اگر به یک چرخه رنگ نگاه کنید، احتمالاً قرمز، زرد، سبز و آبی برایتان رنگهایی کاملاً مستقل به نظر میرسند؛ اما چرا؟ مثلاً نارنجی را بهراحتی ترکیبی از قرمز و زرد تصور میکنیم، اما معمولاً نمیگوییم قرمز ترکیبی از نارنجی و بنفش است. قرمز، زرد، سبز و آبی در تجربه بصری ما جایگاه متفاوتی دارند؛ گویی مغز این چهار رنگ را بهعنوان اجزای اصلیترِ جهان رنگی میشناسد.
به گزارش دیجیاتو به نقل از ساینسآلرت، پژوهشگران دانشگاه کالیفرنیا، برکلی با بررسی رنگهای موجود در طبیعت، توضیحی تازه برای این ویژگی ارائه کردهاند؛ محققان در این پژوهش میان نحوه پراکندگی رنگها در محیط طبیعی، گیرندههای نوری چشم و شیوه پردازش رنگ در مغز ارتباط برقرار کردند.
در ابتدا بیاید به قرن نوزدهم بازگردیم. «اوالد هرینگ» (Ewald Hering)، فیزیولوژیست آلمانی، نظریهای در آن سالها مطرح کرد که میگفت قرمز، زرد، سبز و آبی رنگهای یکتا یا خالص هستند؛ یعنی رنگهایی که در تجربه ما بهصورت ترکیبی از رنگهای دیگر ظاهر نمیشوند. همچنین قرمز و سبز و همینطور آبی و زرد در ادراک رنگ، در دو جفت متضاد قرار میگیرند.
با وجود شواهد آزمایشی که از بخشهایی از این نظریه پشتیبانی میکنند، دانشمندان هنوز نتوانستهاند بهطور مشخص توضیح دهند چرا دقیقاً این چهار رنگ چنین جایگاه ویژهای دارند. نه ویژگیهای نور، نه عملکرد سه نوع سلول مخروطی چشم و نه نحوه بازنمایی رنگ در مغز، بهتنهایی پاسخ روشنی برای این پرسش ارائه کرده است.
برای بررسی این مسئله، محققان بیش از ۵۰۰ تصویر از جهان طبیعی را تحلیل کردند. مجموعه داده مورد استفاده در مقاله علمی شامل ۵۰۳ تصویر طبیعی کالیبرهشده بود. پژوهشگران با استفاده از مدلهای کامپیوتری بررسی کردند که سه نوع سلول مخروطی حساس به نور در چشم انسان، یعنی گیرندههای مربوط به طول موجهای بلند، متوسط و کوتاه، در مواجهه با این تصاویر چه سیگنالهایی تولید میکنند.
نتیجه نشان داد رنگها در طبیعت بهطور یکنواخت پراکنده نشدهاند. بررسی تصاویر نشان داد برخی محدودههای رنگی بسیار بیشتر از بقیه در محیط طبیعی دیده میشوند؛ بهویژه رنگهای متمایل به قرمز، زرد-سبز و آبی.
محققان میگویند برای مشاهده چنین الگوهایی به حجم بسیار بزرگی از دادههای تصویری نیاز است، زیرا برخی رنگها ممکن است فقط در یکی از هر صد هزار یا حتی یک میلیون پیکسل ظاهر شوند. به گفته آنها، در دسترس قرار گرفتن مجموعهدادههای بسیار بزرگ تصویری در سالهای اخیر امکان بررسی چنین الگوهایی را فراهم کرده است.
پژوهشگران برای توضیح این الگو از مفهومی به نام Sparse Coding استفاده کردند. در این روش، مغز میتواند اطلاعات حسی پیچیده را با استفاده از تعداد محدودی مؤلفه یا «بلوک سازنده» بازنمایی کند. مدل پژوهشگران تلاش کرد رنگهای موجود در تصاویر طبیعی را با کمترین میزان ممکن از این مؤلفهها بازسازی کند. نتیجه، مدلی با شش مؤلفه پایه بود که چهار رنگ یکتای قرمز، زرد، سبز و آبی را در کنار سیاه و سفید به دست آورد.
به بیان سادهتر، پژوهش نشان میدهد اگر مغز بخواهد طیف بسیار گستردهای از رنگهای موجود در طبیعت را با تعداد محدودی عنصر اساسی رمزگذاری کند، ساختاری شبیه به چهار رنگ اصلی مورد توصیف هرینگ به وجود میآید.
مدل پژوهشگران نشان داد که مغز میتواند برای ساختن رنگهای مختلف، از چهار رنگ قرمز، زرد، سبز و آبی بهعنوان اجزای پایه استفاده کند. برای مثال، با فعالشدن همزمان رنگهای نزدیک به هم، میتوان رنگهای میانی را شکل داد؛ به همین دلیل طیف گستردهای از رنگهایی که بین این رنگها قرار دارند، قابل بازنمایی هستند.
اما درباره رنگهای مقابل، ماجرا متفاوت است. مدل نشان میدهد فعالشدن یکی از دو رنگ مقابل میتواند مانع فعالشدن دیگری شود. به همین دلیل، قرمز و سبز و همچنین آبی و زرد در ادراک ما بهصورت دو جفت متضاد ظاهر میشوند و ترکیب مستقیمی از آنها به شکل یک رنگ میانی تجربه نمیکنیم.
نتایج این پژوهش در Journal of the Optical Society of America A منتشر شده است.
شمـا اولیـن نفـر هستـید کـه نظـر خـود را ثبـت مـی کنیـد.
🗩ثبـت نظر: