数据可视化之颜色感知

颜色是一门复杂的、技术性的学科。在数据可视化的研究中,对于颜色的研究是必不可少的部分,任何可视化工作都离不开颜色这门学科。 Tableau公司在颜色研究上也是下足了功夫,研究团队的老大是颜色专家Maureen Stone

 人类具有三维的颜色辨别能力

光是一种波,有不同的波长、频率和能量。我们眼睛的可见范围是从紫色(频率高、能量强、波长短)到红色(频率低、能量弱、波长长)。

视网膜上的感光细胞有4种

  • 3种锥状细胞
  • 1种杆状细胞

杆状细胞在光线暗淡的时候发挥作用,以黑白方式看物体,但却不能分辨颜色。

锥状细胞光线暗淡的时候不发挥作用,但是有分辨颜色的能力。

锥状细胞可以分成3种子类型,对短波长敏感,对中波长敏感,对长波长敏感,分别用蓝色,绿色和红色来表示。就和电视机有着3种滤波器的原理一样。

颜色通道

 视网膜上的图像的每一个点都会被转化成红绿、黄蓝和黑白信号。所以颜色通道有红绿、黄蓝和黑白通道。设计中有效利用颜色的原则主要是对红绿、黄蓝和黑白通道的理解。

亮度和色度

某个颜色受到相邻颜色影响会使其看上去不一样。这是产生对比度的原因。在黑白通道中称为亮度对比,红绿或者黄蓝通道中称为色度对比。

5个灰色的方块颜色深浅是一样的,由于亮度对比的存在,似乎右边的更深一点。

两条淡黄色的颜色都是一样的,由于色度对比的存在,似乎左边的更黄一些。

 

我们只有很少的蓝色锥状细胞,蓝色的文字在黑色的背景中很难看清楚,主要是缺少亮度对比。

 

黄色和白色亮度一样,所以黄色文字在白色背景中很难看清楚,主要是缺少亮度对比。在黑色背景中就会很明显。

 

亮度通道比色度通道更加有效地传递运动、立体深度、以及阴影形成形状等信息。但这些理论在数据可视化设计基本上运用不到。我就不再展开说明了。

饱和度

颜色越鲜艳,说明它越饱和。在一个或者全部两个色度通道中具有强烈信号的颜色就是比较饱和的颜色。

 

最大饱和度随着亮度不同而发生变化。

总之,通过对颜色感知的一些理论知识的了解,可以增强我们在数据可视化设计中对于颜色运用的能力。

参考

Visual Thinking: for Design (Colin Ware 2008)

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