體驗色彩如何玩弄你的大腦

那只是來自太空的一種顏色——一個可怕的信使，來自超越我們所知的一切自然之外的，無形的無限領域；來自那些僅僅存在就足以震撼大腦，並以它在我們瘋狂的眼前展開的黑色宇宙鴻溝麻痺我們的領域.

美國科幻小說作家 H. P. Lovecraft 認為《太空來Color》（The Colour Out of Space）是他最好的故事。在這部 1927 年的經典宇宙恐怖故事中，馬薩諸塞州的一個小農場社群面臨著來自宇宙外圍的難以言喻的邪惡。外星惡棍不是一個抱臉蟲或破胸而出的外星人，而是一些更可怕的東西：一種奇怪的顏色。

慢慢地，但肯定地，這種超凡脫俗的顏色變異並摧毀了莊稼、昆蟲、野生動物和牲畜。它滲透到土地和水中。不幸遇到這種奇異色調的農民淪為了精神錯亂和早逝的犧牲品。

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而你卻認為視覺研究是給膽小鬼做的。

本文收錄了銀河系這側最壯觀的一些色彩現象。你不會看到任何外星人，但許多奇怪的錯覺來自於將顏色從原位取出並將其置於不尋常的背景中。請謹慎：您即將體驗到的奇特色調和色彩可能會讓您大吃一驚。

REX 和 FIDO

傳說羅馬是由一對好戰的孿生兄弟羅慕路斯和瑞摩斯建立的，他們是女灶神維斯塔貞女瑞亞·西爾維婭與戰神瑪爾斯所生的。事實證明，即使父親是神，女灶神維斯塔貞女也不應該懷孕生子。家庭的恥辱對於瑞亞的父親來說是無法承受的，他殺死了女兒，然後判處這對雙胞胎嬰兒死於遺棄。母狼盧帕發現了這兩個男孩並收養了他們。但是，嘿，盧帕的親生幼崽雷克斯和菲多，這對野性羅馬人的弟弟們呢？當背景被移除（右）時，這對非同卵雙胞胎（左）變得相同。如果這對雙胞胎在他們的母親發現羅慕路斯和瑞摩斯之前出生，那麼羅馬肯定會落入狗的手中。

魯比克魔方的愚弄

魯比克魔方是一個三維謎題，玩家旋轉立方體的瓷磚面，直到每個面上都顯示相同的九個瓷磚顏色。聽起來容易嗎？只有在照明條件穩定的情況下才是如此。正如倫敦大學學院的 R. Beau Lotto 和杜克大學的 Dale Purves 的這些影像所示，如果照明發生變化，可能很難知道哪種顏色是哪種顏色。影像的遮罩版本（右上）顯示，在白色光線下觀察時，左側的藍色方塊和右側的黃色方塊實際上都是灰色的。顏色感知並非嚴格基於照射到您視網膜的光的波長；相反，大腦會根據照明條件分配顏色，並且僅使用波長作為指導，以確定同一場景中哪些物體比其他物體更紅或更藍。

眼影

看起來這個日本漫畫女孩有一隻藍眼睛和一隻灰眼睛。事實上，兩隻眼睛的色調完全相同。女孩的右眼看起來與綠松石髮夾相同，僅僅是因為紅色的背景。看到顏色的部分過程是，眼睛中的三種不同型別的光感受器被調整為三種重疊的顏色族：紅色、綠色和藍色（它們被長、中和短波長的可見光啟用）。然後，這些訊號會立即與來自同一場景中附近區域的訊號進行比較。隨著訊號傳遞到大腦中越來越高的處理中心，它們繼續與周圍場景中越來越大的區域進行比較。科學家稱之為“對立過程”的這種過程意味著顏色和亮度始終是相對的。

紅色圓環

Kitaoka 的這張圖片包含許多藍綠色的圓形結構。紅色圓環純粹是大腦的創造。

一種稱為顏色恆常性的過程使物體在不同的照明條件下看起來相同，即使從物體反射出來的光的顏色在物理上是不同的。顏色恆常性是一個非常重要的過程，它使我們能夠在洞穴的火光中和熱帶草原的陽光下識別物體、朋友和家人。

由於這裡的圓環是用藍色陰影繪製的，因此大腦錯誤地認為影像是由藍光照明的，並且藍色結構內部的物理灰色圓環必定是紅色的。視覺系統從灰色圓環中減去藍色“環境光”，灰色減去藍色會產生柔和的紅色。

彩色圓環

這是另一個大腦如何根據背景確定顏色的例子。在左側棋盤的靶心結構中，中心環看起來是綠色或藍色，但它們都是相同的顏色（綠松石色）。右側棋盤的中心環都是相同的黃色陰影。這種型別的顏色錯覺很難用對立過程來解釋，因為圓環的表觀顏色比背景更相似而不是不相似。

善變的心

這個棋盤中的所有心形都是由相同的青色點組成的，但它們在綠色背景下看起來是綠色的，在品紅色背景下看起來是藍色的。這張圖片由 Kitaoka 創作，基於義大利帕多瓦大學的視覺科學家 Paola Bressan 發現的地牢錯覺。

魯比克魔方的困惑

我們已經看到，相同的顏色可能會因背景不同而看起來不同。這些影像表明，背景也可以使不同的顏色看起來相似。檢視左側和右側魯比克魔方頂面上的紅色瓷磚。它們看起來或多或少是相同的顏色。如果我們用白色遮蓋其餘的瓷磚（右上），您可以看到左側立方體上的瓷磚實際上是橙色的，而右側的瓷磚是紫色的。

四個錯誤的顏色

我們在灰色背景上看到四個不同顏色的正方形，對嗎？錯了。灰色實際上是少量藍色和黃色畫素的混合物。由於畫素非常小，它們混合在一起，不會啟用產生對比度的對立過程。這就是彩色電視如何僅用少量不同顏色的畫素建立不同顏色的方式（將放大鏡放在電視上並親自證明這一點）。綠松石色和黃綠色正方形實際上是與藍色背景畫素（綠松石色）或黃色背景畫素（黃綠色）混合的少量綠色畫素。將紅色畫素與背景中的黃色或藍色畫素混合會產生橙色和紫色。

白色的效果

1979 年，當時在塔斯馬尼亞高等教育學院的 Michael White 描述了一種錯覺，它改變了視覺科學中的一切。左側的灰色條看起來比右側的灰色條更亮。事實上，所有灰色條在物理上都是相同的。在 White 發現這種效應之前，所有亮度錯覺都被認為是由於對立過程造成的——也就是說，當灰色物體被光線包圍時應該看起來很暗，而被黑暗包圍時應該看起來很亮。但在這個錯覺中，看起來較亮的灰色條被白色刺激物包圍，而看起來較暗的灰色條被黑色刺激物包圍。White 效應背後的腦機制仍然未知。

閃爍的顏色

在《藍寶石之光》中，當您移動眼睛掃檢視像時，藍色圓點似乎在閃爍。但是當您專注於一個圓點時，閃爍就會停止。焦點中的圓點的藍色看起來比視覺外圍的圓點更飽和。這種效應是 1994 年由當時在德國阿倫驗光研究所的 Elke Lingelbach 及其同事 Michael Schrauf、Bernd Lingelbach 和 Eugene Wist 發現的閃爍網格錯覺的彩色變體。

年度最佳錯覺

White 效應也影響顏色的外觀。年度最佳錯覺競賽的徽標結合了 White 效應（花瓶在兩個窗簾後面看起來顏色不同）和著名的面孔-花瓶錯覺（其中“花瓶”是給獲勝者的獎盃）。

虛幻的螺旋

Kitaoka 建立的這些螺旋是 White 效應應用於顏色的特別有力的例子。綠色和奶油色的螺旋（底部）由物理上是黃色的條紋製成。在上面的其他兩個例子中，條紋在物理上是紅色和青色的，而不是紫色、橙色、藍色和綠色。

霓虹燈顏色蔓延

來自小十字的顏色似乎蔓延到每個交叉口周圍的白色區域上。這種效果類似於霓虹燈的眩光。義大利米蘭大學的 Dario Varin 於 1971 年報告了這種錯覺，幾年後，當時在荷蘭奈梅亨大學的 Harrie van Tuijl 也報告了這種錯覺。其神經原因目前尚不清楚。

