色彩恒常性：你看到什麽颜色的裙子？ http://cryofall.blogspot.tw/2015/02/blog-post_27.html (有图，好阅读) 文／谢伯让（谢伯让的脑科学世界） 你看到什麽颜色的衣服呢？这张图这几天在各大网站上把外国网友们搞疯啦！ 有些人看到白金相间的衣服，有些人看到蓝黑箱间的衣服， 下午在我的脸书专页上做了 小小的台湾网友投票统计，发现以下结果（大家可以继续去 <这一篇> 下面留言投票，我 会继续再做统计更新）： N = 162（2/28 9:20am 前） 白金人（看到白色和金色）：57 蓝黑人（看到蓝色和黑色）：65 白金一秒瞬间发黑转蓝回不去人：12 自由人（自由转换人）：6 混血人（看到混合或其他颜色）：22 反观外国网友，Buzzfeed 上的投票所统计已达将近两百万人，目前（2/27/2015 晚间 6:37 以前的人数）的投票现是 72% 比 28%，有约 130 万白金人，53 万蓝黑人。 问题：为什麽有些人是白金人、有些人是蓝黑人呢？ 看见白金或蓝黑，两者没有谁对谁错可言。这个现象，是因为这件衣服在照片上所呈现出 来的反射亮度，有可能是来自於两种状态。第一种：这是一件正常日照下的蓝黑色衣服。 第二种：这是一件因为背光而处於蓝黑色阴影中的白金衣。大脑在判断颜色时，选择了其 中一种，所以有些人看到了蓝黑色衣服，有些人则看到了白金衣。 简单版短答案： 看到蓝黑色的人，是因为大脑自动无视右上角的光源，他们不认为这件 衣服处於背光所形成的蓝黑色阴影之中，因此，蓝黑色应该是来自於衣服本身的颜色，所 以，他们看到的颜色比较接近该图的原始色像素（如以下裙子的撷图）。 看到白金色的人，可能是因为大脑自动把图右上角的光源纳入考量。根据经验，在亮白金 色光源的背光照射下，衣服会被笼罩在蓝黑色的阴影之中。如果大脑认为图中的蓝黑色是 来自於阴影，就会自动反推出该衣服应该是白金色。 因为，在亮白金色光源背光照射下，白色会因为阴影而变得有点蓝，因此，如果一张图中 出现蓝色，那它原始的颜色就应该是白色；同样的，在亮白金色光源的背光照射下，金色 会因为阴影而变的有点暗，因此，如果一张图中出现暗黑色，那它原始的颜色就应是金色 。 这个现象，和大脑的「色彩恒常性」机制有关。 所谓的「色彩恒常性」（color constancy），就是大脑中的「自动白平衡」机制。有在 玩相机的朋友都知道，相机有个「白平衡」的机制。这个机制，可以让照片的颜色看起来 自然一些。 比如下图中的左图，如果室内装了黄暖灯炮，那原本纯白色的蛋在顺光照射下，就会因为 黄暖色的照明而变成黄暖色，如果不先白平衡就直接照下去，那麽蛋在照片中的物理光谱 就会变成黄暖色。反之，如果照相时可以根据当时照明的「黄暖照明」来调整色调，相机 就会自动减去「黄暖色」，那麽蛋在照片中的物理光谱就会回复成纯白色。 那「色彩恒常性」跟白平衡有何关系？「色彩恒常性」，可以说是大脑中「自动白平衡」 机制的结果。也就是说，只要给大脑足够的环境资讯，例如背景光源、其他周遭物品的相 对颜色，大脑就会自动作出白平衡，让你可以感受到物体的原本颜色。 再以上述黄暖灯照下的蛋为例，如果你拿光学仪器去量测黄暖灯炮照射下的蛋，你会发现 那颗蛋量起来的确是黄暖色，但是，当你用肉眼去观察时，虽然看起来可能有些泛黄，但 你仍会认为它是白色。 也就是说，不管光源如何变化，你的大脑会自动把光源和其他的物体相对颜色（例如图中 的鲑鱼卵）纳入考量，因此无论是上图左或上图右的光源状态，大脑都会得出蛋仍然是白 的结论。这就叫作「色彩恒常性」。 色彩恒常性的更多图例：请见网站 上图中的左图圈起处，五个色块由左至右看起来是「蓝黄红蓝绿」，上图中右图圈起处的 五个色块，看起来也是「蓝黄红蓝绿」。即使左右两图的背景光源完全不同，也不影响你 对这五个色块的色彩判断。这就是「色彩恒常性」。 更扯的是，下左图中的蓝色方块（如左下箭头处），其实独立出来时的光谱根本是灰色， 而下右图的黄色方块（如右下箭头处），独立出来时的光谱也是灰色，但是这两个灰块看 起来却分别变成了蓝色和黄色（这里还涉及了「色彩对比性」，下次有机会再谈...） 结论：为何有些人看到蓝黑、有些人看到白金？ 由於「色彩恒常性」，大脑会自动进行白平衡。但是这张照片似乎刚好介於大脑是否要啓 动自动白平衡的临界点。看到蓝黑色的人，可能是因为大脑在观视此图时「自动白平衡」 机制没有运作。 那「自动白平衡」机制为什麽不好好运作呢，或许，这些人（的大脑）认出了这只是张照 片、无须对照片上的「假」光源小题大作，因此就自动无视右上角的光源而不进行「自动 白平衡」，结果就是导致看到的颜色比较接近该图的原始色像素。 看到白金色的人，可能是因为大脑在观视此图时，「自动白平衡」机制太过多事，大脑自 动把图右上角的光源纳入考量，才把蓝色补回成白色，黑色补回成金色。 口说无凭，有证据吗？ 看到这里，婉君们一定会说，都是我在扯，这只是一个理论，有证据吗？以下我们就来做 个小实验，如果上述理论为真，那麽只要把光源遮起来、或者只要在图中找到正确的颜色 基准点，大脑就不会多事乱补导致看错颜色了吧。 实验一到七，请见网站。 http://cryofall.blogspot.tw/2015/02/blog-post_27.html 最後再补一个问题，为什麽我们需要「色彩恒常性」呢？ 从演化上来看，这是因为自然世界中的物品大多数不会变色，会改变的通常是光源，因此 大脑才演化出根据光源和周遭各种物体资讯来调整物体最後颜色的「色彩恒常性」。 如果透过这种方式来理解，那麽我们就可以用另一种角度来解释这个错视。例如，Wired 上的这篇文章（感谢陈建中老师、Dino Yang 学姊及 Michael Tang 等人提供的资讯）就 有提到类似的观点：视觉系统其实无时不刻都在设法排除光源对色彩知觉的影响，因此当 某个物体的颜色不确定时，就会想办法「丢弃」光源。在这个案例中，大脑有两种选择， 一种是丢弃蓝色，结果就会看到白金衣，另一种是丢弃白金色，结果就会看到蓝黑衣。 这种说法的证据如下图。我们可以透过 PS 来「模拟」大脑中的颜色较正：当利用 PS 把 蓝色移除後，就可以见到了白金衣（下图左），用 PS 把白金色拿掉，就可以见到蓝黑衣 （下图右）。 如果你无法想像别人口中（脑中）的白金衣或蓝黑衣长什麽样，那就看看以下这张图过过 乾瘾吧！ 至於「色彩恒常性」的生理机制，下回有机会再跟大家分享！ 参考资料： 1. Purves D et al. (2002) Why we see what we do. American Scientist 90(3): 236-243. 2. Ohio State University 的 Andwer Leber 教授 的 youtube 解说（英文）。 注释： 1. 「得证」这个词确实用的不太好。这里不是指数学或逻辑式的推理得证。我的本意是 ：如果遮住光源（只截取一小块裙子图），可以让原本的白金人看到蓝黑的话， 那就表 示光源确实会影响颜色判读。根据朋友们和一些网友们口头报告，的确有些白金人因此见 到蓝黑色，因此我们可以说，这个操弄结果提供了「光源会影响颜色 判读」的证据。 当然，有些白金人在实验一与实验二中仍然看不到蓝黑色的人，这当然有可能显示先前的 理论错误，但是另一种可能，是此理论正确，但有其他的因素也会影 响结果。我也随即 在下一段说道：「不过，如果以上两张图你仍看成白金色，或许就表示还有其他的因素在 影响你的色彩知觉… 」。接着，透过更多的「实验」来解释其他可能的因素。 至於有些人看完整篇文章所有的图，也仍完全看不到蓝黑衣（或完全看不到白金衣），这 我就有点无法理解了，实验七中的左图不就是蓝黑衣、右图不就是白金衣吗？ -- 原始网址 http://cryofall.blogspot.tw/2015/02/blog-post_27.html 上星期有一个被讨论百万次的话题 你到底到蓝黑或是白金的颜色的裙子? 谢伯让老师有一个很清楚的解释，我觉得蛮不错的，所已转载上来。 --

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