Сцена:
Нормальний зір
Симульований зір
Людське кольорове бачення базується на трьох типах колбочок — L, M і S — з піковою чутливістю до довгих (~564 нм, червоний), середніх (~533 нм, зелений) і коротких (~437 нм, синій) хвиль відповідно. Колірне порушення зору (КПЗ) виникає, коли один або більше типів колбочок відсутні або змінені. Протанопія (відсутні L-колбочки) і дейтеранопія (відсутні M-колбочки) — найпоширеніші форми, що вражають ~8% чоловіків і ~0,5% жінок. Симулятор використовує модель Бреттеля 1997 року для перетворення кольорів: LMS-простір проєкується на площину доступних кольорів дихромату, зберігаючи так звані «конфузійні лінії».
Оберіть тип зору кнопками вгорі (Нормальний / Протанопія / Дейтеранопія / Тританопія / Ахроматопсія), потім виберіть тестову сцену. Ліва половина показує зображення так, як його бачить людина з нормальним зором; права — симуляцію обраного типу КПЗ. Перемикайте сцени, щоб побачити, які кольори найважче розрізнити при кожному типі порушення.
Яка різниця між протанопією та дейтеранопією?
При протанопії відсутні L-колбочки (чутливі до червоного): людина погано розрізняє червоний і зелений, але червоні тони виглядають темнішими, ніж при нормальному зорі. При дейтеранопії відсутні M-колбочки (зелений): плутанина червоного з зеленим схожа, але яскравість зберігається. Обидва типи — X-зчеплені рецесивні, тому чоловіки уражаються у 16 разів частіше за жінок. Протаномалія та дейтераномалія — ослаблені (а не відсутні) версії тих самих типів.
Що таке конфузійні лінії та чому вони важливі для дизайну?
Конфузійні лінії — це множини кольорів у CIE-просторі, які дихромат бачить однаково. Для протанопа всі кольори вздовж певних ліній від фіолетово-червоних до зелених виглядають ідентично. Дизайнери мають уникати кодування інформації кольорами, що лежать на одній конфузійній лінії: наприклад, червоний і зелений на графіках без різниці форми — класична пастка для 8% чоловічої аудиторії.
Чи може людина з КПЗ бачити кольори, невидимі для людей з нормальним зором?
Це цікаве питання. Деякі дослідження 2010-х рр. припускають, що дихромати здатні розрізняти відтінки в умовах мерехтіння (хроматична аберація сітківки), що недоступне трихроматам. Але переконливих доказів «надздібностей» поки немає. Навпаки, аномальні трихромати (Anomalous trichromacy) іноді демонструють кращу чутливість до камуфляжу, ніж нормальні — тому в деяких арміях людей з легкою аномалією спеціально залучали до розпізнавання маскування.
Метод Бреттеля (Brettel, Viénot, Mollon, 1997) ділить простір LMS на два напівпростори, розмежованих «жовто-синьою» площиною, і проєктує кожен піксель на відповідну площину конфузії. Для протанопії це площина, що містить всі кольори, досяжні за відсутності L-колбочок. Трансформаційна матриця переводить RGB → LMS, застосовує проєкцію, повертає назад LMS → RGB. Це точніша модель, ніж раніші «дальтонічні фільтри», бо враховує нелінійний поділ простору.
Ахроматопсія (монохромазія) — повна відсутність колірного зору через нефункціональні або відсутні колбочки. Частота: ~1 на 30 000–50 000 людей у більшості популяцій. Острів Пінгелап у Мікронезії — відомий виняток: після тайфуну 1775 р. генетичне звуження вилилося у поширеність ахроматопсії ~10% серед місцевого населення. Люди з ахроматопсією бачать лише відтінки сірого і часто болісно чутливі до яскравого світла (фотофобія).
Тест Ісіхари складається з псевдоізохроматичних плит: кольорові крапки формують число або візерунок, видимий нормальному тригромату, але невидимий дихромату — або навпаки. Цифри закодовані кольорами вздовж конфузійних ліній дихромата, а маскувальний фон — кольори поза цими лініями. Стандартний тест з 38 плит виявляє протанопію і дейтеранопію з точністю понад 97%, але слабкіший для тританопії.
Окуляри EnChroma використовують вузькосмугові нотч-фільтри, що різко послаблюють певні довжини хвиль у зоні перекриття L і M-колбочок (~545–575 нм). Це збільшує різницю сигналів між L і M, покращуючи розрізнення червоного і зеленого для аномальних трихроматів. Але для справжніх дихроматів (відсутній тип колбочок) вони малоефективні: немає рецептора — немає сигналу для корекції. Більшість відео «перше вдягання EnChroma» — аномальні трихромати.
Ген для L або M-колбочок кодується на X-хромосомі. Деякі жінки-носії гена КПЗ мають чотири варіанти колбочок (L, M-аномальний, M-нормальний, S) — потенційні тетрахромати. Дослідження Ньютон і Джордан (2010) виявило, що лише ~12% жінок-носіїв справді функціонально тетрахроматичні: вони розрізняють відтінки, що виглядають ідентично для трихроматів. Кількість «нових» розрізнюваних кольорів не підрахована, але діапазон тонких пурпурних і кольорів шкіри розширений.