科学数字清晰可辨的颜色

平面设计 颜色 信息图形 对比
2022-01-10 07:00:35

我正在寻找有关如何选择一组清晰可辨的颜色(或颜色渐变)以用于科学数字的指示。有没有这方面的系统研究?如果是的话,我会很感激一些链接。

在创建科学图形时,通常使用颜色来区分元素。一个例子是图中的线条:

数学图形

另一个示例是表示值的颜色渐变:

数学图形

我对两个问题感兴趣:

  1. 如何选择最大的一组仍然可以相互区分的颜色以用于绘图?同样,什么颜色渐变可以让眼睛辨别最大的一组值并检测到最轻微的变化?有没有专门为此设计的配色方案?我正在寻找在屏幕和印刷品上都表现良好的东西。

  2. 如何选择一组颜色(或渐变),在转换为灰度时仍然足够区分,但在以彩色查看时对比度会增强?是否有一种颜色渐变在这方面与转换为灰度时的全白到全黑渐变相比差不了多少,但在以全彩再现时会显着增强对比度?(以我上面的彩虹色示例图为例:它具有出色的颜色对比度,但在灰度中无法使用。许多科学期刊会在线发布彩色图,但也要求在打印中使用灰度图版。)

2个回答

这是一个方便的科学飞溅。

  • 你眼睛的视网膜有红光、绿光和蓝光的感受器(视锥细胞)以及一般光水平的感受器(视杆)
  • 在你的眼睛和视觉皮层之间,有一个步骤(LGN),颜色信息被转换成相反的对:红色:绿色、蓝色:黄色和黑色:白色。黄色是在红色和绿色平衡且蓝色较低的特殊情况下创建的,并且大多数棕色实际上是深色或低饱和度的黄色(与蓝色相比红色和绿色更高)。您可以通过残像看到这些对如何相互对立 - 盯着一种颜色的明亮光线,然后移开视线,您将看到的残像效果将由其相反的颜色构成。

因此,这为您提供了四种最明显可区分的色调(加上没有黑色或灰色:没有色调)。在其中的每一个中,您都可以使用亮度和饱和度的差异来创建更多颜色。如果您还需要更多颜色,您可以在这四种色调之间取中间点,然后再次改变亮度和饱和度。(小心降低饱和度和提高亮度过高,因为它会降低色调对比度)。

请记住,黄色是一种特殊情况——它的特点是明亮,因为它是由两种类型的受体激活的,而不仅仅是一种。

关于这些如何转换为灰度的问题很重要,但我认为最好单独回答。存在差异(例如,红色往往更暗),但这取决于其他因素,例如转换的完成方式等。上述链接中关于黄色的颜色强度图表可能有助于作为起点:

在此处输入图像描述

要记住两件事:

  • 色标不是线性感知的。在彩色热图中,就像您发布的第二张图片一样,色阶有助于感知特定值,但这是以高或低的整体画面与更难直观感知的画面相比为代价的。更多信息在这里。仅当从可视化中获取特定值比看到更大的图景更重要时才使用这种“彩虹刻度”(通常,这意味着彩虹刻度对于供专家分析的可视化是可以的,但对于用于一般通信目的的可视化却很糟糕)
  • 相当多的人(尤其是男性)是色盲。特别是,大约有 10% 的男性难以辨别红色和绿色之间的差异——将这些颜色视为相同的色调。这些人通常可以根据亮度水平做出有根据的猜测,但这很困难,因此最好的做法是确保红色和绿色在哪里传达意思,除了色调之外,还有其他方法可以区分这些颜色。使用vischeck等色盲模拟工具来测试设计,不要仅仅依赖于转换为灰度,因为这不是准确的模拟。

对于您的第一个问题,您可能想研究色轮,这是一个示例只需将轮子的 360 度分成尽可能多的部分,您将获得尽可能多的相互对比的颜色。

例如,如果您有 3 个元素,您的颜色将是红色、蓝色和石灰。

根据可用于黑白的图形,您经常会发现模式可能有助于识别不同的图形,而这种应用是可能的。在无法使用图案的情况下,您最好的选择是选择性去饱和,其中不同的色调会产生不同的阴影,请参阅此处的图像示例。

可以在此处看到应用于原始图像的选择性去饱和: 在此处输入图像描述