紅綠燈是人類史上最糟糕的一項發明,為什麼會設計出一個8%的人無法辨識的系統?

紅綠燈是人類史上最糟糕的一項發明,為什麼會設計出一個8%的人無法辨識的系統?
Photo Credit: Horia VarianCC BY 2.0
我們想讓你知道的是

出乎一般人想像的是:色弱的人最嚴重的不是紅綠燈分不清,而是紅燈和黃燈分不清。

唸給你聽
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文:林思民(國立台灣師範大學生命科學系副教授)

昨天台灣的雨量圖有很多的討論,看看「護國神山」怎麼擋住從東邊過來的颱風!但是我要歪樓討論另外一件事情:在公開訊息之中,顏色使用對色盲者造成的困擾。

中央氣象局 累積雨量圖 色盲
Photo Credit: 中央氣象局

看這張圖的第一眼,我看到的訊息是:「哇,雨都下在山上,左右平地都沒雨!」後來,我才發現我看錯了。這張圖中,色盲(或色弱)的人看到的淺藍和淺紫是完全相同的顏色。因此我們眼中看到「降雨最強」的花東兩縣,和「降雨最弱」的中北部平原,顏色竟然是一模一樣的!辨色力異常的基因在人類之中占了8%左右,也就是說,有8%的男性,加上0.64%左右女性,有辨色力異常的現象。他們很可能跟我一樣,無法正確解讀這張圖裡面所呈現的內容。

最常見的辨色力異常發生在紅色的錐狀細胞。這些人視網膜紅色受體和綠色受體的波長太過接近,所以他們對紅色極度不敏銳。我在看恐怖片的時候完全不怕腦袋爆血的鏡頭,因為對我來說,那只是「濕濕的深色液體流出來」。對紅色感光遲鈍的人來說,紅色、褐色、綠色三者對他們是連續的變異,而且他們完全沒有辦法區別藍色和紫色。紫色是加了紅色的藍色,當你用電腦把紅色的彩度篩掉,它就跟藍色無異。當你用電腦把照片的紅色篩掉60%,那就是我眼中的世界。

每13個人就有一位沒有辦法判別研究單位公開的重要訊息。這聽起來好像還算可以接受?每13個人就有一位沒有辦法辨別鋰電池放在充電器上的時候是不是充飽了,他們只能儘量讓電池隔夜充久一點?這也還好。每13個人就有一位在幫汽車接電瓶的時候要向旁邊的人確認,以免電瓶反接燒掉線路?在高速公路的改成ETC收費之前,每13個駕駛人就有一位沒有辦法分辨收費站調撥車道的紅燈和綠燈,因為他們是用箭頭和叉叉來判別的?附加一點,你不用擔心他們看不清楚紅綠燈,因為紅綠燈的綠色故意混合了藍色,所以他們是可以分辨紅綠燈的──雖然反應時間要比一般人慢幾秒鐘。如果兩岸打起來,每13個軍人就有一位在戰場上分不清敵我,因為他們其實看不清楚紅軍的帽徽?

其他12個人都沒有想過這樣的問題對不對?就連那第13個人,如果他沒有跟別人仔細討論過,他甚至沒有意識到自己是身處險境的。很多色盲的人都沒有意識到自己的權益受損,而且大部分色盲的人都覺得,「沒關係,我問一下旁邊的人就好了。」只是,當各個少數族裔開始爭取自己權益的時候,色盲的人權益又在哪裡呢?

紅綠燈確實是一個人類歷史上最糟糕的發明,為什麼有人會設計出一個8%的人沒有辦法區別的辨識系統?我如果提出一個廢除紅綠燈的想法,大家會認為我瘋了對吧?但是,至少,未來政府在利用圖像呈現重要訊息的時候,「先給色盲的人過目一下吧」,這主意如何?這件事情其實並不難,每一個班級跟每一個單位,都找得到這樣的人,因為色盲的人真的沒有那麼少見!

 red -green colour blindness
Photo Credit: Davida De La Harpe @ Flickr CC By ND 2.0
很多朋友問:「你們究竟看到什麼樣的世界?」

這問題超級難回答的,因為色盲的人永遠也不知道正常的人眼中看到的世界,就像正常人也永遠無法看到色盲人眼中的世界。曾經有一個超可愛的學生拿一個紅色的糖罐子問我:「你能看到它的紅色嗎?」「不行,它在我眼中是透明的,」我唬她,「所以我直接就可以看穿它裡面裝的是糖。」她將信將疑地看著我時,我說:「所以,超人穿那什麼紅色內褲都沒用,裡面都會被我們看光光。」從這串對話,你就知道變種人和正常人之間的誤解有多深了!

人類的彩色視覺三種感光細胞所組成,每個感光元件會有它最敏感的吸光值,由長波至短波分別是:L視錐細胞,580– 564nm;M視錐細胞,555– 534nm;S視錐細胞,440 – 420 nm。這三種錐狀細胞也就是俗稱的RGB三色(這是一個俗稱,其實這三種細胞的吸光值並不完全對應這三種顏色)。在某一個顏色映入眼簾,它會給這三種細胞不同程度的刺激:波長越接近A感光元件,給予A的刺激就會越強烈,而給予B或C的刺激就相對薄弱。我們的大腦就是判斷色光對ABC三組元件的刺激程度,利用類似內插法的方式來解讀入射的光源顏色。

大部分色盲或色弱的人看到的世界並不是灰色的!即使三組感光細胞有一整組完全壞掉,內插法仍然可以發揮作用,所以在跟你們相較之前,我們自己都覺得自己看到的世界是彩色的。只是經過比較,才知道彩度沒有你們的世界那麼高。大部分的鳥類和鬣蜥比人類還要更多一組感光元件,所以如果鳥類發展出智慧,他們也會誤以為人類看到的是灰階的世界。我們硬是比牠們少了一整組感光元件,所以人類的彩色視覺比起鳥類和某些爬行動物其實遜色太多了。

我是少數帶有色弱基因、但是卻又非常喜歡在野外觀察動植物的人。從大學開始,我一位非常要好的室友常常在野外拿不同的顏色考驗我的視覺,久而久之,慢慢就知道自己的症狀在哪裡。另有一個學生把一張照片做了三組處理給我看,分別利用Photoshop稍稍調淡照片中的RGB三色。調淡G和調淡B的兩張照片我馬上發覺有異,但是調淡R的那組,我卻看不太出來。我猜想,當你們把照片調到「我也開始覺得照片有問題」的那個臨界點,大約就是從我眼中看到的世界。這個數值大約是把紅色調低一半。所以,我自己知道,我應該就是長波的感光元件敏感度出了問題。

網路上有人提到,色弱的人是不是「互補色分不出來」?我其實對色彩缺乏研究,色弱的人就是不懂顏色啊,所以我說不上來。但是,分不清楚紅綠的問題跟互補色應該無關,而是因為我的L視錐細胞的最佳吸光值太接近M視錐細胞的吸光值,所以當你給我看這兩個顏色,給我的神經刺激就是分不出來,這是用學習也無法解決的問題。另外一種情況則是,我分不出「裡面有沒有紅色的成分」。顏料中的紫色是藍色加上紅色,但是我看不清楚紅,所以淺紫色和淺藍色極為類似。淺粉色和白色幾乎是一樣的,它給我的刺激太弱了。深紅色和深褐色看起來一樣,而淺褐色和深綠色看起來也一樣。

另外一個出乎一般人想像的是:色弱的人最嚴重的不是紅綠燈分不清,而是紅燈和黃燈分不清。交通號誌中的綠燈故意加了藍色在裡面,正好是S視錐細胞管理的範圍。這組基因壞掉的比例偏低,所以大部分色弱的人可以看到綠燈發出的藍色光澤。但是對我們來說,紅燈像是深一點的橙色,黃燈像是淡一點的橙色。分辨紅黃燈其實是透過經驗累積,而不是透過顏色──深色的猜它是紅燈,淺色的猜它是黃燈。更糟糕的是LED元件使用的綠色和紅色,這種設計完全超越色弱者神經判別的極限。當充電器只用一枚LED的時候,缺乏位置資訊,大部分紅綠色盲的人都分辨不出來。

後記

昨天的文章原本只是調侃自己眼睛脫窗的歡樂寫作,本來只想為網友們在颱風天帶來一些些歡樂,沒想到卻被大家廣為流傳轉貼,這倒是在意料之外。昨天傍晚甚至驚動到了氣象局的高層,辛在勤局長私訊過來,說要檢討局裡對顏色使用的方式,反而讓我很不好意思。氣象局使用現在的顏色系統已經行之有年,任何的更動都會涉及整個系統的穩定,所以這還有待資訊人員的評估;但是辛局長有這樣的心意,已經讓色弱的人非常感動了。色盲其實是一個非常有趣的議題,它牽涉到神經,也牽涉到學習和認知。如果有人需要做實驗的人,我第一個報名,只要不要打破我的腦袋,做什麼實驗都可以!

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核稿編輯:楊之瑜