我們可以在我們的電腦屏幕上看到生活中的大部分顔色,甚至還可以把電腦屏幕上展示的顔色給打印出來。
然而,可能會讓許多人感到意外,這樣的顔色其實隻對我們有效,其它動物根本看不到這些顔色。
那麼,問題就來了,為什麼電腦屏幕隻對我們有效?動物看到的電腦屏幕中的畫面又會是什麼樣的呢?
電腦屏幕是如何顯示顔色的?
大部分電腦都是使用RGB屏幕,而RGB屏幕是由稱為像素的小點組成的,而每個像素又都是由三種“基本”顔色組成,分别是紅、綠、藍。
為了做到這一點,每個像素其實是被設計成由三個發不同顔色光的小“點”組成,大概有點像下圖這樣:
我圈起來的部分就是表示一個像素,每個像素都分别有一個紅條,一個綠條和一個藍條組成。因此,我們在屏幕上所能看到的最小點其實不是像素,而是組成像素的這三個“彩條”。
當然,我們無法用肉眼看到這些小彩條,現代電腦屏幕的分辨率都非常高,我們想要看到它的話必須通過某種放大鏡。
每個小彩條隻會發出它自己顔色的光,那麼問題就變成了,我們的眼睛是如何通過這三個顔色的光來看到其它顔色的?
其實答案很簡單,就是視覺錯覺,而其它動物不具備我們這樣的視覺錯覺,所以我們電腦屏幕構建的色彩對它們無效。
但是,要想知道為什麼我們會産生這種視覺錯覺,那麼就得從我們的眼睛如何看到顔色說起。
人眼如何看到顔色?
衆所周知,人眼看到的顔色或者說可見光是電磁波的一部分,而電磁波是一個連續的波長範圍,從無線電波到微波,再到X射線和伽馬射線都是電磁波譜的一部分,隻是它們的波長不同而已。
人眼能夠檢測到的電磁波波長大約是400納米到800納米之間,超過部分我們稱為紅外線,低于的部分則是紫外線,兩者都是我們看不到的波長範圍。
光線可以是任何這些波長的混合,但不管這些波長怎麼混合,當它與物質相互作用時,某些波長的光會被吸收,而另外一些則不會,沒有被吸收的光就會反射出來,進入我們眼睛的可見光部分就會被我們感知到顔色。
早在幾百年前,偉大的物理學家牛頓就已經觀察到這一點,他表示顔色不是物體固有的,而是它反射了的光線。
我們感知光的地方就是我們的視網膜,那裡有兩種主要起作用的光感受細胞,分别是視杆細胞和視錐細胞,兩者會将光刺激變成電信号和大腦互動。
其中視杆細胞可以檢測可見光的大部分波長,但是它無法将其區分開來,所以這些細胞一般是負責我們對亮度的感知。
圖源:che
由于視杆細胞主要分布在視網膜的邊緣,所以你會發現當你注視前方的時候,你周邊視覺會不那麼豐富多彩;另外,由于我們擁有相當高比例的視杆細胞(差不多有1.2億個,而視錐細胞隻有600萬個左右),所以你在晚上燈光昏暗的時候可以看到東西,而很難辨别顔色。
我們注視前方的時候,看到的可能是這樣的,圖源:cambri
另一方面是視錐細胞,這些細胞才是負責顔色的部分。
然而,我們的眼睛并不像耳朵那樣可以清晰地分辨可見光波長。耳朵可以識别單個音符、聲音和樂器,但眼睛不行,眼睛通常隻能檢查到三個波長範圍,一個是紅光波長範圍,一個是藍光波長範圍,另外一個則是綠光,有三種不同視錐細胞負責。
注意,不同視錐細胞感知的都是一定波長範圍,而不是特定的某個波長,這是因為每種視錐細胞都會被一系列波長的光所激活。
正是由于三種視錐細胞檢測到的是一個範圍,所以這些細胞并不能區分該範圍内的兩個波長之間的差異,也不能區分該範圍内的單色光和混合波長光之間的差異。
實際上,我們能夠感知到豐富多彩的顔色是大腦分析三種視錐細胞的輸入後構建出來的,由于每種視錐細胞都會被100種波長激活,所以有許多人認為我們的眼睛可以看到100萬種顔色——三種視錐細胞激活情況的所有組合。
也正因為如此,隻要用三種顔色,我們就可以重建我們能看到的大多數顔色。
這裡需要提一下,三種顔色的組合能夠顯示的顔色遠沒有達到眼睛所能分辨的全部,隻是基本夠用了而已。
很多人認為粉色是不存在的顔色,因為沒有一個波長顯示這個顔色,它是我們大腦根據紅、綠、藍構建的錯覺。
其實,從我們對顔色的感知中就不難發現,不僅是粉色,我們的大腦可以構建出大部分顔色,我們的電腦屏幕正是這麼做的。
最後:動物看屏幕會看到什麼?
既然電腦屏幕隻是基于人類視錐細胞的一種視覺錯覺,那麼自然沒法與其它動物共享,因為不同動物視錐細胞的光譜特性基本是不同的,甚至連視錐細胞的種類數量都會不同。
比如,大部分哺乳動物其實隻有2種視錐細胞——藍色視錐細胞和綠色視錐細胞(在哺乳動物中,人類的眼睛絕對是強大的),大部分鳥類則有4種,而螳螂蝦更是達到16種。
如果給不同的動物看我們的電腦屏幕的話,它們其實隻能看到物體的模樣。
就顔色而言,它們不僅與我們看到的非常不同,而且與它們自己平常看到的真實物體也非常不同。
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