赫林的對手顏色理論


不同數量的光線從物質上折射並穿透人們眼睛中的某些感測器,在那裡它們被轉換為電子訊號併發送到大腦,大腦將它們解釋為顏色。許多不同的科學假設是由專家們提出的,以解釋這個複雜的過程。

什麼是赫林的對手顏色理論?

1890年,Ewald Hering 創立了對手顏色理論。對手顏色理論認為,三種相對立的系統控制著人們如何辨別顏色。需要四種不同的顏色來描述顏色的感知:藍色、紅色、黃色和綠色。根據這一理論,人類的視覺中存在三個相對立的通道。它們是

  • 藍色和黃色
  • 紅色和綠色
  • 黑色和白色

人類的光學處理能力有限,一次只能區分對比色中的一個。由於它們固有的對立性,正如拮抗處理假設所提出的那樣,大腦一次只能理解一對顏色中的一個。當暴露在綠色訊號下時,對紅色光做出反應而活躍的同類個體變得不活躍,反之亦然,對綠色光做出反應而活躍的細胞也是如此。色度模型表明,眼睛的視網膜如何利用三種不同的錐體來識別顏色。另一種顏色理論,三色視覺,認為人們的光學資料透過拮抗性地分析錐體和杆體的資料來解釋顏色感知。

對手顏色理論的歷史

在 19 世紀後期,Ewald Hering 發展了赫林的對手顏色理論,但直到相機開始發展後,它才有了實際應用。柯達公司聘用了 Leo Hurvich 和 Dorothea Jameson,他們開發了一種估計對手顏色理論的方法。他們曾創新地使用了色調抵消法,並對心理學與眼睛解剖結構和顏色之間的關係進行了進一步的實驗。在《生物相對性》一書中,Griggs 擴充套件了這一概念,以反映生物系統中的許多對手過程。1970 年,所羅門擴大了 Hurvich 的神經對手顏色模型,以描述情緒、藥物、成癮和工作動機。對手顏色理論可以應用於計算機視覺,並作為高斯顏色模型應用。

對手顏色理論的工作過程

光學資訊作為光進入人眼。之後,它透過視神經傳遞到大腦。丘腦位於大腦內部,丘腦內部有一群稱為外側膝狀體核的大腦細胞。這些細胞對某些顏色很敏感,而抑制其他顏色。每個複合體負責一個以相互對立的顏色命名的對手過程。它們是

  • 紅-綠複合體
  • 黑-白複合體
  • 藍-黃複合體

外側膝狀體核在哺乳動物的大腦中很常見。然而,它們在每個物種中看起來都不同,並且具有不同的光學結果。這部分說明了人類、狗、馬、老鼠和許多其他動物的光學感知的差異。丘腦中存在其他神經元,稱為感覺投射核,它們有助於形成其他型別的感知,如味覺和觸覺。順便說一句,相同的對手過程發生在識別冷熱溫度的細胞之間。

對手顏色理論與三色視覺理論

三色視覺理論認為,人類擁有能識別藍、紅、綠波長的細胞。這些細胞混合成其他不同型別的顏色,形成光譜。在三色視覺理論中,一些過程涉及人們如何感知顏色,但它只描述了顏色視覺的某些方面。而在對手顏色理論中,Ewald Hering 指出,有一些顏色組合是人們永遠不會看到的。這兩個理論應用於神經系統的不同層次。一種稱為受體的神經元將物理訊號轉換為神經訊號。視覺系統中的受體稱為光感受器。眼睛中的錐體受顏色視覺的控制,因此它為那些具有正常顏色視覺的人提供了安慰。三種類型的錐體對三種不同的波長做出最大反應。這些首選波長在大多數人中代表紅色、藍色和綠色。因此,三色視覺理論適用於眼睛中的光學處理。一旦神經訊號在到達大腦的途中穿過視網膜,細胞的性質就會發生變化。這些細胞以對手的方式做出反應,這與對手顏色理論一致。例如,雖然我們有時會看到綠藍色或藍紅色,但我們永遠不會看到紅綠色或黃藍色。對手顏色理論認為,顏色感知是由兩個對手系統的功能控制的:藍-黃和紅-綠裝置。

支援與批評

赫林根據顏色命名資料和互補色資料等發現提出,顏色視覺不是三色視覺,而是由四個主色或不同的顏色構成的。這四個主色分為兩組相對立的配對,藍色和黃色相對立,紅色和綠色相對立。在赫林看來,一些資料無法用亥姆霍茲的三色視覺理論來解釋。然而,亥姆霍茲的觀點在當時占主導地位。除了赫林的感知資料外,我們還有生理學證據來證實對手過程理論。

非主色可以呈現兩種主色的外觀。例如,紫色看起來是藍色和紅色的混合,而橙色看起來是黃色和紅色的混合。但是,沒有任何顏色是藍色和黃色的混合或紅色和綠色的混合。也就是說,我們對顏色的感知支援了紅色和綠色不混合以及藍色和黃色不混合的假設。很難想象黃藍色或紅綠色是什麼樣子。在顏色分類實驗中,人們更傾向於將顏色分為四個基本類別——綠色、紅色、黃色和藍色——而不是三色視覺理論預測的三種顏色。這一發現已經在西方和非西方文明中得到證實。

結論

所有這些爭論使我們得出結論,赫林的對手理論,即認為三種相對立的系統控制著人類如何感知顏色的理論,是錯誤的。我們已經確定了對手理論是什麼,它是如何工作的,以及它與三色視覺理論有何不同。赫林的對手顏色理論對於理解人眼中的受體如何與大腦中調節顏色感知的神經元進行交流至關重要。由於某個值指示了紅色平面上的色調,赫林的對手理論消除了色調可能同時看起來是紅色和綠色的未來可能性。一個軸分數不能同時為肯定和負。

更新於: 2022-12-21

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