彩色針墊卡

在這裡，霓虹燈顏色蔓延在地圖上產生了一個南北和東西走向的街道的直線網格——但僅在您視覺的外圍。它在您碰巧盯著的任何交叉口都不存在。

水彩效果

在義大利薩薩里大學的視覺科學家 Baingio Pinna 的這種錯覺中，與較深的紫色輪廓相鄰的細橙色輪廓會在很遠的距離上投射橙色色調——就好像水彩顏料填充了橙色線條之間的間隙一樣[參見 John S. Werner、Baingio Pinna 和 Lothar Spillmann 的“錯覺色彩與大腦”；《大眾科學》，2007 年 3 月]。在紫色輪廓的另一側，輪廓區域看起來是白色的。

彩色光束

在這種霓虹燈顏色蔓延錯覺中，黃色在垂直於黑色條的方向上蔓延。

煙霧瀰漫的間隙

在 Pinna 的這張影像中，內正方形的點周圍似乎有紫色煙霧，而外正方形似乎充滿了藍色。這種錯覺是由水彩效果引起的。

波浪線錯覺

水彩效果啟發了日本視覺科學家 Seiyu Sohmiya 的波浪線錯覺。在 Kitaoka 的這個版本中，圖案後面的白色背景被波浪的顏色著色。

中國地毯

藍色線條後面的紅色看起來是品紅色，而黃色線條後面的相同紅色看起來是橙色。這種“顏色同化”錯覺表明，在某些情況下，顏色可以相互融合，而不是相互對比。

令人困惑的顏色

這是一個很棒的認知錯覺，它涉及到您大腦中句法和符號處理系統之間的衝突。一個接一個地看這些詞，不要停頓或減速，而是不要讀每個詞，只需大聲說出它的顏色。這很難，不是嗎？您正在體驗 Stroop 效應，以心理學家 John Ridley Stroop 的名字命名。即使您儘量不閱讀這些詞，您也無法阻止詞的內容與其顏色衝突。

色盲測試

日本眼科醫生 Shinobu Ishihara 開發了 38 張色板，包括上面的兩張，用於測試患者的色盲。每張色板都是一個充滿不同大小和顏色的圓點的圓圈。患有某些型別色盲的人會發現很難或不可能看到隱藏在本文所示圖案中的數字。

麥科洛夫效應

這種錯覺由視覺研究員 Celeste McCollough 發現，它表明顏色感知和形狀感知之間的相互作用可能出奇地持久。不過，這種效應需要自律，所以在嘗試之前先振作起來，士兵！當然，我們不能強迫你這樣做，但否則它就無法正常工作，我們保證這將是值得的。

將目光集中在垂直品紅色條紋光柵中心的黑點上一整分鐘。（一分鐘看起來會很漫長，但請相信我們。）然後將目光集中在水平綠色光柵中的點上一分鐘。然後，再切換回垂直品紅色光柵，然後再切換回綠色光柵，每次一分鐘。重複另一個迴圈。好了，現在你準備好了。在兩個光柵之間交替六分鐘後，來回檢視下面的未著色修補光柵。您會看到水平補丁帶有品紅色，而垂直補丁帶有綠色。

這種錯覺表明，適應，即大腦中的神經元對不變的刺激變得不那麼敏感的過程，可以同時選擇顏色和邊緣方向。也就是說，您有對品紅色和垂直方向都敏感的神經元，當您盯著垂直品紅色光柵數分鐘時，這使得對品紅色敏感的水平檢測神經元看起來更敏感。因此，當您在適應後看到水平白色光柵時，它看起來帶有品紅色。綠色適應也是如此，對於相反的方向。

麥科洛夫錯覺是第一個表明適應可以持續很長時間的錯覺。如果您在一小時後回來檢視白色光柵，您仍然會看到效果，儘管效果較弱。

在這種霓虹燈顏色蔓延錯覺中，黃色在垂直於黑色條的方向上蔓延。