Các nhà khoa học đã tìm ra cách trải nghiệm những màu sắc không thể có mà thông thường cần thiết bị laser đắt tiền mới có thể nhìn thấy. Một ảo giác thị giác đơn giản sử dụng các thủ thuật thị giác cơ bản giờ đây có thể tạo ra hiệu ứng tương tự như các hệ thống chụp ảnh võng mạc tinh vi có giá hàng nghìn đô la.
Khoa Học Đằng Sau Những Màu Sắc Không Thể Có
Mắt người chứa ba loại tế bào hình nón phát hiện các bước sóng ánh sáng khác nhau. Những tế bào hình nón này có độ nhạy cảm chồng lấp, có nghĩa là chúng ta không bao giờ trải nghiệm chỉ một loại hoạt động riêng lẻ trong điều kiện bình thường. Nghiên cứu gần đây của Peng et al. (2023) đã sử dụng các xung laser chính xác để kích thích từng tế bào hình nón riêng biệt, tạo ra những trải nghiệm màu sắc chưa từng có. Khi chỉ có tế bào M được kích hoạt, các đối tượng báo cáo nhìn thấy màu xanh lam-xanh lục với độ bão hòa chưa từng có.
Bản chất chồng lấp của độ nhạy cảm tế bào hình nón tồn tại vì lịch sử tiến hóa. Như một thành viên cộng đồng đã giải thích, động vật có vú đã mất khả năng nhìn màu hoàn chỉnh trong thời đại khủng long khi chúng chủ yếu là sinh vật sống về đêm. Các loài linh trưởng sau đó đã tiến hóa thị giác ba màu thông qua các cơ chế di truyền khác nhau - linh trưởng Old World thông qua nhân đôi gen, trong khi linh trưởng New World phát triển các gen đa hình.
Thông số kỹ thuật tế bào hình nón của con người:
- Tế bào hình nón S: Nhạy cảm nhất với bước sóng ngắn (~400nm)
- Tế bào hình nón M: Độ nhạy cảm đỉnh ở 530nm
- Tế bào hình nón L: Độ nhạy cảm đỉnh ở 560nm
- Tế bào hình nón M vẫn phản ứng ở mức ~80% tối đa khi tiếp xúc với ánh sáng 560nm
Hoạt Hình Đơn Giản Thay Thế Thiết Bị Phức Tạp
Thay vì sử dụng các hệ thống laser đắt tiền, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng một ảo giác thị giác cơ bản có thể tạo ra hiệu ứng tương tự. Kỹ thuật này bao gồm việc nhìn chằm chằm vào một hình tròn màu đỏ trên nền xanh lục khi nó từ từ co lại. Điều này làm bão hòa các tế bào hình nón L nhạy cảm với màu đỏ trong khi để các tế bào hình nón M nhạy cảm với màu xanh lục tương đối tươi mới, tạo ra màu xanh lam-xanh lục sống động xung quanh rìa của hình tròn.
Các thành viên cộng đồng đã thử ảo giác này báo cáo những trải nghiệm đáng chú ý. Nhiều người mô tả nhìn thấy màu xanh lục teal cực kỳ sáng và tuyệt đẹp với một rìa màu vàng sống động nhảy múa xung quanh chu vi của hình tròn. Hiệu ứng có vẻ mạnh nhất khi hình tròn đạt khoảng nửa chừng quá trình co lại.
Hạn Chế Kỹ Thuật và Gam Màu
Mặc dù ảo giác thị giác hoạt động ấn tượng, nó có thể không hoàn toàn tái tạo trải nghiệm laser. Các màn hình hiện đại sử dụng không gian màu sRGB , không thể hiển thị toàn bộ phạm vi màu sắc mà con người có thể nhìn thấy về mặt lý thuyết. Điều này tạo ra hạn chế kép - cả từ độ nhạy cảm chồng lấp của tế bào hình nón và từ các ràng buộc của công nghệ hiển thị.
Tác giả bài viết thừa nhận sự không chắc chắn về việc liệu những ảo giác này có thực sự mở rộng ra ngoài gam màu tự nhiên của con người hay không. Không có các phép đo chính xác về mức độ bão hòa tế bào hình nón trong quá trình ảo giác, vẫn chưa rõ liệu hiệu ứng có khớp với những trải nghiệm do laser gây ra hay không.
Giới hạn của Gam màu:
- Gam màu của Con người: Phạm vi đầy đủ các màu sắc có thể phát hiện được bằng thị giác con người
- Không gian màu sRGB: Tập hợp con giới hạn được sử dụng bởi hầu hết các màn hình và thiết bị điện tử
- Màu sắc Chính của sRGB:
- Màu xanh lam thuần: tương đương 450-470nm
- Màu xanh lá thuần: tương đương 520-560nm
- Màu đỏ thuần: tương đương 610-720nm
- Giới hạn: Màn hình không thể tạo ra các bước sóng đơn lẻ nếu không có laser
Khả Năng Tiếp Cận và Biến Thể
Ảo giác hoạt động với hầu hết mọi người, bao gồm cả những người mắc một số loại mù màu nhất định. Những người mắc deuteranomaly (độ nhạy cảm tế bào hình nón xanh lục bị dịch chuyển) báo cáo trải nghiệm thành công, mặc dù màu sắc cảm nhận có thể khác với những người có thị giác bình thường. Tuy nhiên, hiệu ứng có thể sẽ không hoạt động đối với những cá nhân hoàn toàn thiếu các loại tế bào hình nón cụ thể.
Các công cụ tương tác giờ đây cho phép mọi người thử nghiệm với các tổ hợp màu khác nhau, kích thước hình tròn và biến thể thời gian. Những phiên bản có thể tùy chỉnh này giúp tối ưu hóa hiệu ứng cho từng người xem riêng lẻ và khám phá các tổ hợp màu sắc không thể có khác nhau.
Đột phá này chứng minh cách hiểu biết về các cơ chế sinh học có thể dẫn đến những giải pháp thanh lịch, dễ tiếp cận, giúp dân chủ hóa những trải nghiệm từng bị giới hạn trong thiết bị phòng thí nghiệm đắt tiền.
Tham khảo: New colors without shooting lasers into your eyes