось. Не удалось решить эту проблему и путем расширения размерности цветового пространства.

В последние годы интенсивно развивается описание структуры перцептивного цветового пространства на основе суждений о больших (надпороговых) цветовых различиях. Этот подход стал возможным благодаря бурному развитию новых методов математического анализа - методов многомерного шкалирования (Торгерсон, 1958; 1972; Шепард, 1962; Терехина, 1977, 1982, 1983). Именно применение этого метода позволило получить перцептивное цветовое пространство на новой основе, на основе субъективных различий между цветами.

Изучение восприятия множества равноярких цветов методом многомерного шкалирования (Соколов и др., 1975; Измайлов, 1978, 1980) привело к построению равноконтрастного цветового пространства. Оказалось, что все множество равнояршх самосветящихся цветов размещается на поверхности сферы в трехмерном пространстве.

Доказательством адекватности сферической модели для равно-ярких цветов служит высокий коэффициент корреляции между исходными субъективными цветовыми различиями и рассчитанными в соответствии с моделью евклидовыми расстояниями между точками, представляющими цвета на сфере.

Известно, что основное отличие пигментных цветов от алер-турных заключается в наличии у пигментных цветов фона, который оказывает существенное влияние на различение цветов. Это условие порождает специфику восприятия пигментных цветов, которая заключается в наличии дополнительного перцептивного фактора "черноты-светлоты" (Соколов и Криулина, 1979). Таким образом, в дополнение к таким характеристикам, как цветовой тон и насыщенность, пигментные цвета характеризуются светлотой. Кроме того, патентные цвета, по технологии их получения, характеризуются зависимостью светлоты от насыщенности. Практически невозможно получить выкраски сильно насыщенных цветов более светлые, чем выкраски беловатых малонасыщенных цветов.

Проблема. Возникает вопрос о том, каково перцептивное пространство пигментных цветов разной светлоты. Ответ на этот вопрос связан с проблемой кодирования яркости. Данные о кодировании, интенсивности в нервной системе животных и человека показывают, что кодовым обозначением интенсивности служат детекторы интенсивности - нейроны, селективно настроенные на разные значения интенсивности. Детекторы интенсивности в зрительной системе образованы вкладами двух типов градуальных нейронов, один из которых возбуждается при действии света (В-неироны), а другие активируются при действии темноты (Д-нейроны). Градуальные нейроны, воспринимающие разные уровни освещения и затемнения, образуют ортогональную систему координат пространства восприятия интенсивности (Фомин и др., 1979).

С этой точки зрения,разные уровни освещения кодируются вектором возбуждения, компонентами которого являются возбуждения Б- и Д-нейронов.

Гипотеза. Объединяя данные о кодировании раьноярких цветов и интенсивности в едином анализаторе цветов разной интенсивности, можно высказать гипотезу о том, что все множество цветов разной яркости представлено на поверхности сферы конечного радиуса, расположенной в четырехмерном ортогональном евклидовом пространстве. Каждый цвет фиксированной интенсивности определяется четырехмерным вектором, компонентами которого являются возбуждения красно-зеленой, сине-желтой, белой и черной систем. Это означает, что для описания структуры различий между пигментными цветами разной светлоты необходимо пространство большей размерности, чем пространство различения равноярких апертурных цветов.

В этой связи возникает проблема об отношении между ахроматическими и хроматическими цветами. Большинство исследований было направлено на изучение восприятия либо одного, либо другого множества цветов, и лишь все многообразие психофизических моделей учитывает восприятие этих цветов. Обобщенного представления об отношении между ними на перцептивном уровне до сих пор не существует.

Возникает вопрос о том, какое это отношение. В хроматическом канале зрительной системы известны оппонентные клетки, по разному отвечающие на разные длины волн. В сочетании с данными о черно-белых нейронах ахроматической системы они образуют нейрофизиологический фундамент интеграции цвета и интенсивности.

Обобщая результаты наблюдений, накопленные в течение многих лет в нейрофизиологии и психофизике, можно выдвинуть гипотезу о том, что интеграция восприятия цвета и интенсивности достигается в рамках четырехмерного перцептивного пространства.

Восприятие цвета тесно связано с восприятием пространства.

Возникает вопрос о том, как восприятие пространства влияет на восприятие цвета. Есть ли различия в цветовом пространстве при бинокулярном и монокулярном условиях наблюдения или размерность цветового цространства остается постоянной.

Задачи исследования. В работе были поставлены следующие задачи:

I. Построение с помощью методов многомерного шкалирования перцептивного цространства цветоразличения пигментных цветов разной светлоты в условиях монокулярного и бинокулярного наблюдения. Здесь производилось: а) определение базисной размерности пигментных цветов; б) исследование четырехмерного пространства пигментных цветов разной светлоты в условиях бинокулярного и монокулярного наблюдения.

2. Проверка адекватности сферической модели цветоразличе-ния в качестве равноконтрастного пространства множества пигментных цветов разной светлоты.

Предмет исследования. Целью данной работы была проверка гипотезы о четырехмерном пространстве восприятия цветов разной интенсивности на примере восприятия пигментных цветов разного цветового тона и светлоты, представленных ахроматическими и хроматическими цветами. Четырехмерное цветовое пространство включает в себя в качестве частного случая трехмерную сферическую модель для равноярких цветов.

Для того, чтобы определить, существует ли зависимость перцептивного пространства цветоразличения от условий пространственного восприятия, было изучено восприятие цвета в условиях как бинокулярного, так и монокулярного наблюдения.

Расчет координат стимулов по матрице субъективных различий между цветами методом многомерного шкалирования показал, что разные по светлоте пигментные цвета могут быть представлены на поверхности сферы в четырехмерном евклидовом пространстве. При этом рассчитанные из модели евклидовы расстояния между точками, представляющие цвета, в высокой степени коррелируют с субъективными различиями между цветами.

Полярные координаты цветов на четырехмерной сфере характеризуют цветовой тон, насыщенность и светлоту. При этом одна полярная координата четырехмерной сферы в высокой степени коррелирует с цветовым тоном, а другая - со светлотой по Манселлу.

Научная новизна работы заключается в построении равнокон-трастного цветового цространства пигментных цветов. Все множество пигментных цветов разной светлоты можно представить точками на сфере в четырехмерном пространстве так, что евклидовы расстояния между точками, представляющими цвета, в высокой степени коррелируют с субъективными различиям между цветами. Показано, что полученные результаты справедливы для условий бинокулярного и монокулярного наблюдения: в условиях бинокулярного и монокулярного наблюдения было получено четырехмерное цветовое пространство.

Практическое применение. В исследовании разработана методика построения цветового пространства по данным ранжирования различий между пигментными цветами и дан ответ на вопрос о структуре равноконтрастного цространства пигментных цветов. Установлена связь полярных координат с цветовым тонем и светлотой по Манселлу.

Полученные данные позволяют рассчитывать индивидуальные субъективные различия при восприятии цветовых сигналов.

ШВА I. ШЗИОЛОШЧШШЕ К аОЖОШ^ЗИЧШШЁ АСПЕКТЫ ЦВЕТОВОГО ВООДРЖГШ

Цветовое восприятие - это одно из тех природных явлений, которые приковывают внимание как философов, так и естествоиспытателей.

Если сначала изучением цветов занималась философия, то в последнее время этой проблеме стало уделяться большее внимание в рамках развития естественных наук и техники.

Успехи в области применения цветов были достигнуты уже в эпоху античности и средневековья. Однако о природе цветов в то время было весьма смутное представление. Работы И.Ньютона положили начало периоду научного исследования цветов, основанного на естественных законах природы.

Следующий этап в изучении восприятия цветовой гаммы составили работы Оствальда ( 1931 ). Этот период характеризуется возникновением общей теории цветов, появлением колориметрии (измерения цветов), систематизации цветов, а также проведением экспериментальных работ, направленных на построение цветового пространства, что дало возможность разработать научную теорию использования цветов в различных областях их практического применения.

Развитие знаний о природе цветового восприятия проходило по двум основным направлениям. Первое направление было связано с успехами физиологии, особенно физиологии сенсорных систем. Второе направление было представлено психофизи^кой, создавшей большую часть моделей восприятия цвета.

Хж Физиологический аспект изучения цветовосприятия: принципы нейронного кодирования цветовой и ахроматической компонент цветового сигнала на разных уровнях зрительной системы

Бурное развитие оптики и электроники позволило исследовать кодирование сенсорной информации на уровне отдельных клеток. Новый статус теории цвета придало открытие пигментов колбочек сетчатки ( Harks W., Dobelle И., MacNichol Е., 1964; Wald G., 1964), которые показали, что три типа колбочек сетчатки приматов содержат три различных фотопигмента, избирательно поглощающих световую энергию в синей (475 нм), зеленой (535 нм) и оранжево-красной (570 нм) областях видимого участка спектра. Это со всей очевидностью подтвердило трехкомпонентную теорию Ломонос ова-Юнга-Гел ьмгольца.

I.I. Фоторецепторы

Почти все исследования относительно механизмов, связанных с детектированием световой Энергии, сходятся на факте существования трех типов рецепторных клеток, трех типов колбочек, которые избирательно реагируют на излучения видимой части спектра.

Шли предприняты попытки измерить вклад трех типов колбочек в работу механизмов цветового зрения человека. При этом подтвердилась гипотеза о том, что в процессе цветового зрения участие принимают только три переменные ( Maxwell j., 1868; Heimhoitz н., 1924). В этих исследованиях использовался анализ генетических нарушений цветового зрения, что было особенно эффективно в комбинации с измерением чувствительности к стимулам видимой части спектра.

Одно из наиболее полных измерений спектральных характеристик трех типов колбочек у человека было проведено Смитом и Покорным ( Smith V. and Pokorny J., 1975), ИСПОЛЬЗОВаВШИХ ВЫШв-описанный метод. Наиболее существенным результатом этих работ явилось заключение о том, что у человека имеется три колбочко-вых механизма. Два из них являются средне-спектральными колб очковыми механизмами с максимальной чувствительностью около 570 нм и около 540 нм, соответственно. Первый часто называют красным механизмом, а второй - зеленым механизмом. Третий колбочко-вый механизм, имеющий высокую чувствительность в коротковолновой части спектра (около 440 нм), является синим механизмом. Несмотря на избирательную чувствительность,, почти все монохроматические излучения стимулируют все три типа колбочковых механизмов, что объясняется относительно широкой полосой поглощения света молекулами этих фотопигментов. В сетчатке приматов число каждого из этих типов колбочковых механизмов не одинаково. Сетчатка глаза приматов содержит около 6-7 миллионов красных ( я) И зеленых ( G ) колбочек ( Gouras P. and Zrenner Е., 1981) и, возможно, меньше'одного миллиона синих колбочек (в ) ( Marc'r. and Sperling н., 1977). Последнее подтверждается'болеё низким вкладом СИНИХ колбочек В электроретинограмму (ЭРГ) ( Gouras Р., 1970; Van Horren P. and Padmos P., 1973).

Все фоторецепторы, однако, обладают общей характеристикой реакций на свет: они деполяризованы в темноте и гиперполяризуются при действии света ( Toñita т., 1965).

Заключение диссертации научная статья по теме "Психофизиология"

Заключение

На основе нейрофизиологических исследований, сделанных на клеточном уровне, можно предположить существование трех этапов обработки цвета в зрительной системе. Первый из них -реализуется фоторецепторами, Второй реализуется оппонентными нейронами и третий уровень - детекторами цвета (Соколов E.H., 1982). Хроматическая и ахроматическая составляющие цветового сигнала выделяются из общего сигнала о цвете на пострецептор-ных уровнях с использованием разных нейронных систем (каналов "яркости" и цвета).

Формирование нейрональных систем обработки "яркости" (системы" "В"- и "Д"-нейронов) и цвета начинается на уровне оппо-нентных нейронов и завершается на уровне детекторов.

Наиболее распространенные к настоящему времени психологические (Оствальд, Манеелл, Харвич-Джемсон) и нейрофизиологические (Де Валуа) модели цветового зрения не учитывают всего многообразия данных о механизмах цветокодирования. Так, трехмерные цветовые тела Оствальда и Манселла не учитывают сложной природы ахроматического зрения. Современные данные о свойствах восприятия ахроматических оттенков указывают на то, что общее цветовое перцептивное пространство, учитывающее все основные качества цветового стимула, имеет размерность, большую трех. Нейронная модель цветового зрения, предложенная Де Валуа, не имеет метрики, связывающей данные нейрофизиологии с психофизикой. Таким образом, ни одна из этих моделей цветовосприя-тия не в состоянии дать целостную картину деятельности анализатора цвета. В этой ситуации рассматриваемая в работе сферическая модель цветового зрения, которая учитывает основные принципы цветокодирования, является попыткой разработки единого представления данных нейрофизиологии и психофизики восприятия алертурных и пигментных цветовых и ахроматических световых сигналов разной цветности, насыщенности, белизны и яркости.

Суммируя результаты исследовании цветового восприятия в нейрофизиологическом аспекте, можно сказать, что подмножество ахроматических цветов в одномерном пространстве представить невозможно. Психофизические исследования природы ахроматических цветов также приводят к заключению, что подмножество ахроматических цветов образует двумерное пространство (Геринг, Баллах, Иване, Гегелунд). Вместе с тем множество равноярких цветов представлено точками на поверхности сферы в трехмерном пространстве (Измайлов Ч.А., 1980).

Рассмотрение нейрофизиологического и психофизических аспектов цветового зрения позволяет сформулировать гипотезу о том, что цветовое пространство является четырехмерным пространством. в котором все множество цветов разной светлоты лежит на поверхности сферы.

ГЛАВА П

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ МЕТОДА МНОГОМЕРНОГО ШКАЛИРОВАНИЯ I

I. Общее понятие о многомерном шкалировании

В нашей работе для построения перцептивного пространства пигментных цветов мы использовали метод многомерного шкалирования. В применении к изучению восприятия этот метод начал использоваться не так давно и является для психологов, работающих в этой области психологии, достаточно новым. По этой причине в данной главе мы подробнее остановимся на методологии многомерного шкалирования и некоторых данных по его использованию в психологии цветовосприятия.

Суть метода многомерного шкалирования состоит в том, что для множества стимулов, варьирующих по многим неизвестным параметрам, определяется: а) минимальная размерность пространства, в котором можно разместить данное множество стимулов, и б) проекции стимулов на оси координат пространства соответствующей размерности.

В многомерном шкалировании одномерное пространство было заменено многомерным. Вместо рассмотрения стимулов посредством репрезентации точек в одномерном пространстве, стимулы представляются в пространстве большей размерности. Вместо одного числа для репрезентации сигнала как точки на прямой, для определения каждого из стимулов в многомерном шкалировании употребляется набор чисел, которые, являясь линейно независимыми, представляют сигнал как точку в данном многомерном пространстве. Каждое число, представляющее сигнал, совпадает с проекцией точки на одну из осей этого пространства.

Сложные свойства стимулов, воспринимаемых человеком, представляются посредством введения понятия субъективного или психологического пространства. Размерность субъективного пространства совпадает с неизвестной размерностью воспринимаемых свойств стимула. Отдельные стимулы представляются точками в субъективном пространстве.

Постулируется, что расстояние между любыми двумя точками, представляющими сигналы в субъективном пространстве, зависит от степени сходства, существующего между представляемыми ими сигналами. Если два стимула одинаковы, то расстояние между представляющими их точками равно нулю. Чем меньше степень сходства стимулов, тем больше расстояние между соответствующими точками в субъективном пространстве. В частном случае восприятия сенсорных сигналов субъективное пространство принято называть перцептивным.

Многомерное шкалирование состоит из двух главных частей:

1. Теории многомерного пространства, устанавливающей связь размерности пространства и проекций точек на координатных осях с расстояниями между точками.

2. Теории, связывающей расстояния между точками с относительным сходством между стимулами.

Первая часть многомерного шкалирования может быть описана в терминах геометрической модели, определяющей формальные характеристики постулатов психологического пространства (Тор-герсон Н., 1962). Вторая часть может рассматриваться как' распространение одномерной шкалы расстояний в психологическом континууме различий или континууме сходств между сигналами на случай большого числа независимых писал.

Многомерное шкалирование было развито в последнее время в применении к изучению субъективного восприятия, например, для изучения слухового восприятия болгарских согласных (Тере-хина А.Ю., 1983).

Применение многомерного шкалирования открыло новые перспективы в изз^чении восприятия.

Для анализа геометрических моделей в многомерном шкалировании очень важным является понятие метрики. Метрика - это шкала, которая определяет для каждой пары точек X и У число именуемое расстоянием. Расстояние подчиняется следующим аксиомам: а) полаштелш>сти:^(:)(,^ = 0, если X = У и если X ^ У

Расстояние между двумя идентичными точками равно нулю, а расстояние между двумя разными точками - всегда положительная величина. б) симметричности:

Расстояние не зависит от порядка сравнения точек. в) неравенства треугольника: ¿Сх, (£(%,

Суммарное различие между любыми двумя парами из трех данных точек не меньше, чем различие между элементами оставшейся пары точек.

Одно из самых универсальных действительных пространств -это пространство Минковского, которое позволяет определить расстояние как . где Х/л, > ХуЛх" координаты точек, представляющих стимулы;

-1. /Г1 - индекс стимула;

- индекс координаты. Когда Р - 2, то имеет место евклидово пространство. Когда Р= I, то имеет место другой частный случай метрики, называемый метрикой "городских блоков".

Рассмотрим евклидово пространство как наиболее распространенное и имеющее простые математические свойства. В евклидовом пространстве расстояние определяется по следующей формуле:

- индекс стимула

- индекс координаты. Расстояние между двумя любыми точками в евклидовом пространстве равно корню квадратному из суммы квадратов разностей проекций точек на ортогональные оси пространства.

В евклидовом пространстве расстояние между двумя точками является инвариантом при ортогональном переносе и ортогональном вращении осей этого пространства.

Эттнив ( А^пеауе ) постулировал следующее отношение между расстояниями и проекциями:

Мял, -ау/г/ 1,2,./^

В этом случае метрики "городских блоков" расстояние между двумя любыми точками равно сумме абсолютных разностей их проекций на оси пространства. В этой пространственной модели расстояние не инвариантно относительно вращения осей, требуя единой фиксированной координатной системы. и,

Размерность пространства1^проекции на оси евклидового пространства определяются на основе расстояния между точками всех пар стимулов.

Общее число всех возможных расстояний между /у\ точками вычисляется по формуле:

Вопрос заключается в том, можно ли представить эти расстояния между точками в реальном евклидовом пространстве. Если это возможно, то возникает следующая задача: определение минимальной размерности пространства и проекций точек на оси пространства.

Для того, чтобы решить эту проблему, необходимо использовать теоремы Юнга и Хаусхольдера (1938).

Пусть , (¿¿К и - симметричные расстояния между тремя точками а, , 4 и к , где (¿¿А/ , и является симметричной (Л? - 1)х(/?? - ). Ее элементами являются:

Ь/к = 4" (<&4+с&к -<1%) (Iк = векторов, выходящих из точки уС к точкам $ и к . Это следует из закона косинуса, где для любых трех точек Тогда можно определить матрицу . Матрица

Элемент можно интерпретировать как скалярное произведение

Это скалярное произведение векторов, выходящих из точки л, к точкам ^ и к . Любую из /у\ точек можно рассмотреть как точку. Таким образом, существует /У} возможных матриц . Каждую такую матрицу можно интерпретировать как матрицу скалярных произведений векторов от начала координат к точке .

По теоремам Юнга и Хаусхольдера, для любой матрицы справедливы следующие положения: а) Если матрица положительно полуопределена, то расстояние между стимулами можно рассматривать как расстояние между точками в реальном евклидовом пространстве. б) Ранг любой положительной полуопределенной матрицы является равным размерности совокупности точек. в) Любая положительная полуоцределенная матрица может быть преобразована для того, чтобы получить матрицу Д , где Если ранг матрицы ^ равен /г , где Уг.4 тогда матрица А есть прямоугольная матрица (^п-^ХЛ- , элементы которой есть проекции точек на /Ь ортогональные оси с началом в Л- -той точке ¿Ъ -мерного евклидова пространства.

С помощью этих теорем проблему определения минимальной размерности пространства и проекций стимулов можно решить задавая конкретное расстояние между точками этого пространства.

Первая теорема дает критерии для решения проблемы, если совокупность стимулов может быть представлена посредством реального евклидового пространства.

Вторая теорема дает критерии для определения минимальной размерности пространства.

Третья теорема дает метод нахождения проекций (шкальных оценок) при произвольном выборе осей пространства.

При введении перцептивного пространства расстояния в нем зависят от психологического сходства пар стимулов. Психологическое расстояние есть количественная мера степени сходства между двумя стимулами.

Суждения испытуемых о сходстве между стимулами могут быть использованы в качестве полезного инструмента для изучения восприятия. Суждения о сходстве стимулов можно получить прямо, спрашивая испытуемого, какие из двух пар объектов более сходны или давая инструкцию испытуемому оценивать в баллах различие между предъявляемыми стимулами в соответствии с воспринимаемым различием.

2. Современные представления о методах многомерного шкалирования

В последнее время теория многомерного шкалирования интенсивно развивается ( Carroll J. and Arabie P., 1980).

В настоящее время более всего распространены метрика Мин-ковского-р и ее частный случай - евклидова метрика, хотя были были попытки использовать и другой тип метрики - неевклидовой. Например, Индоу Т. (1974, 1975, 1979) пытался употребить рима-нову метрику с отрицательной постоянной 1фивизной с тем, чтобы интерпретировать данные относительно геометрии воспринимаемого зрительного пространства (оценка расстояния между двумя постоянными источниками света).

Тверски А. и Гати И. (1982) использовали геометрическую модель близости данных в многомерном шкалировании, применяя неравенство треугольника: J)(Xyj и сегментную аддативность: К(если ^ и к находятся на прямой линии).

В многомерном шкалировании объекты представлены как точки в некотором координатном пространстве, а степень близости между точками (объектами) выражается посредством одной метрической функции расстояния. Сложные объекты можно характеризовать как совокупности особенностей (туегвку а., 1977).

Согласно теории многомерного шкалирования, каждый объект представляет собой множество особенностей. Эта теория предполагает введение одной шкалы ]) , промежутков близости. Различие определяется функцией от трех аргументов:Г)$ особенностей из X и $ , уС - ^ » особенностей из л, , которых нет в ^ , , особенностей из ^ , которых нет в /С .

Эта формула, названная контрастной моделью, выражает степень сходства как линейную комбинацию из контрастных измерений общих и различных особенностей.

3. Применение метода многомерного шкалирования для изучения перцептивного пространства пигментных цветов

Метод многомерного шкалирования широко использовался в изучении цветовосприятия. В большинстве случаев это делалось с целью проверить один или другой метод многомерного шкалирования, поскольку величины светлоты, цветового тона и насыщенности хорошо определены.

Ричарсон ( ш.сиагс18рп в., 1938) применил метод триадной комбинации для' суждений о степени сходства между Манселловс-кими цветами.

Торгерсон ( 1952) также использовал триадный метод для суждения о степени сходства между 9-ю цветами манселловской схемы, причем эти цвета были постоянного красного тона, но отличались по светлоте и насыщенности. Оказалось, что эти две размерности ( светлота и насыщенность) были очень похожи на светлоту и насыщенность по Манселлу. Результаты Торгерсона служили средством проверки метода многомерного шкалирования и показали, что величины светлоты и насыщенности могли быть представлены посредством евклидовой модели.

Сначала в изучении цветов использовался метод полных триад, но затем, поскольку этот метод требует слишком много предъявлений, он был заменен методом многомерного шкалирования различий. В эту новую процедуру оказалось возможным включать большое число стимулов. Так был открыт путь для систематического применения многомерного шкалирования для построения субъективного цветового пространства.

Мессик С. ( 1960) использовал 8 из 9 цветов, с которыми имел дело Торгерсон. Все цвета имели один и тот же цветовой красный тон по шкале Манселла, но отличались друг от друга по светлоте и насыщенности. В этом исследовании использовали метод оценки различия. Мессик получил матрицу второго ранга, определяющую двумерное пространство, и предположил, что третья координата должна быть представлена цветовым тоном, который в его исследовании был постоянной величиной.

Меллижер ( меШпвег J., 1956 ) привел очень подробное исследование по применению метода многомерного шкалирования для изучения цветового восприятия. Его основная цель была проверить точность метода многомерного шкалирования, опираясь на устойчивые свойства цветовой системы Манселла. Меллинжер ис пользовал 26 цветовых стимулов, которые варьировали по светлоте и насыщенности в каждом из пяти цветовых тонов. Б исследовании также изучали три ахроматических цвета: черный, серый и белый. Меллинжер нашел, что пространство имеет размерность 6: одну для каждого из пяти цветовых тонов и шестую в качестве размерности светлоты.

Эти результаты Меллинжера, находясь в противоречии с классической теорией о цветовом пространстве, стимулировали Хелма ( Heim е., I960) к проведению исследования с использованием 20-ти цветов, различающихся только по цветовому тону. Кроме того Хелм еще раз проанализировал данные Меллинжера и исключил "лишние" размерности цветового пространства. На основании всех этих данных Хеш пришел к выводу, что цветовое психологическое пространство можно представить посредством трехмерного евкли-дового пространства. Настоящее исследование подвергает сомнению правоту этого вывода. Обоснование четырехмерности перцептивного цветового пространства рассматривается в обсуждении.

Индоу Т. - один из тех авторов, который большое число работ посвятил изучению цветового субъективного пространства с использованием пигментных цветов. В его исследовании применялся метод многомерного шкалирования. Сначала, изучая цветовое тело Манселла, он варьировал только цветовой тон (Hue ) и насыщенность ( chroma ). Потом ввел в свое исследование и третью КООрДИНату - светлоту ( Value ).

В своей первой работе Ивдоу Т. (I960 а) использовал 21 цвет. Основные отличия в положении цветовых стимулов по сравнению со схемой Манселла, состоят в следующем: находится между gy и bg , а рв и в - мезду BG и р (см. рис.1,£).

- 48,а

Рис,I,цветовой тон и насыщенность цветовых стимулов в системе 1ланселла. Кружками обозначены уровни насыщенности (¿,4,6 и 6), Радиусы-вектора приводятся на диаграмме для облегчения идентификации цветов (по: 77у Л ¿г^а. ^¿ъ /: у /&60)

Ряс.2. Двумерная диаграмма цветов в терминах цветового тона и насыщенности.

Кривые равнонасыщенных цветов и радиусы-вектора,обозначающие цветовой тон, приводятся по экспериментальным данным ( по: о^е-л^лс- ^ /9ьО)

Т. Индоу также нашел некоторые отклонения промежутков между цветами: например, промежуток между yr и y был слишком большим, а промежуток между в и рв - слишком маленьким по сравнению с цветовым кругом Манселла. Кроме того он установил значительные различия в величине насыщенности ( chroma ).

Далее Индоу Т. показал* что цвета, варьирующие только по цветовому тону и насыщенности, могут быть представлены в двумерном евклидовом пространстве, В полярных координатах это выглядит следующим образом:, цветовой тон представлен величинои горизонтального угла, а насыщенность - длиной радиуса-вектора.