لماذا تختلف القدرة على التمييز بين مجموعات الألوان؟ — قطوع ماك آدم وفضاءات الألوان المتجانسة
تبدو قطوع ماك آدم الناقصة واسعة في منطقة الأخضر وضيقة في منطقة الأزرق. نشرح لماذا يختلف حجم الفرق القابل للتمييز على مخطط اللونية من لون لآخر، وكيف تطورت فضاءات الألوان لتصحيح ذلك.
عند إجراء الاختبار ستشعر أن بعض مجموعات الألوان سهلة وبعضها صعب على نحو لافت. صحيح أن هناك فروقًا فردية، لكن التجارب أثبتت منذ أربعينيات القرن العشرين أن قدرة الإنسان على تمييز الألوان تختلف أصلًا من منطقة لونية إلى أخرى.
قطوع ماك آدم الناقصة
في عام 1942 اختار ديفيد ماك آدم (David MacAdam) خمسة وعشرين لونًا على مخطط اللونية CIE 1931 xy، وطلب من راصد أن يضبط لون مقارنة مرارًا حتى يبدو مطابقًا للّون المرجعي. وحين قاس مدى تشتت نتائج الضبط (الانحراف المعياري) في كل اتجاه، وجد أن الشكل قطع ناقص.
المدهش أن حجم القطع الناقص واتجاهه اختلفا كثيرًا من لون لآخر. ففي منطقة الأخضر من مخطط اللونية كانت القطوع كبيرة جدًا، وفي منطقة الأزرق–البنفسجي كانت صغيرة جدًا. أي أن المسافة نفسها على المخطط xy تُلحظ بسرعة قرب الأزرق، بينما يلزم ابتعاد كبير قرب الأخضر حتى يُلحظ الفرق.
القطوع في التجربة الأصلية تمثل الانحراف المعياري للضبط، لذا فإن أصغر فرق ملحوظ (JND) أكبر منها بعدة أضعاف، ويُقدَّر عادةً بثلاثة أضعاف تقريبًا. ومن حدود هذه التجربة أنها أُجريت على راصد واحد، لكن تجارب لاحقة على راصدين متعددين أكدت الاتجاه نفسه.
هل المشكلة في العين أم في نظام الإحداثيات؟
تفاوت قطوع ماك آدم يعود في نصفه تقريبًا إلى مشكلة في نظام الإحداثيات. فمخطط اللونية xy إحداثيات وُضعت لمطابقة الألوان، لا خريطة صُمّمت لتمثيل حجم الفروق. وكما تبدو غرينلاند في خرائط العالم أكبر من حجمها الحقيقي، يضخّم مخطط xy منطقة الأخضر.
لذلك توالت المحاولات لإنشاء فضاء ألوان متجانس تتناسب فيه المسافة مع الفرق المحسوس. ومن ثمارها CIE 1960 UCS ومخطط اللونية CIE 1976 u′v′، ثم CIELAB وCIELUV. في هذه الفضاءات تقترب قطوع ماك آدم كثيرًا من الدوائر، لكنها لا تصبح متساوية تمامًا. وما بقي من لاتجانس صحّحته معادلتا CIE94 وCIEDE2000.
لماذا تبقى الفروق رغم القياس بـ CIEDE2000؟
يضبط HueSense فرق كل سؤال وفق CIEDE2000، فلو كانت المعادلة مثالية لتقاربت نسب الإجابات الصحيحة في جميع المجموعات. ومع ذلك تظهر فروق لعدة أسباب:
- تأثير المساحة الصغيرة: أُجريت التجارب التي بُنيت عليها CIEDE2000 غالبًا بعيّنات كبيرة نسبيًا. وحين تصغر المربعات يتراجع تمييز اتجاه الأزرق–الأصفر خصوصًا (لقلة مخاريط S في مركز الرؤية).
- الفروق الفردية: شيخوخة العدسة ونسب الخلايا المخروطية والتباينات الطفيفة في رؤية الألوان تغيّر القدرة على التمييز في اتجاهات معيّنة.
- فروق الشاشات: إذا لم تستطع الشاشة عرض منطقة لونية معيّنة كما ينبغي (نطاق ألوان ناقص)، أو كان ضبط جاما منحرفًا، بدت فروق الألوان في تلك المنطقة أصغر أو أكبر مما هي عليه.
- فروق السطوع: الأصفر لون ساطع فيقع في منطقة من L* تقل فيها الحساسية لفرق الإضاءة، أما الألوان المحايدة فلا تُميَّز إلا بالإضاءة.
إذا ظهرت لديك مجموعة ألوان ضعيفة
إذا جاءت نسبة الإجابات الصحيحة منخفضة في مجموعة ما، فتحقق أولًا من عدد الأسئلة. فإذا لم تحل إلا بضعة أسئلة من كل مجموعة فقد تكون النتيجة مصادفة. والأفضل أن تكرر التحدي عدة مرات وترى هل تبقى المجموعة نفسها منخفضة في النسبة التراكمية أيضًا.
وإذا استمر الاتجاه نفسه فجرّب جهازًا آخر. فإن بقيت المجموعة نفسها ضعيفة رغم تغيير الجهاز فالأرجح أنها سمة في عينك، وإن تغيّرت بتغيّر الجهاز فالأرجح أنها من تأثير الشاشة. وإذا شعرت بضعف كبير ومستمر في اتجاه الأحمر–الأخضر، فالأضمن أن تُجري فحصًا معياريًا لرؤية الألوان لدى طبيب العيون. هذا الاختبار ليس أداة تشخيص.
المراجع
- MacAdam, D. L. (1942). Visual sensitivities to color differences in daylight. JOSA 32(5), 247–274
- CIE 15:2004 Colorimetry, 3rd edition — CIE 1976 UCS, CIELAB, CIELUV
- Luo, M. R., Cui, G., Rigg, B. (2001). Color Research & Application 26(5), 340–350