黃色和青色顏料混合會產生綠色,還有哪些顏色容易混合?
我們人類能看見彩虹色,赤橙黃綠青藍紫嘛,壹點也不稀奇。我們也可以看到它們的混合色,比如紅顏料+綠顏料就是棕色,黃顏料+藍顏料就是綠色。妳可能會覺得,這又有什麽呢?沒錯,妳有沒有曾經質疑過這個看起來是常識的現象呢?為什麽紅+綠總是棕色,而不是紅的綠色,或綠的紅色?黃+藍總是綠色,而不是黃的藍色,或藍的黃色?
妳或許會開始笑了,這個問題也太傻了吧,世界上怎麽可能有紅的綠色,黃的藍色呢?這些顏色根本不可能存在啊!這就是問題了…為什麽它們不可能存在呢?
這並不是壹個愚蠢的問題。科學家們認為,紅的綠色,黃的藍色不能夠存在是因為它們違反了壹個經典的理論,就好像出現了超光速的物質壹樣是不現實的。壹些人還給這些不可能的顏色取了個名字——禁色(forbidden color)。
禁色為什麽不可能存在?先從眼睛說起。眼睛裏面接收光線的有兩類長在視網膜上的細胞,分別叫做視錐細胞和視桿細胞。視錐細胞的功能主要是看光線的顏色;視桿細胞幾乎看不到顏色,主要是用來分辨明暗程度的。視錐細胞也分成3類:紅、綠、藍。
上面的3條曲線對應著3類視錐細胞對不同色光的反應。下面壹行是可見光的光譜。我們知道可見光按照波長可以被畫成壹個光譜,我們看到的彩虹的顏色正好對應著這個光譜。根據這個光譜,每種視錐細胞對某種特定波長的光有特別強的反應,對附近的光反應弱壹些,對遙遠的光幾乎沒有反應(紅視錐細胞除外)。妳可以把這3類視錐細胞想象成紅光、綠光和藍光的粉絲團。綠光的粉絲團最喜歡綠光,綠光來了它們就會瘋狂地打call,哭著說“看我啊看我啊,妳的小可愛在這裏”...
如果藍光來了,它們的反應就比較冷漠。
所以我們能看到紅綠藍顏色之外的顏色是怎麽回事?先以黃色為例。
如果妳看到了黃色,實際上有2種可能性,壹種情況是妳真的看到了黃光;另壹種情況是妳同時看到了紅光和綠光,黃色是被妳腦補出來的。
我們的視錐細胞裏沒有黃光的粉絲團。如果黃光照到了視錐細胞上,那麽紅光和綠光的粉絲團都會小激動壹下,然後大腦就會讓我們看見黃色。
黃光可以同時激活紅光和綠光的粉絲團,那麽如果壹束由紅光和綠光組成的光線照到眼睛裏,激活的不也是它倆嗎?那我們看到的不也是黃色嗎?的確如此。
綠光+紅光變成了黃色,這黃色其實是妳腦補的。其實藍光+綠光的青色,以及藍光+紅光的紫色,也是妳腦補的,自然光譜裏沒有圖中的青色和紫色妳可能還會表示不服——為什麽把紅色顏料和綠色顏料混合,看起來是棕色,而不是黃色呢?
這是因為…棕色是壹種亮度更低的黃色。紅色顏料能反射紅光,吸收其他顏色的光線。綠色顏料能反射綠光,吸收其他顏色的光線。它倆合起來以後,紅光綠光之外的光線自然基本都被吸收了,而紅色顏料會吸收壹部分綠光,綠色顏料會吸收壹部分紅光,所以它倆相當於互相把對方的顏色調暗了。變暗的紅光和綠光合在壹起,在人眼看來還是黃色,只不過是更暗淡的黃色,妳的大腦告訴妳這叫做棕色。
還不信?打開電腦的調色板,在RGB格式中輸入(255,255,0),妳會看到黃色。現在把黃色的亮度降低,比如輸入(60,60,0),妳就會看到棕色。
RGB(255,255,0)是黃色(左),RGB(60,60,0)是壹種亮度更低的黃色,或者說棕色註意到了嗎,紅,綠,藍的英文分別是Red、Green、Blue,首字母縮寫恰好就是RGB。是的,這不是個巧合,計算機RGB顯色系統就是利用人類的RGB視錐細胞可以呈現人能看到的任何顏色的原理。
計算機RGB顯色系統中壹些顏色是如何被3原色——紅綠藍調出來的。在計算機的RGB色彩系統裏,括號裏的3個數字分別對應著紅、綠、藍的強度。因此沒有藍色,而紅色和綠色強度壹樣的情況下,妳就會看到黃色。如果紅色和綠色的強度變弱,妳就會看到棕色。如果妳再翻出可見光光譜出來,妳就會看到,黃光不正好就在綠光和紅光之間嗎?難道說大腦給做了個平均?
