颜色“骗局”：表面颜色vs自发光色

即使色度值完全相同的白色纸张和显示器上的白色，看上去也截然不同：横滨国立大学的一个研究小组表示，这种差异可能不在于颜色显示方式，而在于颜色的构成。此项研究结果发表于10月27日的Scientific Reports上。

本文作者、横滨国立大学环境信息科学学院的Katsunori Okajima教授说：“我们通过实验证明，物体表面颜色和自发光色之间的颜色外观差异的根本原因是光谱分布的不同，而非物体本身不同。”表面颜色是人们通过固体介质（如纸张、木材或织物）所反射的光看到的颜色；自发光色是人眼通过颜色本身直接发出的光看到的颜色，比如电脑显示器、手机屏幕上显示的颜色。

“理论上来说，无论光谱分布如何，色度值相同的光颜色都应该是匹配的。”Okajima说。“然而，即使在物体自身三刺激值以及周围环境和观测环境的三刺激值都相同的情况下，显示器和纸张上具有相同色度值的物体，颜色也无法匹配。”

三刺激值是对组成颜色的红色、绿色和蓝色的标准量化，用于衡量人眼对颜色的感知。Okajima说，此前色彩科学领域的研究未能解决跨媒介颜色不匹配问题的原因在于，未能严格检验颜色感知的物理机制。

Okajima说:“换句话说，必须把物理机制上和心理认知上的因素结合起来讨论。根本上不容置疑的是：物理发光机制的差异会影响物体颜色。因此，我们需要确定，在比较光谱分布相同的不同媒介的同构配色条件时，能否匹配颜色外观。这种同构配色条件还有一个好处，那就是免除了观察者个体差异的影响。”

为了实现同构，或者说相同的颜色匹配条件，研究人员设计了一个实验，让参与者观察光谱分布完全相同的表面颜色和自发光色。除此之外，研究人员还设置了另一种情况，即物体颜色值完全一致，但颜色光谱分布不一致。

研究人员发现，13名参与者中有12人无法在同色异谱条件下匹配颜色；然而光谱分布相同时，参与者在90%以上的实验次数中能够匹配颜色。特别地，有一位参与者在两个类别中匹配准确度都非常高，研究人员猜测此人可能是一位标准观察者，即天生拥有准确感知色彩的能力。

“这些结果表明，物理机制上的差异并不影响颜色外观。”Okajima说。“研究人员进一步指出，光谱分布的差异导致了跨媒介颜色再现中颜色的不一致；如果光谱分布匹配，在任何颜色显示模式中都可以实现颜色匹配。”

研究人员下一步的工作是研究传输光线到大脑的人眼细胞对颜色的影响。

Okajima说：“我们的研究结果不仅对色彩科学有意义，而且对工业生产也有意义，阐明了多光谱显示技术对精确重现彩色图像的重要性。”

文章见：http://dx.doi.org/10.1038/s41598-020-75510-x。