赫林的对手颜色理论


不同数量的光线从物质上折射并穿透人们眼睛中的某些传感器,在那里它们被转换为电子信号并发送到大脑,大脑将它们解释为颜色。许多不同的科学假设是由专家们提出的,以解释这个复杂的过程。

什么是赫林的对手颜色理论?

1890年,Ewald Hering 创立了对手颜色理论。对手颜色理论认为,三种相对立的系统控制着人们如何辨别颜色。需要四种不同的颜色来描述颜色的感知:蓝色、红色、黄色和绿色。根据这一理论,人类的视觉中存在三个相对立的通道。它们是

  • 蓝色和黄色
  • 红色和绿色
  • 黑色和白色

人类的光学处理能力有限,一次只能区分对比色中的一个。由于它们固有的对立性,正如拮抗处理假设所提出的那样,大脑一次只能理解一对颜色中的一个。当暴露在绿色信号下时,对红色光做出反应而活跃的同类个体变得不活跃,反之亦然,对绿色光做出反应而活跃的细胞也是如此。色度模型表明,眼睛的视网膜如何利用三种不同的锥体来识别颜色。另一种颜色理论,三色视觉,认为人们的光学数据通过拮抗性地分析锥体和杆体的数据来解释颜色感知。

对手颜色理论的历史

在 19 世纪后期,Ewald Hering 发展了赫林的对手颜色理论,但直到相机开始发展后,它才有了实际应用。柯达公司聘用了 Leo Hurvich 和 Dorothea Jameson,他们开发了一种估计对手颜色理论的方法。他们曾创新地使用了色调抵消法,并对心理学与眼睛解剖结构和颜色之间的关系进行了进一步的实验。在《生物相对性》一书中,Griggs 扩展了这一概念,以反映生物系统中的许多对手过程。1970 年,所罗门扩大了 Hurvich 的神经对手颜色模型,以描述情绪、药物、成瘾和工作动机。对手颜色理论可以应用于计算机视觉,并作为高斯颜色模型应用。

对手颜色理论的工作过程

光学信息作为光进入人眼。之后,它通过视神经传递到大脑。丘脑位于大脑内部,丘脑内部有一群称为外侧膝状体核的大脑细胞。这些细胞对某些颜色很敏感,而抑制其他颜色。每个复合体负责一个以相互对立的颜色命名的对手过程。它们是

  • 红-绿复合体
  • 黑-白复合体
  • 蓝-黄复合体

外侧膝状体核在哺乳动物的大脑中很常见。然而,它们在每个物种中看起来都不同,并且具有不同的光学结果。这部分说明了人类、狗、马、老鼠和许多其他动物的光学感知的差异。丘脑中存在其他神经元,称为感觉投射核,它们有助于形成其他类型的感知,如味觉和触觉。顺便说一句,相同的对手过程发生在识别冷热温度的细胞之间。

对手颜色理论与三色视觉理论

三色视觉理论认为,人类拥有能识别蓝、红、绿波长的细胞。这些细胞混合成其他不同类型的颜色,形成光谱。在三色视觉理论中,一些过程涉及人们如何感知颜色,但它只描述了颜色视觉的某些方面。而在对手颜色理论中,Ewald Hering 指出,有一些颜色组合是人们永远不会看到的。这两个理论应用于神经系统的不同层次。一种称为受体的神经元将物理信号转换为神经信号。视觉系统中的受体称为光感受器。眼睛中的锥体受颜色视觉的控制,因此它为那些具有正常颜色视觉的人提供了安慰。三种类型的锥体对三种不同的波长做出最大反应。这些首选波长在大多数人中代表红色、蓝色和绿色。因此,三色视觉理论适用于眼睛中的光学处理。一旦神经信号在到达大脑的途中穿过视网膜,细胞的性质就会发生变化。这些细胞以对手的方式做出反应,这与对手颜色理论一致。例如,虽然我们有时会看到绿蓝色或蓝红色,但我们永远不会看到红绿色或黄蓝色。对手颜色理论认为,颜色感知是由两个对手系统的功能控制的:蓝-黄和红-绿装置。

支持与批评

赫林根据颜色命名数据和互补色数据等发现提出,颜色视觉不是三色视觉,而是由四个主色或不同的颜色构成的。这四个主色分为两组相对立的配对,蓝色和黄色相对立,红色和绿色相对立。在赫林看来,一些数据无法用亥姆霍兹的三色视觉理论来解释。然而,亥姆霍兹的观点在当时占主导地位。除了赫林的感知数据外,我们还有生理学证据来证实对手过程理论。

非主色可以呈现两种主色的外观。例如,紫色看起来是蓝色和红色的混合,而橙色看起来是黄色和红色的混合。但是,没有任何颜色是蓝色和黄色的混合或红色和绿色的混合。也就是说,我们对颜色的感知支持了红色和绿色不混合以及蓝色和黄色不混合的假设。很难想象黄蓝色或红绿色是什么样子。在颜色分类实验中,人们更倾向于将颜色分为四个基本类别——绿色、红色、黄色和蓝色——而不是三色视觉理论预测的三种颜色。这一发现已经在西方和非西方文明中得到证实。

结论

所有这些争论使我们得出结论,赫林的对手理论,即认为三种相对立的系统控制着人类如何感知颜色的理论,是错误的。我们已经确定了对手理论是什么,它是如何工作的,以及它与三色视觉理论有何不同。赫林的对手颜色理论对于理解人眼中的受体如何与大脑中调节颜色感知的神经元进行交流至关重要。由于某个值指示了红色平面上的色调,赫林的对手理论消除了色调可能同时看起来是红色和绿色的未来可能性。一个轴分数不能同时为肯定和负。

更新于: 2022-12-21

722 次查看

启动你的 职业生涯

通过完成课程获得认证

开始
广告