那不對啊,藍光加紅光不是紫色麽,不可能是它倆的平均值綠色啊?而且彩虹裏的紫色是怎麽來的呢,紫色不是在光譜的最邊上麽,它不是只有藍光的粉絲團稀罕麽?沒錯,在人眼中,藍光+紅光的確是紫色,而比藍光的波長還短的紫光在我們眼裏也是紫色。其實吧,妳看到的紫色也有2種,壹種是真的紫光,壹種是妳腦補出來的紫色。
這是怎麽回事?實際上,紅光的粉絲團其實還偷偷喜歡紫光,它其實也會對光譜中紫色區域的光線有些反應。也就是說,真正的紫光照射到視網膜上以後,不光藍光的粉絲團會很激動,紅光的粉絲團的內心也有波瀾。因此妳才會看到紫色。這就是為什麽,如果把藍光和紅光混在壹起,妳就會看到紫色,而不是光譜中藍光和紅光中間的任何顏色。但這並不是說妳真的看到了紫光,妳的眼睛實際上被騙了。
說到這裏妳應該明白彩虹色都是怎麽被我們看見的了。可是最初的問題還是沒有解決。教科書裏說,人類不可能同時看到紅+綠,黃+藍,或者說禁色,這是因為拮抗理論(opponent-processing model)的存在。拮抗理論說,雖然人的視錐細胞的確能看到紅綠藍,但是從視錐細胞往上,人的大腦裏用來看顏色的只有2個表:紅/綠,和黃/藍。妳可以把紅/綠表想象成壹根溫度計,紅色就是零上,綠色就是零下,又有紅又有綠就相互抵消變成0。黃/藍表也是壹樣。這兩個表壹搭配,大腦就能讀取所有的可見光。
拮抗理論說大腦裏有2個表:紅/綠表,和黃/藍表;人能看到的色彩都可以用這兩個表的取值來表示。紅/綠表不能同時指示紅和綠,就像溫度計不能同時顯示2個數字壹樣,因此拮抗理論說不能同時看到又綠又紅而不是黃色的顏色(或又黃又藍而不是綠)。可是拮抗理論還是無法完全解釋,為什麽綠光+藍光使人看到自然光譜裏沒有的青色,而紅光+綠光以後,我們非得看到自然光譜裏有的黃色,而不是另壹種新的顏色呢?壹個名叫 Hewitt Crane 的科學家和小夥伴 Thomas Piantanida 開始嘗試創造禁色。1983年的時候,他們說他們成功了。他們的方法就是把紅和綠,或藍和黃並排放在壹起,然後通過壹個復雜的機器,使同樣的顏色總是照射在視網膜的同壹個地方。
Crane 和 Piantanida 創造禁色時使用的圖案,它們被投射在視網膜的固定位置上參與實驗的人說他們看見兩個顏色之間的分界線消失了,紅色和綠色匯合到了壹起,但他們看見的不是黃色或棕色,而是壹種從未見過的神奇的新顏色。壹開始,其他科學家們的反應是受到了驚嚇,因為這擊碎了他們在教科書上學到的拮抗理論的基本原理。
但是後來壹些人重復出了禁色,而且參加實驗的不是壹般人,而是壹群從事視覺研究,對拮抗理論了如指掌的科學家。現在有越來越多的開始人相信,禁色是可能存在的。用了50年的教科書,以後可能要被改寫了。想真正看到禁色需要氪金上面提到的復雜的器材。普通玩家的妳如果想看到禁色,可以盡量讓眼睛鬥雞地盯著下面的圖,使左右2個+重合。研究禁色的科學家們表示這種方法可以讓壹些人看到禁色。
開心點啊鬥雞眼,雖然妳平時看東西都乘以2,但是妳可以看到我們凡人看不到的顏色啊!