你想了解動物眼中的世界嗎？顏色背后的復(fù)雜科學(xué)
【化工儀器網(wǎng) 行業(yè)百態(tài)】顏色是人類認(rèn)知世界的重要途徑，能夠給我們提供非常多的信息，幫助我們更好的了解事物。與此同時(shí)，顏色還能夠影響我們的情緒行為，影響影響我們的注意力和警覺性以及記憶和認(rèn)知能力。也正因如此，人類對于顏色的研究從未停止，并且涉及的內(nèi)容涵蓋科學(xué)、文學(xué)、藝術(shù)等多個(gè)范疇。
我們都知道，顏色是真實(shí)存在的，但是從科學(xué)的角度來說，我們口中對顏色地描述其實(shí)帶有濃重的主觀色彩。從生物學(xué)角度來說，由于每個(gè)人眼中的錐狀細(xì)胞和棒狀細(xì)胞對顏色的感知程度是不同的，因此我們對于顏色的認(rèn)知也存在曲解，我們描述的顏色也只是我們認(rèn)知里的顏色。好在這種區(qū)別大多數(shù)時(shí)候都很細(xì)微，因此大部分人在顏色的認(rèn)知上存在一定的共通性。而色弱和色盲則是那些顏色認(rèn)知存在差異的小部分人。
但這又引出了另一個(gè)問題——物體的標(biāo)準(zhǔn)顏色。我們之所以能夠判斷出色彩認(rèn)知正常和存在缺陷的群體，是因?yàn)槲覀儗︻伾幸粋€(gè)系統(tǒng)的標(biāo)注，也就是客觀存在的顏色。從物理學(xué)的角度來說，這種顏色是物體對光的吸收和反射特性決定的，是物體的基本特性。當(dāng)物體對白光中所有顏色的光全部吸收時(shí)，它就呈現(xiàn)出黑色；當(dāng)物體反射所有顏色的光時(shí)，則呈現(xiàn)出白色；當(dāng)物體透過所有顏色的光時(shí)，則為無色。事實(shí)上也正因?yàn)槲矬w能夠吸收光、反射光、透光，所以顏色可以成為物體的身份證，并且如果對顏色的定義足夠細(xì)致，是可以以此推定物體的成分的。光譜就是一個(gè)例子。
不過這又涉及到了另一個(gè)問題，那就是環(huán)境對于顏色感知的影響。因?yàn)槲覀冇^測到的顏色其實(shí)是物體發(fā)射光之后的結(jié)果，因此如果光本身存在色差，那么物體的顏色也會改變，即便這種色差只是微弱的色溫差異。舉個(gè)例子，當(dāng)我們在陽光下看一張白紙，紙面是白色的，但是如果這時(shí)候突然天空變陰，那么白紙相較于之前，就會呈現(xiàn)出淡淡的藍(lán)色。此外，還涉及到物體表面的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)——他們同樣會影響對光線的反射。
正是因?yàn)檫@一系列的原因，研究顏色可以有非常多的切入點(diǎn)，例如動物眼中的顏色。
正如前面說到的，顏色是眼中細(xì)胞感知后的結(jié)果，而就如同人與人之間存在差距，動物眼睛中的視錐細(xì)胞數(shù)量和類型同樣和我們存在差距，甚至這種差距已經(jīng)涉及到三原色的概念。例如大多數(shù)哺乳動物只有兩種視錐細(xì)胞，它們眼中的世界色彩單調(diào)，通常只能看到藍(lán)色和黃色等有限的顏色。一些動物如鳥類、爬行動物和魚類等則具有四種視錐細(xì)胞，能夠看到比人類更加豐富和鮮艷的顏色。此外，由于動物的視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)、眼睛的透明度也和我們不同，因此，在接收光線信息的時(shí)候也會與產(chǎn)生顏色認(rèn)知的差異。
更重要的一點(diǎn)是，我們無法與動物直接交流，因此我們想要了解動物眼中的顏色只能使用分光光度法等傳統(tǒng)方法。這些方法大多耗時(shí)且準(zhǔn)備工作復(fù)雜，也很難展示動態(tài)環(huán)境下的視覺效果。但是這種研究卻有利于我們研制特殊環(huán)境下的工作設(shè)備。
而就在最近，關(guān)于動物眼中顏色的研究有了新的進(jìn)展。來自英國和美國的研究團(tuán)隊(duì)發(fā)明了一項(xiàng)技術(shù)，可讓人們看到動物眼中的世界。研究人員開發(fā)了一種新型相機(jī)和軟件系統(tǒng)，可在自然光照條件下拍攝運(yùn)動物體的動物視角視頻。攝像機(jī)同時(shí)記錄藍(lán)色、綠色、紅色和紫外線，之后經(jīng)由算法，根據(jù)現(xiàn)有知識，還原出準(zhǔn)確的動物眼中世界。并且在與使用分光光度的傳統(tǒng)方法進(jìn)行對比測試后，證明了這種系統(tǒng)的準(zhǔn)確度超過92%。
這種技術(shù)的出現(xiàn)基于了科研以及藝術(shù)工作者更快描述動物眼中世界的方式，也利于后續(xù)關(guān)于顏色以及生物感知相關(guān)課題的研究。而對于科研學(xué)者來說，這或許只是顏色科學(xué)探索過程的一小步，顏色的秘密，或許還有許多等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。
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