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第 4 章 色觉是有限的

笔记

人类的色彩感知既有优势也有限制,其中不少与用户界面设计相关,例如: - 我们的视觉是为检测反差(边缘)优化的,而不是绝对亮度; - 我们辨别颜色的能力依赖于颜色的呈现方式; - 有些人是色盲; - 屏器和观看条件会影响用户对颜色的感知。

色觉的原理

处于工业化社会中的我们几乎用不到视杆细胞,它们只在低亮度下工作。在光线很暗的环境中,如 19 世纪前我们祖先所生活的环境中,它们才起作用。今天,我们只有在烛光晚餐、夜里在黑暗屋子周围摸索、夜晚在外宿营等情况下才用到视杆细胞。(见第 5 章。)在明亮的白天和人工照明环境(我们在此打发的时间最多)下,视杆细胞则完全过曝了,不能提供任何有用信息。大部分时间里,我们的视觉完全基于视锥细胞所提供的信息。

在了解了我们视网膜上的这三类视锥细胞敏感度的奇怪关系后,我们就会对大脑 如何综合视锥细胞传来的信号从而看到各种颜色而感到好奇了。

答案就是:做减法。大脑后部视皮层上的神经元将通过视神经传递来的中频和低频视锥细胞的信号去掉,得到一个 “红—绿” 减影信号通道。另一些神经元将来自高频和低频视锥细胞的信号去掉,得到一个 “黄—蓝” 减影信号通道。第三组神经元将来自低频和中频视锥细胞的信号相加产生一个整体的亮度(或者叫 “黑—白”)信号通道1。这三个通道叫做颜色对抗通道

接下来,大脑对所有颜色对抗通道做更多的减法处理:来自视网膜上某个区域的信号将被来自其附近区域的类似信号减掉。

视觉是为边缘反差而不是为亮度优化的

视觉的目的更多的是识别而不是类似相机的记录。神经细胞需要对视觉的原始输入数据进行处理得到我们更需要的分析结果,目前深度学习的图像识别原理就很好的应用了这一点。我们的视觉感知物体的边缘,感知物体的特征,甚至能分辨物体的细微差别(nuance),但是这个视觉特性弱化了我们对绝对色彩的感知、分析。

区别颜色的能力取决于颜色是如何呈现的

在现代图片调色软件中,常需要对比调色前后的图像,这种变化经常是十分细微的,如果把前后两个图像并排放在一起,用户可能根本看不出区别,这其实就是分隔的距离使得用户难以区别单个像素颜色的变化。解决方案非常的简单,只需要设计一个按钮或一个快捷键,当用户按下时图像切回调色前的图像,而松开时回到调色后。

Pixelmator Pro 中的显示原件按钮,这个按钮并不是在释放(release)之后才生效的
错误案例
错误案例

色盲在男性群体中比例约为 8%,在女性中低于 0.5%,主要原因是红绿色盲是一个伴 X 染色体隐性基因。判断颜色是否容易区分的方法:

  • 使用灰度图
  • 使用色盲滤镜模拟

影响色彩区分能力的外部因素

  • 显示介质的区别
    • 印刷技术(胶印 / 柔性版印刷 / 丝网印刷 / 凹版印刷)
    • 显示器类别(OLED / LCD)、显示技术(IPS / TN)
  • 同一显示介质受环境的影响
    • 观察角度(离轴对比度)
    • 环境光线

不同印刷方式呈现的色彩不同。一部分是 CMYK 印刷色(process color),还有一部分是 CMYK 无法表达的特别色,如不透明油墨、金属色、荧光色、珠光色等。

不同屏幕呈现的色彩不同。OLED 与 LCD 最大的差别就是对比度,主要体现在黑色区域,OLED 的黑色区域不发光,而 LCD 的黑色区域依然有背光,只是液晶将背光 “挡住了”,但还是会透过一部分光线,在黑暗的环境下尤为明显。而 IPS 与 TN 最大的差别在于可视角度,IPS 可拥有高达 178° 的可视角度,好的显示器有更高的离轴对比度提升,而 TN 屏在偏离中心角度的视角影响质量会严重下降。

同一屏幕在不同环境下呈现的色彩不同。苹果的不少设备提供了夜览模式,进行色彩设计工作时应关闭此类功能,而深色模式可以让某些用户更好的保持专注。几个人同时看一块显示器时看到的内容会有所不同,因为每个人观察屏幕的角度不同,离轴色彩与对比度也就不同。不同环境光线下的显示器色彩也会不同,其一是色温,其二是屏幕亮度与炫光,这就是为什么苹果推出原彩显示的功能,以及在显示器上涂上防眩光涂层,进行调色尤其是调整图像曝光时,一定要先调整好显示器屏幕亮度,再进行曝光调整。

(Pro Display XDR)当好几个人围在同一块屏幕前讨论上面的工作时,确保每个人看到的内容一致非常重要。

使用色彩的准则

在依赖颜色来传递信息的交互软件系统中,遵循以下 5 条准则,以保证用户能够获取信息。

  1. 用饱和度、亮度以及色相来区分颜色。避免采用轻微的差别,确保色彩之间有较高的反差(但要参考准则 5)。一个测试颜色差异的办法是在灰度模式下观察。如果你不能在灰度模式下区分出不同的颜色,那么这些颜色之间的差别就不够。
  2. 使用独特的颜色。前面说过,我们的视觉系统综合了从视网膜视锥细胞传来的信号而生成的三个 “颜色对抗通道”:红—绿、黄—蓝和黑—白(亮度)。能够在三个颜色感知通道中的一个上触发强信号(正或者负),而在另外两个通道上触发空信号的颜色是人们能够最轻易区分的。这些颜色就是红、绿、黄、蓝、黑和白(见图 4-13)。所有其他颜色都会在超过一个通道上产生信号,因此我们的视觉系统无法像分辨这 6 种颜色一样快速和轻松地分辨它们。
  3. 避免使用色盲的人无法区分的颜色对。这样的颜色对有深红和黑、深红和深绿、蓝色和紫色以及浅绿和白色。不要在任何深色背景上使用深红色、蓝色或者紫色。相反,在浅黄色和浅绿色背景上应该使用深红、蓝色和紫色。用在线色觉障碍模拟器2检查网页和图像看它们在有不同色觉障碍的人看起来是什么样子的。
  4. 在颜色之外使用其他提示。不要完全依赖千色彩。如果你用颜色代表某个东西,同时请再用另外一种方式来标记它。苹果的 iPhoto 使用颜色加符号来将 “智能” 相册从普通相册中区分出来(见图 4-14)。
  5. 将强烈的对抗色分开。将对抗色放在一起会产生令人难受的闪烁的感觉,因此也必须避免(见图 4-15)。

错误案例

  1. 是整体亮度忽略了高频视锥细胞(蓝—紫)的信号,因为这些视锥细胞不敏感,影响很小。↩︎

  2. 用关键词 “color-blindness filler” 或 “color-blindness simulator” 查找网页。↩︎