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さやよしくに
5 years ago
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1 環境と視覚視覚工学の応用 21 年 1 月 29 日視覚工学環境と視覚周囲に影響される見えホワイト効果コンテキストと見えの明度コンテキストと色の見えコンテキストと大きさ知覚 1999, John H. Krantz

2 コンテキストと大きさ知覚 Lightness appearance T T T 1999, John H. Krantz Side view of experimental booth Results of five subjects Back Room Front Room Color appearance N5 7.5YR5/6 Front view of the apparatus

35.34.33.32 D I.31 Mean of 5 subjects.3.3.31.32.33.34.35.36.

3 Neutral Perception in Each Room 写真に対する空間認識と色の恒常性空間認識 : 部屋写真 y D I.31 Mean of 5 subjects x 部屋に対する空間認識では写真を空間のように見せればどうなるか? Dimension-Up Viewing Condition Normal Viewing Condition 観察条件 (a) 写真 + 周囲色恒常性 : 低 (b) 写真のみ色恒常性 : 高 3 次元情報あり vs. 3 次元情報なし (c) Jumbled 写真色恒常性 : 低

4 結果 Adaptation and face perception (a) 写真 + 周囲 (b) 写真のみ (c) Jumbled 写真色恒常性の成立度完全色恒常性 Color Constancy index (%)1 色恒常性なし (a) (b) (c) 写真 + 周囲写真のみ Jumbled 写真色の恒常性には空間的構成の認識が重要 Gender, Ethnicity, Expression

Results Differences between groups a) 1 Gender-single 8 b) 1 Gender-multiple 8 % Female 6 4 F M % Female 6 4 F M 2 2 Male Neutral Female Male Neutral Female % Japanese c) 1 Ethnicity 8 6 J 4 C

Expression2 Adaptation condition Female Male Asian (New) Asian (Resident) Caucasian Observer Observer Adaptation and the perception of blur 色の恒常性 Experience in Early Infancy Is Indispensable for

5 Results Differences between groups a) 1 Gender-single 8 b) 1 Gender-multiple 8 % Female 6 4 F M % Female 6 4 F M 2 2 Male Neutral Female Male Neutral Female % Japanese c) 1 Ethnicity 8 6 J 4 C Adaptation condition % Expression 2 d) Adaptation condition 1 Expression 8 F-C 6 H-A D-S 4 % Female % Japanese Caucasian Neutral Asian Adaptation condition Expression1 Neutral Expression2 Adaptation condition Female Male Asian (New) Asian (Resident) Caucasian Observer Observer Adaptation and the perception of blur 色の恒常性 Experience in Early Infancy Is Indispensable for Color Perception Yoichi Sugita, Current Biology (24) pp Early visual experience is indispensable to shape the maturation of cortical circuits during development ex) monocular deprivation loss of binocular vision Is early experience also necessary for color perception? Is color perception an inborn property or formed by an environment?

Macaca fuscata (Japanese monkeys) Illumination conditions 4 Japanese monkeys Reared in a room 1 month after birth Could not see a normal spectrum of colors Illuminated by monochromatic light

year Normal lighting Red Green Blue (grayscale photo) Monochromatic LEDs A normal room Energy (normalized) 1.

5 55 6 65 7 75 wavelength (nm) Examples of Sunlight Fluorescent lamps Subjects Experimental animals 4 female Japanese monkeys Hana, Momo, Suzu and Wendy Control animals 1 male and 3 female

6 Macaca fuscata (Japanese monkeys) Illumination conditions 4 Japanese monkeys Reared in a room 1 month after birth Could not see a normal spectrum of colors Illuminated by monochromatic light for 12 hr a day Peak wavelength: 465, 517, 592 or 641 nm Changed randomly every minute All 3 cones were activated Infant monkeys Reared in a room under monochromatic (unnatural) lights for a year Normal lighting Red Green Blue (grayscale photo) Monochromatic LEDs A normal room Energy (normalized) 1.5 Sprctral ditribution of LEDs L M S LED 465nm LED 517nm LED 592nm LED 641nm One year after birth, they were moved to a normal-animal room Illuminated by sunlight or fluorescent lamps wavelength (nm) Examples of Sunlight Fluorescent lamps Subjects Experimental animals 4 female Japanese monkeys Hana, Momo, Suzu and Wendy Control animals 1 male and 3 female Japanese monkeys Migi, Pino, Seki and Yama ( Human ) YA, KH, NU Color perception tested Matching (Color discrimination) Similarity (Color categorization) Identification (Color constancy) General procedure Training Experiments To touch to the target Reward; a drop of grape juice

for 3 days Results - Brightness matching All 4 monkeys learned the task as fast as normal monkeys Color matching They are tested on whether they could transfer the learned rules to a colormatching

7 Matching to sample Training (Brightness matching) Sample (Luminance;.2, 3.5 or 23 cd/m 2 ) 2 secondary (test) stimuli One of them was identical to the sample Task; to touch test stimulus with the same luminance as the sample 1~5 trials/day Criterion; 95%~ correct responses for 3 days Results - Brightness matching All 4 monkeys learned the task as fast as normal monkeys Color matching They are tested on whether they could transfer the learned rules to a colormatching task. Stimuli Red, Yellow, Green, Blue Luminance: 15 cd/m 2 Results - Color matching The normal monkeys transfer the rules easily Color-deprived monkeys had difficulty The same level as normal ones after extensive training (average 31.5 days, 55,56 trials) On brightness On color Similarity judgment Task To touch the one of test stimuli more similar to the sample Every combination of 15 colors. The dissimilarity score A tree cluster analysis Results - Similarity Human Normal Deprived

Results - Similarity They could learn similarity judgment on brightness and transfer to the color task Their

Color-deprived monkeys Different strategy Patterns did not change even after 9 months Identification Task To

Red, Yellow, Green, Blue, Purple Continued until their performance reached a criterion Identification Test

8 Results - Similarity They could learn similarity judgment on brightness and transfer to the color task Their color categorization quite different Human and normal monkeys Similar strategies for the similarity judgment Color-deprived monkeys Different strategy Patterns did not change even after 9 months Identification Task To identify red chip Touch target if it was red Touch black chip if a target was not red Training 5 Munsell chips Red, Yellow, Green, Blue, Purple Continued until their performance reached a criterion Identification Test phase 2 Munsell chips 1 responses for each Under 2 different illumination conditions Results white illumination Normal Deprived

Results 2nd illumination Normal Deprived Results Identification Under first

Severe deficits Wavelength dominated The deficits Not restored even after 9

Color matching OK Color similarity Quite different Color constancy Severe

for normal color perception Further Questions Different tasks processed in

) Categorical perception - Inferior temporal cortex?

9 Results 2nd illumination Normal Deprived Results Identification Under first (white) light Deprives monkeys could identify the hue Under second light Severe deficits Wavelength dominated The deficits Not restored even after 9 months Suggesting critical periods of normal color perception Conclusions Color matching OK Color similarity Quite different Color constancy Severe deficits Wavelength dominated Early visual experience is also indispensable for normal color perception Further Questions Different tasks processed in different parts of cortex Color constancy - V4 (V1?) Categorical perception - Inferior temporal cortex? How would the color deprivation in infancy disrupt the maturation of these neural circuits? 手術着視覚工学の応用お医者さんの手術着 : 緑色青色明るい照明下で何時間も手術血の赤色への順応を和らげる

10 道路標識道路標識 : 緑色青色薄明視でも目立つようにプルキンエ現象桿体と錐体の分光感度のピークの差プルキンエ移行プルキンエ現象暗所視 ( 桿体 ) 明所視 ( 錐体 ) Original image 1 (lx) 1 (lx) 1 (lx).1 (lx).1 (lx) イメージバンプ道路デザイン視覚工学の応用画像 : カメラディスプレイ RGB 画像 3Dシアター照明 : 蛍光灯 LED 明るさ感建築 : 空間デザインデザイン : 商品ヒューマンインターフェースユニバーサルデザイン色覚異常の視覚特性高齢者の視覚特性ロービジョンの視覚特性 etc. 視覚の時間特性 3D 映画 CFF( 臨界融合周波数 ) 5-6 Hz 蛍光灯 1-12 Hz(5-6Hz 商用電源 2) CRTモニター映画テレビ

両眼立体視立体視鏡 http://www.psy.ritsumei.ac.jp/~akitaoka/stereo.

年にポラロイド社を設立したエドウィン H ランドによって実用化 IMAX(R) 3D シアターやテーマパークなど左右の画像を交互に表示するアクティブステレオ ( 時分割方式 ) 原理自体は古くからあり 1922 年ハモンド

com/extra/oguchi/3/ 映画業界 :29 年 3D 映画元年 RealD 円偏光を利用 XpanD スクリーン側に設置された発信器より超高速でタイミング信号が発信メガネは超高速で右目と左目を交互に表示

11 両眼立体視立体視鏡立体上映方式古典的な赤青眼鏡によるアナグリフ方式原理の発見は 1853 年最初の興行記録は 1915 年 192 年代には小さなブームパッシブステレオ ( 偏光方式 ) 原理は 1891 年に考案 1932 年にポラロイド社を設立したエドウィン H ランドによって実用化 IMAX(R) 3D シアターやテーマパークなど左右の画像を交互に表示するアクティブステレオ ( 時分割方式 ) 原理自体は古くからあり 1922 年ハモンドオルガンの発明者として知られるローレンスハモンドによって考案実際に一般化したのは液晶シャッター眼鏡が登場した 198 年代に入ってから映画業界 :29 年 3D 映画元年 RealD 円偏光を利用 XpanD スクリーン側に設置された発信器より超高速でタイミング信号が発信メガネは超高速で右目と左目を交互に表示右目と左目に別角度の映像を見せて立体視 Dolby3D XpanD にかなり近い方式色調が高速で切り替わる映像を使ってデジタルプロジェクタで投影メガネでは左右違う色調フィルタを使った画像の分離 IMAX3D( デジタル ) RealD とほぼ同じただし IMAX という設備自体に大きな特徴音響が良く大音量で映像明度が高い IMAX 専用のフィルムを使用 3 波長型蛍光灯錐体の分光感度照明 - 蛍光灯白色 LED 照明ディスプレイ -LED 単色 LED 白色 LED の分光分布 S 桿体 ML 青色 LED 緑色 LED 赤色 LED

色覚異常色弱模擬フィルタシミュレーションディスプレイ高齢者の視覚白内障疑似体験ゴーグル水晶体の弾力性低下老眼硝子体の濁り飛蚊症水晶体の透過率低下瞳孔径の縮小暗順応機能の低下眼内散乱 ( 角膜表面水晶体眼底 ) の増加グレアの増加その他機能の低下 ( 色覚関連では )

12 カメラホワイトバランス色の恒常性オート (AWB) 晴天晴天日陰明るさ感指標 Feu パナソニック電工 & 篠田博之 ( 立命館大学 ) 曇天蛍光灯スピードライト明るさ感指標明るさ感空間を観察する視線方向に同じ輝度を持つパッチを入れても明るさ感の高い空間ではより暗く低い空間ではより明るくパッチが知覚人間の視覚特性を応用して空間の明るさ感を定量化する方法が篠田教授開発の色モード境界輝度法間接照明の空間など今まで照度で評価することが難しかった空間の明るさ感を数値で表現できる指標 Feu が導出ユニバーサルデザイン高齢者黄変化体験ゴーグル明るさ低下色覚異常色弱模擬フィルタシミュレーションディスプレイ高齢者の視覚白内障疑似体験ゴーグル水晶体の弾力性低下老眼硝子体の濁り飛蚊症水晶体の透過率低下瞳孔径の縮小暗順応機能の低下眼内散乱 ( 角膜表面水晶体眼底 ) の増加グレアの増加その他機能の低下 ( 色覚関連では ) 水晶体の黄色化白内障色識別能力の低下彩度の見えの低下その他パナソニック小浜朋子パナソニックの製品開発者はこのゴーグルで白内障の見え方を擬似体験し製品のボタンや文字の視認性などを検証白内障 : 加齢により目の水晶体が濁りものが見えにくくなる現象で 65 歳 ~69 歳では 7% 7 歳代では 9% 85 歳以上ではほぼ 1% の人

高齢者水晶体擬似メガネ監修 : 岡嶋克典 ( 横浜国立大学 ) 開発製造元 : ジオマテック株式会社販売元 : ナモト貿易株式会社

モデル ) に基づき 75 歳の平均的な水晶体分光透過率を 32 歳の平均的な水晶体分光透過率で割ったものに近い分光透過率 32

静岡工業技術センター岡嶋克典 ( 横浜国立大学 ) 瞳孔径の縮小を考慮網膜照度の低下暗順応機能の低下高齢者を考慮した照明条件

色覚異常の分類色覚異常の名称については議論があるが 3 色型 2 色型 1 色型 1 色型異常 (Monochromacy) 錐体 1 色型

1 色覚異常 Protanopia; missing L-cone 第 2 色覚異常 Deuteranopia; missing M-cone 第

色覚異常 Protanomaly; anomalous L-cone 第 2 色覚異常 Deuteranomaly ; anomalous

13 高齢者水晶体擬似メガネ監修 : 岡嶋克典 ( 横浜国立大学 ) 開発製造元 : ジオマテック株式会社販売元 : ナモト貿易株式会社高齢者と若年者の分光感度高齢者と若年者の視覚の分光感度の違い短波長領域で高齢者の感度低下が見られる水晶体加齢モデル (Two-factor モデル ) に基づき 75 歳の平均的な水晶体分光透過率を 32 歳の平均的な水晶体分光透過率で割ったものに近い分光透過率 32 歳前後の若年者がメガネを装着することにより疑似的に 75 歳の水晶体とほぼ同じ分光透過率を有する状態で観察高齢者の視覚体験器静岡工業技術センター岡嶋克典 ( 横浜国立大学 ) 瞳孔径の縮小を考慮網膜照度の低下暗順応機能の低下高齢者を考慮した照明条件 (JIER-61) 高齢者の視覚特性を考慮した照明視環境の基礎検討視覚特性の年齢効果に関する研究調査委員会 ( 照明学会 ) 色覚異常色覚異常の分類色覚異常の名称については議論があるが 3 色型 2 色型 1 色型 1 色型異常 (Monochromacy) 錐体 1 色型 Cone monochromatism 桿体 1 色型 Rod monochromatism 2 色型異常 (Dichromacy) = 色盲第 1 色覚異常 Protanopia; missing L-cone 第 2 色覚異常 Deuteranopia; missing M-cone 第 3 色覚異常 Tritanopia; missing S-cone 3 色型異常 (Anomalous trichromacy) = 色弱第 1 色覚異常 Protanomaly; anomalous L-cone 第 2 色覚異常 Deuteranomaly ; anomalous M-cone 第 3 色覚異常 Tritanomaly; anomalous S-cone L M S L M S L M S L M S L M S L M S Figure from Neitz Color Vision Lab

14 色光に対する錐体応答 2 色型色覚異常の分光感度と色の見え 3 色型色覚 2 色型色覚二色型色覚の色の見えモデル (Brettel et al.) 同一混同色軌跡上の色の見えをする混同色軌跡上のある色に代表させることで二色型色覚の色の見えを再現色弱模擬フィルタ色弱模擬フィルタバリアントール y.5 575nm y.5 575nm y.5 E E E 66nm 485nm 475nm x Protan 475nm x Deutan x Tritan 色弱模擬フィルタフィルタ分光特性設計色弱模擬フィルタ中内研究室 ( 豊橋技科大 ) : 分光特性設計伊藤光学工業 ( 株 ): 光学フィルタとして実現篠森研究室 ( 高知工科大学 ): 評価経済産業省の産学連携プロジェクト

色覚シミュレーション Vischeck simulates colorblind vision. http://www.

com/ 色覚シミュレーションモニター FlexScan U(EIZO) Some colorful hats.

As seen by a person with protanopia, another form of

UDing 東洋インキカラー UD パレット作成ツールシミュレーション & 色変換ツール

世界でも類を見ないユニークなカラー UD 支援ツールを実現 Color Universal Design チョーク

15 色覚シミュレーション Vischeck simulates colorblind vision. 色覚シミュレーションモニター FlexScan U(EIZO) Some colorful hats. As seen by a person with deuteranopia. As seen by a person with protanopia, another form of red/green deficit. UDing 東洋インキカラー UD パレット作成ツールシミュレーション & 色変換ツール東洋インキ独自のカラーテクノロジーと豊橋技術科学大学情報工学系中内茂樹准教授の視覚科学研究結果とが世界でも類を見ないユニークなカラー UD 支援ツールを実現 Color Universal Design チョーク緑色レーザーポインターリモコンコピー機操作盤測定器地下鉄表示視覚工学の応用画像 : カメラディスプレイ RGB 画像 3D シアター照明 : 蛍光灯 LED 明るさ感建築 : 空間デザインデザイン : 商品ヒューマンインターフェースユニバーサルデザイン色覚異常の視覚特性高齢者の視覚特性ロービジョンの視覚特性 etc. 人間が関わる限りあらゆる商品設計において人間の視覚特性を考慮する必要性

14 CRT Color Constancy in the Conditions of Dierent Cone Adaptation in a CRT Display

14 CRT Color Constancy in the Conditions of Dierent Cone Adaptation in a CRT Display 1030281 2003 2 12 CRT [1] CRT. CRT von Kries PC CRT CRT 9300K CRT 6500K CRT CRT 9300K x y S L-2M x y von Kries S L-2M