科学传播中的配色乱象

作者: 王昱

来源: 环球科学

发布日期: 2021-01-02

本文讨论了科学传播中配色方案的重要性,特别是批判了jet配色方案的不科学性,并提供了选择科学配色方案的指导。

我们生活的世界是彩色的,形容颜色的“丰富”,“饱满”二词,往往用以形容美好的生活。但是万事皆有度,片面追求颜色的“丰富”,“饱满”,最直接的后果往往不是色彩的和谐,而是你设计师朋友的脑中风。

终于,对“直男”配色的不满扩散到了学术圈,多年的积怨在一篇发表在《自然·通讯》上的论文中爆发出来,一篇名为《科学传播中的配色乱象》(The misuse of colour in science communication)的论文批判了以jet为首的配色方案,并给出了科学配色指导。

配色方案jet,虽然看上去以光谱顺序排列的它很“物理”,实际上却是极不科学的配色方案。虽然近来jet的使用越来越少,比如著名的黑洞照片就使用了类lajolla的配色方案,但作为MATLAB等科学软件的默认,想将其根除,恐怕不是什么简单事。

颜色是一种主观概念,和气味一样,并不客观存在于现实世界中。波长为400~760nm之间的电磁波照射在物体上,由于物体表面对不同波长光的反射率不同,反射后,波长能量分布发生变化的光进入我们的眼睛,在视网膜上成像。视杆细胞感受光强,而三种视锥细胞则对不同频率光的敏感度有所区别,这种区别传入我们大脑之后就形成了我们感受到的颜色。

1931年,国际照明协会(CIE,International Commission on Illumination)将700nm波长光的颜色定义为红色光,将汞的546.1nm和435.8nm发射线分别定义为绿色光和蓝色光。经过一系列计算,他们设计了一套色彩空间(color space),在色彩空间中他们可以用坐标精确的定义每一种人眼看到的颜色。

这种名为CIE 1931的色彩空间直到今天还在使用,其中最为人所熟知的是下面这张色品图(chromaticity diagram)。

在Lab色彩空间中来评价配色方案的科学性。我们可以比较配色方案中,两个相邻颜色之间在Lab色彩空间中的距离。这个距离,同时也是颜色之间主观上的距离。很显然,batlow中相邻颜色之间的距离相较于jet来说要稳定的多。配色方案本身就是绘图的标尺,但如果我们真的用尺子来代表配色方案的话,两者的对比就更加明显。

Jet是不好,但是我们怎么才能选择合适的配色方案,把我们的设计师朋友从脑中风的边缘拉回来呢?其实答案很早就有,matplotlib的文档中早就写了如何选择合适的配色方案,其默认配色也比较科学。现在还经常见到的糟糕配色,多半是老旧软件、代码的锅。毕竟,代码已经写好了,没有别人要求,为什么要花费功夫去改呢?

为此,论文也建议期刊和会议提供配色指导,并将配色选择加入同行评议标准和研究生教育内容。当然,实际使用配色方案时情况要复杂的多,顺序(Sequential)的配色方案不可能涵盖所有情况。涉及正负值,不同类型数据在同一张图上表达的情况,还有更多选择配色方案的准则。

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