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A Polemica do Vestido ensina: Nós vemos o que pensamos!

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Caso prefira uma versão resumida, leia A Ciência por trás do #TheDress

A cor do vestido virou viral. Todos alvoroçados e discutindo se o vestido é dourado-e-branco ou azul-e-preto. Caitlin McNeil, a dona do vestido e da foto que originou a discussão, já revelou que o vestido é azul-e-preto, mas a discussão não para porque agora as pessoas querem entender porque o mundo se divide em praticamente dourado-e-branco e azul-e-preto. A resposta é simples. Nós vemos o que pensamos. Mas para entender essa frase é preciso entender pelo menos um pouco como a mente humana funciona.

dress color

A cor é muitas vezes pensada como uma qualidade do objeto ou da luz, mas isso não é verdade. Por exemplo, a expressão “o oceano é azul” utiliza a percepção da cor azul para descrever a luz física. A cor em si não está no oceano e nem na luz emitida do mesmo. A cor é um fenômeno mental determinado por processos neuronais e a luz é apenas o início desse longo (mas rápido) processo que termina com a percepção de uma ou mais cores. Um comprimento de onda próximo de 470 nm é geralmente – mas não sempre – percebido como azul e nenhum comprimento de onda (luz) é dotada de uma cor. Não existe uma relação direta entre o comprimento de onda e a percepção de cor. A experiência do azul, bem como todas as outras cores, é uma construção mental.

A experiência de uma cor é como a compreensão de uma língua. Não há sentido no som físico de uma frase em japonês se a pessoa não aprendeu a língua assim como não há nenhum azul num comprimentos de onda próximo de 470 nm. O cérebro precisa interpretar o som físico assim como o comprimento de onda.

Esse conhecimento é antigo mas ainda pouco ensinado nas escolas em geral. Isaac Newton brilhantemente escreveu em seu livro Opticks publicado pela primeira vez em 1704: “E se em algum momento eu falo de luz e raios como coloridos ou dotados de cores, gostaria de ser entendido como não falando filosoficamente e corretamente, mas grosseiramente – tais concepções seriam apenas atribuídas por pessoas leigas ao observar esses experimentos. Para falar corretamente, os raios não são coloridos. Neles não há nada além de um certo poder e disposição para gerar a sensação desta ou daquela cor”.  Mais de 200 anos depois, W. D. Wright foi inspirado pelas palavras de Newton e publicou um livro chamado “Os raios não são coloridos”, em 1967, afirmando que “a percepção de cores está dentro de nós e as cores não podem existir a menos que haja um observador para percebê-las. A cor não existe nem mesmo na cadeia de eventos entre os receptores da retina e o córtex visual, mas apenas quando a informação é finalmente interpretada na consciência do observador”.

A percepção humana é relativa assim como a percepção de cores também. Mas fica mais fácil entender esse conceito de relatividade se usarmos preço como exemplo. O vestido em questão custa 77 dólares. Isso é caro ou barato? Depende. É irrisório para qualquer celebridade presente numa cerimonia do Oscar mas caro para uma mulher de rua, seja em Nova York ou São Paulo.  Se considerarmos que o dólar agora custa praticamente 3 reais, esse vestido é mais caro para uma mendiga em São Paulo do que para uma indigente em Nova York.

#TheDress #WhiteandGod #BlackandBlue

#TheDress #WhiteandGod #BlackandBlue

E o que o preço tem a ver com a cor? Da mesma forma que caro e barato é um julgamento que depende da conta bancária de cada um, a cor do vestido também depende de como o cérebro de cada observador funciona e, no caso específico do vestido, as pessoas se dividem em duas categorias, dourado-e-branco ou azul-e-preto. A cor do vestido como já sabemos é azul-e-preto, mas a foto gerou um vestido diferente (veja ilustração acima) que pela maior parte dos observadores será percebido ou como azul-e-preto ou como dourado-e-branco. Quem tem razão? Todo mundo.

A forma que eu encontrei para explicar por que todo mundo tem razão é aplicando o conhecimento que tenho para entender a polêmica do vestido.

Sou neurocientista e especialista em percepção de cores, e acordei na sexta-feira com vários e-mails e mensagens sobre o vestido. Achei extremamente curioso e fui checar a tal foto e logo conclui que estavam todos vendo a mesma foto em diferentes telas e diferentes telas produzem a emissão de diferentes luzes que, por sua vez, influenciam na percepção do observador. No entanto, uma amiga não aceitou minha explicação e foi categórica ao afirmar que a diferença de cor era gritante e mesmo quando as pessoas observavam a mesma tela elas se dividiam entre dourado-e-branco e azul-e-preto.

#thedress #whiteandgold #blackandblue

Eu ainda não estava convencida, mas me vi apenas com uma opção, a de testar com o meu próprio celular. Aproveitei que ia correr no South Side YMCA e testei a foto (acima) em 24 pessoas: 12 percebiam dourado-e-branco e 12 percebiam azul-e-preto. Na mesma hora, e do outro lado da cidade, uma aluna testou seus 29 colegas de trabalho: 11 percebiam dourado-e-branco e 18 percebiam azul-e-preto. Vou pular a explicação estatística e dizer apenas que a proporção entre dourado-e-branco e azul-e-preto só pode ser seguramente definida depois de rigorosamente testada, mas o que importa é que a foto é realmente polêmica e as pessoas se dividem entre dourado-e-branco e azul-e-preto. Em geral, as diferenças de percepção de cores ocorrem com frequência mas são sutis e por isso não prestamos atenção. No caso da foto é gritante – como enfatizou minha amiga, virou viral e, só se fala disso.

Nosso cérebro vem equipado com um mecanismo que se chama constância perceptual e que traz um pouco de estabilidade para nossas vidas já tão conturbadas. Tanto a constância de cor quanto a constância de tamanho ou de forma, entre outras, visa amenizar a instabilidade perceptual do nosso cotidiano. No caso do tamanho, se uma pessoa está muito perto de você, a imagem dela projetada na sua retina é diferente da imagem projetada quando ela está longe de você, mas seu cérebro não tem nenhum problema em entender que é mesma pessoa e com o mesmo tamanha, nem maior e nem menor.

No caso especifico da cor, esse mecanismo está o tempo todo compensando as mudanças na iluminação para que a aparência de cor dos objetos se mantenha estável. Sem a constância de cor perceberíamos os objetos mudando constantemente de cor porque a luz emitida pelos mesmos de fato muda de acordo com a mudança na iluminação, seja natural ou artificial. Em outras palavras, não vemos diferenças onde elas existem e, portanto, “não vemos o mundo como ele é, mas sim como pode nos ser útil” como afirma Beau Lotto.

O primeiro relato de que se tem conhecimento sobre a constância de cor é de 1694, feito por Philippe De La Hire que afirmou o fato de não percebermos que as cores são diferentes sob a luz do dia ou sob a luz de velas. Mas foi uma semana antes da revolução francesa (1789) que Gaspard Monge fez uma demonstração brilhante a respeito da constância de cor,  chamando a atenção da Academia Real de Ciências de Paris para o fenômeno. Monge, vestindo uma malha vermelha, pediu a seus colegas que a observassem através de uma lente vermelha. Surpresos, os presentes tiveram a sensação de que a malha tinha um vermelho muito esbranquiçado, praticamente branco.

Alguns cérebros assumem que a iluminação é amarela e descontam essa iluminação percebendo o vestido azul-e-preto e outros assumem que a iluminação é azul e descontam essa iluminação percebendo o vestido dourado-e-branco. A simulação abaixo é a que melhor ilustra a diferença entre aquele que desconta a iluminação azul (esquerda) e aquele que desconta a iluminação amarela (direita).

Decodificando o desconto da iluminação! https://xkcd.com/1492/

Decodificando o desconto da iluminação! https://xkcd.com/1492/

Se você não nasceu na era digital e tirava fotos, já teve que escolher entre os filmes Kodak e Fuji. As câmeras analógicas não vinham equipadas como o nosso cérebro e não eram capazes de descontar a iluminação do ambiente. O que chamamos de constância de cor para a percepção, chamamos de white-balance para a fotografia e o cinema. Naquela época as pessoas tinham duas opções, para fotos com tons mais quentes o filme Kodak e para fotos com tons mais frios o filme Fuji.

Left: Kodak and Right: Fuji  https://benhorne.wordpress.com/

Left: Kodak and Right: Fuji
https://benhorne.wordpress.com/

Mas então, porque o mundo parou para aprender esse mecanismo somente agora? A constância de cor faz com que não percebamos diferenças onde elas existem e, de fato, o mundo somente parou porque a diferença é brutal, mas para entender essa diferença é preciso entender como construímos as relações entre cores (espaço de cores) dentro do nosso cérebro.

Nossa percepção de cores é baseada em dois canais cromáticos que trabalham em oposição, o azul-e-amarelo e o verde-e-vermelho. E o que significa isso? Como o azul é oposto ao amarelo, eles não coexistem e por isso não podemos perceber um azul-amarelado ou amarelo-azulado e o mesmo vale para o verde e o vermelho. Vale ressaltar que nosso visão é baseada em cores-luzes e não cores-pigmento e não dá para entender essa questão pensando em como fazemos cores com tinta, mas isso é um outro assunto (pp. 38 desse artigo).

O vestido original emite luzes que geralmente faz com que percebamos o mesmo em azul-e-preto, mas a foto do vestido saiu bem diferente. A análise da foto nos informa que o vestido deveria ser percebido como dourado-e-azul mas essa imagem é instável e carregada de luzes, impondo ao cérebro uma tarefa árdua, a de decidir em fração de segundos qual é a cor predominante da iluminação para fazer o desconto e gerar a percepção de cores e, nessa foto, temos duas opções, descontar uma iluminação azul ou descontar uma iluminação amarela.

Human Color Space

Human Color Space

Se a tarefa fosse decidir entre uma iluminação azul ou verde o vestido não tinha virado sucesso. Azul e verde não são oponentes e as diferenças perceptivas teriam passado desapercebidas. Descontar a iluminação azul gera uma percepção onde predomina amarelo e descontar o verde gera uma percepção onde predomina o vermelho. Amarelo e vermelho são duas cores diferentes mas entre uma e outra existe uma infinidade de amarelos-avermelhados, amarelos-alaranjados, laranjas-avermelhados, entre muitas outras descrições similares que já estamos acostumados e não causaria nenhuma polêmica. No caso do azul e do amarelo, que são oponentes, quando o cérebro assume um ou outro o resultado perceptivo difere completamente. Descontar a iluminação azul gera uma percepção onde predomina amarelo e logo as pessoas percebem dourado enquanto descontar o amarelo gera uma percepção onde predomina o azul. Entre o azul e o amarelo não existe nenhum intermediário cromático, ou seja, nomeamos de amarelo ou azul e aí reside a explicação da diferença gritante.

Há pouco mais de 100 anos, Ewald Hering propôs que a experiência da cor resulta da análise das cores em pares opostos. O verde opondo-se ao vermelho. O azul opondo-se ao amarelo. Assim, explicou o porquê de não sermos capazes de ver verdes-avermelhados ou azuis-amarelados e também utilizou exemplos de pós-imagens que podemos perceber depois de fixar o olhar por aproximadamente 30 segundos em uma mesma imagem, vide o arco-íris abaixo. Mais tarde, adicionou aos canais verde-vermelho e azul-amarelo, o canal branco-preto.

Arco-Íris: Fixe o olhar na bolinha preta por 30 segundos e depois olhe para o fundo branco.

Arco-Íris: Fixe o olhar na bolinha preta por 30 segundos e depois olhe para o fundo branco.

Além dos canais cromáticos, possuímos um terceiro canal, o preto-e-branco, mas diferente dos canais de cores, entre o branco e o preto existem muitos tons de cinza. Assim como olhar a malha vermelha com um filtro vermelho nos faz perceber a mesma praticamente branca, descontar a iluminação azul nos faz perceber o azul da foto como branco enquanto descontar a iluminação amarela faz com que percebamos o dourado da foto como preto.

O que faz uma pessoa ver dourado-e-branco e uma outra pessoa ver azul-e-preto? Se minha pequena amostra de que 50% percebe dourado-e-branco e 50% percebe azul-e-preto for confirmada, temos que considerar a possibilidade da escolha ser mero resultado do acaso orquestrando nossos cérebros assim como tirar cara ou coroa é também uma obra do acaso. Se minha amostra não for confirmada, a resposta mora em algum outro lugar. Nesse caso, uma pesquisa mais adiante poderia nos ajudar a entender o que difere os que veem dourado-e-branco dos que veem azul-e-preto, mas de uma forma ou de outra, está todo mundo com a razão porque nossas mentes foram projetadas para ver um pouco mas não muito e isso varia de cérebro para cérebro e Drummond estava certo porque “cada um optou conforme seu capricho, sua ilusão, sua myopia”.

Versão resumida desse artigo em A Ciência por trás do #TheDress

Claudia Feitosa-Santana é neuroscientista e especialista em percepção de cores com mestrado em psicologia experimental e doutorado em neurociências e comportamento pela Universidade de São Paulo, e pós-doutoramento em neurociências integradas pela Universidade de Chicago. Mora em Chicago e é atualmente professora da The School of The Art Institute of Chicago e da Roosevelt University.

 

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Museum of Science and Industry, Chicago: Review

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Chicago Museum of Science presents a Wrong Color Definition

Chicago Museum of Science Color Mistake

According to the Museum of Science and Industry (Chicago, IL) “the color of an object is determined by the specific wavelengths of lights that it absorbs and reflects” but THIS IS NOT TRUE. This wrong definition is presented in the Color Booth and situated in the Science Storm Exhibition. Here are some explanations about why color is NOT determined by the specific wavelengths of lights that it absorbs and reflects:

“Many people believe that color is a defining and essential property of objects, one depending entirely on the specific wavelengths of light reflected from them. But this belief is mistaken. Color is a sensation created in the brain. If the colors we perceived depended only on the wavelength of reflected light, an object’s color would appear to change dramatically with variations in illumination through- out the day and in shadows. Instead patterns of activity in the brain render an object’s color relatively stable despite changes in its environment.” – by John Werner, Ph.D.: UC Davis, Center for Neuroscience.

“While color of an isolated light is closely related to the light’s physical properties — its energy and wavelengths — this is a misleading fact for understanding normal viewing. Color is not in light. What we see depends directly on a pattern of neural responses, not on the wavelength or energy of light that enters the eye. The simple relation between a physical stimulus and how we perceive it breaks down when the light is part of a complex scene. In natural viewing, the whole visual stimulus is a patchwork of different lights from many objects. The neural response to a particular light, and therefore our perception of it, is affected by the context of the other lights also in view.” – by Steve Shevell, Ph.D.: University of Chicago, Institute for Mind and Biology.

“Color is often thought to be a quality of light but this is not so. For example, the expression the ocean is blue uses a perceptual experience of blueness to describe the physical light. Color itself is not in the light. Color is a perceptual phenomenon determined by neural processes in the brain. The region of the electromagnetic spectrum that is visible to humans is from about 400 nm to 700 nm, but no wavelength is endowed with a color. Instead, a particular wavelength, say a wavelength near 470 nm or 580 nm, is perceived as blue or yellow, respectively, only because these wavelengths stimulate the photoreceptors in the human eye that are responsible for the transduction of physical light into neural responses. Those neural responses go through a series of processing stages in the brain. The experience of blue or yellow, as well as all other colors, is a mental construction. The experience of a color is like the understanding of language. There is no meaning in the physical sound (the brain must interpret it) just as there is no blue or yellow in the wavelengths of light. Color is a percept that humans are able to experience through sensory neural processes.” – by Claudia Feitosa-Santana, Ph.D.: Roosevelt University, Psychology Department.

This is very old news:

Isaac Newton (1642, 1727) brilliantly wrote about in his book “Opticks“, first published in 1704: “And if at any time I speak of light and rays as coloured or endowed with colours, I would be understood to speak not philosophically and properly, but grossly, and accordingly to such conceptions as vulgar people in seeing all these experiments would be apt to frame. For the rays to speak properly are not coloured. In them there is nothing else then a certain power and disposition to stir up a sensation of this or that colour.”

Later, W. D. Wright was inspired by Newton’s words and published a book named “The Rays are not Coloured” in 1967, stating that “our perception of colour are within us and colours cannot exist unless there is an observer to perceive them. Colour does not exist even in the chain of events between the retinal receptors and the visual cortex, but only when information is finally interpreted in the consciousness of the observer.” – by W. D. Wright, Imperial College of Science and Technology, London

First published by Adam Hilger LTD, London - 1967

First published by Adam Hilger LTD, London – 1967

Therefore, if you go to this museum eager for your kids to learn science, it is better to readjust your expectations. It can be fun but not educational. Most of time you will not find an employee or a volunteer to answer your question, and if you find them it does not mean that they will give you the right answer.

Their uniforms are very misleading. They have two types: employees that are not scientists 99% of the time wear an uniform that says “Scientist”, and volunteers wear an uniform that says “Volunteer” that, although are often retiree from many different areas not related to science, you will have better chances to find a science student among them.

More alarming and very scary is the fact that they offer a “Teacher Workshop” and “Center for the Advancement of Science Education”. According to their own words, the “Teacher Workshop is designed to increase your knowledge of science, improve teaching skills and demonstrate how to use Museum programs and exhibits to enhance science curriculum.” The “Center for the Advancement of Science Education” offers an enormous list of activities like Field Trips, Science Minors, Learning Lab, etc. It would be fantastic if the museum was taking science seriously and updated but this is definitely not the case.

OBS: Before writing this review, I have contacted the museum requesting that the panel with the color definition should be fixed. The answer was NO and the explanation was once more a proof that the MSI Chicago does not have scientists enough and/or no respect for Science.

Color is in the Brain

Who is the Colored Man? By Léopold Sédar Senghor

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Dear white brother,

When I was born, I was black,
When I grew up, I was black,
When I am in the sun, I am black,
When I am sick, I am black,
When I die, I will be black.

While you, white man,
When you were born, you were pink,
When you grew up, you were white,
When you go in the sun, you are red,
When you are cold, you are blue,
When you are scared, you are green,
When you are sick, you are yellow,
When you die, you will be grey.

So, between you and me,
Who is the colored man?

Cher frère blanc,

 Quand je suis né, j’étais noir,
Quand j’ai grandi, j’étais noir,
Quand je suis au soleil, je suis noir,
Quand je suis malade, je suis noir,
Quand je mourrai, je serai noir.

Tandis que toi, homme blanc,
Quand tu es né, tu étais rose,
Quand tu as grandi, tu étais blanc,
Quand tu vas au soleil, tu es rouge,
Quand tu as froid, tu es bleu,
Quand tu as peur, tu es vert,
Quand tu es malade, tu es jaune,
Quand tu mourras, tu seras gris.

Alors, de nous deux,
Qui est l’homme de couleur ?

Herb & Dorothy

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Herb & Dorothy

“A couple of very modest means manages to build one of the most important contemporary art collections in history.” pbs.org

“It all began in a one-bedroom apartment in Manhattan… An art collection built by a postal clerk and a librarian that has now spread throughout America.” They have spent their lives paying the bills with Dorothy’s salary and buying art with Herb’s salary, and that is how they were living for decades until Herb’s recent-death (2012). Their story is a huge inspiration. They were never buying as an investment, and they could never imagine that one day the National Gallery of Washington would not be able to handle all their collection. The “proletarian collectors” that were owners of an enormous and priceless art collection, mostly minimalist and conceptual, never sold a single piece and transferred the whole collection for a free-admission museum. More: http://herbanddorothy.com/

 

The Eskimo Snow Vocabulary Hoax

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It is well known that humans have an eagerness to embrace exotic facts, and here we have an old hoax that is still believed to be true by many of us: the Eskimos and their dozens or even hundreds of different grades of snow. Some people still believe that Eskimos are able to perceive more types of snow compared to us. Some people still believe that Eskimos have a super rich vocabulary for the different types of snow.

The anthropologist Laura Martin spent some of her research time during the 1980s trying to slay the trot about the Eskimos, and after years of struggle she published “Eskimos Words for Snow” (Martin, 1986). This ought to have been enough for the news to get out our lives but no, and Martin later cited the number of Eskimo snow terms given as “nine” in a trivia encyclopedia (Adams 1984), “one hundred” in a New York Times editorial (February 9 1984), and “two hundred” in a Cleveland TV weather forecast (Pullum, 1989).

Interior designers have different names to different shades of beige, and hairdressers have different names to different shades of brown and black – fair enough! But according to the linguist Geoffrey K. Pullum – who worked very hard to destroy The Great Eskimo Vocabulary Hoax, Eskimos aren’t really that interested in snow. For the Eskimos, snow is a constant background, like sand on the beach. And even surfers or beach lovers have only one word for sand.

In 1911, the linguist Franz Boas compared the English terms for water to Eskimo terms for snow, stating 4 names for the Eskimos’ vocabulary for snow. Recently, in 2003, Larry Kaplan claimed a little more in “Inuit Snow Terms“. For Pullum and Martin, we have to be aware that the Dictionary of the West Greenlandic Eskimo Language (Schultz-Lorentzen, 1927) gives just two possible relevant roots for the Eskimos’ vocabulary for the types of snow: qanik – meaning snow in the air (snowflake), and aput – meaning snow on the ground. All the other names are derivative. That is all.

The Great Eskimo Vocabulary Hoax

The Great Eskimo Vocabulary Hoax

Color is in the Brain

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Color is Mental Construction

Color is often thought to be a quality of light but this is not so. For example, the expression the ocean is blue uses a perceptual experience of blueness to describe the physical light. Color itself is not in the light. Color is a perceptual phenomenon determined by neural processes in the brain. The region of the electromagnetic spectrum that is visible to humans is from about 400 nm to 700 nm, but no wavelength is endowed with a color. Instead, a particular wavelength, say a wavelength near 470 nm or 580 nm, is perceived as blue or yellow, respectively, only because these wavelengths stimulate the photoreceptors in the human eye that are responsible for the transduction of physical light into neural responses. Those neural responses go through a series of processing stages in the brain. The experience of blue or yellow, as well as all other colors, is a mental construction. The experience of a color is like the understanding of language. There is no meaning in the physical sound (the brain must interpret it) just as there is no blue or yellow in the wavelengths of light. Color is a percept that humans are able to experience through sensory neural processes.

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