Klar unterscheidbare Farben für wissenschaftliche Figuren

Ich suche nach Hinweisen, wie man eine Reihe von Farben (oder einen Farbverlauf) auswählt, die klar unterscheidbar sind, um sie in wissenschaftlichen Abbildungen zu verwenden. Gab es dazu systematische Untersuchungen? Wenn ja, würde ich mich über ein paar Links freuen.

Beim Erstellen wissenschaftlicher Abbildungen wird häufig Farbe verwendet, um Elemente zu unterscheiden. Ein Beispiel sind Linien in einem Diagramm:

Mathematica-Grafiken

Ein weiteres Beispiel ist ein Farbverlauf zur Kennzeichnung von Werten:

Mathematica-Grafiken

Mich interessieren zwei Fragen:

  1. Wie kann ich den größten Satz von Farben auswählen, die noch voneinander unterscheidbar sind, um sie in einem Plot zu verwenden? Welcher Farbverlauf ermöglicht es dem Auge, den größten Satz von Werten zu erkennen und die geringste Änderung zu erkennen? Gibt es spezielle Farbschemata dafür? Ich suche nach etwas, das sowohl auf dem Bildschirm als auch im Druck gut funktioniert.

  2. Wie kann ich eine Reihe von Farben (oder einen Farbverlauf) auswählen, die bei der Konvertierung in Graustufen noch ausreichend unterscheidbar sind, der Kontrast jedoch verbessert wird, wenn sie in Farbe angezeigt werden? Gibt es einen Farbverlauf, der in dieser Hinsicht nicht viel schlechter ist als ein vollständiger Weiß-zu-Vollschwarz-Verlauf, wenn er in Graustufen umgewandelt wird, aber einen deutlich verbesserten Kontrast ergibt, wenn er in voller Farbe wiedergegeben wird? (Nehmen Sie z. B. meine Beispielabbildung von oben mit der Regenbogenfarbe: Sie hat einen hervorragenden Farbkontrast, ist aber in Graustufen unbrauchbar. Viele wissenschaftliche Zeitschriften veröffentlichen farbige Abbildungen online, fragen aber nach Abbildungen, die auch in Graustufen gedruckt werden können Auflage.)

@ e100 Dieser Beitrag beantwortet meine Frage zu diskreten Farbsätzen mit maximalem Kontrast. Ich frage mich, ob ich die Frage jetzt neu formulieren oder sogar in zwei Teile aufteilen sollte. Die verbleibenden Fragen sind kontinuierliche Farbschemata mit maximalem Kontrast und Farbschemata, die eine Graustufenkonvertierung überleben (eine Anforderung einiger Zeitschriften - obwohl ich an dieser Stelle darüber nachdenke, bei Graustufen zu bleiben - nur für alles)
@Szabolcs Ich denke, dass jede der drei Fragen, die Sie erwähnt haben, schwierig genug ist und es verdient, getrennt zu werden, obwohl sie von Natur aus tief miteinander verbunden sind. Ich habe einige Zeit damit verbracht, darüber nachzudenken, aber gerade das wahre Ausmaß des Problems gefunden: Es erfordert den wahren wahrnehmbaren Farbraum.
Ein solcher Farbraum kann nur durch intelligente und groß angelegte Experimente zur menschlichen Farbwahrnehmung gefunden werden, und der Farbsatz hängt offensichtlich von der Farbe des Hintergrunds ab und sogar davon, wie die Farbe reproduziert wird: auf Papier oder auf dem Monitor und wie. .

Antworten (2)

Hier ist ein praktischer Schuss Wissenschaft.

  • Die Netzhaut Ihrer Augen hat Rezeptoren für rotes, grünes und blaues Licht (Zapfen) sowie Rezeptoren für allgemeine Lichtverhältnisse (Stäbchen).
  • Zwischen Ihren Augen und dem visuellen Kortex gibt es eine Stufe (die LGN), in der Farbinformationen in entgegengesetzte Paare umgewandelt werden: Rot:Grün, Blau:Gelb und Schwarz:Weiß. Gelb wird in besonderen Fällen erzeugt, in denen Rot und Grün im Gleichgewicht sind und Blau niedrig ist, und die meisten Brauntöne effektiv dunkle oder niedrig gesättigte Gelbtöne sind (höherer Rot- und Grünanteil im Vergleich zu Blau). Sie können sehen, wie diese Paare mit Nachbildern einander gegenüberstehen - starren Sie auf ein helles Licht einer Farbe und schauen Sie weg, und der Nachbildeffekt, den Sie sehen werden, wird aus seinen entgegengesetzten Farben bestehen.

Das gibt Ihnen also die vier am deutlichsten unterscheidbaren Farbtöne (plus kein Schwarz oder Grau: kein Farbton). In jedem von ihnen können Sie Unterschiede in Helligkeit und Sättigung verwenden, um mehr Farben zu erzeugen. Wenn Sie noch mehr Farben benötigen, können Sie Mittelpunkte zwischen diesen vier Farbtönen nehmen und dann Helligkeit und Sättigung erneut variieren. (Seien Sie vorsichtig, wenn Sie die Sättigung verringern und die Helligkeit zu stark erhöhen, da dies den Farbkontrast verringert).

Denken Sie daran, dass Gelb ein Sonderfall ist – es ist charakteristisch hell, weil es durch die Aktivierung von zwei Arten von Rezeptoren angetrieben wird, nicht nur von einem.

Die Frage, wie diese in Graustufen umgewandelt werden, ist wichtig, aber ich denke, dass sie wahrscheinlich am besten separat beantwortet werden. Es gibt Unterschiede (z. B. sind Rottöne tendenziell dunkler), aber es hängt von anderen Dingen ab, z. B. wie die Konvertierung erfolgt usw. Die Farbintensitätstabelle aus dem obigen Link zu Gelb kann als Ausgangspunkt hilfreich sein:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Zwei Dinge sind zu beachten:

  • Farbskalen werden nicht linear wahrgenommen. In Farb-Heatmaps, wie dem zweiten Bild, das Sie posten, sind Farbskalen gut, um die Wahrnehmung bestimmter Werte zu unterstützen, aber dies hat den Preis, dass das Gesamtbild dessen, was hoch oder niedrig ist, im Vergleich zu dem, was schwieriger zu erkennen ist. Mehr Infos dazu hier. Verwenden Sie solche „Regenbogenskalen“ nur, wenn es wichtiger ist, bestimmte Werte aus einer Visualisierung zu erhalten, als das Gesamtbild zu sehen (normalerweise bedeutet dies, dass Regenbogenskalen für Visualisierungen in Ordnung sind, die von Experten analysiert werden, aber schlecht für Visualisierungen, die allgemeinen Kommunikationszwecken dienen )
  • Überraschend viele Menschen (insbesondere Männer) sind farbenblind. Insbesondere etwa 10 % der Männer haben Schwierigkeiten, Unterschiede zwischen Rot und Grün wahrzunehmen – sie sehen diese Farben als den gleichen Farbton. Diese Leute können normalerweise anhand der Helligkeitsstufen eine fundierte Vermutung anstellen, aber es ist schwierig, und daher ist es am besten, sicherzustellen, dass dort, wo Rot und Grün Bedeutung vermitteln, es andere Möglichkeiten gibt, diese Farben als nur den Farbton zu unterscheiden. Verwenden Sie Simulationstools für Farbenblindheit wie Vischeck , um Designs zu testen, verlassen Sie sich nicht nur auf die Konvertierung in Graustufen, da dies keine genaue Simulation ist.

Für Ihre erste Frage möchten Sie vielleicht einen Blick in ein Farbrad werfen, hier ist ein Beispiel . Teilen Sie einfach die 360 ​​Grad des Rads in so viele Teile, wie Sie Elemente benötigen, und Sie erhalten Farben, die sich so stark wie möglich voneinander abheben.

Wenn Sie beispielsweise 3 Elemente haben, wären Ihre Farben Rot, Blau und Limette.

Wie in schwarz-weiß verwendbaren Abbildungen, werden Sie oft feststellen, dass Muster helfen können, verschiedene Diagramme zu identifizieren, wo eine solche Anwendung möglich ist. Wo die Verwendung von Mustern nicht möglich ist, ist Ihre beste Wahl die selektive Entsättigung, bei der unterschiedliche Farbtöne zu unterschiedlichen Schattierungen führen. Sehen Sie sich hier ein Bildbeispiel an .

Die auf Ihr Originalbild angewendete selektive Entsättigung ist hier zu sehen:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein