애브니 효과

아브니 효과 또는 순도-온-휴 효과는 단색 광원에 백색 빛이 추가될 때 발생하는 인지된 색조 변화를 설명한다.^[1][2]

백색 빛이 추가되면 인간의 눈으로 감지되는 단색 근원의 만족을 야기할 것이다. 그러나 사람의 눈으로 감지되는 백색광 추가의 덜 직관적인 효과는 겉보기 색의 변화다. 이러한 색채 변화는 본질적으로 육체적이라기 보다는 생리적인 것이다.

백색 빛의 추가에 따른 이러한 색의 변화는 비록 일반적으로 1910년으로 보고되지만, 1909년 영국의 화학자 겸 물리학자 윌리엄 드 비벨리 아브니 경에 의해 처음 설명되었다. 백색 광원은 붉은 빛, 푸른 빛, 녹색 빛이 결합하여 만들어진다. 아브니는 빛깔의 명백한 변화의 원인이 이 광원을 구성하는 붉은 빛과 녹색 빛이며, 백색의 푸른 빛 성분은 아브니 효과에 전혀 기여하지 않는다는 것을 증명했다.^[3]

색도도

색도도는 국제조명위원회(CIE) XYZ 색상 공간의 투영을 (x, y) 평면에 그리는 2차원 도표다. X, Y, Z 값(또는 삼분해 값)은 단순히 원색에서 새로운 색을 만들기 위한 가중치로 사용되는데, 이는 RGB가 텔레비전이나 사진의 기본 색상에서 색을 만들기 위해 사용되는 것과 거의 같은 방식이다. 색도도를 만드는 데 사용되는 x와 y 값은 X와 Y를 X, Y, Z의 합으로 나누어 XYZ 값에서 생성된다. 그런 다음 표시할 수 있는 색도 값은 지배 파장과 포화라는 두 가지 값에 따라 달라진다. 발광 에너지는 포함되지 않기 때문에 도표에서 빛에만 차이가 있는 색상은 구별되지 않는다. 예를 들어, 주황색과 빨간색이 혼합된 저금리의 갈색은 그렇게 나타나지 않을 것이다.^[4]

아브니 효과는 색도 도표에도 잘 나타나 있다. 단색광에 백색광을 더하면 색도 도표에서 직선을 얻게 된다. 우리는 그러한 선을 따라가는 색깔들이 모두 같은 색을 가진 것으로 인식된다고 상상할 수 있다. 현실에서 이것은 사실이 아니며, 색조 변화가 감지된다. 이에 상응하여, 같은 색(그리고 순도만 다른 색)을 가진 것으로 인식되는 색상을 그린다면, 우리는 곡선을 얻을 것이다.^[which?]

색도 다이어그램에서 색조가 일정하게 감지되는 선은 곡선이어야 하므로 아브니 효과가 설명된다.^[5] 따라서 아브니 효과에 대해 보정된 색도도는 시각계의 비선형성을^{[clarification needed]} 잘 나타낸 그림이다.^[6] 또한, 아브니 효과는 색도 다이어그램에 어떤 직선도 허용하지 않는다. 하나는 두 개의 단색광을^[which?] 혼합할 수 있고 색조의 변화를 보지 못할 수 있으며, 따라서 다른 수준의 혼합물에 대한 직선 그림이 색도 다이어그램에 적절할 수 있음을 시사한다.^[7]

생리학

시각 시스템의 상대적 프로세스 모델은 2개의 색도 신경 채널과 1개의 무채색 신경 채널로 구성되어 있다.^[8] 색도 채널은 적녹색 채널과 황록색 채널로 구성되며 색과 파장을 담당한다. 무채색 채널은 휘도, 즉 백색-흑색 탐지를 담당한다. 색조와 포화는 망막 갱도 세포에서 축방향 경로로 구성된 신경 채널에서 다양한 양의 활동으로 인해 감지된다.^[8] 이 세 개의 채널은 색에 반응하는 반응 시간과 밀접하게 연결되어 있다. 무채색 신경 채널은 대부분의 조건에서 색도 신경 채널보다 반응 시간이 빠르다. 이들 채널의 기능은 직무에 의존한다. 어떤 활동은 두 채널뿐만 아니라 한 채널 또는 다른 채널에 의존한다. 색소 자극이 백색 자극으로 요약되면 색소 채널과 무채색 채널이 모두 활성화된다. 무채색 채널은 다른 휘도에 맞춰 조정해야 하기 때문에 응답 시간이 약간 느려질 것이다. 그러나 이러한 지연된 응답에도 불구하고 무채색 채널 응답 시간의 속도는 여전히 색채 채널의 응답 속도보다 더 빠를 것이다.^[5] 이러한 종합 자극 조건에서는 무채색 채널이 방출하는 신호의 크기가 색도 채널보다 강할 것이다. 무채색 채널에서 나오는 더 높은 진도의 신호와 더 빠른 반응의 결합은 반응 시간이 자극의 휘도와 포화 수준에 따라 거의 좌우된다는 것을 의미한다.^[5]

색시력에 대한 관습적인 설명은 색채 인식의 차이를 관찰자의 생리학에 내재된 원소적 감각으로 설명한다. 그러나 각각의 독특한 색조에 대한 반응을 설명할 수 있는 구체적인 생리학적 제약이나 이론은 없었다. 이를 위해 관찰자의 스펙트럼 감도 및 원뿔 유형의 상대적 개수는 모두 다른 색조를 지각하는 데 유의미한 역할을 하지 않는다는 것이 입증되었다.^[9] 아마도 환경은 개인에 걸친 다른 생리적 특징보다 독특한 색채의 인식에 더 큰 역할을 할 것이다. 이는 오랜 기간에 걸친 색채환경의 차이에 따라 색채판단이 달라질 수 있다는 사실에 의해 뒷받침되지만, 이러한 색채판단과 무채판단은 노화 및 기타 개별적인 생리적 요인이 망막에 영향을 미치더라도 색채환경이 동일하면 일정하게 유지된다.^[10]

베졸드-브뤼케 효과와 마찬가지로 아브니 효과는 색조 인식 단계까지의 원뿔 반응(LMS) 사이의 비선형성을 제안한다.^[11]

색도순도

색의 포화도, 즉 색의 창백도는 색도 순도와 관련이 있다. 색도 순도의 방정식은 P = L/(L_w + L)이다.^[12] 이 방정식에서 L은 색광 자극의 휘도와 같으며, L은_w 색광과 혼합될 백색광 자극의 휘도이다. 위의 방정식은 색광과 혼합된 백색광의 양을 정량화하는 방법이다. 흰색 빛이 첨가되지 않은 순수한 스펙트럼 색의 경우 L은 1이고 L은_w 0이다. 이것은 색도 순도가 1과 같으며, 백색 빛의 첨가와 관련된 어떠한 경우에도 색도 순도 또는 P의 값은 1보다 작다는 것을 의미한다. 스펙트럼 색 자극의 순도는 흰색, 검은색 또는 회색 자극을 추가하면 바뀔 수 있다. 그러나 아브니 효과는 백색광의 추가에 의한 색도 순도의 변화를 설명한다. 순도 변화가 인지된 색조에 미치는 영향을 결정하기 위해서는 실험에서 순도만이 변수인 것이 중요하며 휘도는 일정하게 유지되어야 한다.

휴 차별

색채 차별이라는 용어는 눈이 색의 변화를 감지하기 위해 얻어야 하는 파장의 변화를 묘사하기 위해 사용된다. λ + Δλ이라는 표현은 반드시 일어나야 하는 필요한 파장 조정을 정의한다.^[12] 파장의 작은 변화(< 2nm)는 대부분의 스펙트럼 색상이 다른 색조를 띠는 것처럼 보이게 한다. 그러나 푸른 빛과 붉은 빛의 경우, 사람이 색의 차이를 식별할 수 있으려면 훨씬 더 큰 파장 이동이 일어나야 한다.

역사

아브니 효과를 묘사한 원고는 1909년 12월 윌리엄 드 위블레슬리 아브니 경이 <런던 왕립학회 회보 A 시리즈>에 실렸다.^[3] 그는 형광 모델을 사용할 때 사진적으로 획득한 우세한 색상과 색의 시각적 관찰이 일치하지 않는다는 발견에 따라 정량적 연구를 하기로 결정했다.

1900년대 실험에서 일반적으로 사용되는 색 측정 기구는 부분적으로 실버드 거울과 함께 한 개의 광선을 두 개의 빔으로 분할하기 위해 사용되었다.^[13] 이로 인해 두 개의 빛 빔이 서로 평행하게 되어 같은 강도와 색상을 갖게 되었다. 이 빛의 빔들은 흰색 바탕에 투영되어 1.25인치(32mm) 정사각형 모양의 빛의 조각을 만들었다. 백색 조명을 색광의 패치 중 하나인 오른쪽에 있는 패치에 덧대었다. 두 빔의 경로에 막대기를 꽂아 색깔 있는 표면 사이에 공간이 없도록 했다. 백색광선(왼쪽 패치)을 더 받을 수 없는 패치 위에 백색광이 흩어지는 그림자를 만들기 위해 추가 막대를 사용하였다. 추가된 백색광의 양은 색광의 절반으로 결정되었다. 예를 들어, 적색 광원은 황색 광원보다 백색 광원이 더 많이 추가되었다. 그는 두 조각의 붉은 빛을 사용하기 시작했는데, 사실 오른쪽의 광선에 흰 빛이 더해져 순수한 적색 광원보다 더 노란 색조를 띠게 되었다. 실험 광원이 주황색일 때도 같은 결과가 나왔다. 광원이 녹색일 때 백색 빛이 더해져 패치의 외관이 황록색이 되었다. 그 후, 황록색 빛에 백색 빛이 추가되었을 때, 빛의 조각은 주로 노란색으로 나타났다. 청록색 광선(파란색 비율이 약간 높은)과 백색 광선의 혼합에서 청색은 붉은 색조를 띠는 것처럼 보였다. 보랏빛 광원의 경우, 흰 빛이 더해지면서 보랏빛 빛이 푸른 색조를 띠게 되었다.^[3]

애브니는 그 결과 발생한 색조의 변화는 백색 빛의 구성 요소인 붉은 빛과 녹색 빛 때문이라고 가설을 세웠다. 그는 또한 흰색 광선을 구성하는 파란 빛은 명백한 색조 변화에 영향을 미치지 않는 무시할 수 있는 요소라고 생각했다. 아브니는 빨간색, 녹색, 파란색 감성의 백분율 구성과 명암에 대한 실험적인 값을 거의 정확하게 계산된 값에 일치시킴으로써 자신의 가설을 실험적으로 증명할 수 있었다. 그는 첨가된 백색 광원뿐만 아니라 다른 스펙트럼 색상에서 발견되는 비율 구성과 광도를 조사했다.^[3]

대역폭의 유사한 영향

아브니 효과에 대한 고전적인 이해와 특정한 빛의 파장에 대한 백색광의 사용에서 증명되었듯이 신경색 코딩의 비선형성은 과거에 철저히 연구되어 왔지만, 새로운 방법은 네바다 대학의 연구자들에 의해 수행되었다.^[10] 단색광에 백색광을 더하기보다는 스펙트럼의 대역폭이 다양했다. 이러한 대역폭의 변화는 인간의 눈으로 인식되는 어떤 색조 변화를 식별하는 수단으로서 원뿔 수용체의 세 종류 수용체를 직접 겨냥했다.^[14] 연구의 전반적인 목표는 색의 외관이 눈의 스펙트럼 감도의 필터링 효과에 영향을 받았는지 여부를 결정하는 것이었다. 실험 결과 원뿔비에서 색조를 나타내는 색조를 조정하여 광원의 중심 파장과 일치하는 색조를 일정하게 만들었다. 또한, 본질적으로 행해진 실험은 아브니 효과가 빛의 순도의 모든 변화를 지탱하는 것이 아니라, 특정한 순도 저하 수단, 즉 백색 빛의 추가에 매우 제한된다는 것을 보여주었다. 수행된 실험은 빛의 대역폭을 변화시켰고, 비록 비슷하지만 다른 방법으로 순수성과 단색광을 변화시켰기 때문에, 결과의 비선형성은 전통적으로 보아왔던 것과 다르게 나타났다. 궁극적으로 연구자들은 스펙트럼 대역폭의 변화가 원추 민감성과 망막 전 흡수력에 의해 부과되는 여과 효과를 보상하기 위한 수용 후 메커니즘을 유발하고, 어떤 의미에서는 눈이 자연스럽게 발생하지 않을 색을 보도록 속였기 때문에 아브니 효과가 발생한다는 결론에 도달했다.d는 따라서 색에 근사해야 한다. 아브니 효과를 보상하기 위한 이 근사치는 광대역 주파수와 함께 경험하는 원뿔 배설물의 직접적인 기능이다.^[10]

잡다한 사실

아브니 효과를 보상한다고 주장하는 컬러 프린터의 특허가 1995년에 출판되었다.^[15]

아브니 효과는 현대 전투기의 조종석을 설계할 때 반드시 고려되어야 한다. 흰색 빛이 화면에 비추면 화면에 보이는 색상이 불포화되기 때문에 애브니 효과를 상쇄하기 위해 특별히 배려한다.^[5]

다양한 레벨의 백색광을 가미하여 순수한 색상과 정확히 일치하도록 만들 수 있는 스펙트럼 색상의 넓은 배열이 존재한다.^[16]

아브니 효과가 색 인식 중에 우연히 발생하는 결과 현상인지, 아니면 그 효과가 색에 대한 아이코드의 방식에서 의도적인 기능을 하는 것인지는 아직 밝혀지지 않았다.

모델링.

이 섹션에는 두 개의 CAM이 효과를 예측할 수 있는 특수 구조에 대한 정보가 누락되어 있다. 이 정보를 포함하도록 섹션을 확장하십시오. 자세한 내용은 대화 페이지에 있을 수 있다. (2021년 2월)

아브니 효과는 알려진 컬러 외관 모델로는 거의 설명되지 않는다. 페어차일드(Fairchild)가 컬러 외관 모델(3 Ed.)에서 검토한 많은 모델 중 오직 헌트와 ATD 모델만이 아브니 효과를 예측한다.^[17]

참고 항목

• 컬러 외관 모델
• 화이트 포인트

참조