Следуя определению базовой колориметрии, данному Вышецким (1973), ко личественное описание ответа зрительной системы человека через психофизику цветовых соответствий сосредоточено на первичном уровне зрения (то есть на уровне поглощения энергии колбочковыми фоторецепторами). Являясь базисом колориметрии, возможность спрогнозировать, будут ли два стимула визуально соответствовать друг другу для усредненного наблюдателя, приносит колоссальную пользу в различных сферах своего применения, и несмотря на то, что эта система не описывает цветовое восприятие как таковое, она создает фундамент для его описания и позволяет прогнозировать соответствия (что востребовано в разных сферах деятельности), а также обеспечивает необходимый промышленный инструментарий для установки допусков на эти соответствия.
Уравнения 3.3-3.5 иллюстрируют определение метамеризма, и поскольку для достижения цветового соответствия равными между собой должны быть три пары интегралов, то нет необходимости в том, чтобы спектральные распределения энергии стимулов были бы равны между собой по каждой из длин волн. Сегодня спектральные чувствительности колбочек хорошо известны (см. главу 1), что делает систему базовой колориметрии почти столь же простой, как и сами уравнения 3.3-3.5. Однако достаточно точные сведения о спектральных чувствительностях колбочек - это лишь недавнее научное достижение, тогда как потребность колориметрии в них возникла за несколько десятилетий до того, как были получены необходимые данные: поэтому в 1931 г. CIE, создавая колориметрическую систему, шла не столь легким и прямым путем.
Фотометрическая система
Чтобы проиллюстрировать относительный характер колориметрической системы CIE, полезно сперва обратиться к фотометрии, которая как наука была утверждена в 1924 г. Целью фотометрии являлось создание спектрально-взвешивающей функции, пригодной для описания восприятия яркостных соответствий, т.е. система описывала результаты т.н. фликкерных фотометрических экспериментов (экспериментов с мерцающими стимулами), но не гетерохроматические яркостные соответствия (см. главу 6).
Ясно, что колбочковые ответы не могут быть описаны одной только функцией F(X), согласно оппонентной теории цветового зрения такое вообще невозможно: оппонентная теория учит, что функция F(X) передает взвешенную сумму трех функций колбочковой чувствительности. Когда колбочковые функции взвешены согласно относительной колбочковой населенности сетчатки, а затем суммированы, - общая чувствительность соответствует функции CIE 1924 F(X). Таким образом, фотопические световые ответы представляют собой комбинацию колбочковых сигналов, которая представлена в полной колориметрической системе. Использование спектрально-взвешивающей функции для прогноза соответствий по фотометрической яркости - это первый шаг к единой колориметрической системе.
Функция световой эффективности для скотопического (палочкового) зрения
Рис. 3.6 Скотопическая - V'(^) и фотопическая - F(^) функции CIE.
именуется функцией F'(X) (показана на графике рис. 3.6 и в таблице 3.2 вместе с ^Х)-функцией); У\Х) используется в фотометрии при очень низких уровнях яркости. Поскольку существует только один вид палочковых фоторецепторов, функция V"(A,) точно передает спектральную чувствительность палочек. Рис. 3.6 иллюстрирует сдвиг пика спектральной чувствительности в направлении коротких длин волн по мере перехода от фотопического к скотопическому зрению. Этот сдвиг, называемый сдвигом Пуркине, объясняет, почему при очень низких уровнях яркости синие объекты кажутся светлее, чем красные. Отметим, что функция У'(Х) идет по кривой, подобной функции F(X).