本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
作為一名視覺神經科學家，我對我們如何看待周圍的世界進行了大量的思考。因此，我發現圍繞#這條裙子的科學和名人爭議尤其有趣和令人興奮。大多數科學權威人士的結論是這條裙子是黑色和藍色的，他們提出了大腦錯覺的解釋，說明為什麼有些人看到這條裙子是白色和金色的。然而，在徹底思考了這張照片，在許多不同的螢幕上觀看它，並與我的一些實驗室夥伴交談後，我想提出我的觀點。是的，這裡存在一種影響我們大腦的錯覺，但是，不，不是這種錯覺導致不同的人看到的不同：這種差異是由一種普通的攝影效應引起的。
首先，錯覺的解釋（它是黑色和藍色的，但看起來是白色和金色的）來自於我們科學家所說的“色彩恆常性”。這是我們在不同光源下識別同一物體的過程。我最喜歡的這個效果的例子來自戴爾·珀維斯實驗室，如圖中魔方所示。你看到頂部棕色的中央方塊和正面橙色的中央方塊了嗎？事實上，它們的顏色完全相同，只是因為它們的背景不同：大腦對每個表面的光照進行計算，並根據這些光照屬性計算每個方塊的表面屬性。這種錯覺過程幫助你確定物體的顏色，而與光源無關。因此，我同意我的同事們的觀點，即大腦可以在你的大腦中施展驚人的技巧，使物體在不同的光照條件下看起來非常不同，這並沒有錯。
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但這並不意味著這就是裙子發生的情況。這是一張效果不佳的影像，但也許如果我們更仔細地分析照片，著眼於確定光源的性質，它將有助於我們的判斷。
到目前為止，我見過的對該影像的最佳分析是由照片編輯尼爾·哈里斯在羅傑·亞當斯在WIRED.COM上的帖子中完成的。WIRED團隊進行了一項Photoshop分析，其中他們分析了影像不同部分的顏色，最重要的是，改變了影像的白平衡。他們表明，這條裙子看起來不同，這取決於白平衡。你也可以透過簡單地眯起眼睛觀看Tumblr上的原始影像來證明這一點……它從白色和金色的影像變成了黑色和藍色的影像。
因此，這解釋了為什麼不同的人看到的不同：他們在不同的螢幕上觀看，這些螢幕設定為不同的亮度（或白平衡）。這與你的大腦無關——這只是光傳輸的光學問題。這也意味著我們可能不需要呼叫大腦中的錯覺過程，並且我們有可能透過照片分析來識別這條裙子的性質。
請注意，改變白平衡不是改變顏色。當您提高亮度時，為什麼黑色蕾絲看起來是金色的，而不是綠色或紅色？難道不應該是灰色的嗎？鑑於每個人都在進行的各種猜測，我很驚訝沒有人提到鏡面反射。這些是任何物體最亮部分上的鏡面反射。它們提供了照射在物體上的光源的最佳線索，因為它們實際上反映了來自光源的最純淨的光子樣本。因此，透過分析鏡面反射，我們可以看到照明是什麼顏色。當我們看到照明是什麼顏色時，我們就可以確定裙子的布料可能是什麼顏色。當您想到大腦時，這很重要，因為正如您在珀維斯和洛託的魔方中看到的那樣，我們如何看待光線決定了我們如何解釋周圍的世界，無論是在室外、商店內還是在您的智慧手機螢幕上。當然，這是一個不完美的分析，因為鏡面反射不是完美的鏡子——它們也受到布料顏色本身的影響——但讓我們看一下，看看我們能確定什麼。
在這種情況下，讓我們看看圖片右上角裙子的外套部分。看到它有多亮了嗎？那是鏡面反射最強的地方，因此我們在那裡獲得了照射在物體上的光源的最強線索。如果你的眼睛一直盯著外套的閃亮部分，你會看到當照片的白色飽和度發生變化時，它的白色會發生變化，否則不會。
如果我們能夠分析由陽光產生的鏡面反射，那將是最好的。來自正午直射陽光的光線或多或少是完全已知的。因此，如果我們知道這條裙子沐浴在陽光下，我們就可以分析鏡面反射。這將幫助我們確定布料的真實顏色，解釋不同相機可能以不同方式執行，或我們的顯示屏上的不同設定等。但原始照片不是在陽光下拍攝的，而是在購物中心內拍攝的，很可能是用智慧手機相機拍攝的。手機中的相機很可能自行校正了顏色和亮度，對背景中的強光做出反應，而不是前景中的裙子。然而，即使在明亮的背景和色彩校正的情況下，鏡面反射也不會改變。
那麼我們在這裡看到了什麼？嗯，原始影像中的鏡面反射是藍色的。這表明光源要麼是藍色的，要麼是布料吸收了非藍色光子（來自購物中心的光線），而只反射了藍色光子。由於它們不是，我們有可能看到的是藍色光源下的白色和金色連衣裙。那麼我們如何知道哪種效果在起作用呢？是錯覺還是攝影效果？嗯，我們知道白平衡效果在起作用：WIRED的分析清楚地表明瞭這一點。因此，至少在某種程度上是攝影效果。但是，這裡也存在錯覺嗎？
