Imagens de cores posteriores

Fonte: Laboratório de Jonathan Flombaum - Universidade Johns Hopkins

A visão de cor humana é impressionante. Pessoas com visão de cor normal podem diferenciar milhões de matizes individuais. O mais surpreendente é que essa habilidade é alcançada com hardware bastante simples.

Parte do poder da visão de cores humanas vem de um pouco inteligente de engenharia no cérebro humano. Lá, a percepção de cor se baseia no que é conhecido como um "sistema adversário". Isso significa que a presença de um tipo de estímulo é tratada como evidência para a ausência de outro, e vice-versa; ausência de um tipo de estímulo é tomado como evidência para a presença do outro. Em particular, no cérebro humano há células que disparam tanto quando recebem sinais para sugerir que a luz azul está presente, ou quando não recebem sinais sugerindo luz amarela. Da mesma forma, há células que disparam na presença de amarelo ou na ausência de azul. Azul e amarelo são assim tratados como valores adversários em uma dimensão, e podem ser considerados como valores negativos versus positivos em um eixo de um plano cartesiano. Se um estímulo é caracterizado como tendo um valor negativo nesse eixo, ele também não pode ter um valor positivo. Então, se é caracterizado como amarelo, também não pode ser caracterizado como azul. Da mesma forma, verde e vermelho (ou realmente, magenta), ocupam outra dimensão adversária. Há células no cérebro humano que respondem à presença de uma ou à ausência da outra. As figuras 1 e 2 explicam a opponency de cores em termos cartesianos.

Figura 1. Dimensões de cor do oponente. O cérebro humano processa a cor usando um sistema de dimensões oponente. Este é um plano bidimensional com azul e amarelo ocupando um eixo, que pode ser considerado simplesmente positivo ou negativo, e vermelho e verde ocupando o outro eixo. A consequência do sistema é que o cérebro processa a presença de algumas cores como indicando a ausência de outras, e vice-versa. Todas as cores perceptivas ocupam um ponto no espaço adversário.

Figura 2. Todas as cores perceptivas ocupam um ponto no espaço adversário. Aqui são mostrados exemplos de cores que têm valores não zero em cada uma das duas dimensões do espaço adversário.

Uma maneira de a opponency de cores ter sido descoberta em 1878 por Ewald Hering, mesmo antes dos cientistas terem acesso a técnicas para imagem do próprio cérebro- é através de uma ilusão conhecida como imagem posterior de cor. As imagens posteriores ainda são usadas hoje em dia tanto para demonstrar as propriedades adversárias da percepção de cores humanas quanto para estudá-las.

Este vídeo demonstra como criar uma ilusão de cor após a imagem, e uma maneira simples de coletar respostas perceptivas subjetivas de observadores humanos.

1. Estímulos

1. Abra um slide branco em branco em um editor de slides (software como PowerPoint ou Keynote será suficiente).
2. Use a ferramenta de forma para fazer duas estrelas de tamanho igual sem preenchimento de cor, apenas um contorno preto fino. Centralizar-os verticalmente no slide, e coloque um em cada lado (esquerda e direita).
3. Coloque um pequeno disco preto no centro do slide entre as estrelas. Este é o ponto de fixação.
4. Agora, faça uma cópia deste slide preto e branco. A segunda cópia dele será o segundo slide em seu estímulo pós-imagem. Gire agora para fazer o primeiro slide selecionando o primeiro dos dois slides idênticos.
5. Selecione a estrela à esquerda e encha-a uniformemente com um azul brilhante. Selecione a estrela à direita e encha-a uniformemente com um amarelo brilhante.
6. O estímulo está pronto. O primeiro slide deve ser colorido e o segundo deve ser inteiramente preto e branco. A Figura 3 mostra como deve ser o primeiro slide, e a Figura 4 mostra o segundo.

Figura 3. Deslize #1 de uma imagem posterior de duas lâminas. O primeiro slide em um par de pós-imagem está em cores. O disco escuro no centro é o ponto de fixação.

Figura 4. Deslize #2 de uma imagem posterior de duas lâminas. O segundo slide em um par de pós-imagem é em preto e branco. Mas os observadores perceberão a cor ilusória dentro das enchimentos brancos dos objetos na moldura (as estrelas neste caso).

7. Faça estímulos adicionais para investigação após o mesmo procedimento. Por exemplo, faça um com uma estrela vermelha de um lado, e uma estrela verde do outro. Então, faça um com uma estrela verde de um lado, e uma estrela azul do outro. Qualquer outra cor também pode ser usada.
8. Cada estímulo precisa incluir um slide de cor seguido de um slide idêntico em preto e branco. A Figura 5 mostra dois exemplos de pares de slides adicionais para induzir imagens posteriores de cores.

Figura 5. Dois exemplos adicionais de slides para induzir imagens posteriores de cores. O primeiro slide em cada par (linha superior) é sempre em cores. O segundo slide em cada par (linha inferior) é sempre em preto e branco.

2. Gerando a ilusão

1. Para fazer com que alguém experimente a ilusão de cor após a imagem, sente-as na frente do monitor do computador.
2. Carregue um dos slides de cor, por exemplo,aquele com as estrelas azul e amarela.
3. Peça ao observador para se fixar no disco preto no centro da tela e evitar mover seus olhos.
4. Conte 10 s, em seguida, avance os slides para a frente para que o slide preto e branco substitua a cor.
5. Instrua o participante a continuar a manter sua fixação. Eles devem ver as estrelas brancas como preenchidas com as cores do oponente daqueles que as encheram anteriormente. Então, a estrela anteriormente azul vai parecer amarela, e a anteriormente amarela vai parecer azul. A Figura 6 esquematiza a relação entre as cores no primeiro slide e as cores ilusórias que serão percebidas.

Figura 6. Cores ilusórias percebidas em relação a um par de slides particulares. Em Slide #1, a estrela esquerda é azul e a estrela amarela é amarela. Slide #2 é na verdade preto e branco. Mas quando alternado para depois que um observador se fixou em Slide #1, Slide #2 será percebido com cores ilusórias. Especificamente, as estrelas aparecerão preenchidas pelas cores do oponente das que as enchem antes, de modo que a estrela esquerda será percebida como amarela, e a direita como azul.

6. Uma vez que o observador move seus olhos, a ilusão desaparece rapidamente.
7. Note, é fácil fazer isso em si mesmo, e funciona.

3. Coleta de dados

1. Como acontece com muitas ilusões visuais, os efeitos são fenomenologicamente salientes, e experimentados por quase todas as pessoas. Assim, os dados quantitativos servem principalmente para afirmar o que se experimenta.
2. Uma técnica simples para coletar dados é incluir um X em algum lugar na região branca no segundo slide em um par, e fornecer um conjunto de opções de cores para os observadores escolherem.
3. A tarefa é que o observador selecione a opção de cor que eles percebem onde o X é colocado. A Figura 7 mostra a sequência de eventos em um teste do experimento.

Figura 7. Sequência de eventos em um único teste de um experimento de imagem após a cor. O observador fixa-se no disco central em Slide #1. Depois dos 10, o experimentador avança para Slide #2. A tarefa do participante é selecionar a cor entre as opções exibidas que melhor correspondem à cor que eles percebem na posição do 'X'.

4. Para executar uma versão completa do experimento, use vários pares de slides diferentes. Durante cada teste do experimento, coloque um X em uma parte diferente de um dos objetos no segundo slide.
5. Execute 5-10 participantes em um experimento com 10-20 ensaios. A contagem da cor escolhida em função da cor que estava presente na posição de um X no slide de um teste #1. Em outras palavras, relacionar a cor percebida na posição de um X em um fundo branco com a cor anteriormente nessa posição. A cor anteriormente nessa posição é chamada de "cor indutora", e a cor percebida é chamada de "pós-cor".

Para cada uma das cores indutoras no experimento, identifique a cor posterior mais frequentemente selecionada. Faça uma tabela que visualize os resultados, como o da Figura 8.

Figura 8. Resultado representativo. As cores posteriores mais frequentemente selecionadas em função das cores indutoras. As cores posteriores mais frequentemente percebidas serão os valores oponentes dos respectivos indutores.

As cores posteriores mais frequentemente percebidas devem ser os valores oponentes das respectivas cores indutoras. A razão é porque as células sensíveis à cor no cérebro humano são mapeadas espacialmente - elas respondem a regiões específicas do espaço dependentes de onde o sujeito fixa seus olhos. Normalmente, as pessoas se movem os olhos ao redor, fazendo com que diferentes células compartilhem o fardo de responder a regiões do espaço externo. Ao fixar o disco nas imagens indutoras (slide #1 em cada par), o observador faz com que os mesmos grupos de células respondam de forma sustentada às cores saturadas presentes em uma determinada região do espaço externo. Durante o período de fixação, essas células respondem fortemente. Células sensíveis ao azul produzem grandes sinais azuis, células sensíveis ao amarelo produzem grandes sinais amarelos, e assim por diante. Quando a imagem em preto e branco é subitamente mostrada, e enquanto o observador ainda se fixa, essas células não são mais estimuladas - não há cor na imagem. Mas, porque eles estavam sinalizando tão fortemente um momento antes, o resto do cérebro interpreta sua súbita falta de atividade como sinalizando a presença de uma cor oponente. A súbita falta de sinalização em células sensíveis ao azul é interpretada como a presença do amarelo. A súbita falta de sinalização nas células sensíveis ao amarelo é interpretada como a presença do azul, e assim por diante. O cérebro interpreta a ausência de atividade nas células coloridas como indicando a presença de cores do oponente, quando na verdade a falta de atividade neste caso é causada pela ausência de cor completamente. O cérebro é efetivamente enganado, fazendo com que as pessoas vejam cores onde não há nenhuma por causa da maneira como organiza a cor em termos de dimensões adversárias.

A opponency de cores está entre as grandes demonstrações do método científico. Pesquisadores na década de 1800 foram capazes de inferir a natureza da representação de cores no cérebro humano sem qualquer capacidade de observar a atividade cerebral. Hoje, de fato, as imagens de cores se tornaram uma ferramenta útil para identificar as regiões cerebrais envolvidas no processamento de cores. Em macacos, os cientistas registraram neurônios que disparam como se a cor estivesse presente, quando não está, depois de mostrar as sequências de macacos de slides que produzem imagens posteriores em observadores humanos. ^1,2 Da mesma forma, com a ressonância magnética, os cientistas encontraram regiões de córtex visual que respondem seletivamente à presença de uma cor, e que também respondem quando essa cor é percebida como uma ilusão, induzida por um par de slides pós-imagem.