Түрлі түстерді қабылдау қабілеті – жарықтың әртүрлі жиіліктерін ажырату. Көздің фоторецепторлары арқылы жүзеге асып, миға сигнал жібереді. Эволюциялық дамудың нәтижесі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Жарықтың жиілігіндегі айырмашылықтарды қабылдау қабілеті
Ability to perceive differences in light frequency
Түс көру – көру қабілетінің бір ерекшелігі, ол жарықтың әртүрлі жиіліктерден тұратын арасындағы айырмашылықтарды, жарықтың қарқындылығына қарамастан қабылдау мүмкіндігі. Түс қабылдау – үлкен көру жүйесінің бір бөлігі болып табылады және көзге кіретін жарық арқылы әртүрлі фоторецепторларды әртүрлі түрде қоздырудан басталатын нейрондар арасындағы күрделі процесс арқылы жүзеге асырылады. Бұл фоторецепторлар көптеген нейрон қабаттары арқылы сигналдарды жіберіп, соңында миға жетеді. Түс көру көптеген жануарларда кездеседі және ұқсас негізгі механизмдермен байланысты, олар биологиялық молекулалардың ортақ түрлерін және әртүрлі жануарлар тобының күрделі эволюциялық тарихын қамтиды. Приматтарда түс көру, қоректі жас жапырақтарды, піскен жемістерді және гүлдерді іздеу сияқты әртүрлі көру міндеттеріне байланысты таңдау қысымының нәтижесінде дамыған болуы мүмкін, сондай-ақ басқа приматтардың жыртқыштардың жасырынуын және эмоционалдық жағдайларын анықтауға да қатысты.
Color vision, a feature of visual perception, is an ability to perceive differences between light composed of different frequencies independently of light intensity. Color perception is a part of the larger visual system and is mediated by a complex process between neurons that begins with differential stimulation of different types of photoreceptors by light entering the eye. Those photoreceptors then emit outputs that are propagated through many layers of neurons and then ultimately to the brain. Color vision is found in many animals and is mediated by similar underlying mechanisms with common types of biological molecules and a complex history of evolution in different animal taxa. In primates, color vision may have evolved under selective pressure for a variety of visual tasks including the foraging for nutritious young leaves, ripe fruit, and flowers, as well as detecting predator camouflage and emotional states in other primates.
Толқын ұзындығы
Исаак Ньютон ақ жарықты дисперсиялық призма арқылы өткізгенде оның құрамдас түстерге бөлінетінін, ал оларды екінші призма арқылы өткізу арқылы қайтадан ақ жарыққа біріктіруге болатынын анықтады. Көрінетін жарық спектрі шамамен 380-ден 740 нанометрге дейін жетеді. Осы диапазон ішінде қызыл, қызғылт сары, сары, жасыл, көк, күлгін және фиолет сияқты спектральдық түстер (тар диапазондағы толқын ұзындықтарынан туындайтын түстер) табылады. Бұл спектральдық түстер жалғыз толқын ұзындығын емес, толқын ұзындықтарының жиынтығын білдіреді: қызыл, 625–740 нм; қызғылт сары, 590–625 нм; сары, 565–590 нм; жасыл, 500–565 нм; көк, 485–500 нм; күлгін, 450–485 нм; фиолет, 380–450 нм. Бұл диапазоннан ұзын немесе қысқа толқын ұзындықтары тиісінше инфрақызыл немесе ультракөк деп аталады. Адамдар мұндай толқын ұзындықтарын көре алмайды, бірақ басқа жануарлар көре алады.
Isaac Newton discovered that white light after being split into its component colors when passed through a dispersive prism could be recombined to make white light by passing them through a different prism. The visible light spectrum ranges from about 380 to 740 nanometers. Spectral colors (colors that are produced by a narrow band of wavelengths) such as red, orange, yellow, green, cyan, blue, and violet can be found in this range. These spectral colors do not refer to a single wavelength, but rather to a set of wavelengths: red, 625–740 nm; orange, 590–625 nm; yellow, 565–590 nm; green, 500–565 nm; cyan, 485–500 nm; blue, 450–485 nm; violet, 380–450 nm. Wavelengths longer or shorter than this range are called infrared or ultraviolet, respectively. Humans cannot generally see these wavelengths, but other animals may.
Түсті анықтау
Толқын ұзындығындағы жеткілікті айырмашылықтар сезілетін түстің өзгеруіне себеп болады; толқын ұзындығындағы ең аз байқалатын айырмашылық көк-жасыл және сары толқын ұзындықтарында шамамен 1 нм-ден, ал ұзын қызыл және қысқа көк толқын ұзындықтарында 10 нм және одан да көпке жетеді. Адам көзі бірнеше жүз түсті ажырата алса да, таза спектрлік түстерді ақ жарықпен араластырғанда немесе оны сұйылтқанда, ажыратылатын түстіктердің саны әлдеқайда артуы мүмкін. Өте төмен жарық деңгейінде көру қабілеті скотопиялық болады: жарық тор қабықтың таяқша жасушаларымен анықталады. Таяқшалар 500 нм-ге жуық толқын ұзындығына ең жоғары сезімтал және түсті көруде аз немесе ешқандай рөл атқара алмайды. Жарық күшті болғанда, мысалы, күндізгі жарықта, көру фотопиялық болады: жарық түсті көруге жауапты конус жасушаларымен анықталады. Конустар толқын ұзындығының белгілі бір диапазонына сезімтал, бірақ 555 нм-ге жуық толқын ұзындығына ең жоғары сезімтал. Бұл аймақтар арасында мезопиялық көру пайда болады, онда таяқшалар мен конустар екеуі де тор қабықтың ганглий жасушаларына сигнал береді. Ақырғы жарықтан күндізгі жарыққа түс қабылдауының өзгеруі Пуркинье эффекті деп аталатын айырмашылықтарға әкеледі. "Ақ" түстің қабылдануы көзге көрінетін жарықтың толық спектрінен немесе аз түсті рецепторлары бар жануарларда бірнеше толқын ұзындығы бар түстерді араластыру арқылы қалыптасады. Адамдарда ақ жарық қызыл, жасыл және көк сияқты толқын ұзындықтарын немесе көк және сары сияқты толықтырғыш түстердің жұбын біріктіру арқылы қабылданады.
Sufficient differences in wavelength cause a difference in the perceived hue; the just noticeable difference in wavelength varies from about 1 nm in the blue green and yellow wavelengths to 10 nm and more in the longer red and shorter blue wavelengths. Although the human eye can distinguish up to a few hundred hues, when those pure spectral colors are mixed together or diluted with white light, the number of distinguishable chromaticities can be much higher. In very low light levels, vision is scotopic: light is detected by rod cells of the retina. Rods are maximally sensitive to wavelengths near 500 nm and play little, if any, role in color vision. In brighter light, such as daylight, vision is photopic: light is detected by cone cells which are responsible for color vision. Cones are sensitive to a range of wavelengths, but are most sensitive to wavelengths near 555 nm. Between these regions, mesopic vision comes into play and both rods and cones provide signals to the retinal ganglion cells. The shift in color perception from dim light to daylight gives rise to differences known as the Purkinje effect. The perception of "white" is formed by the entire spectrum of visible light, or by mixing colors of just a few wavelengths in animals with few types of color receptors. In humans, white light can be perceived by combining wavelengths such as red, green, and blue, or just a pair of complementary colors such as blue and yellow.
Спектрлік емес түстер
Спектрлік түстер мен олардың реңктерінен өзге, әртүрлі түстер де бар. Оларға сұр түстің өзі, спектрлік түстермен сұр түсті араластыру арқылы алынған түстердің реңктері, қызғылт-қызыл түстер, көзге көрінбейтін түстер және металл түстер жатады. Сұр түстің өзіне ақ, сұр және қара түстер кіреді. Торлы жасушалар құрамында родопсин болады, ол жарықтың қарқындылығына сезініп, сұр түстің пайда болуын қамтамасыз етеді. Реңктерге қызғылт немесе қоңыр сияқты түстер жатады. Қызыл мен ақты араластыру арқылы қызғылт түс алынады. Ал қоңыр түс – қызғылт сарыны немесе қараны араластыру арқылы шығарылады. Теңіз көгі – көк пен қараның қосындысынан пайда болады. Қызғылт-қызыл түстерге фуксияның реңктері мен түстері жатады. Жарық спектрі – бір жағы қызғылт, екінші жағы қызыл болатын түзу сызық. Дегенмен, біз осы екі түсті байланыстыратын қызғылт түстерді көреміз. Көзге көрінбейтін түстер – табиғатта өндірілмейтін конус жауаптарының комбинациясы. Мысалы, орташа конустар өздігінен толыққандай белсендіріле алмайды; егер белсендірілсе, біз «гипер жасыл» түсті көрер едік.
There are a variety of colors in addition to spectral colors and their hues. These include grayscale colors, shades of colors obtained by mixing grayscale colors with spectral colors, violet red colors, impossible colors, and metallic colors. Grayscale colors include white, gray, and black. Rods contain rhodopsin, which reacts to light intensity, providing grayscale coloring. Shades include colors such as pink or brown. Pink is obtained from mixing red and white. Brown may be obtained from mixing orange with gray or black. Navy is obtained from mixing blue and black. Violet red colors include hues and shades of magenta. The light spectrum is a line on which violet is one end and the other is red, and yet we see hues of purple that connect those two colors. Impossible colors are a combination of cone responses that cannot be naturally produced. For example, medium cones cannot be activated completely on their own; if they were, we would see a 'hyper green' color.
Теориялар
Түсті көрудің екі толықтыратын теориясы – трихроматикалық теория және қарсы процестер теориясы. Трихроматикалық теория, немесе Янг-Гельмгольц теориясы, 19 ғасырда Томас Янг және Герман фон Гельмгольц ұсынған, көк, жасыл және қызыл түстерге ерекше сезімтал үш түрлі конус бар екенін айтады. Кейбір ғалымдар трихроматикалық теорияның түсті көру теориясы емес, барлық көруге арналған рецепторлардың теориясы екенін, оның ішінде түс көру де бар, бірақ оған ғана шектелмейді деп санайды. Сондай-ақ, Геринг сипаттаған феномендік қарсылық пен физиологиялық қарсы процестер арасындағы байланыс тікелей емес (төменде қараңыз), бұл физиологиялық қарсылықты барлық көру үшін маңызды механизмге айналдырады, тек түс көру үшін емес. Бұл теорияға сәйкес, көру жүйесі түстерді қарсылық принципте түсіндіреді: қызылға қарсы жасыл, көкке қарсы сары, қараға қарсы ақ. Екі теория да жалпы алғанда дұрыс деп есептеледі, олар көру физиологиясының әртүрлі кезеңдерін сипаттайды, бұл көрнекі диаграммада көрсетілген.
Two complementary theories of color vision are the trichromatic theory and the opponent process theory. The trichromatic theory, or Young–Helmholtz theory, proposed in the 19th century by Thomas Young and Hermann von Helmholtz, posits three types of cones preferentially sensitive to blue, green, and red, respectively. Others have suggested that the trichromatic theory is not specifically a theory of color vision but a theory of receptors for all vision, including color but not specific or limited to it. Equally, it has been suggested that the relationship between the phenomenal opponency described by Hering and the physiological opponent processes are not straightforward (see below), making of physiological opponency a mechanism that is relevant to the whole of vision, and not just to color vision alone. It states that the visual system interprets color in an antagonistic way: red vs. green, blue vs. yellow, black vs. white. Both theories are generally accepted as valid, describing different stages in visual physiology, visualized in the adjacent diagram.
Примат миындағы түс
Түсті өңдеу визуалды жүйеде (тіпті тора қабықта) бастапқы түс қарсыласу механизмдері арқылы өте ерте деңгейде басталады. Сондықтан Гельмгольцтің үш түсті теориясы да, Герингтің қарсы процестер теориясы да дұрыс, бірақ үш түстілік рецепторлар деңгейінде пайда болады, ал қарсы процестер тора қабықтың ганглийлық жасушалары деңгейінде және одан жоғары деңгейде пайда болады. Герингтің теориясында қарсыласу механизмі қызыл-жасыл, көк-сары және ақ-қара түстердің қарама-қарсы әсерін білдіреді. Алайда, көру жүйесінде әртүрлі рецептор түрлерінің белсенділігі қарсы қойылады. Кейбір кішкентай тора қабықтың ганглийлық жасушалары L және M конустарының белсенділігіне қарсы тұрады, бұл шамамен қызыл-жасыл қарсыласуға сәйкес келеді, бірақ іс жүзінде көк-жасылдан қызғылт көкке дейінгі ос бойынша жүреді. Кішкентай екі қабатты тора қабықтың ганглийлық жасушалары S конустарынан L және M конустарынан келетін сигналға қарсы тұрады. Бұл көбінесе көк-сары қарсыласуға сәйкес келеді деп есептеледі, бірақ іс жүзінде сары-жасылдан күлгінге дейінгі түс осы бойынша жүреді. Содан кейін көру ақпараты тора қабықтың ганглийлық жасушаларынан көру нерві арқылы көру нерві шиазмасына жіберіледі: екі көру нервісі кездесетін және уақытша (қарсы жақты) көру өрісінен ақпарат мидың екінші жағына өтетін жер. Көру нерві шиазмасынан кейін көру жолдары көру жолдары деп аталады, олар таламусқа еніп, жақтық тізелік ядрода (LGN) синапсқа түседі. Жақтық тізелік ядро қабаттарға (аймақтарға) бөлінеді, олардың үш түрі бар: негізінен M жасушаларынан тұратын M қабаттары, негізінен P жасушаларынан тұратын P қабаттары және кониоцеллюлярлық қабаттар. M және P жасушалары тора қабықтың көп бөлігінде L және M конустарынан салыстырмалы түрде тең салмақтағы сигнал алады, бірақ бұл фовеяда емес, P қабаттарында синапс жасайтын кішкентай жасушалар бар. Кониоцеллюлярлық қабаттар кішкентай екі қабатты ганглийлық жасушалардан аксон алады. LGN-де синапс жасағаннан кейін көру жолы мидың артқы жағында орналасқан бірінші көру қабығына (V1) жалғасады. V1 ішінде ерекше жолақ (стриация) бар. Бұл сондай-ақ "сыртқы қабық" деп аталады, ал басқа қабықшалық көру аймақтары жиынтығы "сыртқы қабықтан тыс" қабық деп аталады. Осы кезеңде түсті өңдеу күрделене түседі. V1-де қарапайым үш түсті бөліну бұзыла бастайды. V1 жасушаларының көпшілігі спектрдің кейбір бөліктеріне басқаларына қарағанда жақсы жауап береді, бірақ бұл "түс реттелуі" көру жүйесінің бейімделу күйіне байланысты жиі өзгереді. Жарық салыстырмалы түрде жарық болса, ұзақ толқынды жарыққа жақсы жауап беретін жасуша, ынталандыру салыстырмалы түрде әлсіз болса, барлық толқын ұзындығына жауап бере бастауы мүмкін. Бұл жасушалардың түс реттелуі тұрақты болмағандықтан, кейбір адамдар V1-дегі басқа, салыстырмалы түрде кішкентай нейрондар тобы түсті көруге жауапты деп санайды. Бұл арнайы "түс жасушаларында" көбінесе жергілікті конус қатынастарын есептейтін қабылдағыш өрістер болады. Мұндай "қос қарсыласты" жасушаларды алғаш рет Найджел Доу алтын балықтың тора қабығында сипаттаған; олардың приматтарда болуы Дэвид Х. Хьюбель мен Торстен Визель ұсынған, алғаш рет К. Р. Майкл көрсеткен, кейін Бевил Конвей растаған. Маргарет Ливингстон мен Дэвид Хьюбел көрскендей, қос қарсыласты жасушалар V1 аймақтарындағы локалданған аймақтарда, "нүктелерде" шоғырланған және екі түрі бар деп есептеледі: қызыл-жасыл және көк-сары. Қызыл-жасыл жасушалар көріністің бір бөлігіндегі қызыл-жасылдың салыстырмалы мөлшерін көріністің іргелес бөлігіндегі қызыл-жасылдың мөлшерімен салыстырады, жергілікті түс контрастына (жасылдың жанында қызыл) жақсы жауап береді. Модельдеу зерттеулері қос қарсыласты жасушалар Эдвин Х. Лэнд өзінің ретинэкс теориясында түсіндірген түс тұрақтылығының нейрондық механизміне идеалды кандидаттар екенін көрсетті. V1 нүктелерінен түс туралы ақпарат екінші көру аймағындағы V2 жасушаларына жіберіледі. V2 жасушалары ең күшті түс реттелуіне ие, олар V1 нүктелері сияқты цитохром оксидаза ферментіне боялған "жіңішке жолақтарда" шоғырланған (жіңішке жолақтар аралық жолақтармен және қалың жолақтармен бөлінеді, олар қозғалыс және жоғары ажыратылатын нысан сияқты басқа көру ақпаратымен айналысады). V2 нейрондары кеңейтілген V4 жасушаларына синапс жасайды. Бұл аймаққа V4 ғана емес, V3 аймағына дейінгі төменгі сылбырлық қабықтың артқы екі аймағы, дорсальды төменгі сылбырлық қабық және артқы TEO кіреді. Семир Зеки бастапқыда V4 аймағының түске толығымен арналғанын ұсынған, кейін ол V4-ті түс жасушаларының өте жоғары концентрациясы бар аймақтарға бөлуге болатынын көрсетті, олар мұндай жасушалардың төмен концентрациясы бар аймақтардан бөлінген, бірақ соңғылары да басқаларына қарағанда кейбір толқын ұзындықтарына жақсы жауап береді, кейінгі зерттеулерде расталған. V4-те бағдарлауға селективті жасушалардың болуы V4-тің түс пен түске байланысты нысанды өңдеуге қатысатынына алып келді, бірақ V4-тегі бағдарлауға селективті жасушалар V1, V2 және V3 жасушаларына қарағанда кеңірек реттелгенін атап өту керек. Химба халықтары өте ерекше түс схемасын жасаған, ол спектрді қара көлеңкелерге (Химба тілінде зүзу), өте ақ (вапа), жарқын көк және жасыл (буру) және олардың өмір салтына бейімделу ретінде "құрғақ түстерге" бөледі. Түсті қабылдау қабылданатын нысан ұсынылған контекстке күшті түрде байланысты. Психофизикалық эксперименттер түс сызықтардың бағдарлауынан және бағытталған қозғалыстан 40 мс және 80 мс-қа дейін бұрын қабылданатынын көрсетті, осылайша қысқа ұсынылған уақыттарда көрсетуге болатын қабылдау асинхрониясына әкеледі.
Color processing begins at a very early level in the visual system (even within the retina) through initial color opponent mechanisms. Both Helmholtz's trichromatic theory and Hering's opponent process theory are therefore correct, but trichromacy arises at the level of the receptors, and opponent processes arise at the level of retinal ganglion cells and beyond. In Hering's theory, opponent mechanisms refer to the opposing color effect of red–green, blue–yellow, and light dark. However, in the visual system, it is the activity of the different receptor types that are opposed. Some midget retinal ganglion cells oppose L and M cone activity, which corresponds loosely to red–green opponency, but actually runs along an axis from blue green to magenta. Small bistratified retinal ganglion cells oppose input from the S cones to input from the L and M cones. This is often thought to correspond to blue–yellow opponency but actually runs along a color axis from yellow green to violet. Visual information is then sent to the brain from retinal ganglion cells via the optic nerve to the optic chiasma: a point where the two optic nerves meet and information from the temporal (contralateral) visual field crosses to the other side of the brain. After the optic chiasma, the visual tracts are referred to as the optic tracts, which enter the thalamus to synapse at the lateral geniculate nucleus (LGN). The lateral geniculate nucleus is divided into laminae (zones), of which there are three types: the M laminae, consisting primarily of M cells, the P laminae, consisting primarily of P cells, and the koniocellular laminae. M and P cells receive relatively balanced input from both L and M cones throughout most of the retina, although this seems to not be the case at the fovea, with midget cells synapsing in the P laminae. The koniocellular laminae receives axons from the small bistratified ganglion cells. After synapsing at the LGN, the visual tract continues on back to the primary visual cortex (V1) located at the back of the brain within the occipital lobe. Within V1 there is a distinct band (striation). This is also referred to as "striate cortex", with other cortical visual regions referred to collectively as "extrastriate cortex". It is at this stage that color processing becomes much more complicated. In V1 the simple three color segregation begins to break down. Many cells in V1 respond to some parts of the spectrum better than others, but this "color tuning" is often different depending on the adaptation state of the visual system. A given cell that might respond best to long wavelength light if the light is relatively bright might then become responsive to all wavelengths if the stimulus is relatively dim. Because the color tuning of these cells is not stable, some believe that a different, relatively small, population of neurons in V1 is responsible for color vision. These specialized "color cells" often have receptive fields that can compute local cone ratios. Such "double opponent" cells were initially described in the goldfish retina by Nigel Daw; their existence in primates was suggested by David H. Hubel and Torsten Wiesel, first demonstrated by C. R. Michael and subsequently confirmed by Bevil Conway. As Margaret Livingstone and David Hubel showed, double opponent cells are clustered within localized regions of V1 called blobs, and are thought to come in two flavors, red–green and blue yellow. Red–green cells compare the relative amounts of red–green in one part of a scene with the amount of red–green in an adjacent part of the scene, responding best to local color contrast (red next to green). Modeling studies have shown that double opponent cells are ideal candidates for the neural machinery of color constancy explained by Edwin H. Land in his retinex theory. From the V1 blobs, color information is sent to cells in the second visual area, V2. The cells in V2 that are most strongly color tuned are clustered in the "thin stripes" that, like the blobs in V1, stain for the enzyme cytochrome oxidase (separating the thin stripes are interstripes and thick stripes, which seem to be concerned with other visual information like motion and high resolution form). Neurons in V2 then synapse onto cells in the extended V4. This area includes not only V4, but two other areas in the posterior inferior temporal cortex, anterior to area V3, the dorsal posterior inferior temporal cortex, and posterior TEO. Area V4 was initially suggested by Semir Zeki to be exclusively dedicated to color, and he later showed that V4 can be subdivided into subregions with very high concentrations of color cells separated from each other by zones with lower concentration of such cells though even the latter cells respond better to some wavelengths than to others, a finding confirmed by subsequent studies. The presence in V4 of orientation selective cells led to the view that V4 is involved in processing both color and form associated with color but it is worth noting that the orientation selective cells within V4 are more broadly tuned than their counterparts in V1, V2 and V3. The Himba have created a very different color scheme which divides the spectrum to dark shades (zuzu in Himba), very light (vapa), vivid blue and green (buru) and dry colors as an adaptation to their specific way of life. The perception of color depends heavily on the context in which the perceived object is presented. Psychophysical experiments have shown that color is perceived before the orientation of lines and directional motion by as much as 40ms and 80 ms respectively, thus leading to a perceptual asynchrony that is demonstrable with brief presentation times.
Хроматикалық бейімделу
Түс көруде хроматикалық бейімделу – түстің тұрақтылығын білдіреді; көру жүйесінің әртүрлі жарық көздерінің әсеріне қарамастан, объектінің түсін сақтау қабілеті. Мысалы, көк, қызғылт немесе күлгін жарық астындағы ақ қағаз көзіне тиісінше көк, қызғылт немесе күлгін жарықты шағылыстырады; алайда, ми жарықтың әсерін толықтай өтейді (айналасындағы заттардың түсінің өзгеруіне сүйене отырып) және барлық жағдайда қағазды ақ деп қабылдауға бейім. Түс ғылымында хроматикалық бейімделу – объектінің түсін, оның түсірілгеннен өзгеше жарық көзінде қалай көрінетінін бағалау. Көп қолданылатын тәсіл – хроматикалық бейімделу трансформациясын (ХБТ) табу, ол бейтарап объектінің түсін бейтарап (түс тепе-теңдігі) етіп көрсетеді, сонымен бірге басқа түстерді де шынайы сақтайды. Мысалы, әртүрлі ақ нүктелері бар ICC профильдері арасында суреттерді түрлендіру кезінде ХБТ қолданылады. Мысалы, Adobe Photoshop Брэдфорд ХБТ-сын пайдаланады.
In color vision, chromatic adaptation refers to color constancy; the ability of the visual system to preserve the appearance of an object under a wide range of light sources. For example, a white page under blue, pink, or purple light will reflect mostly blue, pink, or purple light to the eye, respectively; the brain, however, compensates for the effect of lighting (based on the color shift of surrounding objects) and is more likely to interpret the page as white under all three conditions, a phenomenon known as color constancy. In color science, chromatic adaptation is the estimation of the representation of an object under a different light source from the one in which it was recorded. A common application is to find a chromatic adaptation transform (CAT) that will make the recording of a neutral object appear neutral (color balance), while keeping other colors also looking realistic. For example, chromatic adaptation transforms are used when converting images between ICC profiles with different white points. Adobe Photoshop, for example, uses the Bradford CAT.
Адам еместердің түстерді көру қабілеті
Көптеген түрлер адамның "көрінетін спектрінен" тыс жиіліктердегі жарықты көре алады. Бал аралары мен көптеген басқа жәндіктер ультракүлгін сәулелерді анықтайды, бұл оларға гүлдердегі нектарды табуға көмектеседі. Өсімдіктерді тозаңдандыруға тәуелді өсімдік түрлерінің көбеюіне адамдар үшін олардың түстері емес, ультракүлгін "түстері" мен үлгілері себеп болуы мүмкін. Құстар да ультракүлгінге (300–400 нм) қарай алады, ал кейбіреулерінің қанаттарында жынысына байланысты белгілер болады, олар ультракүлгін диапазонда ғана көрінеді. Дегенмен, ультракүлгін диапазонда көре алатын көптеген жануарлар қызыл жарықты немесе қызғылт түсті толқын ұзындықтарын көре алмайды. Мысалы, бал араларының көру спектрі шамамен 590 нм-де аяқталады, апельсин түсті толқындар басталар алдында. Құстар кейбір қызыл толқын ұзындықтарын көре алады, бірақ адамдар сияқты жарық спектрінің соншалық алыс бөлігін емес. Алтын балық инфрақызыл және ультракүлгін жарықты көретін жалғыз жануар деген аңыз бар; олардың түсті көруі ультракүлгінге дейін созылады, бірақ инфрақызылға дейін жетпейді. Бұл айырмашылықтың себебі – түрлер арасында әртүрлі болатын конус түрлерінің саны. Сүтқоректілер, әдетте, шектеулі түсті көреді және көбінесе қызыл-жасыл түске соқыр болады, тек екі түрінің конусы бар. Адамдар, кейбір приматтар және кейбір сумкалы жануарлар кең ауқымды түстерді көреді, бірақ басқа сүтқоректілермен салыстырғанда ғана. Көптеген сүтқоректі емес омыртқалы жануарлар түрлері түстерді кем дегенде адамдар сияқты ажырата алады, ал құстардың, балықтардың, бауырымен жорғалаушылардың және қосмекенділердің көптеген түрлері, сондай-ақ кейбір омыртқасыз жануарлар үштен астам конус түріне ие және адамнан гөрі жақсы түсті көреді. Катарриндердің көпшілігінде (Ескі әлем маймылдары мен адамдарға жақын маймылдар) үш түсті рецепторлар (конус жасушалары деп аталады) бар, нәтижесінде үш түсті көру пайда болады. Бұл приматтар да адам сияқты трихроматтар деп аталады. Көптеген басқа приматтар (Жаңа әлем маймылдары қоса алғанда) және басқа сүтқоректілер дихроматтар болып табылады, бұл күндіз белсенді сүтқоректілердің (мысықтар, иттер, тырнақтылар сияқты) жалпы түсті көру жағдайы. Түнгі сүтқоректілердің түсті көру қабілеті аз немесе мүлдем жоқ болуы мүмкін. Трихромат емес примат сүтқоректілер сирек кездеседі. Көптеген омыртқасыз жануарлар түсті көреді. Бал аралары мен кәдімгі аралар қызыл түске сезімтал емес, бірақ ультракүлгінге сезімтал үш түсті көреді. Мысалы, Osmia rufa гүлдерден тозаң іздеуде қолданатын үш түсті түстер жүйесіне ие. Бал аралары үшін түсті көрудің маңыздылығын ескере отырып, осы рецептор сезімталдығы олардың нақты визуалды экологиясын көрсетеді деп күтуге болады; мысалы, олар баратын гүлдердің түрлері. Алайда, құмырсқаларды қоспағанда, гименоптерлік жәндіктердің негізгі топтарында (аралар, сұрлар және бұрандалар) көбінесе үш түрі фоторецепторлар бар, олардың спектрлік сезімталдығы бал арасына ұқсас. Papilio көпшілікке тән алты түрі фоторецепторлар бар және олардың бес түсті көру қабілеті болуы мүмкін. Жануарлар әлеміндегі ең күрделі түсті көру жүйесі 12 және 16 спектрлік рецептор типтері бар стоматоподтарда (мысалы, мантис-шаян) табылған, олар бірнеше дихроматикалық бірліктер ретінде жұмыс істейді. Тропикалық балықтар мен құстар сияқты омыртқалы жануарлардың кейде адамдардан гөрі күрделі түсті көру жүйесі болады; сондықтан олар көрсететін көптеген нәзік түстер, әдетте, басқа балықтар мен құстарға тікелей сигнал ретінде қызмет етеді, ал сүтқоректілерге сигнал бермейді. Құстардың көруінде тетрахроматика түрге байланысты төрт конус түріне дейін қол жеткізіледі. Әрбір конус омыртқалылардың төрт негізгі фотопигмент түрлерінің біріне (LWS/ MWS, RH2, SWS2 және SWS1) ие және оның ішкі сегментінде түсті май тамшысы бар. Жыртқыш және қосмекенділердің де төрт конус түрі бар (кейде бес), және олар кем дегенде адамдар сияқты бірдей түстерді көреді, немесе мүмкін көбірек. Сонымен қатар, кейбір түнгі өмір сүретін геконь мен бақалар көмескі жарықта да түстерді көру қабілетіне ие. Кем дегенде кейбір түсті басқару әрекеттері қосмекенділерде толыққанды туа біткен, тіпті көру қабілеті төмен жануарларда да дамыған. Сүтқоректілердің эволюциясында түсті көру қабілетінің бір бөлігі жоғалып, кейінірек бірнеше примат түрлерінің гендері қайталану арқылы қалпына келтірілді. Приматтардан басқа эутериялық сүтқоректілерде (иттер, сүтқоректілер сияқты) көбінесе көк, жасыл және сары түстерді ажырататын, бірақ апельсин мен қызыл түстерді ажырата алмайтын екі рецепторлы (дихроматикалық) түсті көру жүйесі бар. Кейбір сүтқоректілердің, мысалы, мысықтардың, опсин гендеріндегі бір аминоқышқылдық мутациялар арқылы ұзақ толқынды түстерді ажырату қабілетін қайта дамытқандығына дәлелдер бар. Қызыл түсті көруге бейімделу примат сүтқоректілері үшін өте маңызды, өйткені ол жемістерді анықтауға, сондай-ақ жаңа өркен жасайтын қызыл жапырақтарды анықтауға көмектеседі, олар өте қоректі. Алайда, тіпті приматтар арасында да толық түсті көру Жаңа әлем маймылдары мен Ескі әлем маймылдары арасында өзгеше. Ескі әлем маймылдары, маймылдардың барлығы адамдарға ұқсас көруге ие. Жаңа әлем маймылдары осы деңгейде түсті сезінуге ие болуы мүмкін немесе болмауы мүмкін: көптеген түрлерде еркектер дихроматтар, ал әйелдердің шамамен 60% трихроматтар, бірақ сұлу маймылдар конус монохроматтары, ал хоулер маймылдарының екі жынысы да трихроматтар. Бір түрдегі еркектер мен әйелдер арасындағы көру сезімталдығының айырмашылығы сары-жасыл сезімтал опсин белгісіне байланысты (қызыл түстен жасыл түсті ажырату қабілетін береді) X жыныс хромосомасында орналасқан. Бірнеше сумкалы жануарлар, мысалы, қалың құйрықты дүннарт (Sminthopsis crassicaudata) үш түсті көруге ие. Төмен жарықта көруге бейімделген теңіз сүтқоректілерінде тек бір конус түрі бар және осылайша монохроматтар болып табылады.
Many species can see light with frequencies outside the human "visible spectrum". Bees and many other insects can detect ultraviolet light, which helps them to find nectar in flowers. Plant species that depend on insect pollination may owe reproductive success to ultraviolet "colors" and patterns rather than how colorful they appear to humans. Birds, too, can see into the ultraviolet (300–400 nm), and some have sex dependent markings on their plumage that are visible only in the ultraviolet range. Many animals that can see into the ultraviolet range, however, cannot see red light or any other reddish wavelengths. For example, bees' visible spectrum ends at about 590 nm, just before the orange wavelengths start. Birds, however, can see some red wavelengths, although not as far into the light spectrum as humans. It is a myth that the common goldfish is the only animal that can see both infrared and ultraviolet light; their color vision extends into the ultraviolet but not the infrared. The basis for this variation is the number of cone types that differ between species. Mammals, in general, have a color vision of a limited type, and usually have red–green color blindness, with only two types of cones. Humans, some primates, and some marsupials see an extended range of colors, but only by comparison with other mammals. Most non mammalian vertebrate species distinguish different colors at least as well as humans, and many species of birds, fish, reptiles, and amphibians, and some invertebrates, have more than three cone types and probably superior color vision to humans. In most Catarrhini (Old World monkeys and apes—primates closely related to humans), there are three types of color receptors (known as cone cells), resulting in trichromatic color vision. These primates, like humans, are known as trichromats. Many other primates (including New World monkeys) and other mammals are dichromats, which is the general color vision state for mammals that are active during the day (i. e., felines, canines, ungulates). Nocturnal mammals may have little or no color vision. Trichromat non primate mammals are rare. Many invertebrates have color vision. Honeybees and bumblebees have trichromatic color vision which is insensitive to red but sensitive to ultraviolet. Osmia rufa, for example, possess a trichromatic color system, which they use in foraging for pollen from flowers. In view of the importance of color vision to bees one might expect these receptor sensitivities to reflect their specific visual ecology; for example the types of flowers that they visit. However, the main groups of hymenopteran insects excluding ants (i. e., bees, wasps and sawflies) mostly have three types of photoreceptor, with spectral sensitivities similar to the honeybee's. Papilio butterflies possess six types of photoreceptors and may have pentachromatic vision. The most complex color vision system in the animal kingdom has been found in stomatopods (such as the mantis shrimp) having between 12 and 16 spectral receptor types thought to work as multiple dichromatic units. Vertebrate animals such as tropical fish and birds sometimes have more complex color vision systems than humans; thus the many subtle colors they exhibit generally serve as direct signals for other fish or birds, and not to signal mammals. In bird vision, tetrachromacy is achieved through up to four cone types, depending on species. Each single cone contains one of the four main types of vertebrate cone photopigment (LWS/ MWS, RH2, SWS2 and SWS1) and has a colored oil droplet in its inner segment. Reptiles and amphibians also have four cone types (occasionally five), and probably see at least the same number of colors that humans do, or perhaps more. In addition, some nocturnal geckos and frogs have the capability of seeing color in dim light. At least some color guided behaviors in amphibians have also been shown to be wholly innate, developing even in visually deprived animals. In the evolution of mammals, segments of color vision were lost, then for a few species of primates, regained by gene duplication. Eutherian mammals other than primates (for example, dogs, mammalian farm animals) generally have less effective two receptor (dichromatic) color perception systems, which distinguish blue, green, and yellow—but cannot distinguish oranges and reds. There is some evidence that a few mammals, such as cats, have redeveloped the ability to distinguish longer wavelength colors, in at least a limited way, via one amino acid mutations in opsin genes. The adaptation to see reds is particularly important for primate mammals, since it leads to the identification of fruits, and also newly sprouting reddish leaves, which are particularly nutritious. However, even among primates, full color vision differs between New World and Old World monkeys. Old World primates, including monkeys and all apes, have vision similar to humans. New World monkeys may or may not have color sensitivity at this level: in most species, males are dichromats, and about 60% of females are trichromats, but the owl monkeys are cone monochromats, and both sexes of howler monkeys are trichromats. Visual sensitivity differences between males and females in a single species is due to the gene for yellow green sensitive opsin protein (which confers ability to differentiate red from green) residing on the X sex chromosome. Several marsupials, such as the fat tailed dunnart (Sminthopsis crassicaudata), have trichromatic color vision. Marine mammals, adapted for low light vision, have only a single cone type and are thus monochromats.
Эволюция
Түсті қабылдау механизмдері эволюциялық факторларға өте тәуелді, олардың ең маңыздысы – тамақ көздерін дұрыс тану. Шөп жейтін приматтарда түсті қабылдау дұрыс (жас) жапырақтарды табу үшін аса қажет. Көбінесе құстар гүлдерді түсі арқылы таниды. Түнгі сүтқоректілерде түсті көру нашар дамыған, себебі түйіршіктердің тиімді жұмыс істеуі үшін жеткілікті жарық қажет. Жануарлар әлемінің көптеген түрлерінде, әсіресе жәндіктерде ультракүлгін сәулелер түсті қабылдауға қатысатыны дәлелденген. Жалпы алғанда, оптикалық спектр материядағы ең көп кездесетін электрондық өтулерді қамтиды, сондықтан қоршаған орта туралы ақпарат жинау үшін ең тиімді. Приматтардың үш түсті көру қабілеті қазіргі маймылдардың, гоминидтердің және адамдардың ата-бабалары күндізгі белсенділікке ауысқанда және гүлді өсімдіктердің жемістері мен жапырақтарын жей бастағанда пайда болды. Түсті көру, ультракүлгін сәулелерді ажырату қабілетімен бірге, бунақтылардың да бар – омыртқалылардан басқа, осы қасиетке ие құрлықтағы жалғыз жануарлар. Кейбір жануарлар ультракүлгін спектріндегі түстерді ажырата алады. Ультракүлгін спектр көбінесе катаракта операциясы жасаған науқастардан басқа, адамның көру диапазонынан тыс. Құстар, тасбақалар, кесірткелер, көптеген балықтар және кейбір кеміргіштердің торлы қабығында ультракүлгін рецепторлары бар. Бұл жануарлар гүлдерде және адам көзімен көрінбейтін жануарлар әлеміндегі ультракүлгін үлгілерді көре алады. Ультракүлгін көру – құстар үшін ерекше маңызды бейімделу. Ол құстарға алыстан кішкентай жемтің орнын табуға, бағытталған түрде ұшуға, жыртқыштардан сақтануға және жоғары жылдамдықпен ұшып жүріп азық табуға мүмкіндік береді. Құстар басқа құстарды тану және жыныстық таңдау кезінде кең спектрлі көру қабілетін де пайдаланады.
Color perception mechanisms are highly dependent on evolutionary factors, of which the most prominent is thought to be satisfactory recognition of food sources. In herbivorous primates, color perception is essential for finding proper (immature) leaves. In hummingbirds, particular flower types are often recognized by color as well. On the other hand, nocturnal mammals have less developed color vision since adequate light is needed for cones to function properly. There is evidence that ultraviolet light plays a part in color perception in many branches of the animal kingdom, especially insects. In general, the optical spectrum encompasses the most common electronic transitions in the matter and is therefore the most useful for collecting information about the environment. The evolution of trichromatic color vision in primates occurred as the ancestors of modern monkeys, apes, and humans switched to diurnal (daytime) activity and began consuming fruits and leaves from flowering plants. Color vision, with UV discrimination, is also present in a number of arthropods—the only terrestrial animals besides the vertebrates to possess this trait. Some animals can distinguish colors in the ultraviolet spectrum. The UV spectrum falls outside the human visible range, except for some cataract surgery patients. Birds, turtles, lizards, many fish and some rodents have UV receptors in their retinas. These animals can see the UV patterns found on flowers and other wildlife that are otherwise invisible to the human eye. Ultraviolet vision is an especially important adaptation in birds. It allows birds to spot small prey from a distance, navigate, avoid predators, and forage while flying at high speeds. Birds also utilize their broad spectrum vision to recognize other birds, and in sexual selection.
Түсті қабылдау математикасы
"Физикалық түс" – таза спектрлік түстердің (көрінетін диапазонда) комбинациясы. Принцип бойынша, шексіз көп түрлі спектрлік түстер бар, сондықтан барлық физикалық түстер жиынтығын шексіз өлшемді векторлық кеңістік (Хилберт кеңістігі) деп қарастыруға болады. Бұл кеңістік әдетте Hcolor деп белгіленеді. Техникалық тұрғыдан алғанда, физикалық түстер кеңістігін түкпірлері спектрлік түстер болатын симплекстегі топологиялық конус деп қарастыруға болады, ал ақ түс – симплекстің центройы, қара түс – конустың шыңы, ал монохроматикалық түс – кез келген берілген түкпірмен байланысты, оның жарықтығына байланысты сол түкпірден шыққан сызық бойындағы бір нүктеде орналасқан. Hcolor кеңістігінің C элементе – нақты сандардың [Wmin,Wmax] аралығы ретінде қарастырылған, көрінетін толқын ұзындығының диапазонынан функция, ол [Wmin,Wmax] аралығындағы әрбір w толқын ұзындығына оның интенсивтілігін C(w) сәйкестендіреді. Адамның қабылдайтын түсін үш санмен сипаттауға болады: үш түрлі конус жасушасының қоздырылу деңгейі. Осылайша, адам қабылдайтын түсті үш өлшемді Евклид кеңістігіндегі нүкте ретінде қарастыруға болады. Біз бұл кеңістікті R3color деп атаймыз. Әрбір w толқын ұзындығы үш түрлі конус жасушасын белгілі бір деңгейде қоздыратындықтан, бұл деңгейлерді S, M және L конус жасушаларының жауаптарына сәйкес келетін s(w), m(w), l(w) функцияларымен бейнелеуге болады. Сонымен қатар, жарық сәулесі әртүрлі толқын ұзындықтарынан тұруы мүмкін болғандықтан, Hcolor кеңістігіндегі C физикалық түсінің әрбір конус жасушасын қаншалықты қоздыратынын анықтау үшін [Wmin,Wmax] аралығында C(w)·s(w), C(w)·m(w) және C(w)·l(w) интегралдарын есептеуіміз керек. Нәтижесінде алынған үш санның жиынтығы Hcolor кеңістігіндегі C физикалық түсіне (элементі) R3color кеңістігіндегі белгілі бір қабылданатын түс нүктесін сәйкестендіреді. Бұл сәйкестік сызықтық екенін оңай көруге болады. Сондай-ақ, "физикалық" Hcolor кеңістігіндегі көптеген әртүрлі элементтер R3color кеңістігінде бірдей қабылданатын түске әкелуі мүмкін екенін оңай көруге болады, сондықтан қабылданатын түс бір физикалық түске ғана тән емес. Осылайша, адамның түс қабылдауы шексіз өлшемді Хилберт кеңістігі Hcolor-дан 3 өлшемді Евклид кеңістігі R3color-ға дейінгі нақты, бірегей емес сызықтық түрлендіру арқылы анықталады. Техникалық тұрғыдан алғанда, осы сызықтық түрлендіру арқылы симплекс үстіндегі (математикалық) конустың бейнесі R3color кеңістігінде де (математикалық) конус болып табылады. Бұл конустың шыңынан тікелей алыстау хроматикалықты сақтай отырып, жарықтығын арттыруды білдіреді. Бұл конустың қимасын алу 2D хроматикалық кеңістік береді. 3D конус та, оның проекциясы да немесе қимасы да дөңес жиынтықтар болып табылады; яғни, спектрлік түстердің кез келген қоспасы да түс болып табылады. Іс жүзінде, әртүрлі физикалық түстердің әсерін жеке адамның үш конус жасушасының реакциясын физиологиялық тұрғыдан өлшеу өте қиын. Оның орнына психофизикалық тәсіл қолданылады. Әдетте үш нақты сынақ жарығы қолданылады; оларды S, M және L деп атаймыз. Адамның қабылдау кеңістігін калибрлеу үшін ғалымдар адамдарға кез келген физикалық түске сәйкес келу үшін циферблаттарды бұрап, S, M және L жарықтары үшін интенсивтіліктердің нақты комбинацияларын (IS, IM, IL) жасауға мүмкіндік берді, сәйкес келу табылғанға дейін. Бұл тек спектрлік физикалық түстер үшін қажет, өйткені спектрлік түстердің сызықтық комбинациясы олардың (IS, IM, IL) сәйкестіктерінің бірдей сызықтық комбинациясымен сәйкес келеді. Іс жүзінде, физикалық сынақ түсіне көбінесе кем дегенде S, M, L-дің біреуін белгілі бір қарқындылықпен қосу қажет екенін және бұл комбинацияға қалған 2 жарықтың сызықтық комбинациясы сәйкес келетінін ескеріңіз. Әртүрлі адамдарда (түсті көре алмаушылықсыз) сәйкестіктер бірдей болды. Барлық интенсивтіліктердің (IS, IM, IL) жиынтығын 3 кеңістіктің кіші жиынтығы ретінде қарастыру арқылы адамның түс қабылдау кеңістігінің моделі құрылады. (Егер S, M, L-дің біреуін сынақ түсіне қосу керек болса, оның интенсивтілігі теріс деп есептеледі.) Бұл (математикалық) конус болып шығады, төртбұрышты емес, 3 кеңістіктегі шығу тегі арқылы белгілі бір дөңес жиынтықтан өтетін барлық сәулелер. Бұл конус, бастапқыдан тікелей алыстаған кезде, S, M, L жарықтарының интенсивтілігін пропорционалды түрде арттырады. Тағы да, осы конустың қимасы – (анықтама бойынша) "хроматикалардың" (бейресми түрде: айрықша түстер) кеңістігі болып табылатын жазық пішін; CIE 1931 түсті кеңістігінің тұрақты X + Y + Z сәйкес келетін осындай қима CIE хроматикалық диаграммасын береді. Бұл жүйе кез келген түс немесе хроматикалық диаграмма шекарасындағы спектрлік емес түс үшін, осы түс немесе түс ретінде қабылданатын шексіз көп түрлі физикалық спектрлер бар екенін білдіреді. Сондықтан, әдетте, біз (мысалы) күйдіктің белгілі бір түсін қабылдайтын спектрлік түстердің комбинациясы жоқ; оның орнына, осы нақты түсті тудыратын шексіз көп мүмкіндіктер бар. Шекаралық түстер, таза спектрлік түстер, тек қана сәйкес толқын ұзындығындағы жарыққа жауап ретінде қабылдануы мүмкін, ал "күлгін сызығындағы" шекаралық түстерді ғана таза күлгіл мен таза қызылдың белгілі бір арақатынасымен ғана тудыруға болады. CIE хроматикалық диаграммасы жылқынің ішекшесі тәрізді пішінделген, оның қисық жиегі барлық спектрлік түстерге (спектрлік локус), ал қалған тік жиегі – ең қанық күлгілдерге, қызыл мен күлгілдің қоспасына сәйкес келеді.
A "physical color" is a combination of pure spectral colors (in the visible range). In principle there exist infinitely many distinct spectral colors, and so the set of all physical colors may be thought of as an infinite dimensional vector space (a Hilbert space). This space is typically notated Hcolor. More technically, the space of physical colors may be considered to be the topological cone over the simplex whose vertices are the spectral colors, with white at the centroid of the simplex, black at the apex of the cone, and the monochromatic color associated with any given vertex somewhere along the line from that vertex to the apex depending on its brightness. An element C of Hcolor is a function from the range of visible wavelengths—considered as an interval of real numbers [Wmin,Wmax]—to the real numbers, assigning to each wavelength w in [Wmin,Wmax] its intensity C(w). A humanly perceived color may be modeled as three numbers: the extents to which each of the 3 types of cones is stimulated. Thus a humanly perceived color may be thought of as a point in 3 dimensional Euclidean space. We call this space R3color. Since each wavelength w stimulates each of the 3 types of cone cells to a known extent, these extents may be represented by 3 functions s(w), m(w), l(w) corresponding to the response of the S, M, and L cone cells, respectively. Finally, since a beam of light can be composed of many different wavelengths, to determine the extent to which a physical color C in Hcolor stimulates each cone cell, we must calculate the integral (with respect to w), over the interval [Wmin,Wmax], of C(w)·s(w), of C(w)·m(w), and of C(w)·l(w). The triple of resulting numbers associates with each physical color C (which is an element in Hcolor) a particular perceived color (which is a single point in R3color). This association is easily seen to be linear. It may also easily be seen that many different elements in the "physical" space Hcolor can all result in the same single perceived color in R3color, so a perceived color is not unique to one physical color. Thus human color perception is determined by a specific, non unique linear mapping from the infinite dimensional Hilbert space Hcolor to the 3 dimensional Euclidean space R3color. Technically, the image of the (mathematical) cone over the simplex whose vertices are the spectral colors, by this linear mapping, is also a (mathematical) cone in R3color. Moving directly away from the vertex of this cone represents maintaining the same chromaticity while increasing its intensity. Taking a cross section of this cone yields a 2D chromaticity space. Both the 3D cone and its projection or cross section are convex sets; that is, any mixture of spectral colors is also a color. In practice, it would be quite difficult to physiologically measure an individual's three cone responses to various physical color stimuli. Instead, a psychophysical approach is taken. Three specific benchmark test lights are typically used; let us call them S, M, and L. To calibrate human perceptual space, scientists allowed human subjects to try to match any physical color by turning dials to create specific combinations of intensities (IS, IM, IL) for the S, M, and L lights, resp., until a match was found. This needed only to be done for physical colors that are spectral, since a linear combination of spectral colors will be matched by the same linear combination of their (IS, IM, IL) matches. Note that in practice, often at least one of S, M, L would have to be added with some intensity to the physical test color, and that combination matched by a linear combination of the remaining 2 lights. Across different individuals (without color blindness), the matchings turned out to be nearly identical. By considering all the resulting combinations of intensities (IS, IM, IL) as a subset of 3 space, a model for human perceptual color space is formed. (Note that when one of S, M, L had to be added to the test color, its intensity was counted as negative.) Again, this turns out to be a (mathematical) cone, not a quadric, but rather all rays through the origin in 3 space passing through a certain convex set. Again, this cone has the property that moving directly away from the origin corresponds to increasing the intensity of the S, M, L lights proportionately. Again, a cross section of this cone is a planar shape that is (by definition) the space of "chromaticities" (informally: distinct colors); one particular such cross section, corresponding to constant X+Y+Z of the CIE 1931 color space, gives the CIE chromaticity diagram. This system implies that for any hue or non spectral color not on the boundary of the chromaticity diagram, there are infinitely many distinct physical spectra that are all perceived as that hue or color. So, in general, there is no such thing as the combination of spectral colors that we perceive as (say) a specific version of tan; instead, there are infinitely many possibilities that produce that exact color. The boundary colors that are pure spectral colors can be perceived only in response to light that is purely at the associated wavelength, while the boundary colors on the "line of purples" can each only be generated by a specific ratio of the pure violet and the pure red at the ends of the visible spectral colors. The CIE chromaticity diagram is horseshoe shaped, with its curved edge corresponding to all spectral colors (the spectral locus), and the remaining straight edge corresponding to the most saturated purples, mixtures of red and violet.