我認為是存在的。今天早上我接受了MTV.com的布倫娜·埃裡奇的採訪，並告訴她我認為觀看者之間的差異一定是攝影效果，而不是錯覺。這是真的。但在調查這個問題時，我的助手馬克斯·多夫曼在連衣裙製造商網站上的放大工具中看到了一些有趣的東西。儘管不存在光源問題，但放大連衣裙的白色透明矩形使其看起來是白色和金色的。這意味著，當黑色面料被藍色面料包圍時，當白色透明薄膜放置在前面時，金色蕾絲的錯覺可能會發生。從神經科學的角度來看，這意味著我們的大腦確實在應用金色，即使實際上不存在金色，這是一種色彩恆常性效應。所以就是這樣：既有光平衡效應（如WIRED的演示所示），可以解釋為什麼不同的人在不同的螢幕上看到不同的東西，也有錯覺的色彩恆常性效應，這有助於解釋為什麼當灰色被藍色包圍時，我們看到的是金色而不是灰色。
無論如何，我不認為人們對這條裙子的看法彼此不同是一個有趣的腦部過程。相反，這只是人們在電子顯示屏（手機、平板電腦、筆記型電腦等）上觀看影像時的普通差異。所以現在我們知道泰勒·斯威夫特和艾倫·德傑尼勒斯將他們的手機螢幕設定為與賈斯汀·比伯和朱麗安·摩爾不同的亮度級別。不客氣。
更新：一些讀者評論說，我對這條裙子的解釋可能不對，因為不止一個人可以在同一時間——在同一螢幕上——看到相同的影像有不同的看法。我最初對此感到困惑，因為我在上面確實解決了這個問題……但在第二次閱讀時，我發現我在討論感知中的個體差異時過於輕率，這導致了困惑。所以這裡有一個更新來澄清。我提出了四點：1）裙子顏色的變化是一種與科學家所說的“色彩恆常性”相關的錯覺；2）攝影效果也在這張特定的影像中起作用；3）人與人之間的差異可能是標準（criterion）的函式（這是觀察者在觀看裙子時所相信的他們所看到的東西——可以將其理解為“你看到你想看到的”——標準也包括你先前看到世界的經驗，這也會影響你如何看待）；以及 4）觀看條件在人們看到不同事物的原因中的作用。
1）色彩恆常性在上面已經描述過——大腦將物體表面顏色反射率解釋為在具有不同波長分佈的不同光源下保持不變的能力——但現在應該更清楚的是，這條裙子實際上更像是色彩恆常性失敗的一個例子。也就是說，如果色彩恆常性對每個人在任何時候都有效，我們都會看到一條黑色和藍色的裙子，因為這就是物理上顯示的東西。問題（正如帕斯卡爾·瓦利希在Slate上發表的精彩文章中最好地描述的那樣）是，大腦必須根據它認為的光的顏色來猜測表面屬性。
在褪色的光照條件下，這條裙子看起來是白色和金色的，而不是藍色和黑色的，因為我們的色彩恆常性系統會採用黑色蕾絲（由於光照條件而變灰），並用金色填充它。發生這種情況是因為裙子的灰色皇家藍色布料（在這些光照條件下現在是淺藍色）可以被解釋為白色，上面有藍色光源照射，並且由於金色加上淺藍色是灰色，因此大腦假設灰色蕾絲也沐浴在藍色光線下，因此一定是金色的。然而，另一種看待這個問題的方式是，這是一條藍色和黑色的裙子，透過白色的眩光看到。因此，一些假設這條裙子是藍色和黑色的人會這樣看待它，而不是白色和金色。
2）存在奇怪的攝影效果。在我上面對WIRED.COM照片分析的討論中，您可以看到在高白平衡影像中，白色布料上沒有藍色，但蕾絲仍然是金色的；這裡的金色不可能是由於色彩對比效應造成的，因為沒有藍色使灰色看起來像金色。實際上，Photoshop分析顯示畫素確實是金色的。這表明藍色和黑色的裙子可能沐浴在昏暗的金色光線下，如果您調高白平衡以更清楚地看到裙子（從而沖淡色彩對比），您會看到白色和金色。這些攝影非線性也加劇了混淆，並使得保持實際為藍色和黑色的裙子的正確色彩恆常性變得困難。
3）人們對這條裙子的看法不同的問題是辯論的核心，而不是藍色和黑色的裙子看起來像白色和金色（這至少對視覺神經科學家來說是一個容易理解的錯覺）的問題。好吧，存在一種錯覺，但為什麼人們會以不同的方式看待它呢？在這裡，我說我們進入這個過程的標準肯定在起作用。如果您是泰勒·斯威夫特的粉絲，您可能會受到她的影響。或者，如果您被朱麗安·摩爾在《依然愛麗絲》中的表演所吸引，那麼您可能會受到她對這條裙子的看法的影響。或者您可能認為光源是藍色的（也許您在下午在晴朗的藍天下從外面看著這條裙子），或者相反是金色的（因為您正站在一個有人工照明的封閉式購物中心裡）。無論您之前的信念是什麼，這些都稱為“標準（criterion）”，它們對您如何解釋感知中的模糊資料具有重要而強大的影響。正是我在上面的原始宣告中未能強調這一點，儘管它們很可能解釋了為什麼在同一裝置上同時觀看同一張裙子影像的兩個人會有兩種不同的解釋。這種可能性的另一種選擇是，地球上混雜著兩個完全不同的人群：一個傾向於黑色和藍色，另一個傾向於白色和金色。但這太荒謬了，不值得認真對待。
4）不同的觀看條件是我提出的另一個差異來源，我強調這一點是因為我認為這是一個其他權威人士錯過的可能性，並且我認為應該討論。即，如果您檢視WIRED.COM的分析，您會看到非常不同的裙子，這取決於白平衡（或者如果您眯起眼睛）。因此，對於人們在不同的手機或平板電腦上看到的不同事物的一種可能的解釋是，設定和觀看條件不同。
我希望這能澄清這種錯覺中有幾種可能的模糊來源，所有這些來源都可以單獨解釋這些效應。