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帶你一起了解設(shè)計(jì)之外的真實(shí)的“色彩”

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對(duì)色彩認(rèn)知的探索源于我對(duì)這門學(xué)科的薄弱。本篇并不沒(méi)有界面色彩搭配的內(nèi)容，只是簡(jiǎn)單地一起探討我們能看到顏色這一過(guò)程是如何發(fā)生的？為什么同一種顏色在不同個(gè)體的眼睛里感受會(huì)不同？那些習(xí)以為常的視錯(cuò)覺(jué)給我們的感受又是什么？總結(jié)中如有不足之處，還望指正~

目錄：

1、我們是如何感知色彩的

2、人類感知色彩的范圍極限

3、個(gè)體之間色彩感知的差別

4、我們的感官是如何欺騙我們

一、我們是如何感知色彩的？

物體本來(lái)是什么顏色，沒(méi)人知道；

因?yàn)槲覀兛傄柚承〇|西才能感知到“物體”，我們看到的永遠(yuǎn)是虛像。

——知乎某匿名用戶

人類能感知色彩的存在，實(shí)際上是由“光源”，“物體”，“視覺(jué)器官”這三種條件共同作用的結(jié)果，脫離這三個(gè)條件中的任意一個(gè)來(lái)談?wù)撋识己翢o(wú)意義。

我們?nèi)粘Ｉ钪锌匆?jiàn)的所有“色彩”都不是物體本身的顏色，沒(méi)有光就沒(méi)有色彩；光本身沒(méi)有色彩，因?yàn)槲覀兊难劬镩L(zhǎng)了對(duì)波長(zhǎng)在400~700nm的光敏感細(xì)胞，才擁有了識(shí)別色彩的能力。

光本身沒(méi)有顏色，但光的頻率是真實(shí)存在的。同樣，所有的物體也是沒(méi)有顏色的，但是對(duì)光的不同頻率的吸收和反射特征是真實(shí)存在的。

我們的眼睛能夠感受到的視覺(jué)信息包含都在物體反射的光線中，為了覺(jué)知到物體，我們需要對(duì)反射光線起反應(yīng)的感覺(jué)監(jiān)測(cè)器。當(dāng)光線穿過(guò)眼睛的晶狀體，圖像會(huì)被反轉(zhuǎn)，然后聚焦投射到眼球的后表面，即視網(wǎng)膜。視網(wǎng)膜最里面的一層是由數(shù)百萬(wàn)感光細(xì)胞組成的，每個(gè)感光細(xì)胞都含有光敏感分子，或者叫感光色素。感光細(xì)胞有兩種類型，即視桿細(xì)胞和視錐細(xì)胞。

人類有三種視錐細(xì)胞，分別對(duì)應(yīng)不同波長(zhǎng)的光（紅、綠、藍(lán)），我們稱為紅感細(xì)胞、綠感細(xì)胞、藍(lán)感細(xì)胞，分別處理可見(jiàn)光的不同頻段。然而我們并不是只能看見(jiàn)紅綠藍(lán)這三種顏色，我們看到的豐富多彩的世界是這三種細(xì)胞重疊組合在一起的結(jié)果。當(dāng)有一束光進(jìn)入人的眼睛，如果紅色視錐細(xì)胞最活躍，而綠色和藍(lán)色視錐細(xì)胞不活躍，那么這時(shí)候大腦感受到的這束光是紅色。當(dāng)紅色視錐細(xì)胞和綠色視錐細(xì)胞同時(shí)活躍，而藍(lán)色視錐細(xì)胞不活躍，這時(shí)大腦感受到的是黃色光。

電子顯示屏技術(shù)采用的三原色，即國(guó)際通用的RGB（Red 、Green、Blue）原色，就是基于人類視覺(jué)生理構(gòu)造特征制作的。電子顯示屏中每一個(gè)子像素都有256級(jí)發(fā)光強(qiáng)度，綠色子像素和藍(lán)色子像素都不發(fā)光，那么這個(gè)像素會(huì)呈現(xiàn)出紅色，用RGB表示就是（255,0,0），這樣一個(gè)又一個(gè)的像素組合起來(lái)，就構(gòu)成了顯示器中的影像。

二、人類感知色彩的范圍極限

人類的眼睛不是萬(wàn)能的，我們的視錐細(xì)胞的感光能力存在一個(gè)范圍，當(dāng)達(dá)到某個(gè)強(qiáng)度或者低于某個(gè)強(qiáng)度就超過(guò)了它的能力范圍，也就是說(shuō)人眼視錐細(xì)胞存在最高和最低響應(yīng)值。

人類只能感受到下圖這個(gè)區(qū)域內(nèi)的色彩，這也是CIE（國(guó)際照明委員會(huì)）定義出他們最有名的CIE色表來(lái)源。這個(gè)二維平面涵蓋了人眼能看到的所有顏色，此圖是1976年的修改標(biāo)準(zhǔn)，最早由1931年提出：

橫軸代表紅色分量，縱軸代表綠色分量，E點(diǎn)代表白光，它的坐標(biāo)為（0.33，0.33）；環(huán)繞在顏色空間邊沿的顏色是光譜色，邊界代表光譜色的最大飽和度，邊界上的數(shù)字表示光譜色的波長(zhǎng)。所有的單色光都位于舌形曲線上，這條曲線就是單色軌跡，曲線旁標(biāo)注的數(shù)字是單色光的波長(zhǎng)值。

三、個(gè)體之間色彩感知的差別

單色視覺(jué)：海生哺乳動(dòng)物，只能分辨黑白灰。

二色視覺(jué)：幾乎所有除了人類以外的哺乳動(dòng)物。

三色視覺(jué)：靈長(zhǎng)類哺乳動(dòng)物和人類。

四色視覺(jué)：有袋類和鳥類。

1、二色視覺(jué)（色盲）

同樣的物體，反射同樣波長(zhǎng)的光，在不同人眼中是不同的顏色，因?yàn)橛腥耸巧ぁ?/p>

色盲，即只有兩種感光色素的人，可以被分為紅綠色盲，或者黃藍(lán)色盲——他們?nèi)笔Я硕滩ǜ泄馍亍＿@種情況發(fā)生在男性身上比例很高，大約占總?cè)丝诘?%，而女性的比例則很低，少于1%。

色盲并不是看不到那個(gè)東西的真正顏色，而是那個(gè)東西本來(lái)就沒(méi)有顏色。我們這些正常的三色視覺(jué)者，并沒(méi)有看到那個(gè)東西本來(lái)的顏色，顏色是神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)特定光信號(hào)的特異性編碼系統(tǒng)，在意識(shí)層面，它就體現(xiàn)為顏色。色覺(jué)細(xì)胞是一種對(duì)“編碼”的感知，有三種色覺(jué)細(xì)胞的正常人通過(guò)它們形成了對(duì)連續(xù)色譜的三維編碼，而缺失其中一種就形成了二維編碼，這樣的人被我們稱為色盲。所謂色盲只是一個(gè)相對(duì)概念，色盲的基因被保留至今是因?yàn)樗麄冇衅胀ㄈ藳](méi)有的優(yōu)勢(shì)，譬如“夜視能力”以及“某區(qū)間更高的色彩敏感度”。

2、四色視覺(jué)（其他動(dòng)物）

蜜蜂是紅色盲，它們擁有黃、綠、藍(lán)三種視錐細(xì)胞之外，還能看到紫外線。這就產(chǎn)生了許多有趣的效應(yīng)，蜜蜂能區(qū)別在人類看來(lái)許多相似的花朵。花朵的顏色并不是為人類的眼睛而設(shè)計(jì)的，而是為了蜜蜂，這些顏色就是把蜜蜂吸引到某一特定花朵的信號(hào)。

蜜蜂對(duì)黃色有特殊的偏愛(ài)，對(duì)藍(lán)色也很敏感，但卻無(wú)法看見(jiàn)紅色，因此紅色的花主要反射一些額外的藍(lán)色，這就是蜜蜂所看到的那部分。花瓣的不同部分對(duì)紫外線的反射也是不同的。所以如果我們能像蜜蜂看到花朵那樣看到它們，會(huì)將更加美麗并且有更多的差異。

再來(lái)看一下鳥類眼中的世界，它們除了擁有紅、藍(lán)、綠感光細(xì)胞之外，和蜜蜂一樣比人類多一種“紫外線感光細(xì)胞”，能夠識(shí)別波長(zhǎng)在400nm以下的光波。這里想象一下雄性孔雀的羽毛在雌性孔雀的眼里會(huì)是什么顏色？

這里需要提到一位大佬——雀尾螳螂蝦（皮皮蝦），不僅有16種錐狀細(xì)胞還能看見(jiàn)紫外線，偏振光。

你能想象它眼中的世界嗎？你想象不了，一個(gè)三維視覺(jué)的生物怎么能想象的了十六維視覺(jué)生物眼中的世界呢？其實(shí)不必羨慕它們，能看見(jiàn)的顏色多，并不代表視力就一定清晰~ 譬如四色視覺(jué)的蜜蜂，雖然能看見(jiàn)豐富多彩的花朵顏色，但那些花朵在它們眼里都是馬賽克的效果，這個(gè)大家應(yīng)該都能想象~

不同的觀看者在面對(duì)色彩時(shí)，會(huì)產(chǎn)生截然不同的興趣或情緒。即便是同一個(gè)人在不同的時(shí)間段對(duì)同一個(gè)對(duì)象也會(huì)有不同的關(guān)注點(diǎn)和理解。截止到這里，回憶一下我們?cè)谏钪袑?duì)身邊人與自己產(chǎn)生不同的感受時(shí)，是否多了一些理解和包容？

四、我們的感官是如何欺騙我們的

實(shí)際感受 = 事實(shí) + 生理/心理因素

我們看到的色彩與事實(shí)上的色彩并不是一樣的，它們之間有著生理作用和心理作用的差別。

色彩在人們眼中并不是它的本來(lái)面目，人們對(duì)色彩的感受和錯(cuò)覺(jué)交織在一起。眼睛對(duì)色彩的感受和身體對(duì)溫度的感覺(jué)一樣有持續(xù)性。約瑟夫.亞伯斯（二十世紀(jì)最具影響力的藝術(shù)家兼教育家之一，早年任教于包豪斯藝術(shù)學(xué)院）做了一個(gè)著名的想象實(shí)驗(yàn)：

設(shè)想面前有三桶水，從左到右

(左側(cè)) 熱的 — (中間) 溫的 —涼的(右側(cè))

將兩只手分別浸入兩側(cè)桶中

會(huì)感知到兩個(gè)不同的水溫：

熱的（左側(cè)） —— （右側(cè)）涼的

然后將雙手浸入中間那個(gè)桶

會(huì)感知到兩個(gè)不同的水溫

但是，這一次

是相反的順序

涼的（左側(cè)） ——（右側(cè)）熱的

這兩者都不是真實(shí)的水溫，而是另一溫度，我們稱“溫的”~

這一實(shí)驗(yàn)會(huì)感受到物理事實(shí)與心理作用之間的矛盾，這一假想例中雙手所感知到的不同水溫是皮膚對(duì)溫度的錯(cuò)覺(jué)，稱為“觸錯(cuò)覺(jué)”。很顯然，人的感受不是對(duì)物理世界的忠實(shí)反應(yīng)。類似的錯(cuò)覺(jué)人們由于習(xí)以為常而不覺(jué)察，“視錯(cuò)覺(jué)”也是相同的道理。

要了解視錯(cuò)覺(jué)，可以先感受下面幾個(gè)例子：

1、同一種顏色置于不同的顏色環(huán)境中看起來(lái)截然不同

上圖的例子讓我回憶起去年參與黑白版界面色彩搭配的失敗經(jīng)歷，當(dāng)我把白版里視覺(jué)表現(xiàn)舒適的彩色圖表在未做色值調(diào)整的情況下放入深色背景環(huán)境里時(shí)，彩色圖表顯得與背景對(duì)比強(qiáng)烈，飽和度很高，甚至產(chǎn)生色彩晃動(dòng)，令部分用戶產(chǎn)生視覺(jué)不適。

2、不同的顏色置入不同的環(huán)境中看起來(lái)相似

上圖的例子我個(gè)人非常喜歡，右側(cè)上方的略微偏紅的色塊置入左側(cè)粉色的環(huán)境中時(shí)，失去了自己本身的特質(zhì)，變成了灰橄欖綠。左側(cè)上方的灰橄欖綠色塊置入右側(cè)綠色的環(huán)境中時(shí)，變得略微偏紅。兩個(gè)顏色通過(guò)環(huán)境的影響，身份發(fā)生了置換。用這個(gè)例子來(lái)比喻人和社會(huì)環(huán)境的關(guān)系非常貼切。

3、色彩的顫動(dòng)

上圖顏色邊緣總是伴有凌亂的光影的干擾，當(dāng)兩個(gè)顏色為互補(bǔ)色，飽和度很高且明度也接近的色塊緊挨在一起，矛盾的信息讓通常的生理感知程序失效，我們的眼睛不能聚焦成像，在“一個(gè)”還是“兩個(gè)”的矛盾之間往返忙碌，讓人頭暈眼花。

色彩邊緣的顫動(dòng)關(guān)系會(huì)讓眼睛失去判斷力。它在生活中很少使用。在足球比賽中守門員的隊(duì)服經(jīng)常采用這種顏色搭配，它的“擴(kuò)張”效果有心理威懾力，并且吸引眼球的余光，對(duì)方前鋒下意識(shí)地會(huì)傾向于把球射向穿著鮮艷的守門員，而不是球門死角。

4、色彩的起伏

上圖中立體起伏的錯(cuò)覺(jué)源于清晰的色彩邊界。

起初我只有最左側(cè)的藍(lán)色，然后往A組里面依次增加15%的黑色，讓它發(fā)生數(shù)學(xué)上的變化。隨著色彩的加深，色階的梯度會(huì)越來(lái)越模糊，再往后會(huì)混成一片。

B組為了讓它展現(xiàn)清晰的色階并沒(méi)讓色彩的數(shù)值發(fā)生規(guī)律的變化。尤其是最后兩塊，A組顯得難以辨識(shí)，而B組仍然保持清晰的界限。

這張圖說(shuō)明了顏色成分的數(shù)值等量并不能造成同樣等距的視覺(jué)結(jié)果。這一差異是我們心理和生理作用導(dǎo)致的。這里需要提到“韋伯-費(fèi)希納定律”，感覺(jué)量的增加落后于物理量的增加。當(dāng)我們想找一個(gè)數(shù)學(xué)公式把顏色有規(guī)律的排列起來(lái)，但是這個(gè)等比數(shù)列的形式，對(duì)人眼的擬合并不完美，想要得到一個(gè)界限明顯的色階，色塊之間的色差不可能等距且均勻。所以，如果你有強(qiáng)迫癥，一定要顏色按照規(guī)律的數(shù)值排列梯隊(duì)，很有可能會(huì)得到一個(gè)差強(qiáng)人意的色彩反饋。

這里我推薦觀察Ant.design的色板：

https://ant.design/docs/spec/colors-cn

為什么會(huì)產(chǎn)生視錯(cuò)覺(jué)這種現(xiàn)象呢？因?yàn)榇竽X意識(shí)接受外部世界刺激后，會(huì)利用過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)+知識(shí)進(jìn)行自帶濾鏡式的處理，這使我們無(wú)法“眼見(jiàn)為實(shí)”。聽(tīng)起來(lái)讓人很沮喪，但這些錯(cuò)覺(jué)并不是缺陷，而是人類在幾十萬(wàn)年的進(jìn)化過(guò)程中，獲得的一種認(rèn)知武器，目的是為了更好的識(shí)別物體的特性，增加識(shí)別度和差異度，比如在黑色物體周圍的背景會(huì)更亮，而白色物體周圍的背景會(huì)更暗。