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克勞德莫奈在他的滑鐵盧橋系列中使用了非常有限的調色板，但仍然可以喚起各種各樣的氛圍。 新的研究表明如何。
在20世紀之交的三次倫敦之旅中，莫奈繪製了超過40版本的單一場景：泰晤士河上的滑鐵盧大橋。 莫奈的主要主題不是橋樑本身，而是場景的景觀和氛圍，以及短暫的光，霧和霧。
作為公認的山水畫大師，莫奈是印象派運動的不可或缺的創始人，該運動採用了在場景中表達短暫感官效果的哲學。 紀念美術館與卡內基藝術博物館和伍斯特藝術博物館合作，分析他的滑鐵盧橋系列中使用的顏色莫奈顏料。
隨著每一個 系列中的繪畫，莫奈以當時科學家並不完全理解的方式操縱觀眾的感知。 現在，研究可以深入了解視覺系統的複雜性，闡明莫奈的過程以及他工作的複雜性。
我們的眼睛和大腦如何協同工作讓我們看到顏色？
羅切斯特大學光學教授，羅切斯特大學主任大衛威廉姆斯說，答案涉及我們的眼睛如何吸收大腦所解釋的光波長。 視覺科學中心.
在眼睛的視網膜中，有三種類型的視錐細胞：藍色，它對短波長的光敏感; 綠色，中波長敏感; 和紅色，長波長敏感。 這些三色信號“非常簡單，但我們所經歷的無數色調都來自這三種顏色，”威廉姆斯說，他的實驗室在1990s中是第一個在人類視網膜中對所有三種視錐進行成像的人。並確定如何安排錐體。
從視網膜，信號沿著視神經傳播到大腦後部的視覺皮層。 然後信號在視覺皮層和大腦的其他更高級別部分之間來回傳遞，包括那些涉及注意力，記憶，經驗和偏見的部分。 大腦的工作是將眼睛的感官信息整合成碎片，形狀和深度，並將它們構建成物體和場景。
（圖片來源：Mike Osadciw / U.Rochester）
視覺系統是如何變得如此復雜？
為了說明人類視覺系統的這種複雜性，Duje Tadin經常通過詢問學生哪些更難：數學或視覺來開始他的感知課程？
大多數人說數學。
“當然，這是一個棘手的問題，”大腦和認知科學教授塔丁說，他研究視覺感知的神經機制。 “數學對我們來說更難，因為我們的大腦很少用於此，而大約一半的大腦致力於感知。”以計算機為例。 計算機視覺計劃仍然遠遠落後於人類可以做的事情，但即使是最小的智能手機也能執行複雜的計算。 “那是因為數學是直截了當的，總有一個正確的答案，”塔丁說。
“感知與大腦處理的其他方面密切相關。 您之前的經歷，您的期望，您關注的方式，所有這些與感知無關的其他事情實際上會影響您對事物的看法。“
因此，人類的願景是“一個巨大的重建過程，”Tadin實驗室的前博士後研究員Woon Ju Park說。 “這使我們的感知有時與我們以外存在的物理世界不同。”
我們如何在3D畫布上感知2D表單？
像莫奈這樣的藝術家利用感知的方式之一是在二維畫布上繪製三維場景。 Tadin說，這個過程類似於眼睛和大腦所做的過程：我們的眼睛是彎曲的，但基本上是一個三維世界被投射到上方 - 平坦的視網膜。
大腦必須連接點，將圖像正面朝上，並提取缺少的第三維。 莫奈通過表現光線，陰影和對比度的元素來“哄騙”觀眾的大腦，以畫出三維橋樑的“錯覺”。
“你可能知道這是一種幻覺，但你的大腦會自動分組，並讓你知道這是一個三維場景，”塔丁說。 莫奈描繪了更遠的東西 - 比如滑鐵盧橋系列中的煙囪 - 更小，更模糊，給人一種深度感。 大腦的分組功能還允許我們在看到莫奈個人的顏色筆觸之前，看到橋樑，河流和煙囪的形狀。
“我們視覺感知的目標不是讓我們準確了解我們周圍的環境，而是為我們提供最有用的圖片，”塔丁說。 “最有用也最準確的並不總是一樣的。”
我們如何看待莫奈的畫作中的光線？
例如，物體的照明可以改變感知。 這是因為在觀看物體時到達我們眼睛的是落在物體上的照明和物體本身的內在屬性的組合，威廉姆斯說。 “你的大腦有一個真正的挑戰，就是弄清楚這個物體的真實情況，即使到達你眼睛的東西根據照明方式的不同而根本不同。”
當你拍攝像白紙一樣的物體時，它幾乎總是被解釋為白色 - 一種被稱為顏色恆定的現象 - 即使從紙張到達你眼睛的光線在顏色上會有明顯的不同，這取決於它是怎樣的照亮。 例如，如果你把紙張放在外面，它在晨光中，在白天中間仍會顯得白皙，當太陽下山時，甚至會想到“如果我們要對進入你眼睛的光進行客觀測量在那種不同的情況下，他們會非常不同，“他說。
滑鐵盧橋本身永遠不會改變顏色，但莫奈通過混合顏色不同的顏色，色調（顏色的相對亮度或暗度）和強度（顏色的飽和度）來描繪日出，直射陽光和黃昏。
大腦能夠在整個場景中進行照明清洗，整合信息並做出推論。 例如，如果所有物體都具有藍色色調，那麼大腦就能夠推斷出它很可能是白天的藍天。 威廉姆斯說，如果物體有偏紅的物體，那麼大腦就會發現夕陽很可能正在逼近。
最終，“莫奈的作品強調了同一場景的不同之處，取決於它的照明方式。 但是任何看過這個系列的具有正常色覺的人都會知道：無論一天中的什麼時候，這座橋都是灰色的磚，因為儘管有各種各樣的光照條件，大腦已經進化出巧妙的技巧來估計物體的真實屬性。我們通常會遇到。“
我們都以同樣的方式看待同樣的事情嗎？
視覺科學家多年來研究的色彩恆定現像在幾年前受到廣泛關注 臭名昭著的衣服錯覺在這種情況下，觀看同一件連衣裙的人看到它是藍色和黑色，白色和金色。 雖然這件衣服本身實際上是藍色和黑色，但人們對衣服的照明方式做出了不同的假設，這反過來會導致對服裝本身顏色的不同看法。
威廉姆斯說：“到目前為止，許多研究人員一直認為每個人的色覺正常都有或多或少相似。” “人們對這件衣服的詮釋的顯著差異對於視覺界的許多人來說真是令人大開眼界，沒有任何雙關語。”
關於顏色感知的另一件事是它是相對的：顏色隨著它與周圍其他顏色的相互作用而變化。 莫奈經常並排使用截然不同的顏色，而不是將它們混合在一起，這種技術利用了同時的對比度：當放置在不同顏色旁邊時，相同的顏色會顯得不同。
（圖片來源：Mike Osadciw / U.Rochester）
然後，粗糙的筆觸每個都“像刺激我們眼睛的光點”，Park說。 “觀眾可以在大腦中使用他們自己的重建過程，將這些補丁整合到對他們有意義的連貫對像中。”
她說，當我們的眼睛和大腦努力拼湊出一個世界的凝聚力時，像莫奈這樣的印象派藝術家能夠做相反的事情，將一個場景解構為個別的筆觸。 “莫奈將他的感性體驗分解為不同的視覺處理基本單元，”包括顏色和形狀，而不是關注橋樑本身的對象。
這一系列倫敦霧中的八幅畫作是紀念美術館展覽的核心 莫奈的滑鐵盧橋：願景和過程.
資源： 羅切斯特大學
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