Deutlich unterscheidbare Farben für wissenschaftliche Figuren

Ich suche nach Hinweisen, wie man eine Reihe von Farben (oder einen Farbverlauf) auswählt, die für die Verwendung in wissenschaftlichen Figuren klar unterscheidbar sind. Gab es dazu systematische Untersuchungen? Wenn ja, würde ich mich über einige Links freuen.

Bei der Erstellung wissenschaftlicher Figuren wird häufig Farbe zur Unterscheidung von Elementen verwendet. Ein Beispiel sind Linien in einem Plot:

Ein weiteres Beispiel ist ein Farbverlauf zur Kennzeichnung von Werten:

Ich interessiere mich für zwei Fragen:

1. Wie kann ich die größte Menge von Farben auswählen, die noch voneinander zu unterscheiden sind, um sie in einem Plot zu verwenden? In ähnlicher Weise ermöglicht es welcher Farbverlauf dem Auge, den größten Wertesatz zu erkennen und die geringste Änderung zu erkennen? Gibt es Farbschemata, die speziell dafür hergestellt wurden? Ich suche nach etwas, das sowohl auf dem Bildschirm als auch in gedruckter Form gut funktioniert.

2. Wie kann ich eine Reihe von Farben (oder einen Farbverlauf) auswählen, die bei der Konvertierung in Graustufen immer noch deutlich erkennbar sind, deren Kontrast jedoch bei farbiger Anzeige verbessert wird? Gibt es einen Farbverlauf, der in dieser Hinsicht nicht viel schlechter ist als ein Vollweiß- zu Vollschwarz-Verlauf, wenn er in Graustufen umgewandelt wird, aber bei der Wiedergabe in Vollfarbe einen deutlich verbesserten Kontrast liefert? (Nehmen wir zum Beispiel mein Beispiel von oben mit der Regenbogenfarbe: Es hat einen ausgezeichneten Kontrast in der Farbe, ist aber in Graustufen unbrauchbar. Viele wissenschaftliche Zeitschriften veröffentlichen Abbildungen in Farbe online, fragen aber nach Abbildungen, die auch in Graustufen verwendet werden können, im Druck Auflage.)

Hier ist ein handlicher Schuss Wissenschaft.

• Die Netzhaut Ihrer Augen hat Rezeptoren für rotes, grünes und blaues Licht (Zapfen) sowie Rezeptoren für allgemeine Lichtverhältnisse (Stäbchen).
• Zwischen Ihren Augen und dem visuellen Kortex befindet sich eine Stufe (LGN), in der Farbinformationen in entgegengesetzte Paare umgewandelt werden: Rot: Grün, Blau: Gelb und Schwarz: Weiß. Gelb entsteht in besonderen Fällen, in denen Rot und Grün im Gleichgewicht sind und Blau schwach ist, und die meisten Brauntöne sind effektiv dunkel oder schwach gesättigte Gelbtöne (höheres Rot und Grün im Vergleich zu Blau). Sie können sehen, wie sich diese Paare mit Nachbildern gegenüberstehen - starren Sie auf ein helles Licht einer Farbe und schauen Sie weg, und der Nachbildeffekt, den Sie sehen, besteht aus den entgegengesetzten Farben.

So erhalten Sie die vier am klarsten unterscheidbaren Farbtöne (plus kein Schwarz oder Grau: kein Farbton). In jedem dieser Bereiche können Sie Helligkeitsunterschiede und Sättigungsunterschiede verwenden, um mehr Farben zu erzeugen. Wenn Sie noch mehr Farben benötigen, können Sie Mittelwerte zwischen diesen vier Farbtönen festlegen und dann die Helligkeit und Sättigung erneut variieren. (Achten Sie darauf, die Sättigung zu verringern und die Helligkeit zu erhöhen, da dies den Farbtonkontrast verringert.)

Vergessen Sie nicht, dass Gelb ein Sonderfall ist - es ist charakteristisch hell, weil es durch die Aktivierung von zwei Arten von Rezeptoren, nicht nur von einem, angetrieben wird.

Die Frage, wie diese in Graustufen konvertiert werden, ist wichtig, aber ich denke, dass sie am besten separat beantwortet werden. Es gibt Unterschiede (z. B. Rottöne sind in der Regel dunkler), dies hängt jedoch von anderen Faktoren ab, z.

Zwei Dinge zu beachten:

• Farbskalen werden nicht linear wahrgenommen. In Farb-Heatmaps wie dem zweiten Bild, das Sie veröffentlichen, sind Farbskalen gut, um die Wahrnehmung bestimmter Werte zu erleichtern. Dies hat jedoch den Nachteil, dass das Gesamtbild von hoch oder niedrig im Vergleich zu dem, was intuitiv schwerer zu erfassen ist. Mehr Infos dazu hier. Verwenden Sie solche „Regenbogen-Skalen“ nur, wenn es wichtiger ist, bestimmte Werte aus einer Visualisierung zu erhalten, als das Gesamtbild zu sehen (dies bedeutet normalerweise, dass Regenbogen-Skalen für Visualisierungen in Ordnung sind, die von Experten analysiert werden, für Visualisierungen jedoch nicht für allgemeine Kommunikationszwecke )
• Eine überraschend hohe Anzahl von Menschen (insbesondere Männer) sind farbenblind. Vor allem 10% der Männer haben Mühe, Unterschiede zwischen Rot und Grün wahrzunehmen - sie sehen diese Farben als den gleichen Farbton. Diese Personen können in der Regel anhand der Helligkeitsstufen eine Vermutung anstellen. Es ist jedoch schwierig und daher empfehlenswert, sicherzustellen, dass es andere Möglichkeiten gibt, diese Farben zu unterscheiden, als nur den Farbton. Verwenden Sie Farbenblindheitssimulationstools wie vischeck , um Designs zu testen. Verlassen Sie sich nicht nur auf die Konvertierung in Graustufen, da dies keine genaue Simulation ist.

Hier ist ein Beispiel für Ihre erste Frage, die Sie möglicherweise in ein Farbrad untersuchen möchten . Teilen Sie einfach die 360 ​​Grad des Rads in so viele Teile, wie Sie Elemente benötigen, und Sie erhalten Farben, die sich so stark wie möglich voneinander abheben.

Wenn Sie beispielsweise drei Elemente haben, sind Ihre Farben Rot, Blau und Limette.

Anhand von in Schwarzweiß verwendbaren Abbildungen werden Sie häufig feststellen, dass Muster dazu beitragen können, verschiedene Diagramme zu identifizieren, bei denen eine solche Anwendung möglich ist. Wenn die Verwendung von Mustern nicht möglich ist, ist die selektive Entsättigung, bei der unterschiedliche Farbtöne zu unterschiedlichen Schattierungen führen, die beste Wahl. Ein Bildbeispiel finden Sie hier .

Die selektive Entsättigung, die auf Ihr Originalbild angewendet wurde, ist hier zu sehen: