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Thayer Watkins
Silicon Valley
U. Tornado-Gasse
USA

Die Perceptive Leistungsfähigkeit
vom menschlichen Auge
als Funktion von
Wellenlänge

Menschen sind also gewohnt zu, die körperliche Welt sichtlich zu beobachten, daß wir Sichtbeobachtung mit Wirklichkeit gleichstellen. Aber dieses ist nicht notwendigerweise korrekt. Das menschliche Auge hat Betriebsmerkmale, die die Genauigkeit von Sichtbeobachtungen begrenzen. Z.B. weiß jeder, daß wir Licht über der begrenzten Strecke von Rotem zum Blau nur sehen können, aber wir voraussetzen, daß es keine Verzerrung der Vorstellung über dieser Sichtstrecke gibt. Aber dieses ist definitiv nicht zutreffend. Unten gezeigt eine Kurve, die die Leistungsfähigkeit der Vorstellung als Funktion der Wellenlänge des Lichtes anzeigt.

So läßt unsere Vorstellung des roten Lichtes verglichen mit unserer Vorstellung des gelben Lichtes der gleichen radiologischen Intensität das rote Licht viel als das Gelb weniger hell scheinen, obwohl sie gleichmäßig intensiv sind. Die gleiche verminderte Vorstellung des blauen Lichtes trifft am anderen Ende vom Spektrum zu.

Die oben genannte Kurve ist für den Menschen, der Tageslicht, sogenannter photopischer Anblick gewöhnt wird. Die maximale Leistungsfähigkeit ist für Licht an einer Wellenlänge von 0.555 μm. für das menschliche Auge, das für Nachtanblick, sogenannter skotopischer Anblick, die maximale Leistungsfähigkeit angepaßt wird, ist für Licht an einer Wellenlänge von 0.510 μm. unter skotopischen Bedingungen, die Vorstellung der Farbe extrem schwach ist.

Die unterschiedliche Leistungsfähigkeit des menschlichen Auges als Funktion der Wellenlänge des Lichtes hat zu eine Unterscheidung zwischen Photometrie und Radiometrie geführt. Radiometrie bezieht sich körperliches Maß des Lichtes, während Photometrie auf die menschliche Vorstellung der Strahlung sich bezieht. Es gibt zwei Sätze Maßeinheiten für Strahlung Maß, eine für objektive körperliche Wirklichkeit und andere für menschliche Vorstellung dieser körperlichen Wirklichkeit.

Radiometrische und photometrische Maßeinheiten
Konzept Radiometrische Maßeinheiten Photometrische Maßeinheiten
Energie Joules=Watt-seconds talbots=lumens-seconds
Fluß Watt Lumen
exitance Watt/m2 lux=lumens/m2
Intensität Watt/Steradian candela=lumens/Steradian
Strahlen/
Helligkeit
Watt/steradian-m2 Lumen/steradian-m2

Photometrisches Maß hängt mit radiometrischem Maß durch das folgende Verhältnis zusammen:

L (λ) = 685E (λ) R (λ)

wo E (λ) die Leistungsfähigkeit ist, wie durch die CIE leuchtende Leistungsfähigkeit Kurve gegeben, die oben gezeigt wird. R (λ) ist die Intensität der Strahlung in den radiometrischen Maßeinheiten, während L (λ) die photometrische Intensität ist.

Ist hier eine Abbildung. Nehmen Sie an, daß ein Projektor ein Meter von einer Glühlampe 60W ist. Der Bereich ein der Meßinstrumente des Bereichs r im Durchmesser ist 4πr2 gleich. So hat ein ein-Meter-Bereich einen Bereich von 12.566 Quadratmetern und folglich ist die Intensität des Lichtes von einer Birne 60W 60/12.566 oder 4.775 Watt pro Quadratmeter. Die photometrische Intensität in den Lumen pro Quadratmeter hängt nach der Wellenlänge des Lichtes ab. Wenn das Birne ausgestrahlte reine gelbgrüne Licht von Wellenlänge 0.555 μm dann die leuchtende Intensität L = 685 * 1 * 4.775 = 3271 Lumen pro Quadratmeter sein würde. Die gleiche Energie Birne, die reines grünes Licht bei 0.510 μm ausstrahlt, in dem die Leistungsfähigkeit des Auges 50 Prozent ist, würde eine leuchtende Intensität von L = 685 haben * (0.5) * 4.775 = 1635 Lumen pro Quadratmeter. Für eine Birne, die rotes Licht bei 0.48 μm, ausstrahlt in dem das Auge hat eine Leistungsfähigkeit von ungefähr 10 Prozent, würde die, leuchtende Intensität nur 327.1 Lumen pro Quadratmeter sein.

Die optische Leistungsfähigkeit Kurve kann auf Farbsehen verlängert werden. Farben werden durch die Kegel im Auge wahrgenommen. Unterhalb der Erscheinen die Wirksamkeit der drei Arten der Kegel als Funktion der Wellenlänge.

Die Leistungsfähigkeit Kurven für die roten und grünen Kegel kreuzen (, seien Sie d.h. genau gleich), für Strahlung der Wellenlänge über 0.56 μm. Wenn das Auge 0.56 μm Strahlung sieht, regt sie die roten und grünen Kegel ungefähr gleichmäßig an. Die Sichtvorstellung der nahen gleichen Anregung der roten und grünen Kegel ist Gelbheit. Die Strahlung von Wellenlänge 0.56 μm ist nicht selbst mehr gelb, als Mikrowelle Strahlung oder Radiowellen eine Farbe haben. Gelbheit kommt von der gleichen Anregung der roten und grünen Kegel. Licht einschließlich Strahlung der gleichen Intensität am 0.58 μm und an 0.54 μm Wellenlänge, die Wellenlängen der maximalen Leistungsfähigkeit für die roten und grünen Kegel, würde auch als gelbes Licht wahrgenommen. Es würde etwas Anregung der blauen Kegel durch die 0.54 μm Strahlung geben, die die Gelbheit der Vorstellung erleichtern würde.

Die Leistungsfähigkeit Kurven für die Kegelempfänger werden im oben genannten Diagramm gezeigt, wie, gehend bis null, aber sie verjüngen wahrscheinlich sich asymptotisch bis null wie eine Gaußsche Kurve. Der Grund für das Sagen dieses ist, daß sehr hohe Intensität Licht von einem Laser, der Infrarotlicht ausstrahlt, als seiend tiefes karminrotes Rot wahrgenommen wird. Der Infrared hat nicht eine Farbe, aber seine Intensität ist so groß, daß sie die roten Kegel im Endstück der Leistungsfähigkeit Kurve anregt, in der die Leistungsfähigkeit der Vorstellung klein aber ungleich Null ist.

Die tiefe karminrote rote Farbe, die durch das Infrarotlicht von einem Laser angeregt wird, zeigt, was der Ausgang der roten Kegel ist. Was wir, wenn das Auge wahrnimmt, Licht in der roten Region des Spektrums sind eine Mischung des Ausganges des roten Kegels mit etwas Anregung der grünen Kegel sehen. Das tiefe karminrote Rot des Ausganges der roten Kegel ist ruhiger Gedanke von als Rot. Die Situation ist am anderen Ende vom Spektrum unterschiedlich.

Wenn das Auge Licht der Wellenlänge von ungefähr 0.35 μm wahrnimmt, ist die Farbe, die beobachtet wird, violett. Dieses ist der Ausgang der sogenannten blauen Kegel, die mit dem Ausgang der grünen Kegel unmixed sind. Die sogenannten blauen Kegel sollten genannt werden die violetten Kegel. Sie wurden blau beschriftet, weil sie für Licht in der Region des Spektrums am empfindlichsten sind, in dem das Auge blaue Farbe beobachtet. Aber diese blaue Farbe kommt von der kombinierten Anregung der sogenannten blauen Kegel und der grünen Kegel, mit irgendeiner kleiner Anregung der roten Kegel.

Für Jahre sind Kunststudenten unterrichtet worden, daß Veilchen eine nicht Primärfarbe aber anstatt eine Mischung von Rotem und von Blauem ist. Tatsächlich ist Blau eine Mischfarbe und es ist violett, das die Primärfarbe ist.

Es ist eine Tatsache, daß eine Mischung des roten und blauen Lichtes oder des roten und blauen Pigments violett schaut. Dieses ist, weil, wenn die drei Kegel das Niveau der Anregung der empfangenden Kegel angeregt werden, die niedrigste Anregung mit gleichen Niveaus der Anregung der anderen zwei Kegel kombiniert, um einen Farbton des Graus zu produzieren. Dieser graue Ton dient, die wahrgenommene Farbe zu erleichtern, resultierend aus den Restniveaus der Anregung der anderen zwei Kegel. So, wenn ein niedriges des Rotes mit Blau die Anregung der grünen Kegel von den blauen hellen Mähdreschern mit dem Rot kombiniert wird, zum eines Niveaus des Graus zu verursachen, das dann die Anregung der violetten Kegel vom blauen Licht erleichtert. Das Resultat ist die Vorstellung eines erleichterten Veilchens.

Es ist nicht möglich, die grünen Kegel anzuregen, ohne die roten Kegel und/oder die violetten Kegel auch anzuregen. Aber eine Wellenlänge des Lichtes, das gleichmäßig die roten Kegel und die violetten Kegel anregt, würde einen grauen Ton produzieren, der bloß die Vorstellung des Grüns erleichtern würde. Dieses würde einen Näherungswert geben von, was die Farbe Anregung die grünen Kegel geben würde, wenn sie allein angeregt wurden.

Mehr auf Veilchen als Primärfarbe.


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