加州大学伯克利分校8月31日发布的一项色彩研究，试图解释人们为何常把颜色理解为红、黄、绿、蓝四种“纯色”的组合。文章指出，人们通常会把橙色看成黄与红的混合，却不会把红色理解为橙与紫的混合；红与绿、蓝与黄又常被感知为两组相对的颜色。这种日常经验也是研究要回答的起点。
这种经验长期难以与眼睛的生理结构完全对应。人眼有三种感受不同波长的视锥细胞，而传统解释并不能直接说明为何主观经验中会出现四个基本色相。语言学材料也显示，许多语言会围绕白、黑、红、黄、绿、蓝等基本颜色来命名，研究者因而将生理与感知两个层面放在一起考察。
该研究由伯克利博士后亚历山大·贝尔斯滕与神经科学家布鲁诺·奥尔绍森推进。两人提出，自然环境的颜色分布比人造环境更受限制，大脑若追求简洁，便可能使用四个相对的基本色来表示自然界中更复杂的色彩范围。
团队使用经过校准的自然场景色彩或光谱分布数据，其中一部分数据原用于校准地球卫星图像。他们模拟三类视锥细胞面对自然图像时的反应，尽量观察没有大量人造高饱和颜料影响的自然环境在视觉系统中的输入。
模拟结果显示，自然世界中大部分像素在色彩上接近无彩的灰色，变化更多来自明暗。若只看颜色部分，响应并非均匀分布在所有色相上，而是在红色、黄绿色和蓝绿色三个区域较为集中；除红色外，自然色调大多并不饱和。
研究人员进一步引入“稀疏编码”的思路，即让尽可能少的神经活动承载视觉信息。只用三种基本色时，模型已经能够通过两两组合表示自然界的全部颜色；但允许第四种基本色后，模型给出的方向与人们感知的红、黄、绿、蓝更接近。这不是新增一种视锥细胞，而是对信息表示方式的推演。
四个基本色同时还自然形成两组对立：红对绿、黄对蓝。团队认为，这种结构使任何色相可以用四者中两个的组合表达，也让互相排斥的颜色关系更易被编码和记忆。文章把这视为连接生理感受器与心理色彩经验的一种解释，也为颜色记忆的组织提供了模型视角。
相关论文于7月14日发表在《美国光学学会A辑期刊》。贝尔斯滕、奥尔绍森和E.帕克森·弗雷迪为论文作者，研究获得美国空军科学研究办公室资助，并属于一项多校研究计划的一部分。研究并未改变显示设备常用RGB混色的事实，而是讨论自然视觉环境如何塑造人类对“纯色”和对立色的感知。
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