Colori chiaramente distinguibili per figure scientifiche

Sto cercando suggerimenti su come scegliere una serie di colori (o una sfumatura di colore) che sono chiaramente distinguibili, per l'uso in figure scientifiche. C'è stata qualche ricerca sistematica su questo? Se sì, apprezzerei alcuni link.

Quando si creano figure scientifiche, il colore viene spesso utilizzato per distinguere gli elementi. Un esempio sono le linee in un diagramma:

Un altro esempio è un gradiente di colore per indicare i valori:

Sono interessato a due domande:

1. Come posso scegliere il più grande set di colori che sono ancora distinguibili l'uno dall'altro, per l'uso in una trama? Allo stesso modo, quale sfumatura di colore permetterà all'occhio di discernere il più grande insieme di valori e di rilevare il minimo cambiamento? Ci sono combinazioni di colori create appositamente per questo? Sto cercando qualcosa che funzioni bene sia sullo schermo che in stampa.

2. Come posso scegliere un set di colori (o una sfumatura) che sono ancora abbastanza distinguibili quando convertiti in scala di grigi, ma il contrasto è migliorato quando sono visualizzati a colori? Esiste un gradiente di colore che non è molto peggio a questo riguardo di un gradiente da bianco a nero quando viene convertito in scala di grigi, ma offre un contrasto notevolmente migliorato quando riprodotto a colori? (Prendiamo ad esempio la mia figura di esempio dall'alto con il colore dell'arcobaleno: ha un eccellente contrasto di colore, ma è inutilizzabile in scala di grigi. Molte riviste scientifiche pubblicheranno figure a colori online, ma chiedono figure utilizzabili anche in scala di grigi, nella stampa edizione.)

Ecco un utile spruzzo di scienza.

• Le retine dei tuoi occhi hanno recettori per luce rossa, verde e blu (coni) e recettori per livelli di luce generale (aste)
• Tra i tuoi occhi e la corteccia visiva, c'è un passaggio (LGN) in cui le informazioni sul colore vengono convertite in coppie opposte: rosso: verde, blu: giallo e nero: bianco. Il giallo viene creato in casi speciali in cui rosso e verde sono in equilibrio e il blu è basso e la maggior parte dei marroni sono effettivamente gialli scuri o a bassa saturazione (rosso e verde più alti rispetto al blu). Puoi vedere come queste coppie si contrappongono l'una all'altra con le immagini successive: fissa una luce brillante di un colore e distogli lo sguardo, e l'effetto dopo l'immagine che vedrai sarà fatto dei suoi colori opposti.

Questo ti dà le quattro tonalità più chiaramente distinguibili (più nessun nero o grigio: nessuna tonalità). All'interno di ciascuno di questi, è possibile utilizzare le differenze di luminosità e saturazione per creare più colori. Se hai bisogno di ancora più colori, puoi prendere i punti medi tra queste quattro tonalità e quindi variare di nuovo la luminosità e la saturazione. (fare attenzione a ridurre la saturazione e aumentare la luminosità troppo in quanto riduce il contrasto della tonalità).

Ricorda che il giallo è un caso speciale : è tipicamente luminoso perché viene alimentato dall'attivazione di due tipi di recettori, non solo uno.

La domanda su come questi si convertono in scala di grigi è importante, ma penso che probabilmente sia meglio rispondere separatamente. Ci sono differenze (ad esempio i rossi tendono ad essere più scuri) ma dipende da altre cose come il modo in cui viene fatta la convezione, ecc. Il grafico dell'intensità del colore dal link sopra sul giallo potrebbe aiutare come punto di partenza:

Due cose da tenere a mente:

• Le scale di colore non sono percepite linearmente. Nelle mappe di calore a colori, come la seconda immagine che pubblichi, le scale di colore sono utili per aiutare a percepire valori specifici, ma questo ha un costo che il quadro generale di ciò che è alto o basso rispetto a ciò che è più difficile da percepire intuitivamente. Maggiori informazioni su questo qui. Utilizzare tali "scale arcobaleno" solo quando ottenere valori specifici da una visualizzazione è più importante che vedere un'immagine più ampia (di solito, ciò significa che le scale arcobaleno sono ok per visualizzazioni che sono per analisi da parte di esperti, ma male per visualizzazioni che sono per scopi di comunicazione generali )
• Un numero sorprendentemente alto di persone (in particolare uomini) è daltonico. In particolare, qualcosa come il 10% degli uomini fa fatica a percepire le differenze tra rosso e verde, vedendo quei colori come la stessa tonalità. Queste persone di solito possono fare un'ipotesi educata basata sui livelli di leggerezza, ma è difficile e quindi è buona pratica assicurarsi che dove il rosso e il verde comunicano il mening, ci sono altri modi per distinguere questi colori oltre alla semplice tonalità. Usa gli strumenti di simulazione daltonismo come vischeck per testare i progetti, non fare affidamento solo sulla conversione in scala di grigi poiché non è una simulazione accurata.

Per la tua prima domanda potresti voler esaminare una ruota dei colori, ecco un esempio . Basta dividere i 360 gradi della ruota in quante più parti hai richiesto elementi e otterrai colori che contrastano il più possibile tra loro.

Ad esempio, se hai 3 elementi, i tuoi colori sarebbero rosso, blu e lime.

Come da figure utilizzabili in bianco e nero, spesso scoprirai che i motivi potrebbero aiutare a identificare diversi grafici, laddove tale applicazione sia possibile. Laddove non è possibile utilizzare i pattern, la soluzione migliore è la desaturazione selettiva in cui tonalità diverse producono tonalità diverse, vedere un esempio di immagine qui .

La desaturazione selettiva applicata all'immagine originale può essere vista qui: