Açık Renk algısı MacAdam, 1942

Farklı tonu bul.

Önce renk tonu ve açıklık eşiğini ΔE cinsinden ölç, sonra seviye modunda ızgara büyürken fark küçülsün: kaçıncı seviyeye çıkabilirsin?

3 dksürer 1katılım Anonimkayıt gerekmez
farklı olan hangisi?
EXP. 036

Karelerin hepsi aynı renkte görünüyor ama biri azıcık farklı: gözün ne kadar küçük bir farkı yakalayabiliyor?

Deney yükleniyor… JavaScript kapalıysa deney çalışmaz; bilim kutusunu ve makaleyi aşağıda okuyabilirsin.

Tekrar oyna, yüksel

Sıralama.

  1. Henüz kimse sıralamaya girmedi. İlk sen ol.
Sıralamada yalnızca gönüllüler görünür. Anonim oynayışların, gönüllü olunca hesabına bağlanır.Gönüllü ol ulaşılan seviye · her kişinin en iyi oynayışı sayılır · “Bugün” her gece yarısı (İstanbul) sıfırlanır
Önce deneye katıl.

Bilimi okumak cevabını etkileyebilir. Katıldıktan sonra her şey açılır; istersen yine de şimdi okuyabilirsin.

Deneye dön
Bilim kutusu

İyi koşullarda insanlar birbirine çok yakın iki rengi ayırt edebilir; CIELAB renk uzayında yaklaşık 2,3 birimlik fark, sıkça anılan bir 'fark edilebilir en küçük fark' değeridir.

Ne ölçüyoruz

İlk iki elde renk ayırt etme eşiğini ölçüyoruz: farklı kareyi yaklaşık %70,7 olasılıkla bulabildiğin en küçük renk farkı. Fark, eşit uzaklıkların yaklaşık eşit algısal farklara karşılık gelmesi amacıyla tasarlanmış CIELAB uzayında, iki renk arasındaki düz uzaklık (ΔE*ab, CIE76) olarak hesaplanıyor. Bu iki elde fark ΔE 14 ile başlıyor; art arda iki doğru cevapta 0,75 ile çarpılıp küçülüyor, her hatada 1,33 ile çarpılıp büyüyor. Farkın yönü küçülmekten büyümeye ya da büyümekten küçülmeye her döndüğünde bir 'dönüş' sayılıyor; el 8 dönüşte ya da en geç 26 ekranda bitiyor. Eşiğin, son 6 dönüş noktasının geometrik ortalaması. 1. elde yalnızca renk tonu, 2. elde yalnızca açıklık (L*) değişiyor ve süre sınırı yok. 3. el bir seviye oyunu. Izgara 1. seviyede 2x2; seviyeler ilerledikçe 3x3, 4x4, 5x5 ve 6x6 olarak büyüyor, 7. seviyeden itibaren 7x7 kalıyor. Farklı karenin farkı her seviyede 0,87 ile çarpılarak küçülüyor: 1. seviyede ΔE 18, 5. seviyede yaklaşık 10, 10. seviyede yaklaşık 5, 15. seviyede yaklaşık 2,6, 20. seviyede yaklaşık 1,3; fark 0,5'in altına inmiyor. Farkın yönü her seviyede rastgele seçiliyor: ton, açıklık ya da kroma. Her seviyede 3 canın var; yanlış kareye dokunursan o kare işaretleniyor, bir can gidiyor ve aynı ekranda aramaya devam ediyorsun. Canlar her seviyede yenileniyor. 12. seviyeden itibaren her seviye için 25 saniye, 20. seviyeden itibaren 15 saniye süren var; süre ya da canlar biterse oyun bitiyor. En fazla 40 seviye var. Sıralamada 3. elde geçtiğin en yüksek seviye kullanılıyor (çok olan iyi); ilk iki elin eşikleri bilimsel ölçüm olarak ayrıca kaydediliyor.

Araştırmalar ne diyor

David MacAdam 1942'de tek bir gözlemciyle 25.000'den fazla renk eşleştirme denemesi kaydetti ve eşleştirmelerdeki dağılımı kromatiklik diyagramı üzerinde bir elips ailesiyle gösterdi. Ölçüm yapılan 25 noktada elipslerin boyu ve yönü renge göre büyük farklılık gösteriyordu; yani göz, renk uzayının bazı bölgelerinde çok daha hassas. CIE'nin 1976'da benimsediği CIELAB uzayı, bu eşitsizliği azaltmak için tasarlanmış algısal olarak daha düzgün bir uzaydır. Sharma ve Trussell'in (1997) derlemesi, Mahy, Van Eycken ve Oosterlinck'in (1994) çalışmasına dayanarak, CIELAB'de yaklaşık 2,3 birimlik farkın fark edilebilir en küçük farka karşılık geldiğini aktarır. Klinikte ve endüstride renk ayırt etme yeteneği uzun süredir Dean Farnsworth'ün 1943'te tanıttığı 100 renk tonu testiyle ölçülüyor.

Neden böyle

Gözümüz renkleri üç tür koni hücresinin verdiği tepkilerin oranlarıyla kodlar; iki rengin ayırt edilebilmesi için bu oranların gürültüyü aşacak kadar değişmesi gerekir. MacAdam'ın elipsleri, bu değişime gereken miktarın yöne ve renge göre farklı olduğunu gösterir: bazı renklerde ton farkını, bazılarında açıklık farkını daha kolay fark ederiz. Biz de bu yüzden ton ve açıklığı ayrı ellerde ölçüyoruz. İlk iki elde eşiği bulmak için Levitt'in (1971) dönüştürülmüş merdiven yöntemini kullanıyoruz: fark yalnızca art arda iki doğru cevapta küçüldüğü için merdiven, doğru cevap olasılığının yaklaşık %70,7 olduğu farka yerleşir (0,707 x 0,707 ≈ 0,5). Dokuz ya da on iki kare arasından tahminle doğru kareyi bulma şansı yalnızca 1/9 ya da 1/12 olduğu için, şansla art arda iki doğru cevap vermek zordur.

Sınırlılık

Ekranlar kalibre değildir: aynı renk kodu iki telefonda farklı görünebilir. Ekran parlaklığı, gece modu, mavi ışık filtresi, True Tone gibi otomatik renk ayarları ve ortam ışığı sonucu değiştirebilir. Bazı ekranlarda bakış açısı değiştikçe renkler kayar; ekrana dik bakmak önemlidir. Çok küçük farklarda ekranın renk adımları farkı yuvarlayabilir; seviye modunun ileri seviyelerinde fark ΔE 1'in altına indiği için bu sınır orada özellikle önemlidir. 7x7 ızgarada kareler küçük telefon ekranlarında epey küçülür, bu da farkı görmeyi zorlaştırabilir. Seviye modundaki süre ve can sınırı, sonucu yalnızca gözüne değil dikkatine ve hızına da bağlı kılar. Kırmızı-yeşil renk eksikliği, Avrupa kökenli erkeklerin yaklaşık %8'inde, kadınların yaklaşık %0,4'ünde görülür; renk tonu eli bu kişiler için belirgin biçimde zor olabilir. CIELAB tam düzgün bir uzay değildir; aynı ΔE, renk uzayının farklı bölgelerinde farklı algılanabilir. Bu test eğlenceli bir ölçümdür, göz muayenesinin yerini tutmaz.

ΔE*ab ≈ 2,3CIELAB'de fark edilebilir en küçük fark (sıkça anılan değer)Mahy ve ark., 1994; Sharma ve Trussell, 1997
25.000'den fazlaMacAdam'ın tek gözlemcisinde renk eşleştirme denemesiMacAdam, 1942
%70,72 aşağı-1 yukarı merdiveninin yerleştiği doğru cevap oranıLevitt, 1971
~%8 / ~%0,4Kırmızı-yeşil renk eksikliği, Avrupa kökenli erkek / kadınBirch, 2012
%4–6,5Kırmızı-yeşil renk eksikliği, Çin ve Japon kökenli erkeklerBirch, 2012
  1. MacAdam, D. L. (1942). Visual sensitivities to color differences in daylight. Journal of the Optical Society of America, 32(5), 247–274. Kaynağa git ↗
  2. Mahy, M., Van Eycken, L., & Oosterlinck, A. (1994). Evaluation of uniform color spaces developed after the adoption of CIELAB and CIELUV. Color Research & Application, 19(2), 105–121. Ayrıca: Sharma, G., & Trussell, H. J. (1997). Digital color imaging. IEEE Transactions on Image Processing, 6(7), 901–932. https://doi.org/10.1109/83.597268 Kaynağa git ↗
  3. Levitt, H. (1971). Transformed up-down methods in psychoacoustics. The Journal of the Acoustical Society of America, 49(2B), 467–477. Kaynağa git ↗
  4. Farnsworth, D. (1943). The Farnsworth-Munsell 100-hue and dichotomous tests for color vision. Journal of the Optical Society of America, 33(10), 568–578. Kaynağa git ↗
  5. Birch, J. (2012). Worldwide prevalence of red-green color deficiency. Journal of the Optical Society of America A, 29(3), 313–320. Kaynağa git ↗

Aynı yeşil mi, değil mi?

Boyacıda iki renk kartını yan yana tutup hangisinin duvardaki eski boyaya daha yakın olduğuna karar vermeye çalıştıysan, bu deneyin sorusunu zaten biliyorsun: iki renk ne kadar yakın olursa artık 'aynı' görünür? Renk bilimciler bu soruya bir sayıyla cevap veriyor. İki renk arasındaki fark, algıya yaklaşık uyacak biçimde tasarlanmış bir renk uzayında ölçülüyor ve gözün hâlâ fark edebildiği en küçük değer aranıyor.

Bu deneyde aynı renkteki karelerin arasında tek bir farklı kare var. İlk iki elde başta farkı kolayca görüyorsun; doğru cevap verdikçe fark küçülüyor, yanıldıkça yeniden büyüyor. Birkaç dakika sonra, farkın gözünün sınırında gidip geldiği bir noktaya ulaşıyorsun. Bu nokta senin renk ayırt etme eşiğin; onu bir kez yalnızca renk tonu, bir kez yalnızca açıklık değiştiğinde ölçüyoruz. Üçüncü el ise bir seviye oyunu: ızgara 2x2'den 7x7'ye kadar büyüdükçe aradığın kare kalabalığın içinde kayboluyor, fark da her seviyede biraz daha küçülüyor. Gözün seni kaçıncı seviyeye kadar taşıyabilir?

MacAdam'ın elipsleri

Renk ayrımının modern ölçümü büyük ölçüde David MacAdam'ın 1942'deki çalışmasına dayanır. MacAdam, parlaklığı sabit tutarken iki renk alanını yan yana gösterebilen bir düzenek kurdu. Gözlemci, ayarlanabilir rengi sabit bir test rengine eşitlemeye çalışıyordu. Eşleştirmeler hiçbir zaman kusursuz olmuyordu; MacAdam bu küçük hataların dağılımını, yani eşleştirmelerin standart sapmasını, renk duyarlılığının en tekrarlanabilir ölçüsü olarak benimsedi. Tek bir gözlemciyle 25.000'den fazla eşleştirme denemesi kaydetti.

Sonuçlar, standart kromatiklik diyagramı üzerinde birer elips olarak çizildi. Ölçüm yapılan 25 noktada elipslerin hem boyu hem yönü renge göre büyük farklılık gösteriyordu. MacAdam'ın vurguladığı önemli bir sonuç da şuydu: bu elipsler, diyagramın hiçbir projektif dönüşümüyle eşit büyüklükte dairelere çevrilemiyordu. Başka bir deyişle, renkleri gösterdiğimiz standart harita, gözün algıladığı farkları eşit ölçekte göstermiyordu. Bir bölgede küçük görünen bir adım fark edilmezken, başka bir bölgede aynı uzunluktaki adım kolayca görülebiliyordu.

ΔE: Renk farkını sayıya dökmek

MacAdam'ın ve başkalarının bulguları, renk farklarını daha adil ölçen bir uzay arayışını hızlandırdı. CIE 1976'da CIELAB uzayını benimsedi. Bu uzayda her rengin üç koordinatı var: L* açıklığı, a* kırmızı-yeşil eksenini, b* sarı-mavi eksenini gösterir. İki renk arasındaki fark, bu üç koordinat arasındaki düz uzaklıkla, yani ΔE*ab ile ifade edilir. Bu deneyde kullandığımız ölçü tam olarak bu, 1976 formülü (ΔE76). a* ve b* koordinatlarından hesaplanan kroma (C*ab) ise rengin ne kadar canlı, griden ne kadar uzak olduğunu gösterir. Seviye modunda farklı kare bazen yalnızca tonuyla, bazen açıklığıyla, bazen de kromasıyla ayrılıyor; hepsinde farkın büyüklüğü aynı ΔE ile ölçülüyor.

Peki kaç birim fark 'görünür'? Sharma ve Trussell'in 1997'de yayımlanan dijital renkli görüntüleme derlemesi, Mahy, Van Eycken ve Oosterlinck'in 1994'teki çalışmasına dayanarak, yaklaşık 2,3 birimlik ΔE*ab değerinin fark edilebilir en küçük farka karşılık geldiğini aktarır. Bu değer renk yönetimi yazılımlarında ve renk biliminde sıkça bir başvuru noktası olarak kullanılır. Ama bu yalnızca kaba bir ortalamadır: CIELAB da tam düzgün değildir ve 1976'dan sonra ondan daha düzgün olması amaçlanan pek çok yeni uzay ve fark formülü önerildi; Mahy ve arkadaşlarının çalışması da bunların bir bölümünü karşılaştırıyordu. CIE94 ve CIEDE2000 gibi düzeltilmiş fark formülleri bu arayışın ürünü. Biz basit ve şeffaf olduğu için 1976 formülünü kullanıyoruz; deneyin sonunda göreceğin eşik değeri de bu ölçüyle ifade ediliyor.

Merdiven: Eşiği nasıl buluyoruz?

Bir eşiği ölçmenin en basit yolu, çok sayıda farklı büyüklükte farkı rastgele sırayla gösterip her birinde ne kadar başarılı olduğuna bakmaktır. Ama bu yöntem uzun sürer, çünkü denemelerin çoğu ya çok kolay ya çok zor olur. Harry Levitt 1971'de psikoakustik için daha verimli bir yol tanımladı: farkı, kişinin cevaplarına göre sürekli ayarlamak. İlk iki elde kullandığımız '2 aşağı-1 yukarı' kuralında fark yalnızca art arda iki doğru cevapta küçülür, her yanlışta büyür.

Bu kuralın güzel bir matematiksel sonucu var. Merdiven, art arda iki doğru cevap verme olasılığının yarı yarıya olduğu bir farkta dengeye gelir; bu da tek bir denemede doğru cevap olasılığının yaklaşık %70,7 olduğu noktadır. Farkı her seferinde aynı oranda (0,75 ya da 1,33 ile) çarptığımız için adımlar küçük farklarda küçülür, büyük farklarda büyür. Eşiğini, merdivenin yön değiştirdiği son altı noktanın geometrik ortalamasıyla hesaplıyoruz; ilk dönüşleri atmak, merdivenin eşiğe henüz yaklaşmadığı başlangıç bölümünün etkisini azaltır. Ekranda dokuz ya da on iki kare olduğu için tahminle doğru kareyi bulma şansın yalnızca 1/9 ya da 1/12; şans eseri art arda iki kez doğru kareye dokunmak çok nadirdir.

Farnsworth'ün renk kapakları ve renk körlüğü

Renk ayrımını ölçen klasik bir klinik araç, Dean Farnsworth'ün 1943'te tanıttığı Farnsworth-Munsell 100 renk tonu testidir. Bugünkü sürümünde dört kutuya yerleştirilmiş 85 küçük renk kapağı var; kapakların renk tonu adım adım değişir ve kişiden onları sıraya dizmesi istenir. Sıralamadaki hataların sayısı ve renk çemberinin hangi bölgesinde toplandığı, hem genel renk ayırt etme becerisini hem de olası bir renk görme eksikliğinin türünü gösterir. Bizim deneyimiz de benzer bir mantıkla çalışıyor, ama sıralama yerine 'farklı olanı bul' görevini kullanıyor ve farkı adım adım küçültüyor.

Renk ayrımı herkeste aynı değildir. Jennifer Birch'ün 2012'deki derlemesine göre büyük ve rastgele örneklemli taramalarda kalıtsal kırmızı-yeşil renk eksikliği, Avrupa kökenli erkeklerin yaklaşık %8'inde, kadınların yaklaşık %0,4'ünde görülüyor; Çin ve Japon kökenli erkeklerde oran %4 ile %6,5 arasında. Birch, nüfuslar arasındaki bu farkların doğal seçilimden çok kurucu etkisi ve genetik sürüklenmeyle açıklanabileceğini öne sürüyor. Renk eksikliği olan biri bu deneyde özellikle renk tonu elinde zorlanabilir; bu yüzden sonuç ekranında ton ve açıklık eşiklerini ayrı ayrı gösteriyoruz. Kesin bir değerlendirme için göz doktorunun uyguladığı testler gerekir.

Sonucun ne anlatır, ne anlatmaz?

Sonuç ekranında ilk iki el için birer eşik değeri görüyorsun: farklı kareyi yaklaşık %70,7 olasılıkla bulabildiğin ΔE. Renk tonu ve açıklık eşiklerini karşılaştırmak, gözünün hangi tür farka daha duyarlı olduğuna dair bir ipucu verir. Sıralamada ise üçüncü elde geçtiğin en yüksek seviye sayılıyor. Fark 10. seviyede yaklaşık ΔE 5, 15. seviyede 2,6, 20. seviyede 1,3; yani 15. seviyeden sonrası, sıkça anılan 2,3'lük değerin çevresinde ve altında oynanıyor. Bu seviyelerde iki araç işine yarayabilir. Yan yana duran renkler birbirinin görünüşünü etkiler; bu etkiye eşzamanlı renk kontrastı denir ve aynı kare, komşularına göre biraz farklı görünebilir. 'Karıştır' karelerin yerini değiştirir: farklı sandığın kare yeni komşularının arasında da farklı görünüyorsa doğru izdesin. Uzun süre aynı renge bakmak da gözü o renge alıştırır (renk uyumu, yani adaptasyon) ve küçük farkları silikleştirebilir; 'Dinlendir' 1,2 saniyelik nötr gri bir ekranla bu uyumu tazelemeye yardım eder. Araçları ne zaman ve ne sıklıkla kullandığını da kaydediyoruz.

