Четко различимые цвета для научных деятелей

Я ищу указатели на то, как выбрать набор цветов (или цветовой градиент), которые четко различимы, для использования в научных деятелях. Были ли какие-либо систематические исследования по этому вопросу? Если да, я был бы признателен за некоторые ссылки.

При создании научных фигур цвет часто используется для различения элементов. Одним из примеров являются линии на графике:

Другой пример - градиент цвета для обозначения значений:

Меня интересуют два вопроса:

1. Как выбрать самый большой набор цветов, которые все еще различимы, для использования в сюжете? Точно так же, какой цветовой градиент позволит глазу различать самый большой набор значений и обнаруживать малейшее изменение? Есть ли цветовые схемы, сделанные специально для этого? Я ищу то, что хорошо работает как на экране, так и в печати.

2. Как выбрать набор цветов (или градиент), которые по-прежнему достаточно различимы при преобразовании в оттенки серого, но контрастность увеличивается при просмотре в цвете? Есть ли цветовой градиент, который не намного хуже в этом отношении, чем градиент от белого до полного черного при преобразовании в оттенки серого, но дает значительно улучшенный контраст при воспроизведении в полноцветном режиме? (Возьмите, например, мой пример рисунка сверху с цветом радуги: он имеет превосходный контраст в цвете, но его нельзя использовать в оттенках серого. Многие научные журналы публикуют рисунки в цвете в Интернете, но запрашивают цифры, которые можно использовать и в оттенках серого, в печати. издание.)

Вот полезный всплеск науки.

• Сетчатки вашего глаза имеют рецепторы для красного, зеленого и синего света (колбочки), а также рецепторы для общего уровня освещенности (палочки)
• Между вашими глазами и зрительной корой есть шаг (LGN), где информация о цвете преобразуется в противоположные пары: красный: зеленый, синий: желтый и черный: белый. Желтый создается в особых случаях, когда красный и зеленый находятся в балансе, а синий низок, и большинство коричневых цветов - фактически темные или желтые с низким насыщением (красный и зеленый выше по сравнению с синим). Вы можете видеть, как эти пары противоположны друг другу с изображениями после - посмотрите на яркий цвет и отведите взгляд, и эффект после изображения, который вы увидите, будет сделан из его противоположных цветов.

Это дает вам четыре наиболее четко различимых оттенка (плюс нет черного или серого: нет оттенка). Внутри каждого из них вы можете использовать различия в яркости и насыщенности, чтобы создать больше цветов. Если вам нужно еще больше цветов, вы можете взять средние точки между этими четырьмя оттенками, а затем снова изменить яркость и насыщенность. (будьте осторожны с уменьшением насыщенности и повышением яркости, так как это снижает контрастность оттенка).

Имейте в виду, что желтый - это особый случай - он характерен ярко, потому что он стимулируется активацией двух типов рецепторов, а не только одного.

Вопрос о том, как они конвертируются в оттенки серого, важен, но я думаю, что, вероятно, лучше всего ответить отдельно. Есть различия (например, красные имеют тенденцию быть более темными), но это зависит от других вещей, таких как, как делается конвекция, и т. Д. Диаграмма интенсивности цвета из приведенной выше ссылки о желтом может помочь в качестве отправной точки:

Две вещи, о которых нужно помнить:

• Цветовые гаммы не воспринимаются линейно. В цветовых тепловых картах, подобно второму изображению, которое вы публикуете, цветовые шкалы хороши для того, чтобы помочь восприятию определенных значений, но это обходится ценой того, что общая картина того, что является высоким или низким, сравнивается с тем, что труднее понять интуитивно. Подробнее об этом здесь. Используйте такие «радужные шкалы» только тогда, когда получение определенных значений из визуализации важнее, чем просмотр более широкой картинки (обычно это означает, что радужные шкалы подходят для визуализаций, которые предназначены для анализа экспертами, но плохо подходят для визуализаций, предназначенных для общих коммуникационных целей. )
• Удивительно большое количество людей (особенно мужчин) дальтоники. В частности, около 10% мужчин пытаются понять разницу между красным и зеленым, видя в этих цветах один и тот же оттенок. Эти люди обычно могут сделать обоснованное предположение, основываясь на уровнях освещенности, но это сложно, и поэтому лучше всего убедиться, что там, где красный и зеленый сообщают, что есть угроза, есть другие способы отличить эти цвета, кроме только оттенка. Используйте инструменты моделирования дальтонизма, такие как vischeck, для тестирования проектов, не полагайтесь только на преобразование в оттенки серого, поскольку это не точное моделирование.

По первому вопросу вы, возможно, захотите взглянуть на цветовое колесо, вот пример . Просто разделите колесо на 360 градусов на столько частей, сколько вам нужно элементов, и вы получите цвета, максимально контрастирующие друг с другом.

Например, если у вас есть 3 элемента, ваши цвета будут красный, синий и салатовый.

Согласно рисункам, используемым в черно-белом режиме, вы часто обнаружите, что шаблоны могут помочь идентифицировать различные графики, где такое применение возможно. Там, где использование шаблонов невозможно, лучше всего делать выборочную насыщенность, когда разные оттенки приводят к разным оттенкам, см. Пример изображения здесь .

Выборочную ненасыщенность, примененную к вашему исходному изображению, можно увидеть здесь: