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The Neuroscience of #TheDress

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#TheDress #WhiteandGod #BlackandBlue

#TheDress #WhiteandGod #BlackandBlue

Color perception is as relative as human perception in general, and it is easy to understand this statement if we use price as an example. The dress in question costs 77 dollars. This is expensive or cheap? It Depends. It is nothing to a Hollywood actress, but expensive for a beggar anywhere in the world.

What the price has to do with the color? Just as expensive and cheap depends on the bank account of each owner, the color of the dress also depends on how each person’s brain works. In the case of #TheDress, people are divided into two main categories, #whiteandgold or #blackandblue. The color of the original dress is black and blue, but what matters is the photo that generated a different dress (pictured above) and observers are divided between #whiteandgold or #blackandblue. Who is right? Everyone.

#TheDress

What is this for? Perceptual constancy brings some stability to our lives already so troubled. In the specific case of color, constancy is a mechanism that is constantly discounting changes in lighting so that the color of objects remains stable. Without the color constancy, we would perceive objects changing color almost all the time because the light emitted by objects – in fact – changes according to the change in lighting, whether natural or artificial. In other words, we see differences where they exist and therefore “we do not see the world as it is, but how it can be useful to us” as stated Beau Lotto.

Some brains assume that the lighting is yellowish, discounting the yellow and perceiving a #blackandblue dress while others assume that the lighting is blueish, discounting the blue and perceiving a #whiteandgold dress. The simulation below is the one that best illustrates the difference between those who discounts blue lighting (left) and those who discounts the yellow lighting (right).

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

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

If the brain’s task was deciding between a green or blue lighting, #TheDress would never gone viral. Blue and green colors are not opponents and the differences would have passed unnoticed. Discounting blue creates a perception predominantly yellow and discounting green creates a perception predominantly red. Yellow and red are two different colors but between them there is a wide variety of yellowish-red, orangish-red, and many other similar descriptions that we are used to and it would never cause a huge controversy.

The same cannot be said in the case of blue and yellow. They are opponents in the human color space and the perceptual result differs completely. Discounting blue creates a perception predominantly yellow and then people perceive #whiteandgold while discounting yellow creates a perception predominantly blue and people perceive #blackandblue. Between blue and yellow there is no intermediary color because there are no blueish-yellow or yellowish-blue and, therefore, either we name it yellow or gold or any other name that does not contain any blue or we name blue or any other name that does not contains anything about yellow – the reason for the stark difference.

Human Color Space

Human Color Space

What makes a person see #whiteandgold and another person see #blackandblue? In my research, 50% perceive #whiteandgold and 50% perceive #blackandblue. If this result is confirmed, the choice between seeing one or another may be merely the result of chance orchestrating our brains as getting heads or tails is also a matter of randomness. If my sample is not confirmed, the answer live somewhere else and Drummond was right because “each chose as his whimsy, his illusion, his myopia.” In this case, further research could help us understand what differs those who perceive #whiteandgold and those who perceive #blackandblue. One way or another, everyone is right because our minds were designed to see a bit but not much and it varies from brain to brain.

Color is often thought of as a quality of the object or light, but this is not true. The color is a mental phenomenon determined by neuronal processes and the light is just the beginning of this process that ends with the perception of one or more colors. Experiencing blue or gold or any other color is a mental construction.

Claudia Feitosa-Santana is a neuroscientist with Masters in Experimental Psychology and PhD in Neuroscience and Behavior from the University of Sao Paulo, and a Postdoctoral in Integrative Neuroscience from The University of Chicago. She lives in Chicago where she is an Adjunct Professor at The School of The Art Institute of Chicago and at the Roosevelt University.

A Ciência por trás do #TheDress

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#TheDress #WhiteandGod #BlackandBlue

A percepção de cores é relativa assim como a percepção humana em geral e fica fácil entender isso se usarmos preço como exemplo. O vestido em questão custa 77 dólares. Isso é caro ou barato? Depende. É irrisório para uma atriz de Hollywood, mas caro para uma mendiga em qualquer lugar do Brasil.

E o que o preço tem a ver com a cor? Da mesma forma que caro e barato depende da conta bancária de cada um, a cor do vestido também depende de como o cérebro de cada um funciona. No caso do #TheDress, as pessoas se dividem em duas categorias, dourado-e-branco ou azul-e-preto. A cor do vestido original é azul-e-preto, mas o que interessa é a foto que gerou um vestido muito diferente (ilustração acima) e os observadores se dividem entre azul-e-preto ou dourado-e-branco. Quem tem razão? Todo mundo.

dress color

Nosso cérebro vem equipado com um mecanismo que se chama constância perceptual. Para que serve isso? Para trazer um pouco de estabilidade para nossas vidas já tão conturbadas. No caso específico da cor, a constância é um mecanismo que está o tempo todo descontando as mudanças na iluminação para que a 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.

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/

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Se a tarefa fosse decidir entre uma iluminação azul ou verde o vestido não tinha virado sucesso. Azul e verde não são cores oponentes e as diferenças 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 cores 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-e-branco enquanto descontar o amarelo gera uma percepção onde predomina o azul e as pessoas percebem azul-e-preto. Entre o azul e o amarelo não existe nenhum intermediário porque não existem azuis-amarelados ou amarelos-azulados e, portanto, nomeamos de amarelo ou dourado ou qualquer outro nome que não contenha azul ou, então, nomeamos de azul ou qualquer outro nome que não contenha nada de amarelo e é aí que reside a diferença gritante.

Human Color Space

Human Color Space

O que faz uma pessoa ver dourado-e-branco e uma outra pessoa ver azul-e-preto? Na minha pesquisa, 50% percebem dourado-e-branco e 50% percebem azul-e-preto. Se esse resultado for confirmado, a escolha entre ver dourado-e-branco ou ver azul-e-preto pode 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 e Drummond estava certo porque “cada um optou conforme seu capricho, sua ilusão, sua myopia”. 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.

A cor é muitas vezes pensada como uma qualidade do objeto ou da luz, mas isso não é verdade. A cor é um fenômeno mental determinado por processos neuronais e a luz é apenas o início desse processo que termina com a percepção de uma ou mais cores. A experiência do azul-e-preto ou do dourado-e-branco, assim como todas as outras cores, é uma construção mental.

A versão longa desse artigo pode ser lida em A Polemica do Vestido ensina: Nós vemos o que pensamos!

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.

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.