在許多科學領域，使用彩虹色標的資料視覺化非常普遍，從海洋溫度到大腦活動再到火星地形，各種資料都用它來描繪。但是，製圖師幾十年來一直在爭論，“彩虹”色標使地圖和其他圖形難以解讀，有時甚至會產生誤導。對於色盲人士來說，它們完全無法理解。
現在，美國能源部實驗室的科學家們開發出一種色標，該色標經過數學最佳化，對於色盲人士和具有正常視力的人來說都是準確的。《PLOS ONE》雜誌週三發表的一項新研究PLOS ONE中描述了該色標。太平洋西北國家實驗室 (PNNL) 的化學和生物資料分析師、主要作者傑米·努涅斯說：“人們喜歡使用彩虹色，因為它引人注目。但是，一旦目光真正落到那裡，人們試圖弄清楚影像內部到底發生了什麼時，它就會崩潰。”
新的顏色方案 cividis 在這裡用於酵母細胞影像（左）和流體流動模型（右）。來源：Nuñez JR, Anderton CR, Renslow RS (2018) 最佳化考慮色覺缺陷的色圖以實現科學資料的準確解讀。《公共科學圖書館·綜合》13(7)：e0199239
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放棄這種彩色比例尺甚至可以挽救生命。哈佛大學的研究人員發現，當傳統的彩虹色 3D 動脈計算機模型被使用紅色到黑色色標的 2D 模型 (pdf) 取代時，醫生診斷心臟病的準確率從 39% 躍升至 91%。
彩虹色標存在若干問題。也許最根本的問題是顏色之間的關係不直觀。新罕布什爾大學的人類感知和資料視覺化專家科林·韋爾說：“彩虹的問題在於，你不會在感知上認為它是有序的。”他沒有參與這項研究。“如果你給人們紅色、藍色、綠色和黃色，他們不會知道應該按什麼順序排列它們。”
另一個問題是大腦自然地將亮度或明度的差異解釋為代表深度，最亮的顏色位於峰值。這就是為什麼灰度對於描繪地形 (pdf) 和形狀很有用：人們將黑色視為刻度的最低部分，範圍從越來越淺的灰色到峰值的白色。但在彩虹的顏色中，黃色具有最高的亮度，並且經常會顯示為代表地圖上的峰值，即使它通常意味著位於刻度的中間位置，藍色在其下方，紅色在其上方。努涅斯和 PNNL 化學工程師瑞安·倫斯洛用他們的新色標 cividis 解決了這個問題，他們只使用了兩種具有清晰亮度層次的顏色：藍色和黃色。就像灰度一樣，人們將最亮的黃色感知為峰值，將最暗的藍色感知為低谷。但是，與灰度陰影相比，觀看者可以使用顏色感知到更高水平的細節。
酵母細胞的影像以灰度（左）、彩虹色標（中）以及紅綠色盲人士看到的彩虹影像（右）顯示。來源：Nuñez JR, Anderton CR, Renslow RS (2018) 最佳化考慮色覺缺陷的色圖以實現科學資料的準確解讀。《公共科學圖書館·綜合》13(7)：e0199239。
為了建立新的色標，科學家們基於人類視覺的前沿數學模型構建了一個軟體工具。該工具採用現有的色標，模擬紅綠色盲人士（最常見的形式，影響7% 到 10% 的男性和極少數女性）看到的效果，然後對其進行調整，使顏色和亮度在整個色標中以穩定的速率變化。這確保了色標準確地表示了底層資料。“我認為它有很多非常好的特性，”英國雷丁大學的氣候科學家埃德·霍金斯說，他一直在遊說他所在領域及其他領域的科學家放棄彩虹色。霍金斯沒有參與新色標的開發。
努涅斯和倫斯洛透過數學最佳化他們的色標，使其在色盲人士和具有正常色覺的人之間在感知上保持一致，從而避免了彩虹顏色方案的另一個主要缺陷：使用 cividis，色調和亮度的感知變化與資料的實際變化相匹配。但是，對於彩虹色，人們看到某些顏色之間的過渡是漸變的，而另一些顏色之間的過渡是突然的，這可能會讓人覺得資料中存在明顯的邊界，而實際上並不存在。霍金斯說，這種效應甚至可能導致科學家誤解他們自己的資料。一個特別引人注目的例子是 2006 年的一項研究，該研究將大氣中臭氧資料的彩虹地圖上顏色之間的邊界確定為重要的“鋒面”。但是，當使用不同的色標重新繪製資料時，這些邊界消失了。
至少部分由於製圖師和像霍金斯這樣的科學家的呼籲，科學家們對彩虹色標危害的認識正在提高。但是，科學期刊、會議 (pdf) 和 新聞稿仍然充斥著彩虹色。地圖軟體公司 Esri 的製圖師肯尼斯·菲爾德是彩虹色的直言不諱的批評者，他說：“人們喜歡色彩鮮豔的地圖。” 即使在許多情況下，僅使用從淺到深變化的單色來顯示遞增值的地圖會更加清晰易讀，但有些人可能會覺得它相對於其全光譜的“表親”而言顯得很乏味，菲爾德說。
一些科學家可能更喜歡彩虹色，因為它能夠傳達更多的資料細節。人類只能分辨出大約 30 種不同的灰色陰影，但可以分辨出數百萬種不同的顏色。但是，菲爾德說，由於彩虹色會在感知上扭曲這些細節，因此對於大多數視覺化而言，任何好處都可能被缺點所抵消。“彩虹色弊大於利。”
然而，長期以來，這一直是大多數可用資料視覺化軟體的預設顏色方案，科學家們已經習慣了它。霍金斯和其他科學家在軟體公司方面取得了一些進展，說服一些公司將其預設設定切換為更好的顏色方案。努涅斯和倫斯洛成功地遊說將 cividis 新增到大約十幾個軟體包的色標庫中。他們還建立了一個開源軟體工具，可以幫助科學家為他們特定的資料集和視覺化需求建立自己的最佳化色標。
霍金斯希望更多的科學家將開始就使用哪種色標做出明智的決定，但他認為可能需要一些推動才能促成真正的改變。“在某種程度上，科學期刊可能需要介入並表示他們不會接受使用彩虹色標的論文。”
與此同時，隨著氣候變化和極端天氣日益成為新聞，人們不太可能擺脫彩虹地圖。