Bu sayıyı laboratuvar değerleriyle bire bir karşılaştırmamak gerekiyor. 2,3 gibi değerler kontrollü ışıkta, kalibre edilmiş cihazlarla elde edilir; senin telefonun ya da monitörün ise renkleri kendi ayarlarına göre gösterir. Parlaklık, gece modu, otomatik renk sıcaklığı ayarları, ortam ışığı ve ekrana bakış açın, ölçülen eşiği belirgin biçimde değiştirebilir. Testi farklı bir cihazda ya da farklı bir ışıkta tekrarlarsan sonucun değişebilir; en anlamlı karşılaştırma, aynı cihazda yapılan ölçümler arasındadır. Bu ölçüm bir göz muayenesi değil, renk algının sınırlarına eğlenceli bir bakıştır.

Sık sorulanlar

ΔE nedir?

İki renk arasındaki farkı ifade eden sayıdır. Bu deneyde CIELAB renk uzayındaki düz uzaklığı (ΔE*ab, 1976 formülü) kullanıyoruz: açıklık, kırmızı-yeşil ve sarı-mavi eksenlerindeki farkların karelerinin toplamının karekökü. Sayı büyüdükçe renkler birbirinden daha farklıdır.

Kaç ΔE'lik fark gözle görülür?

Renk biliminde sıkça anılan değer yaklaşık 2,3'tür; Sharma ve Trussell (1997), bu değeri Mahy ve arkadaşlarının (1994) çalışmasına dayandırır. Ancak bu değer kontrollü koşullara aittir; telefon ve bilgisayar ekranlarında, renge ve ortama göre daha yüksek ya da daha düşük eşikler görülebilir.

Fark neden bazen tekrar büyüyor?

İlk iki el uyarlamalı bir merdiven kullanıyor: art arda iki doğru cevapta fark küçülür, her hatada büyür. Böylece fark, senin eşiğinin çevresinde gidip gelir. Eşik, farkın yön değiştirdiği son altı noktanın geometrik ortalamasıyla hesaplanır. Üçüncü elde ise fark yalnızca küçülür; her yeni seviye bir öncekinden biraz daha zordur.

Renk körüysem bu testi yapabilir miyim?

Evet. Kırmızı-yeşil renk eksikliği Avrupa kökenli erkeklerin yaklaşık %8'inde, kadınların yaklaşık %0,4'ünde görülür. Bu durumda özellikle renk tonu eli zorlayabilir. Sonuç bir tanı değildir; renk görmenle ilgili bir şüphen varsa göz doktoruna başvurmalısın.

Telefonumun ekranı sonucu etkiler mi?

Etkiler. Ekranlar kalibre değildir ve parlaklık, gece modu, mavi ışık filtresi ya da otomatik renk ayarları renkleri değiştirir. Daha tutarlı bir ölçüm için bu ayarları kapatıp parlaklığı yükseltmeyi, ekrana dik bakmayı ve güçlü yansımalardan kaçınmayı öneriyoruz.

Seviye modu nasıl işliyor, sıralama neye göre?

Üçüncü elde ızgara 2x2'den başlayıp 7x7'ye kadar büyür, farklı karenin farkı her seviyede küçülür (1. seviyede ΔE 18, 20. seviyede yaklaşık 1,3). Her seviyede 3 canın var ve canlar her seviyede yenilenir; 12. seviyeden itibaren 25, 20. seviyeden itibaren 15 saniye süre işler. Süre ya da canlar biterse oyun biter. Sıralamada geçtiğin en yüksek seviye sayılır; ilk iki elin eşikleri bilimsel ölçüm olarak ayrıca kaydedilir.

Tartışma 0 yorum

Yorum yazmak ve oy vermek için gönüllü ol. 20 saniye sürer.
GirişGönüllü ol
Henüz yorum yok. İlk yazan sen ol.

Bu deney hakkında konular

Yeni konu aç →
Bu deney için açılmış ayrı bir konu yok. Yöntemi eleştirmek, bir makale paylaşmak ya da yeni bir soru sormak için konu açabilirsin.