Wenn ein anderes Wesen ein vierfarbiges visuelles Wahrnehmungssystem oder ein wahrheitsgetreues Wahrnehmungssystem hätte, würde es die gleichen Farben von unseren trichromatischen Bildschirmen wahrnehmen?

Natürlich nicht. Tetrachromie ist real, kann beim Menschen vorkommen, und sie sieht es tatsächlich anders aus:

Im Jahr 2010 identifizierte die Neurowissenschaftlerin Dr. Gabriele Jordan nach 20-jähriger Untersuchung von Frauen mit vier Arten von Zapfen (nicht funktionale Tetrachromaten) eine Frau (Subjekt cDa29), die eine größere Vielfalt von Farben erkennen konnte als Trichromaten, was einem funktionalen entspricht Tetrachromat (oder echtes Tetrachromat).

(Aus Wikipedia )

Um deine Hauptfrage zu beantworten:

Würden Aliens mit unterschiedlicher visueller Wahrnehmung unsere Bildschirme lesen können?

Höchstwahrscheinlich ja . Wie Sie sehen können, sind die meisten Informationen auf unseren Bildschirmen nach Helligkeit und Dunkelheit codiert, nicht nach tatsächlichen Farben. Wenn sie also Wellenlängen in unserem sichtbaren Spektrum registrieren können, werden sie in der Lage sein, unsere Briefe zu lesen und auf unseren Websites zu navigieren.

Zellen reagieren in ziemlich breiten Bändern, zum Beispiel bei Vögeln:

Wenn Außerirdische irgendwie ähnlich sind, dann werden sie, egal wo genau der Gipfel sein wird, in der Lage sein, Licht oder kein Licht zu registrieren. Je weiter weg von unseren Gipfeln, desto unterschiedlicher würde das Computerbild natürlich von der realen Welt aussehen – denn der Computerbildschirm emuliert nur die Teile der realen Welt, die wir Menschen wahrnehmen, und nicht das gesamte Spektrum. Suchen Sie nach Emissionsspektren und Absorptionsspektren verschiedener Lichtquellen und Gegenstände, um sie zu sehen. Artikel mit flachem Absorptionsspektrum sehen sowohl für uns als auch für sie grau / weiß aus. Ein Gegenstand, der ähnliche Mengen unserer "Spitzen"-Frequenzen widerspiegelt, aber unterschiedliche Mengen, bei denen unsere Zellen nicht so empfindlich sind, sieht für uns weiß aus, aber nicht für sie. Usw.

Empfindungen und physikalische Größen

Farbe ist eine Empfindung : sie existiert im Geist; es ist keine physikalische Größe, das heißt, es existiert nicht in der Natur. Da Farbe eine Empfindung ist, werden alle Farbmessungen in Bezug auf einen hypothetischen „ Normalbeobachter “ durchgeführt"; das Farbunterscheidungsvermögen der meisten Männer mit normalem Farbsehen ist etwas schlechter als das von Standardbeobachtern, das der meisten Frauen ist etwas besser. Wichtig ist, dass das, was durch eine Farbmessung gemessen wird, nicht unbedingt mit dem übereinstimmt, was das Gehirn wahrnimmt -- das nur bei ausgedehnten Objekten, also Objekten, die einen großen Teil des Gesichtsfeldes einnehmen, bezieht sich die Messung auf die Farbempfindung, bei kleineren Objekten kommen andere mentale Mechanismen ins Spiel, die die "objektive" Messung durcheinander bringen , siehe zum Beispiel die Illusionsseiten von Professor Akiyoshi Kitaoka , Seite 13 .

Bei ausgedehnten Objekten (Objekte, die einen großen Teil des Gesichtsfeldes einnehmen) hängt die Farbempfindung mit der physikalischen Größe der spektralen Lichtdichte zusammen ; Die Beziehung zwischen der spektralen Dichte des Lichts und der wahrgenommenen Farbe ist kompliziert, aber anhand empirisch gemessener Formeln vorhersagbar. Bei kleineren Objekten kann die wahrgenommene Farbe nicht aus dem Leistungsspektrum des von diesen Objekten kommenden Lichts bestimmt werden; nur unter Berücksichtigung der gesamten Szene kann die Farbe (ungefähr) vorhergesagt werden, und es gibt keine guten Formeln.

RGB ist nicht genug und kann es nicht sein

Die Internationale Beleuchtungskommission (CIE, Commission internationale de l'éclairage ) führte eine umfangreiche Reihe von Experimenten durch, die feststellten, dass der Standardbeobachter jede gegebene Farbe durch Variieren von drei Parametern abgleichen kann. (Im Wesentlichen mussten die Testpersonen die Farbe einer Lichtquelle mit der Farbe einer anderen Lichtquelle abgleichen, die durch Drehen von drei Knöpfen geändert werden konnte.) Mathematische Berechnungen zeigten, dass die Kombination von drei abstrakten Lichtquellen ausreicht, um jede sichtbare Farbe abzugleichen; Leider sind die drei abstrakten Grundfarben, die den CIE 1931 XYZ -Farbraum definieren, nicht physikalisch, das heißt, sie können nicht existieren. (Sie sind ein Rot, das viel röter ist als das röteste sichtbare Rot, ein Blau, das sehr viel blauer ist als das blaueste sichtbare Blau, und ein Grün, das etwas grüner ist als das grünste sichtbare Grün.)

In der Praxis akzeptieren wir entweder, dass alle drei sichtbaren Grundfarben nur einen Teil der sichtbaren Farben reproduzieren können, oder, wenn wir wirklich einen größeren Teil der sichtbaren Farbe reproduzieren wollen, akzeptieren wir, dass wir mehr als drei Grundfarben benötigen Farben. Beispielsweise erfolgt die hochwertige Farbwiedergabe auf Papier in hexachromatischen Verfahren; Für die Farbwiedergabe auf dem Bildschirm verwenden fortschrittliche Fernsehgeräte vier Grundfarben.

Insbesondere der häufig verwendete sRGB -Farbraum kann weniger als die Hälfte der sichtbaren Farben wiedergeben, was verständlich ist, da seine Primärfarben so gewählt sind, dass sie den Farben der Leuchtstoffe entsprechen , die in den 1950er Jahren für Farbfernsehbildschirme verfügbar waren. Insbesondere die grüne Primärfarbe von sRGB ist sehr schlecht; sRGB kann einfach kein leuchtendes sattes Grün wiedergeben.

CIE 1931 xy-Chromatizitätsdiagramm, das die Farbskala des sRGB-Farbraums und die Position der Primärfarben zeigt . Von Spigget, zur Verfügung gestellt von Wikipedia unter CC BY-SA 3.0.

(Es gibt Computermonitore und Fernsehgeräte, die einen breiteren Farbraum als sRGB wiedergeben können; das Problem ist jedoch, dass (1) sie sehr teuer sind und (2) die überwältigende Mehrheit der visuellen Medien in sRGB codiert ist. Suchen Sie nach "Wide Gamut". Monitore, die nicht mit "Deep Color"-Monitoren identisch sind. Selbst Monitore, die mehr als 95 % des sRGB-Farbraums originalgetreu wiedergeben können, sind ziemlich teuer.)

Wie kommt es also, dass wir sRGB verwenden können ?

Denken Sie daran, dass Farbe keine physikalische Größe ist, sondern eine Empfindung, die im Geist existiert. Die Farbwahrnehmung ist selten absolut; In den meisten praktischen Situationen zählt der Farbkontrast. Infolgedessen schummeln Kameras und Bildbearbeitungssoftware, die den sRGB-Farbraum verwenden, indem sie die sichtbaren Farben auf den kleineren darstellbaren Farbraum abbilden. Als häufig anzutreffende Darstellung in der Benutzeroberfläche sehen Sie möglicherweise, dass einige Farbdruckertreiber eine Auswahl von Absichten bei der Reproduktion von Farben bieten; Häufige Auswahlmöglichkeiten sind Bilder (Zuordnung aller Farben zum Farbumfang des Geräts) und Präsentationen (Farben zum Zuschneiden des Farbumfangs des Geräts).

Wie würde ein Außerirdischer unsere Bildschirme wahrnehmen?

Alle vorangegangenen Diskussionen sollten vermitteln, dass die Wahrnehmung von Farbe für verschiedene Menschen unterschiedlich ist, es werden keine Außerirdischen benötigt. Aber um auf die Frage zurückzukommen: Wir sind offensichtlich nicht in der Lage, uns die Empfindungen eines Außerirdischen vorzustellen, der ein Farbwahrnehmungssystem mit mehr Primärreizen hat als unseres; aber wir können einen Versuch einer Analogie machen.

Allen Designern von Benutzeroberflächen wird beigebracht, dass Farbenblindheit eine Sache ist und dass etwa 10 % der menschlichen Männer ein weniger als standardmäßiges Farbsehen haben; Benutzeroberflächen sollten daher immer auf Verwendbarkeit durch Farbenblinde überprüft werden, und es gibt unzählige Softwareprogramme, die versuchen, das zu simulieren, was eine farbenblinde Person sieht.

Eine Strandszene in natürlichen Farben und simulierter Rot-Grün-Farbenblindheit. Eigene Arbeit von AlexP, simulierte Farbenblindheit, die mit dem Farbenblindheitssimulator von Etre erstellt wurde .

Wir können uns intuitiv vorstellen, dass unsere Bildschirme für den multichromatischen Außerirdischen eine ähnliche Beziehung zu einem Vollfarbbild haben werden wie die Bilder der simulierten Farbenblindheit zu unseren Vollfarbbildern von Menschen. Das ist natürlich eine grobe Vereinfachung. Ein unmittelbares Beispiel dafür, warum dies eine zu starke Vereinfachung ist: Stellen Sie sich vor, dass der Außerirdische Gelb als Primärfarbe sieht, während Menschen dies nicht können – wir können nicht zwischen einer Mischung aus Rot und Grün und monochromatischem Gelb unterscheiden; Für den Außerirdischen erscheinen alle Gelbtöne im Bild als seltsame Farbverschiebungen.

Aber würden sie in der Lage sein, den Bildschirm zu lesen?

Nun, das hängt wirklich davon ab, welchen Teil des elektromagnetischen Spektrums sie als sichtbares Licht wahrnehmen. Wenn sich ihr sichtbares Licht mit unserem überschneidet, ja, dann können sie schwarzen Text auf Weiß (oder weißen Text auf Schwarz) lesen, obwohl für sie das Weiß möglicherweise nicht weiß, sondern etwas Farbe ist. Sie können möglicherweise sogar einige Farbkombinationen lesen, die einem menschlichen Leser feindlich gesinnt sind, wie zum Beispiel den berüchtigten magentafarbenen Text auf grünem Hintergrund ...

Beim Blick auf die Erde und die Tiere, mit denen wir diesen Planeten teilen, wurde bereits gezeigt, dass andere Tiere mit unterschiedlicher Farbperspektive, wie Kraken, Hunde, Katzen und andere, Fernsehbildschirme beobachten und auf das reagieren können, was auf ihnen passiert:

• Hunde wurden gesehen, wie sie virtuellen Bällen hinterherjagten, die ein Baseball-Werfer auf den Bildschirm wirft.
• Es wurden Katzen gesehen, die versuchten, Mäuse oder Vögel zu fangen, die auf einem Monitor erscheinen.
• Oktopusse wurden in Laborumgebungen gesehen, um auf einem Monitor angezeigte Bilder interpretieren und darauf reagieren zu können.
• Während des Zweiten Weltkriegs wurde eine Reihe von Tests mit Tauben in Bomben durchgeführt, die auf Monitore klopften, um die Bomben zu ihrem Ziel zu führen.

Nun, das sind keine Außerirdischen, aber sie haben eine andere visuelle Wahrnehmung als Menschen. Die Hauptanforderung besteht darin, dass sich die Art in einer Umgebung entwickelt hat, in der das vorherrschende Licht im für den Menschen sichtbaren Lichtspektrum liegt. Ein Außerirdischer, der damit aufgewachsen ist, hauptsächlich infrarotes oder ultraviolettes Licht wahrzunehmen, würde unsere Monitore wahrscheinlich weniger sehen, einfach weil diese Monitore so konstruiert sind, dass sie eine gleichmäßige Ausgabe in den anderen Spektren haben.

Die vorherigen Antworten erklären die Physik gut, die hinter dem Farbsehen steckt. Basierend auf diesen physikalischen Prinzipien möchte ich auf die interessanten Fälle eingehen, in denen die Außerirdischen Bildschirminhalte nicht lesen können, die Menschen könnten, wie der Titel der Frage andeutet.

Trivialfall: Ihre Augen reagieren nicht auf unser Wellenlängenspektrum

Wie in früheren Beiträgen erwähnt, können sie unsere Bildschirme offensichtlich nicht lesen, wenn ihre Augen nicht auf das Spektrum unserer Bildschirme reagieren. Wir können uns zum Beispiel eine Lebensform vorstellen, die in der energiereichen Umgebung eines Schwarzen Lochs lebt. Sie hätten wahrscheinlich optische Rezeptoren, die für diesen Wellenlängenbereich geeignet sind, und nicht so sehr für unsere optischen Wellenlängen.

Der interessantere Fall tritt auf, wenn ihr Farbsehen (nehmen wir an, sie haben auch mehrfarbiges Sehen) in unserem optischen Bereich empfindlich ist .

Optisches Spektrum des Schwarzen Lochs. Bild von: http://astrophysics.fi/index.php?p=bhc_descr . Das für Menschen sichtbare optische Spektrum liegt in dieser Grafik bei etwa 2 * 10^-3 eV

Flatbands: Gleiche Leuchtkraft ist unsichtbar!

Bleiben wir also bei unserem Beispiel von Außerirdischen, die in der Nähe von Schwarzen Löchern leben. Um Augen zu haben, die für unser sichtbares Lichtspektrum empfindlich sind, benötigen sie extrem breitbandige Augen. Es ist daher sehr wahrscheinlich, dass unser sichtbares Lichtspektrum so dünn ist, dass es wie eine einzige Farbe aussieht.

Dasselbe gilt, wenn unser sichtbares Spektrum an der äußersten Grenze ihres sichtbaren Spektrums liegt – nur ein Rezeptor wäre empfänglich und sie würden alles in derselben Farbe sehen, so wie wir alle roten Farben über 630 nm als dasselbe Rot wahrnehmen.

Zurückkommend auf Computerbildschirme würde dies bedeuten, dass sie nicht zwischen Farben mit gleicher Leuchtkraft, aber unterschiedlichem Chroma (für uns) unterscheiden können. Wenn wir also den Inhalt unseres Computerbildschirms vor ihren Augen verbergen wollten, müssten wir alles mit unterschiedlichen Farben und gleicher Leuchtkraft anzeigen. Das würde das Lesen für Menschen ermüdend machen, aber es könnte funktionieren!

Augen mit hohem Dynamikbereich: Schattierungen sind unsichtbar!

Wir können ein ähnliches Argument für Augen mit einem sehr hohen Empfindlichkeitsbereich für die sichtbaren Rezeptoren anführen. Wenn sie sehr nahe an einem Stern leben, sind ihre Augen möglicherweise für viel höhere Lichtintensitäten ausgestattet als unsere Augen. Sie können auch ein Sehvermögen für niedrigere Intensitäten haben, aber dieses Sehvermögen ist möglicherweise nicht so gut ausgestattet wie unser Sehvermögen, um zwischen kleinen Intensitätsunterschieden zu unterscheiden. Grauer Text auf weißem Hintergrund kann für sie nur dunkelgrau aussehen.

Um vorherige Antworten zu ergänzen…

Wenn sie denselben Bereich visueller Frequenzen teilen, können sie im Prinzip den Bildschirm sehen.

Bis zu einem gewissen Grad funktionieren die Farben auch dann, wenn sie unterschiedliche Primärfarben haben. Das heißt, chromatische Farben (die am Rand des Hufeisendiagramms oder in einem Regenbogen) werden durch eine beliebige Auswahl reiner Frequenzen auf beiden Seiten davon simuliert. Wenn sie auch eine kleine Anzahl von Vorwahlen haben, bekommen sie die richtige Vorstellung. Wenn sie viele unterschiedliche Primärfarben mit Schmalbandfiltern haben, wird es nicht funktionieren und sie werden stattdessen verschiedene unnatürliche Farben wahrnehmen.

Für die Violetten sind alle Wetten abgeschlossen.

Welche verschiedenen Frequenzen unterschiedliche Wahrnehmungen bieten, kann von uns sehr unterschiedlich sein. Stellen Sie sich eine Karte vor, die mit Farben im Bereich von Frequenzen codiert ist, die rot-orange-gelb erscheinen. Die kalten und heißen Markierungen auf der Karte sind völlig unterschiedlich, da Rot und Gelb für uns unterschiedliche Farben sind. Nun hätte der gleiche Wertebereich, der etwas nach oben transponiert wird, den gleichen Frequenzunterschied zwischen hoch und niedrig, aber für uns sieht alles blau aus, und wir haben eine schlechte Unterscheidung von Blau.

Jemand könnte zwei sehr unterschiedliche Frequenzen wählen und annehmen, dass sie für jeden unterschiedliche Farben haben müssen . Aber unsere Vision bildet ein Farbrad, bei dem Lila von Violett zu Rot zurückkehrt. Eine Spezies mit mehr Primärfarben könnte ein paar verschiedene unterschiedliche Schleifen der Farbwahrnehmung haben, oder schlimmer noch, sie suchen im wirklichen Leben normalerweise nicht nach Breitbandpigmenten, sondern werden von monochromatischen Primärfarben getäuscht, die in unseren Displays verwendet werden.

Es gibt also viel Platz dafür, dass es meistens funktioniert, aber in bestimmten Fällen unerwartete und überraschende Probleme hat.