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帶你一起了解設(shè)計之外的真實的“色彩”

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對色彩認知的探索源于我對這門學科的薄弱。本篇并不沒有界面色彩搭配的內(nèi)容，只是簡單地一起探討我們能看到顏色這一過程是如何發(fā)生的？為什么同一種顏色在不同個體的眼睛里感受會不同？那些習以為常的視錯覺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？

物體本來是什么顏色，沒人知道；

因為我們總要借助某些東西才能感知到“物體”，我們看到的永遠是虛像。

——知乎某匿名用戶

人類能感知色彩的存在，實際上是由“光源”，“物體”，“視覺器官”這三種條件共同作用的結(jié)果，脫離這三個條件中的任意一個來談?wù)撋识己翢o意義。

我們?nèi)粘Ｉ钪锌匆姷乃小吧省倍疾皇俏矬w本身的顏色，沒有光就沒有色彩；光本身沒有色彩，因為我們的眼睛里長了對波長在400~700nm的光敏感細胞，才擁有了識別色彩的能力。

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

我們的眼睛能夠感受到的視覺信息包含都在物體反射的光線中，為了覺知到物體，我們需要對反射光線起反應(yīng)的感覺監(jiān)測器。當光線穿過眼睛的晶狀體，圖像會被反轉(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)百萬感光細胞組成的，每個感光細胞都含有光敏感分子，或者叫感光色素。感光細胞有兩種類型，即視桿細胞和視錐細胞。

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

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

二、人類感知色彩的范圍極限

人類的眼睛不是萬能的，我們的視錐細胞的感光能力存在一個范圍，當達到某個強度或者低于某個強度就超過了它的能力范圍，也就是說人眼視錐細胞存在最高和最低響應(yīng)值。

人類只能感受到下圖這個區(qū)域內(nèi)的色彩，這也是CIE（國際照明委員會）定義出他們最有名的CIE色表來源。這個二維平面涵蓋了人眼能看到的所有顏色，此圖是1976年的修改標準，最早由1931年提出：

橫軸代表紅色分量，縱軸代表綠色分量，E點代表白光，它的坐標為（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。所有的單色光都位于舌形曲線上，這條曲線就是單色軌跡，曲線旁標注的數(shù)字是單色光的波長值。

三、個體之間色彩感知的差別

單色視覺：海生哺乳動物，只能分辨黑白灰。

二色視覺：幾乎所有除了人類以外的哺乳動物。

三色視覺：靈長類哺乳動物和人類。

四色視覺：有袋類和鳥類。

1、二色視覺（色盲）

同樣的物體，反射同樣波長的光，在不同人眼中是不同的顏色，因為有人是色盲。

色盲，即只有兩種感光色素的人，可以被分為紅綠色盲，或者黃藍色盲——他們?nèi)笔Я硕滩ǜ泄馍?。這種情況發(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東西的真正顏色，而是那個東西本來就沒有顏色。我們這些正常的三色視覺者，并沒有看到那個東西本來的顏色，顏色是神經(jīng)系統(tǒng)對特定光信號的特異性編碼系統(tǒng)，在意識層面，它就體現(xiàn)為顏色。色覺細胞是一種對“編碼”的感知，有三種色覺細胞的正常人通過它們形成了對連續(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。所謂色盲只是一個相對概念，色盲的基因被保留至今是因為他們有普通人沒有的優(yōu)勢，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（其他動物）

蜜蜂是紅色盲，它們擁有黃、綠、藍三種視錐細胞之外，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)別在人類看來許多相似的花朵?；ǘ涞念伾⒉皇菫槿祟惖难劬ΧO(shè)計的，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。

蜜蜂對黃色有特殊的偏愛，對藍色也很敏感，但卻無法看見紅色，因此紅色的花主要反射一些額外的藍色，這就是蜜蜂所看到的那部分。花瓣的不同部分對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，會將更加美麗并且有更多的差異。

再來看一下鳥類眼中的世界，它們除了擁有紅、藍、綠感光細胞之外，和蜜蜂一樣比人類多一種“紫外線感光細胞”，能夠識別波長在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種錐狀細胞還能看見紫外線，偏振光。

你能想象它眼中的世界嗎？你想象不了，一個三維視覺的生物怎么能想象的了十六維視覺生物眼中的世界呢？其實不必羨慕它們，能看見的顏色多，并不代表視力就一定清晰~ 譬如四色視覺的蜜蜂，雖然能看見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，這個大家應(yīng)該都能想象~

不同的觀看者在面對色彩時，會產(chǎn)生截然不同的興趣或情緒。即便是同一個人在不同的時間段對同一個對象也會有不同的關(guān)注點和理解。截止到這里，回憶一下我們在生活中對身邊人與自己產(chǎn)生不同的感受時，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

實際感受 = 事實 + 生理/心理因素

我們看到的色彩與事實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面目，人們對色彩的感受和錯覺交織在一起。眼睛對色彩的感受和身體對溫度的感覺一樣有持續(xù)性。約瑟夫.亞伯斯（二十世紀最具影響力的藝術(shù)家兼教育家之一，早年任教于包豪斯藝術(shù)學院）做了一個著名的想象實驗：

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

會感知到兩個不同的水溫：

熱的（左側(cè)） —— （右側(cè)）涼的

然后將雙手浸入中間那個桶

會感知到兩個不同的水溫

但是，這一次

是相反的順序

涼的（左側(cè)） ——（右側(cè)）熱的

這兩者都不是真實的水溫，而是另一溫度，我們稱“溫的”~

這一實驗會感受到物理事實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溫度的錯覺，稱為“觸錯覺”。很顯然，人的感受不是對物理世界的忠實反應(yīng)。類似的錯覺人們由于習以為常而不覺察，“視錯覺”也是相同的道理。

要了解視錯覺，可以先感受下面幾個例子：

1、同一種顏色置于不同的顏色環(huán)境中看起來截然不同

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，當我把白版里視覺表現(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，彩色圖表顯得與背景對比強烈，飽和度很高，甚至產(chǎn)生色彩晃動，令部分用戶產(chǎn)生視覺不適。

2、不同的顏色置入不同的環(huán)境中看起來相似

上圖的例子我個人非常喜歡，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，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，變得略微偏紅。兩個顏色通過環(huán)境的影響，身份發(fā)生了置換。用這個例子來比喻人和社會環(huán)境的關(guān)系非常貼切。

3、色彩的顫動

上圖顏色邊緣總是伴有凌亂的光影的干擾，當兩個顏色為互補色，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”還是“兩個”的矛盾之間往返忙碌，讓人頭暈眼花。

色彩邊緣的顫動關(guān)系會讓眼睛失去判斷力。它在生活中很少使用。在足球比賽中守門員的隊服經(jīng)常采用這種顏色搭配，它的“擴張”效果有心理威懾力，并且吸引眼球的余光，對方前鋒下意識地會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覺源于清晰的色彩邊界。

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

B組為了讓它展現(xiàn)清晰的色階并沒讓色彩的數(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，而B組仍然保持清晰的界限。

這張圖說明了顏色成分的數(shù)值等量并不能造成同樣等距的視覺結(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-費希納定律”，感覺量的增加落后于物理量的增加。當我們想找一個數(shù)學公式把顏色有規(guī)律的排列起來，但是這個等比數(shù)列的形式，對人眼的擬合并不完美，想要得到一個界限明顯的色階，色塊之間的色差不可能等距且均勻。所以，如果你有強迫癥，一定要顏色按照規(guī)律的數(shù)值排列梯隊，很有可能會得到一個差強人意的色彩反饋。

這里我推薦觀察Ant.design的色板：

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

為什么會產(chǎn)生視錯覺這種現(xiàn)象呢？因為大腦意識接受外部世界刺激后，會利用過去的經(jīng)驗+知識進行自帶濾鏡式的處理，這使我們無法“眼見為實”。聽起來讓人很沮喪，但這些錯覺并不是缺陷，而是人類在幾十萬年的進化過程中，獲得的一種認知武器，目的是為了更好的識別物體的特性，增加識別度和差異度，比如在黑色物體周圍的背景會更亮，而白色物體周圍的背景會更暗。